TUGAS MERANGKUM MATERI LEMAK DAN MINYAK

MATA KULIAH TEKNOLOGI PENGOLAHAN DAN PENGAWETAN PANGAN

Kelompok :

1. Devita Amelia 21030113120005

2. Susilowati 21030113120031

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2015

LEMAK DAN MINYAK

Lemak dan minyak adalah senyawa ester non-polar yang tidak larut dalam air, yang dihasilkan oleh tanaman dan hewan. Lemak dan minyak yang dihasilkan dari tanaman disebut lemak nabati, sedangkan yang dari hewan disebut lemak hewani. Lemak dan minyak mempunyai fungsi yang penting dalam pengolahan pangan, yaitu sebagai sumber energi, berkontribusi dalam pembentukan tekstur dan mutu sensori produk pangan, medium pindah panas dalam proses penggorengan, serta pelarut bagi vitamin esensial larut lemak (A,D,E dan K). Lemak dan minyak terutama disusun oleh atom utama karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Lemak dan minyak merupakan bagian dari kelompok lipid, yaitu kelompok lipid sederhana yang disusun oleh dua komponen utama, yaitu asam lemak dan gliserin.

Lemak dan minyak dapat dibedakan dari wujudnya pada suhu ruang. Lemak berwujud padat pada suhu ruang, sedangkan minyak berwujud cair. Perbedaan ini disebabkan oleh perbedaan titik leleh antara lemak dan minyak.

Klasifikasi Lipid

Kelas utama Sub kelas Komponen penyusunLipid Sederhana Ester gliserol Gliserol + asam lemak

Wax Alkohol rantai panjang + asam lemak rantai panjang

Lipid Komposit Fosfo asligliserol (gliserol fosfolipid)

Gliserol + asam lemak + fosfat + penyusun lain yang biasanya mengandung nitrogen

Spingolipid sphingomyelins Sphingosine + asam lemak + phosphate + kolin

cerebroside Sphingosine + asam lemak + gula sederhana

ganglioside Sphingosine + asam lemak + karbohidrat kompleks

Turunan Lipid Bahan yang memenuhi definisi lipid, tetapi tidak termasuk lipid sederhana atau lipid komposit

Contoh : karotenoid, steroid, vitamin larut lemak

Lemak dan minyak berbeda dari sifat fisiknya pada suhu ruang. Istilah lemak (fat) umumnya digunakan untuk ester gliserol berbentuk padat pada suhu ruang, sedangkan minyak untuk ester gliserol berbentuk cair. Perbedaan sifat fisik ini disebabkan oleh komposisi asam lemak penyusunnya, Lemak mengandung asam lemak jenuh lebih banyak, sedangkan minyak mengandung asam lemak tidak jenuh lebih banyak.

Komponen utama penyusun lemak dan minyak adalah gliserin dan asam lemak.

1. GliserinMerupakan senyawa organik polar yang terdiri atas 3 atom karbon yang mengikat gugus hidroksil. Ketiga gugus karboksil ini bersifat reaktif dan dapat diesterifikasi oleh asam lemak.

2. Asam LemakMerupakan senyawa organik polar yang mengandung 2 -24 atom karbon (C) dengan gugus fungsional utamanya adalah gugus karboksil (-COOH). Asam lemak terpendek adalah asam asetat (2 atom karbon) dan yang terpanjang adalah asam tetrakosanoat (24 atom karbon).a. Asam lemak jenuh

H3C – (CH2)n – COOHb. Asam lemak tak jenuh

H3C – (CH2)m – CH = CH – (CH2)n – COOHDalam struktur kimia asam lemak tak jenuh, ikatan rangkap dua terdapat dalam bentuk konfigurasi cis dan trans. Konfigurasi cis terjadi bila gugus-gugus alkil yang terikat pada atom C ikatan ganda berada pada sisi (orientasi) yang sama, sedangkan pada konfigurasi trans gugus-gugus tersebut berseberangan. Struktur asam lemak dengan bentuk trans lebih mudah membentuk ikatan van der waals dengan molekul asam lemak lain sehingga molekulnya bisa saling berdekatan satu sama lain. Sebaliknya, struktur cis lebih sulit berikatan satu sama lain sehingga titik leleh asam lemak cis cenderung lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak trans.

Terdapat cara penamaan untuk asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh, yaitu nama umum dan nama sistematik.

1. Asam lemak jenuh, tata nama sistematik didasarkan pada jumlah atom karbon yang terikat dengan memberi akhiran –oat, seperti berikut :

Nama umum ∑ karbon Nama sistematik Struktur kimiaAsetat 2 Etanoat CH3COOHButirat 4 Butanoat CH3(CH2)2COOHValerat 5 Pentanoat CH3(CH2)3COOHKaproat 6 Heksanoat CH3(CH2)4COOHEnantat 7 Heptanoat CH3(CH2)5COOHKaprilat 8 Oktanoat CH3(CH2)6COOHPelargonat 9 Nonanoat CH3(CH2)7COOHKaprat 10 Dekanoat CH3(CH2)8COOHLaurat 12 Dodekanoat CH3(CH2)10COOHMiristat 14 Tetradekanoat CH3(CH2)12COOHPalmitat 16 Heksadekanoat CH3(CH2)14COOHStearat 18 Oktadekanoat CH3(CH2)16COOHArakidat 20 Elkosanoat CH3(CH2)18COOHLignocerat 24 tetrakosanoat CH3(CH2)22COOH

2. Asam Lemak tak jenuhTata nama asam lemak tak jenuh :1. Untuk menunjukkan adanya ikatan rangkap maka diberi tambahan е pada

penamaan yang terkait jumlah rantai karbon2. Jumlah ikatan rangkap dituliskan dengan di, tri, tetra, penta, heksa, dst

3. Untuk mengidentifikasi posisi ikatan rangkap pada rantai karbon, maka dituliskan juga nomor atom karbon yang memiliki ikatan rangkap. Penomoran atom karbon dihitung dari ujung gugus fungsional karboksilat.

4. Untuk mengidentifikasi apakah asam lemak pada posisi ikatan rangkap memiliki konfigurasi cis atau trans, maka diberi awalan cis atau trans.

Monogliserida dan digliserida adalah kelompok gliserida yang dibentuk dari hasil reaksi antara gliserol dan asam lemak. Reaksi pembentukan monogliserida dan digliserida dapat dengan cara esterifikasi atau inesterifikasi / gliserolisis.

1. Reaksi esterifikasiGliserol + Asam lemak Monogliserida + Digliserida

2. Reaksi InesterifikasiGliserol + Lemak/Minyak Monogliserida + Digliserida

Reaksi pembentukan trigliserida :

Beberapa tahapan proses lanjutan dari bahan baku minyak kasar :

1. DegummingBertujuan untuk menghilangkan gum, terutama senyawa asam phosphatidat atau turunannya yang akan berpengaruh terhadap mutu produk akhir minyak goreng.

2. RefiningUntuk menghilangkan komponen-komponen yang tidak dapat dihilangkan melalui proses degumming, misalnya pigmen, senyawa fosfatida yang tidak larut air, mineral mikro dan senyawa senyawa hasil oksidasi.

3. BleachingAdalah proses pemucatan minyak untuk menghilangkan komponen-komponen yang mempengaruhi warna cokelat, seperti karotenoid dan tokoferol.

4. DeodorisasiAdalah proses penghilangan asam lemak bebas dan senyawa yang menyebabkan bau menyimpang seperti peroksida, keton, dan senyawa hasil oksidasi lemak lainnya yang mudah menguap yang dapat menimbulkan bau menyimpang.

5. FraksinasiUntuk memisahkan fraksi minyak dan lemak, misalnya fraksi olein dan stearin maka minyak/lemak murni hasil proses degumming, refining, bleaching dan deodorisasi, kemudian difraksinasi.

6. HidrogenasiUntuk mengubah asam lemak tidak jenuh menjadi asam lemak jenuh, yang dapat meningkatkan titik leleh lemak/ minyak sehingga dapat mengubah wujudnya dari cair menjadi padat.

Reaksi kimia lemak dan minyak

Reaksi-reaksi pada lemak melibatkan gugus fungsional (ester) dan ikatan-ikatan rangkap pada rantai asam lemak. Reaksi kimia penting yang melibatkan lemak/minyak, diantaranya ialah reaksi hidrogenasi, reaksi penyabunan, reaksi hidrolisis, reaksi oksidasi serta reaksi intra- dan inter-esterifikasi.

1. Reaksi hidrolisis lemak

Reaksi hidrolisis lemak atau lipolysis adalah reaksi pelepasan asam lemak bebas (free fatty acid) dari gliserin dalam stuktur molekul lemak. Reaksi hidrolisis dapat terjdai pada lemak yang mengandung asam lemak jenuh dan tidak jenuh.

Reaksi hidrolisis lemak membentuk asam lemak bebas dan gliserin yang dipicu oleh enzim lipase atau pemanasan:

CH2-OOC-R CH2-OH | Panas | CH-OOC-R + 3 H2O CH-O + 3 RCOOH | Lipase | CH2-OOC-R CH2-O

Pembentukan bau tengik menunjukkan lemak sudah mengalami kerusakan. Pembentukan bau tengik yang disebabkan oleh reaksi hidrolisis, baik dipicu oleh adanya aktivitas enzim lipase maupun proses pemanasan disubut ketengikan hidrolitik. Derajat pembentukan bau tengik lemak yang rusak dipengaruhi oleh jenis lemak yang dibebaskan.

Lipase merupakan enzim yang bias terdapat dalam bahan pangan. Bila bahan pangan disimpan dan tidak diberi perlakuan pemansan sebelumnya maka lipase dapat aktif selama penyimpanan. Lipase dapat mengkatalisis hidrolisisi lemak yang menyebabkan asam lemak terdapat gliserol. Akumulasi pelepasan asam leamka bebas, terutama yang memiliki rantai karbon pendek misalnya asam butirat dan asam kaproat0, akan menyebabkan pembentukan bau tengik. Penggorengan bahan pangan yang mengandung air pada suhu tinggi, misalnya dengan deep-fat frying, yang dapat menyebabkan reaksi hidrolisis.

Akrolein bersifat volatile dan membentuk asap yang dapat mengiritasi mata. Pemanasan asam lemak bebas pada suhu tinggi dan waktu lama juga dapat membentuk senyawa dimer

dan trimer. Pembentukan warna minyak menjadi warna gelap oleh penggunaan minyak goreng secara berulang-ulang juga menjadi indikasi kerusakan lemak.

Reaksi pemecahan gliserin membentuk akrolein pada suhu tinggi :

CH2-OOC-R H-C=OH | -2 H2O | CH-OOC-R H-C + 2 H2O | Panas | CH2-OOC-R H-C-H

2. Reaksi hidrogenasi

Reaksi hidrogenasi adalah reaksi adisi hydrogen ke dalam rantai asam lemak tidak jenuh pada sisi karbon yang mengandung ikatan rangkap. Reaksi hidrogenasi mengubah lemak tidak jenuh menjadi lemak jenuh. Reaksi hidrogenasi akan dipercepat dengan proses pemanasan dan adanya katalisator metal misalnya nikel.

Reaksi hidrogenasi lemak tidak jenuh menjadi lemak jenuh:

O O || ||CH2OC(CH2)7CH=(CH2)7CH3 CH2OC(CH2)16CH3

O O || 3 H2 ||CH2OC(CH2)7CH=(CH2)7CH3 CH2OC(CH2)16CH3

Katalis Ni O Kalor O || ||CH2OC(CH2)7CH=(CH2)7CH3 CH2OC(CH2)16CH3

Reaksi diatas merupakn reaksi hidrogenasi gliseril trioleat (triolein) yang disusun oleh 3 molekul asam oleat dan menghasilkan gliseril stearat (tristearin), dimana ketiga ikatan rangkap yang terdapat pada C9 diadisi oleh gas hydrogen. Asam lemak yang terikat pada gliserin berubah menjadi asam stearate yang jenuh.

3. Reaksi penyabunan

Reksi penyabunan terjadi apabila lemak, misalnya gliseril palmitat (tripalmitin) dipanaksan dengan adanya alkali (sodium hidroksida) yang menybabkan ester gliserin terkonversi menjadi garam Na-palmitat dan gliserin. Garam asam lemak berantai panjang ini disebut reaksi penyabunan. Prinsip reaksi ini digunakan dalam proses produksi sabun secara komersial.

4. Reaksi autooksidasi lemak

Ikatan rangkap asam lemak yang terikat stuktur lemak/minyak mudah terooksidasi oleh oksigen. Reaksi oksidasi ini akan memicu pembentukan produk primer, skunder dan tersier yang bersifat volatil sehingga menyebabakan lemak atau produk yang mengandung lemak menjadi berbau tengik dan tidak layak dikonsumsi.

Oksidasi lemak adalah satu reaksi kimia yang menyebabkan kerusakan lemak, terutama lemak yang mengandung asam lemak tidak jenuh. Reaksi oksidasi lemak melibatkan ikatan rangkap pada rantai karbon. Reaksi oksidasi lemak dapat dipicu oleh adanya oksigen, enzim perioksidase, radiasi (cahaya) dan ion metal polivalen.

Reaksi oksidasi lemak dibagi tiga :

a. InisiasiMerupakan tahap pembentukan radikal bebas (R* dan H*) yang bersifat reaktif. Tahap ini dapat dipicu adanya cahaya dan ion metal polivalen.

b. PropagasiTahap propagasi adalah reaksi antara radikal bebas dengan oksigen untuk membentuk radikal peroksida (ROO*). Tahap ini berlansung cepat karena radikal peroksida akan mengambil atom hydrogen pada asam lemak lainnya pada sisi ikatan rangkapnya sehingga terbentuk radikal bebas baru (R*) dan hidroperoksida (ROOH)

c. Terminasi Tahap ini antarradikal peroksida (ROO*) juga dapat berikatan satu sama lain membentuk ROOR. Hidro peroksida berkontribusi pada pembentukan aroma yang menyimpang (off-Flavor) yang merupakan indikasi kerusakan lemak.

4.5.6 Sifat fisikokimia lemak dan minyak

Sifat fisikokimia lemak/minyak yang penting adalah kelarutan, titik leleh, berat jenis, kapasitas absorbs air, turbidity poin, dan bilangan iod. Disamping itu terdapat parameter yang sering digunakan untuk menentukan kualitas lemak/minyak yaitu bilangan asam, bilangan peroksida, bilangan paraanisdin, derajat ketengikan dan bilangab Thio Barbituric Acid (TBA).

4.5.7 Kelarutan

Lemak/minyak bersifat non-polar sehingga hanya dapat larut dalam pelaraut organic non-polar sehingga hanya dapat larut dalam pelarut organic non-polar seperti heksana, petroleum eter atau dietil eter. Sifat kelarutan lemak/minyak dalam pelarut organic non polar digunakan untuk melakukan ekstraksi lemak/minyak. Lemak/minyak tidak dapat larut dalam air karena air bersifat polar.

1. Indeks refraksi

Merupakan parameter yang berkaitan dengan berat molekul, panjang rantai asam lemak,tingkat ketidakjenuhan dan tingkat konjugasi. Pengukuran indeks refraksi berguna untuk menguji kemurnian suatu lemak. Indeks refraksi meningkat dengan semakin panjangnya rantai C, derajat ketidakjenuhan dan suhu yang semakin tinggi. Indeks refraksi

berhubungan dengan bilangan iod lemak karena itu dapat digunakan untuk mengendalikan proses hidrogenasi.

2. Titik leleh

Titik leleh adalah suhu dimana lemak/minyak berubah wujud dari zat padat menjadi cair. Titik leleh lemak/minyak ditentukan oleh ada tidaknya ikatan asam lemak penyusunya.asam lemak jenuh titik lelehnya tinggi begitu pula dengan asam lemak rantai panjang.

3. Berat jenis

Berat jenis lemak/minyak adalah berat minyak (gram) per satuan volume (ml). Pada prinsipnya, berat jenis lemak/minyak ditentukan melalui perbandingan berat.

4. Bilangan iod

Derajat ketidakjenuhan asam lemak asam lemak yang menyusun lemak/minyak dapat ditentukan berdasrkan reaksi adisi anata asam lemak dengan iod (I2). Ikatan rangkap yang terdapat pada asam lemak tidak jenuh dapat diadisi oleh senyawa iodn sehingga menghasilkan senyawa dengan ikatan jenuh. Reaksi adisi ikatan rangkap asam lemak oleh senyawa iod dibantu dengan suatu ‘carrier’ seperti iodin-klorida atau iodin-bromida. Reaksi adisi asam lemak oleh senyawa iod adalah sebagai berikut :

nI2 + -n(CH) = CH) - -n(CH – CH) - | | I I

Bilangan iod menyatakan jumlah gram iod yang digunakan untuk mengadisi 100 gram lemak/minyak. Semakin tinggi bilangan iod maka semakin banyak ikatan rangkap yang diadisi dan semakin tinggi derajat ketidakjenuhan lemak/minyak. Penetapan bilangan iod dilakukan dengan menambahkan iod secara berlebih ke dalam contoh lemak/minyak. Kelebihan iod dititrasi dengan natrium tiosulfat sehingga iod yang digunakan untuk mengadisi lemak/minyak dapat diketahui jumlahnya. Reaksi antara I2 dengan Na2S2O3 yang terjadi melalui reaksi reduksi oksidasi sebagai berikut :

I2 + 2 Na2S2O3 Na2S4O6 + 2NaI

Metode yang banyak digunakan dalam menetapkan bilangan iod adalah metode hanus dan metode Wijs.

5. Kapasitas absorbsi Air

Lemak/minyak dapat membentuk emulsi dengan air. Kapasitas mengabsorbsi air oleh minyak/lemak merupakan sifat yang penting dalam sebuah emulsi.

6. Turbidity point

Pengujian turbidity poin dilakukan untuk mengetahui adanya pengotoran oleh bahan asing atau pencampuran minyak.

7. Indeks padatan lemak (solid fat index)

SFI adalah ukuran tingkat kepadatan lemak pada suhu yang berbeda. SFI menunjukkan persentase lemak yang terdapat ndalam bentuk Kristal, yang dapat dibedakan dari minyak yang meleleh pada suhu tertentu.

8. Bilangan asam

Bilangan asam adalah bilangan yang menunjukkan jumlah asam lemak bebas yang terkandung dalam lemak/minyak,yang biasanya dihubungkan dengan prooses hidrolisis lemak/minyak.

Proses hidrolisis lemak

EnzimTrigliserida + H2O Digliserida + Monogliserida + asam lemak bebas Panas

Bilangan asam ditentukan dengan reaksi penyabunan yaitu dengan cara mereaksikan lemak/minyak dengan basa seperti KOH atau NaOH.

9. Bilangan peroksida

Reaksi oksidasi terjadi melalui beberapa tahap yaitu tahap inisiasi, tahap propagasi, dan terminasi. Radikal bebas yang terbentuk ditahap awal reaksi (tahap inisiasi) dapat bereaksi dengan oksigen menghasilkan senyawa peroksida. Keberadaan senyawa peroksida ini digunakan sebagai indikator terjadinya oksidasi lemak/minyak.

10. Derajat ketengikan

Derajat ketengikan menunjukakan seberapa besar kerusakan lemak/minyak telah terjadi. Uji ketengikan merupakan uji yang digunakan untuk mengukur stabilitas oksidasi lemak.

11. Bilangan TBA

Uji bilangan TBA umum digunakan untuk mengukur tingkat ketengikan lemak/minyak atau produk pangan yang mengandung lemak/minyak. Dalam reaksi oksidasi lemak, komponen hasil dekomposisi lemak yang dapat terbentuk adalah senyawa turunan aldehida yaitu manoldehid. Semakin tinggi TBA maka tingkat oksidasi lemak/minyak semakin tinggi.

4.6 Produk Lemak/Minyak dan Aplikasinya dalam Pengolahan Pangan

Lemak dan minyak memiliki sifat funsional yang berguna dalam pengolahan pangan diantaranya mempengaruhi warna,flavor,tekstur,kelembutan,emulsifikasi dan medium pindah panas dalam proses pemasakan.

Beberapa produk lemak/minyak dan aplikasinya dalam prroses pengolahan pangan :

1. Butter

Butter dibuat dari lemak susu (krim).dalam proses pembuatan butter, krim susu dipisahkan dengan cara sentrifugasi, kemudian lemak yang terpisah dipasteurisasi untuk menginaktifkan

enzim lipase dan membunuh mikroba. Tekstur butter dipengaruhi oleh jenis asam lemak yang menyusun lemak.

2. Margarin

Margarin adalah produk turunan lemak nabati/hewani yang merupakan emulsi air dalam minyak (w/o) yang mengandung minimal 80% lemak. Margarin dibuat dengan mencampurkan lemak dan minyak nabati/hewan tertentu dengan ingredient lain serta difortifikasi dengan vitamin larut lemak, seperti vitamin A dan vitamin D. Adanya provitamin A (beta-karoten) memberikan warna kuning pada margarin sehingga bila digunakan dalam proses pengolahan maka Lemak/minyak dapat berkontribusi pada pembentukan warna kuning dari produk.

3. Shortening

Shortening adalah lemak semi-padat yang dapat menghasilkan tekstur renyah dan rasa gurih dalam berbagai produk yang berasal dari terigu, sperti produk bakeri. Shortening dikenal juga sebagai lemak putih atau mentega putih. Shortening dapat berasal dari lemak hewani, lemak nabati atau campuran dari keduanya.

4. Minyak goreng

Minyak goring adalah minyak yang berasl dari lemak tumbuhan atau hewan yang dimurnikan dan berbentuk cair dalam suhu kamar , biasanya digunakan untuk menggoreng makanan. Minyak goring dari tumbuhan biasanya dihasilkan dari tanaman seperti kelapa, biji-bijian, kacang-kacangan, jagung, kedelai, dan kanola.

4.7 Modifikasi Lemak dan Minyak

Proses modifikasi lemak/minyak adalah dengan reaksi hidrogenasi , pencampuran secara fisik lemak dengan tititk leleh yang berbeda , atau melalui proses interesterifikasi atau intra-esterifikasi.rigliserida baru dengan titik lelah dan sifat kristalisasi.

Proses interesterifikasi : prinsip dari reaksi ini adalah menukar posisi asam lemak yang terikat pada gliserol atau menggantikan asam lemak yang terikat dengan asam lemak lain yang berbeda titik lelehnya. Dengan demikian, akan dihasilkan yang berbeda. Proses inter-esterifikasi ini digunakan dalam tahapan proses produksi margarin, pastry dan shortening.

Proses intraesterifikasi : dapat dilakukan secara kimia melalui reaksi alkoholis dan asidolisis atau secara enzimatis.