repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789... · bab 2 tinjauan pustaka 2.1. lemak...

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Lemak dan Minyak

Minyak merupakan trigliserida yang berwujud cairan pada suhu kamar dan umumnya

diperoleh dari sumber nabati, sedangkan lemak merupakan trigliserida yang pada

suhu kamar berwujud padatan dan umumnya bersumber dari hewani.

Minyak dan lemak adalah trigliserida yang merupakan bagian terbesar dari

kelompok lipida. Pembentukan trigliserida dihasilkan dari proses esterifikasi suatu

molekul gliserol dengan tiga molekul asam lemak (yang sama atau dapat berbeda)

membentuk suatu molekul trigliserida dan tiga molekul air (Perkins, 1991).

Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, dan hal ini tergantung dari

komposisi asam lemak yang menyusunnya. Sebagian besar minyak nabati berbentuk

cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat, asam

linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani pada

umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak mengandung asam lemak

jenuh, misalnya asam palmitat dan stearat yang mempunyai titik cair lebih tinggi

(Silalahi, 2002). Struktur trigliserida dapat dilihat pada gambar 2.1.

O

O

O

R1

O

R2

O

R3

O Gambar 2.1. Struktur Trigliserida (Silalahi, 2002)

Trigliserida tidak dapat larut dalam air dan pada temperatur kamar dapat

berubah dari padat menjadi cair. Panjang asam lemak beberapa minyak yang dapat

dikonsumsi adalah 16-18 atom C. Meskipun demikian, minyak kelapa dan minyak

Universitas Sumatera Utara

inti sawit termasuk yang tinggi kejenuhannya karena memiliki asam laurat. Secara

umum lemak mengandung suatu campuran trigliserida yang akan berbeda pada setiap

komposisi dan posisi asam lemaknya pada molekul trigliserida, hal ini menyebabkan

molekul dalam lemak dapat melembut atau mengeras. Oleh karena itu, lemak dapat

berbentuk cair pada temperatur kamar, tetapi umumnya mengandung molekul lemak

padat (suspended solid) pada minyak cairnya. Jika lemak cair didinginkan, beberapa

molekul lemak akan memadat dan sebagian membentuk kristal lemak dari bagian

yang cair (Weiss, 1983).

Minyak dan lemak merupakan komponen makanan yang memiliki fungsi

tersendiri. Sebagai nutrisi, lemak memiliki lima fungsi yaitu sebagai sumber energi,

material pembangun struktur sel, sumber asam lemak esensial pada manusia, pelarut

vitamin A, D, E, K, dan pengontrol serum lipida dan lipoprotein (Melton, 1996).

Disamping fungsinya sebagai nutrisi, lemak juga merupakan komponen

makanan dan pemberi rasa dalam makanan. Lemak memberikan cita rasa yang

merupakan suatu kombinasi yang memberikan rasa lembut, lezat, bentuk dan aroma

pada makanan. Lemak juga sebagai pembawa senyawa cita rasa lipofilik yang

disebabkan oleh adanya prekursor untuk pembentuk cita rasa (Akoh, 1995).

Selain mempunyai efek positif, lemak juga mempunyai efek negatif,

kebanyakan lemak akan menyebabkan meningkatnya resiko kegemukan dan beberapa

jenis penyakit kanker, kolesterol yang tinggi di dalam darah dan penyakit jantung

koroner . Pengurangan konsumsi lemak dapat menurunkan resiko terkena penyakit

jantung dan jika manusia yang memilki kelebihan berat badan melakukan diet lemak

dapat menurunkan resiko penyakit jantung koroner (Geise, 1996).

Berdasarkan sumbernya, lemak digolongkan menjadi dua, yaitu lemak

hewani yang berasal dari hewan dan lemak nabati yang berasal dari tumbuhan.

Perbedaan dari lemak nabati dan lemak hewani adalah lemak hewani umumnya

bercampur dengan steroid hewani yang disebut kolesterol, sedangkan lemak nabati

umumnya bercampur dengan steroid nabati yang disebut fitosterol (Ketaren, 2008).

Lemak dan minyak sebagai bahan pangan dapat dibagi menjadi dua golongan,

yaitu lemak yang siap dikonsumsi tanpa dimasak (edible fat consumed uncooked),


misalnya mentega dan lemak yang digunakan dalam kembang gula, dan lemak yang

dimasak bersama bahan pangan atau dijadikan sebagai medium, misalnya minyak

goreng, shortening, dan lemak babi. Kadang-kadang untuk tujuan ini dapat juga

digunakan mentega atau margarin. Lemak atau minyak yang ditambahkan ke dalam

bahan pangan atau yang dijadikan sebagai bahan pangan perlu memenuhi persyaratan

dan sifat-sifat tertentu. Sebagai contoh ialah persyaratan atau sifat-sifat lemak yang

digunakan untuk pembuatan mentega atau margarin berbeda dengan persyaratan

minyak yang dijadikan shortening atau minyak goreng (Potter, 1986).

2.2. Minyak Kemiri

Tanaman kemiri tumbuh secara alami di hutan campuran dan hutan jati pada

ketinggian 150-1000 m di atas permukaan laut. Tanaman kemiri tidak begitu banyak

menuntut persyaratan tumbuh, sebab dapat tumbuh di tanah kapur, tanah berpasir dan

jenis tanah lainnya (Arlene, et.al,. 2010).

Tanaman kemiri (Alleurites mollucana) berpohon besar dengan tinggi 25-40

meter, beranting banyak, mempunyai tunas muda yang tertutup rapat oleh bulu yang

berwarna putih keabu-abuan atau cokelat. Daun muda, berlekuk tiga atau lima,

sedang daun tua, berbentuk bulat dengan ujung meruncing. Daun tersebut mempunyai

kelenjar berwarna hijau kekuningan (Ketaren, 2008). Penyebaran kemiri di Indonesia

hampir meliputi seluruh kepulauan. Daerah budidaya kemiri utama untuk wilayah

Indonesia dapat dijumpai di Provinsi Sumatera Utara, Sumatera Barat, Bengkulu,

Lampung, Kalimantan Barat, Bali, Sulawesi Selatan, Maluku, dan Nusa Tenggara

Timur dengan luasan total mencapai 205.532 ha (Ginting, 2013).

Kemiri mempunyai nilai ekonomi yang tinggi, dimana hampir semua makanan

khas Indonesia menggunakan daging atau minyak kemiri. Minyak dari daging kemiri

dapat dipisahkan dengan beberapa cara, antara lain dipres baik pada kondisi dingin

maupun dalam kondisi panas, dan ekstraksi pelarut. Minyak biji kemiri dapat juga

dipakai untuk bahan pembuatan sabun, kosmetik, dan lain-lain, sedangkan ampas biji


dari hasil pengepresan dapat dipakai sebagai pupuk karena mengandung sekitar 8,5%

Nitrogen dan lebih dari 4% asam fosfat.

Kandungan bagian buah (biji) mengandung asam lemak jenuh dan asam lemak

tidak jenuh sebesar 55-65 persen yang ditunjukkan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Kandungan asam lemak dalam minyak kemiri

Asam Lemak Rantai Karbon Kandungan (%)

Asam palmitat C16;0 5,5

Asam stearat C18:0 6,7

Asam oleat C18:1 10,5

Asam linoleat C18:2 48,5

Asam linolenat C18:3 28,5

Sumber: (Ketaren, 2008)

Minyak biji kemiri biasanya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan cat

atau pernis, tinta cetak, dan pengawet kayu dan bahan pembuatan sabun. Di Filipina,

minyak ini sudah lama digunakan untuk melapisi bagian dasar perahu agar tahan

terhadap korosi akibat air laut. Daging buah kemiri juga dapat digunakan sebagai

bumbu masak (Ketaren, 2008).

2.3. Stearin Kelapa Sawit

Minyak sawit merupakan produk dari tanaman kelapa sawit yang memilki bentuk

semisolid pada temperatur kamar. Hal ini disebabkan di dalam minyak kelapa sawit

banyak sekali mengandung triasilgliserol yang mempunyai titik leleh dan kelarutan

yang berbeda-beda. Dengan pendinginan terkontrol, fraksi berbentuk padatan terpisah

dari fraksi berbentuk cairan, proses ini disebut proses winterisasi. Fraksi yang

berbentuk padat dikenal dengan nama fraksi stearin (RBDPStearin) dan fraksi yang

berbentuk cair dikenal sebagai fraksi olein (RBDPOlein). Fraksinasi tersebut

menghasilkan 75% fraksi olein dan 25% fraksi stearin. Stearin kelapa sawit diperoleh

dari pemurnian minyak kelapa sawit yang diproses beberapa tahap. Stearin ini

dihasilkan dari fraksinasi yang terjadi saat pendinginan. Setelah pendinginan, olein


kelapa sawit akan berada di atas dan stearin berada di bagian bawah (Kaban dan

Brahmana, 1991; O’Brien, 1998).

Minyak kelapa sawit diperoleh dari pemurnian minyak kelapa sawit yang

diproses beberapa tahap, yaitu; (a) penghilangan getah (degumming), (b) pemucatan

(bleaching), (c) penghilangan bau (deodorization), dan (d) pendinginan

(winterization). Skema pemurnian minyak kelapa sawit dapat dilihat pada gambar

2.2.

Crude Palm Oil (CPO)

+ H3PO4

+ Bleaching Eart

+ Filter

Filtrat(DBP Oil)

Residu (ampasbleaching eart)

Deodorizing

ALB, Air RBDP Oil

Kristalisasi Fraksinasi

Filter

RBD Olein RBD Stearin

Gambar 2.2. Skema Proses Pemurnian dan Pengolahan CPO

Stearin mempunyai komposisi trigliserida yang mirip dengan mentega coklat,

yang merupakan campuran dari POP, POS, dan SOS serta tidak ada komponen yang

cair pada temperatur kamar. Dengan penambahan stearin, kristalisasi mentega coklat

semakin baik dan kompleks dan panas peleburan bertambah (Basiron, 2000).


2.4. Lemak Margarin dan Margarin

Lemak margarin adalah lemak yang digunakan sebagai bahan baku utama dalam

pembuatan margarin. Lemak margarin ini umumnya berasal dari lemak nabati dan

lemak hewani. Lemak yang digunakan pada pembuatan margarin ini secara fisik

maupun kimiawi mempunyai sifat-sifat yang sama dengan lemak yang lainnya.

Pada prinsipnya persyaratan dasar yang harus dipenuhi pada pembuatan

margarin adalah kandungan lemak padat, titik cair, bilangan peroksidanya. Standar

mutu margarin internasional menetapkan maksimum bilangan peroksida 6 mg

O2/100 gram. Karena bilangan peroksida ini suatu ukuran kandungan peroksida

dalam margarin yang sangat menentukan stabilitas oksidatif lemak margarin.

Selanjutnya titik cair margarin berkaitan dengan nilai nutrisi dan kemampuan darah

membawa zat makanan yang mengandung margarin (Ramayana, 2003).

Sebagaimana minyak/lemak pada umumnya, sifat-sifat lemak margarin juga

sama dengan sifat-sifat minyak/lemak lainnya secara umum baik sifat fisika maupun

sifat kimia. Namun untuk penggunaannya yang spesifik, beberapa literatur

memberikan persyaratan sifat-sifat lemak margarin terutama pada titik cair,

kandungan lemak padat, dan bilangan peroksida. Kandungan lemak padat atau indeks

lemak padat banyak digunakan sebagai metode untuk menentukan konsistensi lemak.

Sifat-sifat lemak margarin yang penting lainnya adalah titik lebur yang berkaitan

dengan bentuk isomer geometriknya, panjang rantai karbon dan kejenuhannya. Asam

lemak cis memiliki titik lebur yang lebih rendah dibandingkan dengan asam lemak

trans (Potters, 1986).

Margarin merupakan produk perisa pangan yang mengandung 80% lemak.

Margarin dibuat dengan mencampurkan lemak dan minyak dengan bahan lain yang

kemudian difortifikasi dengan vitamin A. Margarin dikembangkan untuk kebutuhan

nutrisi yang dibutuhkan ketika awalnya dibuat sebagai pengganti mentega. Margarin

semakin berkembang karena memiliki aplikasi yang bervariasi. Margarin dibuat dari

sejumlah lemak dan minyak, antara lain minyak kedelai, minyak biji kapas, minyak


sawit, minyak jagung, dan minyak bunga matahari (O’Brien, 1998). Beberapa jenis

margarin beserta tampilan yang dibutuhkan dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2. Persyaratan Tampilan Beberapa Jenis Margarin

Jenis Margarin Syarat Tampilan

Tub Memisah pada suhu 50C-100C

Paket Memisah pada suhu 150C (iklim sedang) dan

200C-250C (iklim tropis)

Industri atau bakery Berbentuk krim

Pastry Tercampur dengan baik

Sumber : (Basiron, 2000)

Banyak jenis margarin yang tersedia di pasaran, masing-masing dibuat untuk

memenuhi keinginan konsumen. Jenis margarin yang paling umum adalah table

margarine, bakery margarine, dan puff pastry margarine. Sifat fisis yang baik

diperlukan untuk margarin berkualitas. Sifat-sifat ini termasuk yaitu stabilitas emulsi

tanpa ada lemak yang terpisah, tekstur permukaan yang mengkilap, tidak ada butiran,

dapat dioleskan dengan baik, dan bersih dengan melebur di mulut. Sifat fisis dari

kekerasan dan spreadability margarin sangat berhubungan dengan proporsi lemak

padatan dan cairan pada suhu yang diberikan. Lemak yang digunakan untuk semua jenis

margarin biasanya campuran dari minyak cair dan padat sehingga akan memberikan

kandungan padatan yang diinginkan pada jarak tertentu (Barus, 2006).

2.5. Asam Lemak Trans (TFA)

Lemak trans adalah lemak yang terbentuk dari proses hidrogenasi, yaitu proses

penambahan ion hidrogen ke dalam lemak. Hidrogenasi dilakukan pada MUFA

(Mono Unsaturated Fatty Acid) atau PUFA (Poly Unsaturated Fatty Acid) yang

sifatnya tidak stabil. Jenis lemak yang biasa diolah menjadi lemak trans adalah


minyak kedelai, minyak jagung, minyak biji kapas, minyak biji bunga matahari,

minyak zaitun, dan minyak canola. Lemak trans yang ada di pasaran umumnya

terbuat dari minyak kedelai dan minyak biji jagung yang harganya relatif lebih murah

dibandingkan minyak tak jenuh lainnya (Lingga, 2012). Struktur asam oleat cis dan

asam oleat trans dapat dilihat pada gambar 2.3.

C

H H O

OH

Asam oleat Cis

H

H

C

O

OH

Asam oleat Trans (Asam Elaidat)

Gambar 2.3. Struktur Cis dan Trans Asam Oleat (Tjeng, 2011)

Asam lemak tidak jenuh yang terdapat di dalam minyak dapat berada dalam

dua bentuk yaitu isomer cis dan trans. Asam lemak tak jenuh terdapat secara alami

biasanya sebagai asam lemak cis, hanya sedikit dalam bentuk trans. Jumlah asam

lemak trans dapat meningkat di dalam makanan berlemak akibat dari proses

pengolahan yang ditetapkan. Sebelumnya keberadaan asam lemak trans dalam lemak

hidrogenasi dari produk cocoa butter dianggap menguntungkan karena memiliki titik

leleh yang lebih tinggi (sama dengan asam lemak jenuh) dibanding bentuk cis karena

lebih stabil dan lebih tahan terhadap oksidasi, tetapi pada tahun 1990 penelitian

tentang asam lemak trans meningkat karena pengaruh negatif dari asam lemak

tersebut yang dapat meningkatkan penyakit jantung koroner (Subbaiah, et. al., 1998).


Keberadaan asam lemak trans di dalam makanan menimbulkan dampak

negatif terhadap kesehatan yaitu sebagai pemicu penyakit jantung koroner (PJK).

Pengaruh negatif asam lemak trans dengan mempengaruhi kadar low density

lipoprotein (LDL) yang disebut kolesterol jahat. LDL ini adalah kolesterol yang

mengangkut paling banyak kolesterol di dalam darah. Kadar LDL yang tinggi akan

menyebabkan mengendapnya kolesterol dalam arteri dan high density lipoprotein

(HDL) yang dikenal sebagai kolesterol baik. Kolesterol HDL mengangkut kolesterol

lebih sedikit, dapat membuang kelebihan kolesterol jahat di pembuluh darah arteri

kembali ke hati untuk diproses dan dibuang. Jadi, HDL dapat mencegah kolesterol

mengendap di arteri dan melindungi dari arteroklerosis (terbentuknya plak pada

dinding pembuluh darah). Dengan mengkonsumsi asam lemak trans akan menaikkan

kadar LDL dan menurunkan HDL (Hunter, 2007).

2.6. Modifikasi Minyak dan Lemak

2.6.1. Hidrogenasi

Hidrogenasi minyak dan lemak yang dikembangkan oleh W Norman pada

tahun 1902 bertujuan untuk mengubah minyak cair menjadi lemak setengah padat

yang sesuai untuk produk-produk seperti shortening dan margarin. Hidrogenasi

merupakan metode yang paling banyak diterapkan untuk industri dalam

memodifikasi minyak dan lemak (Silalahi, 1999).

Proses hidrogenasi merupakan suatu proses industri bertujuan untuk

menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak atau lemak

(Ketaren, 1986). Hidrogenasi mampu mereduksi ikatan rangkap menjadi ikatan

tunggal sehingga meningkatkan titik cair lemak. Reaksi ini menggunakan katalis

kimia seperti Ni, Pt, Pb, atau Cu, tetapi yang paling umum digunakan adalah Ni

(Silalahi, 1999). Reaksi pada proses hidrogenasi terjadi pada permukaan katalis yang

mengakibatkan reaksi antara molekul-molekul minyak dengan gas hidrogen.

Hidrogen akan diikat oleh asam lemak tidak jenuh, yaitu pada ikatan rangkap,


membentuk radikal kompleks antara hidrogen, nikel, dan asam lemak tak jenuh.

Setelah terjadi penguraian nikel dan radikal asam lemak, akan dihasilkan suatu

tingkat kejenuhan yang lebih tinggi. Radikal asam lemak dapat terus bereaksi dengan

hidrogen, membentuk asam lemak yang jenuh. Reaksi hidrogenasi parsial dapat

dilihat pada gambar 2.4.

O

O

O C

C

C

O

O

O

(H2C)16

(CH2)7

(CH2)7

CH

CH

(CH2)7 CH3

CH

CH

(CH2)7 CH3

H3C +H2Ni

O

O

O C

C

C

O

O

O

(H2C)16

(CH2)7

(CH2)7

H2C

H2C (CH2)7 CH3

CH

CH

(CH2)7 CH3

H3C

Gambar 2.4. Reaksi Hidrogenasi Parsial (Tjeng, 2011)

Proses hidrogenasi dilakukan untuk menjenuhkan ikatan rangkap di dalam

rantai asam lemak, namun gas hidrogen dapat juga bereaksi dengan komponen non

gliserida dalam minyak seperti karoten. Hal ini sangat tidak menguntungkan. Masalah

yang harus diperhatikan selanjutnya adalah reaksi selektivitas (Gunstone dan Norris,

1983).

2.6.2. Blending

Blending (pencampuran) merupakan metode dalam modifikasi minyak atau lemak

yang mudah dan ekonomis, karena dapat dilakukan dengan mencampur secara fisik

dua jenis minyak atau lebih. Tujuan blending adalah meningkatkan titik leleh lemak

atau minyak yang diperoleh sesuai dengan yang diinginkan dengan cara

menambahkan minyak yang mempunyai titik leleh lebih tinggi ke dalam campuran

minyak. Perubahan nilai akibat pencampuran (blending) ini dikarenakan kandugan


asam lemak dari minyak yang dicampurkan mempunyai komposisi asam lemak yang

titik lelehnya tinggi (Willis, et.al. 1998).

Namun demikian, blending memiliki banyak kelemahan, karena perbedaan

ukuran molekular, dua jenis minyak ada kemungkinan tidak kompatibel satu sama

lainnya dan dapat membentuk campuran eutektik (Moussata dan Akoh, 1998). Selain

itu hasil yang diperoleh kurang stabil dalam jangka waktu yang cukup lama karena

hanya merupakan interaksi fisik dua atau lebih jenis minyak. Blending juga salah satu

cara menghindari terjadinya asam lemak trans, bentuk trans yang dihasilkan metode

hidrogenasi. Blending dilakukan dengan pengadukan yang kuat sehingga fase

pendispersinya dapat bercampur dan dispersi ini dapat dipertahankan dengan

menambah zat pengemulsi seperti lesitin (Haumann, 1994).

Beberapa penelitian mengenai blending yang telah dilakukan adalah oleh

Mariati pada tahun 2001 dengan melakukan blending antara lemak kakao, RBD

minyak sawit, dan minyak kemiri, sedangkan Ramayana (2003) telah melakukan

blending antara minyak kelapa, minyak kelapa sawit, dan stearin kelapa sawit untuk

membuat lemak margarin.

2.6.3. Interesterifikasi

Reaksi transesterifikasi adalah suatu reaksi dimana suatu ester trigliserida atau ester

asam lemak diubah menjadi ester yang lain melalui reaksi dengan suatu alcohol,

asam, atau ester yang lain. Transesterifikasi terbagi atas alkoholisis, asidolisis, dan

interesterifikasi.


Alkoholisis adalah reaksi dimana suatu ester diubah menjadi ester yang lain

dengan mereaksikannya dengan suatu alkohol. Secara umum, reaksinya dapat

dituliskan sebagai berikut:

+ H3C OH

COCH3

O

+

O

O

O

C

O

R1

COR2

COR3

R1

COCH3

O

R1

COCH3

O

R1

OH

OH

OH

Trigliserida/Ester Metil Ester Asam Lemak Gliserol

3

sedangkan asidolisis adalah reaksi dimana suatu ester diubah menjadi ester lain

dengan mereaksikannya dengan suatu asam. Secara umum, reaksinya dapat dituliskan

sebagai berikut:

C11H23 COH

O

+

O

O

O

C

O

R1

COR2

COR3

O

O

O

C

O

C11H23

COR2

COR3

Trigliserida/Ester Asam Lemak

(Tarigan, 2009).

Interesterifikasi atau ester interchange atau sering pula disebut sebagai

transesterifikasi adalah reaksi satu ester dengan ester lainnya dengan mempertukarkan

asam lemak diantara molekul-molekul trigliserida sampai tercapai keseimbangan

molekul. Gandhi (1997) dan Silalahi (1999) menyatakan bahwa interesterifikasi

merupakan reaksi suatu ester dengan ester lainnya dalam molekul triasilgliserol.

Reaksi ini sebenarnya tejadi sebagai penataan ulang (rearrangement) atau

pengacakan residu asil dalam triasilgliserol yang menghasilkan lemak atau minyak

dengan sifat-sifat yang baru (Belitz and Grosch, 1987). Reaksi pertukaran ester secara

intermolecular dan intermolecular dapat dilihat pada gambar 2.5.


O

O

O

C

C

C

O

O

O

H2C

H2C

H2C

R1

R2

R3

O CO H2

C R4

O CO H2

C R5

O C

O H2C R6

NaOC2H5

O

O

O

C

C

C

O

O

O

H2C

H2C

H2C

R4

R2

R3

O

O

O

C

C

C

O

O

O

H2C

H2C

H2C

R1

R5

R6

Trigliserida-1 Trigliserida-2

Trigliserida-3 Trigliserida-4 (a)

O

O

O

C

C

C

O

O

O

H2C

H2C

H2C

R1

R2

R3Trigliserida-1

NaOC2H5O C

O H2C R2

O CO H2

C R1

O C

O H2C R3

Trigliserida-2 (b)

Gambar 2.5. Reaksi Pertukaran Ester : (a) Reaksi Pertukaran Intermolekular, (b)

Reaksi Pertukaran Intramolekular (Sari, 2016).

Interesterifikasi kimia menghasilkan suatu randomisasi gugus asil dalam

trigliserida. Interesterifikasi kimia dapat terjadi tanpa menggunakan katalis, tetapi

membutuhkan suhu yang sangat tinggi, pencampaian kesetimbangan (equilibrium)

sangat lamban, trigliserida akan mengalami dekomposisi dan polimerisasi serta

banyak menghasilkan asam lemak bebas (Silalahi, 1999).

Lipase merupakan enzim yang dapat mengkatalisis reaksi interesterifikasi

enzim yang terutama dihasilkan dari bakteri, khamir, dan fungi ini mengkatalisis

hidrolisat triasilgliserol, diasilgliserol, dan monoasilgliserol dan asam lemak bebas.


Akumulasi produk hidrolisis berlangsung terus hingga tercapai suatu kesetimbangan

(Willis, et.al. 1998).

2.7. Titik Lebur pada Lemak

Lemak dan minyak hewani dan nabati merupakan campuran dari gliserida dan

komponen lainnya, sehingga tidak mempunyai titik lebur yang tepat, tetapi

melebur/mencair diantara kisaran suhu tertentu. Asam lemak selalu menunjukkan

kenaikan titik lebur dengan semakin panjangnya rantai karbon. Asam lemak yang

derajat ketidakjenuhannya semakin tinggi, mempunyai titik lebur yang semakin

rendah. Asam lemak yang berstruktur trans mempunyai titik lebur yang lebih tinggi

daripada asam lemak yang berstruktur cis (Moran dan Rajah, 1994).Titik lebur lemak

merupakan suatu sifat empiris yang berhubungan dengan sifat fisik lemak. Titik lebur

berhubungan langsung terhadap temperatur dimana lemak mengkristal atau memadat.

Semakin tinggi temperatur, maka titik lebur semakin tinggi, tergantung dari sifat

poliformis kristal lemak. Titik lebur lemak tidak merupakan suhu yang tepat, tetapi

merupakan kisaran suhu tertentu. Hal ini disebabkan karena minyak atau lemak

disusun dari campuran gliserida dan komponen lainnya. Asam lemak seu

menunjukkan kenaikan titik lebur, dengan semakin panjangnya rantai karbon dan

semakin jenuhnya lemak tersebut (Sudarmadji, 1996).

Titik lebur dari minyak atau lemak ditetapkan dengan maksud identifikasi

minyak atau lemak tersebut. Cara penetapannya yaitu dengan menggunakan tabung

kapiler yang diisi dengan minyak. Kemudian dimasukkan ke dalam lemari es selama

satu malam sehingga minyak akan membeku dan menjadi padat. Setelah satu malam

dalam lemari es, tabung kapiler tadi diikat bersama dengan termometer, selanjutnya

dicelupkan ke dalam gelas piala yang berisi air. Temperatur akan naik dengan lambat

dan temperatur pada saat permukaan dari minyak atau lemak dalam tabung kapiler

mulai naik, disebut titik lunak atau softening (Ketaren, 1986).


2.8. Kandungan Lemak Padat

Kandungan lemak padat merupakan ukuran dari jumlah padatan yang ada dalam

lemak. Solid Fat Content (SFC) merupakan analisa lemak dan minyak yang diterima

secara umum dalam industri makanan. SFC berkaitan dengan persentase minyak yang

berupa padatan pada berbagai suhu (Tjeng, 2011). Nilai standar SFC untuk lemak

margarin pada beberapa suhu dapat dilihat pada tabel 2.3 dibawah ini.

Tabel 2.3. Nilai Standar SFC Lemak Margarin

Analisis SFC

Temperatur Nilai SFC (%)

100C 12-40

210C 8-23

33,30C 2-4

Sumber : (O’Brien, 2008)

2.8.1.Dilatometri

Metode awal yang digunakan untuk memperkirakan persentase padatan pada lemak

adalah dilatometry (AOCS Cd 10-57). Hasilnya disebut solid fat index. Namun,

metode ini memakan waktu dan bersifat subjektif. Metode tradisional ini merupakan

metode yang lambat, tidak dapat diulang, dan membutuhkan zat kimia (Tjeng, 2011).

Metode penentuan lemak padat secara dilatometri dilakukan dengan

mengukur perubahan volume dari lemak padat saat peleburan. Cara ini lebih lama dan

hanya sesuai dengan solid fat index (SFI)≤50 pada 10 oC. Dilatasi dari suatu lemak

merupakan ekspansi isotermal yaitu perubahan dari keadaan padat menjadi cair, yang

mana sebelumnya lemak telah dipadatkan pada kondisi yang tepat. Dilatasi yang

dinyatakan dalam ml/kg lemak atau µl/gr lemak dan kadang-kadang dinyatakan

dalam µl/25 gr lemak. Pada prinsipnya dilatasi adalah pengukuran volume dari suatu

lemak yang sudah diketahui beratnya diukur dibawah temperatur 60oC. Dilatasi suatu


lemak diukur dengan alat dilatometri. Dilatasi lemak ini memberikan suatu petunjuk

perbandingan antara lemak padat dan lemak cair dalam sampel semi padat (Hamilton,

1986). Pada sistem pengukuran BS (British Standart), dilatasi diukur dalam satuan

mm3/gr lemak dengan nilai range dari 10 untuk minyak cair sempurna hingga 2000-

2500 untuk lemak padat (Hamilton and Rossell,1986).

2.8.2 .Differential Scanning Calorimetry (DSC)

DSC telah diusulkan sebagai alternatif yang mungkin untuk menggantikan

dilatometri akan tetapi hasil DSC dipengaruhi oleh panas penggabungan, kecepatan

kristalisasi dan peleburan ukuran sampel.

Che Man dan Swe (1997) menggunakan DSC untuk memonitor penyebab dari

kristalisasi yang bermutu rendah dari batch palm oil yang gagal. Mereka menemukan

bahwa termogram pendinginan dari palm oil dari batch yang gagal berbeda dari

kristalisasi yang bagus. Mereka menunjukkan bahwa temperatur dan waktu

pemanasan adalah berpengaruh pada termogram, dan menunjukkan korelasi antara

termogram dan pembentukan kristal yang terjadi. Pemanasan atau pendinginan dan

massa sampel juga mempengaruhi profil dari DSC termogram palm oil dan palm

kernel oil yang telah dilaporkan beberapa peneliti (Haryati et. al. 1998) juga

mendapatkan bahwa profil DSC juga bisa digunakan untuk menentukan sifat dari

minyak-minyak lain seperti titik lebur, titik keruh, dan bilangan iodin.

2.8.3.Pulsed NMR

Kandungan lemak padat adalah suatu ukuran dari sejumlah padatan yang ada dalam

lemak dan diukur sebagai perbandingan jumlah proton cair yang ada pada temperatur

tertentu, yang diberikan dengan jumlah total proton dalam suatu sampel. Dengan

mengukur signal pada dua waktu yang berbeda maka persen lemak padat dapat

ditentukan. Berdasarkan prinsip ini telah diperkenalkan spektrometer Pulsa NMR

resolusi rendah yang dirancang untuk analisa lemak. Pulsed NMR banyak digunakan

untuk menentukan jumlah kandungan minyak dalam biji-bijian dan produk bahan


makanan. Pemakaian pulsed NMR dalam analisa lemak yaitu dengan penentuan

kandungan lemak padat. Pulsed NMR memberikan pengukuran yang langsung dari

padatan yang terdapat di dalam lemak yang diukur dibawah temperatur 40oC

(Hamilton, 1986).

Fraksi dari fase padat yang diukur dengan pulsed NMR dapat didefenisikan

sebagai perbandingan jumlah proton-proton fase padat dengan jumlah proton-proton

dalam sampel. Tidak ada koreksi yang dibuat untuk membedakan proton antara fase

padat dan fase cair. Nilainya dinyatakan dalam persentase, yang selalu disertai

dengan penentuan temperatur.

Jika suatu sampel yang mengandung proton ditempatkan dalam suatu medan

magnet yang sangat kuat, proton-proton bersifat seperti magnet batang yang sangat

kecil dan cenderung searah dengan arah medan. Bila medan yang kedua digunakan

dalam bentuk pulsa gelombang radio, penjajaran dapat diubah 900. Energi yang

diserap oleh proton-proton memberikan gaya dorong untuk proses istirahat tertentu

yang memungkinkan energi berubah antara proton-proton mereka sendiri atau antara

proton-proton dengan kisi-kisi (Silalahi, 2002).

2.9. Kromatografi Gas

Kromatografi gas adalah suatu teknik untuk memisahkan zat yang mudah menguap

dengan cara melewatkan aliran gas pada suatu fase yang tidak bergerak (stationary

phase). Pemisahan ini berdasarkan sifat-sifat penyerapan isi kolom untuk

memisahkan komponen sampel yang berbentuk gas. Isi kolom yang biasa digunakan

untuk keperluan ini adalah silica gel, saringan molekul, dan arang. Sampel yang

dianalisis dapat berbentuk gas, cair maupun padat, namun cair dan padat harus

terlebih dahulu diubah menjadi bentuk gas dengan cara pemanasan (Sudjadi, 1986).

Diagram alir kromatografi gas dapat dilihat pada gambar 2.6.


Gambar 2.6. Diagram Alir Kromatografi Gas

Senyawa yang dapat dipisahkan dengan kromatografi gas sangat banyak,

namun ada batasan-batasannya. Senyawa tersebut harus mudah menguap dan stabil

pada temperatur pengujian. Temperatur ini berkisar 50-3000C. Jika senyawa yang

diuji tidak dapat menguap dan stabil pada temperatur pengujian, maka senyawa

tersebut bias diderivatisasi agar dapat dianalisis dengan kromatografi gas (Mardoni et.

al., 2007).

Cara kerja kromatografi gas antara lain: sampel diinjeksikan melalui suatu

sampel injection port yang temperaturnya dapat diatur, senyawa-senyawa dalam

sampel akan menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom. Zat

terlarut akan teradsorpsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan

merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen yang sesuai dengan nilai

Kd masing-masing komponen tersebut. Komponen tersebut terelusi sesuai dengan

urutan makin membesarnya nilai koefisisen partisi (Kd) menuju ke detektor. Detektor

mencatat sederetan sinyal yang timbul akibat perubahan konsentrasi dan perbedaan

laju elusi. Pada alat pencatat sinyal ini akan tampak sebagai kurva antara waktu

terhadap komposisi aliran gas pembawa (Khopkar, 2003).

Dalam analisis FAC kolom yang digunakan adalah kolom non polar model

variant cp 7463, WCOT ULTI-METAL, dimana panjang kolom 25 m, diameter 250

µm, dan tebal kolom 0,10 µm. Kondisi oven dalam analisis ini diperlihatkan


temperature 2200C dan waktu analisis dalam sekali penginjeksian adalah 36,25 menit.

Untuk masing-masing trigliserida dideteksi berdasarkan berat molekulnya seperti

halnya urutan trigliserida Miristat Miristat Palmitat (C44:0) memiliki berat molekul

yang sama dengan Miristat Palmitat Miristat (C44:0) akan memberikan waktu retensi

yang sama dalam analisis komposisi trigliserida (Agilent, 2003).

2.9.1. Fase Mobil (Gas Pembawa)

Faktor yang menyebabkan suatu senyawa bergerak melalui kolom kromatografi gas

adalah keatsirian yang merupakan sifat senyawa itu dan aliran gas melalui kolom.

Aliran gas dipaparkan dengan dua peubah, aliran yang diukur dalam ml/menit dan

penurunan tekanan antara pangkal dan ujung kolom (Gritter, 1991).

Fase mobil (gas pembawa) dipasok dari tangki melalui pengaturan

pengurangan tekanan, kemudian membawa cuplikan langsung ke dalam kolom. Jika

hal ini terjadi, cuplikan tidak menyebar sebelum proses pemisahan. Cara ini cocok

untuk cuplikan yang mudah menyerap.

Gas pembawa ini harus bersifat inert dan harus sangat murni. Seringkali gas

pembawa ini harus disaring untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas yang

sering digunakan adalah N2, H2, He, dan Ar (Hendrayati, 2010).

2.9.2. Injeksi Sampel

Sejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan

semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (lempengan karet ini

disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis

ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.

Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven

tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh

gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya. Fase gerak dalam kromatografi ini

adalah gas. Gas yang paling lazim digunakan adalah helium, hidrogen, atau nitrogen.


Komponen pilihan gas pembawa terutama tergantung pada karakteristik detektor

(Hendrayati, 2010).

Cuplikan dimasukkan ke dalam ruang suntik melalui gerbang suntik, biasanya

berupa lubang yang ditutupi dengan pemisah karet. Ruang suntik harus dipanaskan

tersendiri, terpisah dari kolom, biasanya pada suhu 10-150C lebih tinggi daripada

suhu kolom maksimum. Jadi seluruh cuplikan diuapkan segera setelah disuntikkan

dan dibawa ke kolom (Gritter, 1991).

2.9.3. Kolom

Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama, kolom partisi,

berisi bahan padat inert menyangga lapisan tipis cairan, disebut kromatografi gas cair

(GLC). Tipe kedua, kolom adsorpsi berisi partikel penyerap yang umumnya

digunakan untuk analisa gas permanen dan hidrokarbon rendah, disebut kromatografi

gas padat (GSC).

Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan panjang antara 1 sampai

4 meter, dengan diameter internal sampai 4 mm. kolom digulung sehingga dapat

disesuaikan dengan oven yang terkontrol secara termostatis. Kolom dipadatkan

dengan tanah diatomae, yang merupakan batu yang sangat berpori. Tanah ini dilapisi

dengan cairan bertitik didih tinggi dan biasanya polimer lilin.

Temperatur kolom dapat bervariasi antara 500C sampai 2500C. temperatur

kolom lebih rendah daripada gerbang injeksi pada oven, sehingga beberapa

komponen campuran dapat berkondensasi pada awal kolom. Kolom memulai pada

temperatur rendah dan kemudian terus menerus menjadi lebih panas dibawah

pengawasan komputer saat analisis berlangsung.


2.9.4. Detektor

Elusi zat terlarut dari kolom mengatur ketidakseimbangan antara dua sisi detektor

yang direkam secara elektrik. Laju aliran gas pembawa adalah hal yang sangat

penting, dan biasanya pengukur aliran untuk itu tersedia. Secara normal gas-gas yang

muncul dialirkan keluar pada tekanan atmosfer.

Dalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang

sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan

dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi. Seluruh detektor ditutup

dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu

menghentikan kondensasi dalam detektor. Jika tidak terdapat senyawa organik datang

dari kolom, kita hanya memiliki nyala hidrogen yang terbakar dalam air.

Ketika dibakar, itu akan menghasilkan sejumlah ion-ion dan elektron-elektron

dalam nyala. Ion positif akan beratraksi pada katoda silinder. Ion-ion negatif dan

elektron-elektron akan beratraksi pancarannya masing-masing yang merupakan

anoda. Hal ini serupa dengan apa yang terjadi selama elektrolisis normal.

Kekurangan utama dari detektor ini adalah perusakan setiap hasil yang keluar

dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika kita akan mengirimkan hasil ke

spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, kita tidak dapat menggunakan

detektor tipe ini (Hendrayati, 2010).

2.9.5. Pencatat (Recorder)

Fungsi recorder sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas

yang hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik). Hasil akan direkam

sebagai urutan puncak-puncak, setiap puncak mewakili satu senyawa dalam

campuran yang melalui detektor. Sepanjang kita mengontrol secara hati-hati kondisi

dalam kolom, kita dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu

mengidentifikasi senyawa yang tampak tentu saja kita atau seseorang yang lain telah

menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.


Area dibawah puncak sebanding dengan jumlah setiap senyawa yang telah

melewati detektor, dan area ini dapat dihitung secara otomatis melalui komputer yang

dihubungkan dengan monitor. Area yang akan diukur tampak sebagai bagian yang

berwarna hijau dalam gambar yang disederhanakan.

Perlu dicatat bahwa tinggi puncak tidak merupakan masalah, tetapi total area

di bawah puncak. Dalam beberapa contoh tertentu, bagian kiri gambar adalah puncak

tertinggi dan memiliki area yang paling luas. Hal ini tidak selalu merupakan hal yang

seharusnya (Hendrayati, 2010).

2.9.6. Waktu Retensi

Waktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju

ke detektor disebut sebagai waktu retensi. Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari

saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunjukkan tinggi puncak

maksimum untuk senyawa itu.

Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa

tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada titik didih senyawa.

Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur

kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai

cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki

waktu retensi yang lama.

Semakin rendah temperatur kolom, semakin baik pemisahan yang akan kita

dapatkan, tetapi akan memakan waktu yang lama untuk mendapatkan senyawa karena

kondensasi yang lama pada bagian awal kolom.

Dengan kata lain, menggunakan temperatur tinggi, segala sesuatunya akan

melalui kolom lebih cepat, tetapi pemisahannya kurang baik. Jika segala sesuatunya

melalui kolom dalam waktu yang sangat singkat, tidak akan terdapat jarak antara

puncak-puncak dalam kromatogram. Solusinya adalah dimulai pada suhu kolom

yang rendah kemudian perlahan-lahan secara teratur temperaturnya dinaikkan

(Hendrayati, 2010).


repository.usu.ac.id › bitstream › handle › 123456789... · bab 2 tinjauan pustaka 2.1. lemak...

Documents