BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Lemak
2.1.1. Peranan Lemak
Lemak dan minyak merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan tubuh manusia. selain itu lemak dan minyak juga merupakan sumber energi yang lebih efektif dibandingkan dengan karbohidrat dan protein. Satu gram minyak atau lemak dapat menghasilkan 9 kkal, sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kkal/gram. Minyak atau lemak, khususnya minyak nabati mengandung asam-asam lemak esensial seperti asam oleat, linoleat, linolenat dan arakidonat yang dapat mencegah penyempitan pembuluh darah akibat penumpukan kolesterol. Minyak dan lemak juga berfungsi sebagai sumber dan pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E, K.
dimaksudkan juga untuk menambah kalori serta memperbaiki tekstur dan cita rasa bahan pangan seperti pada kembang gula, penambahan shortening pada pembuatan kue-kue, dan lain-lain. Lemak yang ditambahkan ke dalam bahan pangan atau dijadikan bahan pangan membutuhkan persyaratan dan sifat-sifat tertentu. Berbagai bahan pangan seperti daging, ikan, telur, susu, kacang tanah dan beberapa jenis sayuran mengandung lemak atau minyak yang biasanya termakan bersama bahan tersebut. Lemak dan minyak tersebut dikenal sebagai lemak tersembunyi. Sedangkan lemak atau minyak yang telah diekstraksi dari ternak atau bahan nabati dan dimurnikan dikenal sebagai lemak minyak biasa atau lemak kasat mata. (Winarno, F.G, 1991)
2.1.2. Sumber Lemak
hewan mengandung kolesterol sedangkan lemak nabati mengandung tosterol. Perbedaan yang lain, kadar asam lemak tidak jenuh dalam lemak hewani lebih kecil dari lemak nabati. (Ketaren, 1986)
Klasifikasi lemak nabati dan hewani berdasarkan sifat fisiknya dapat dilihat pada Tabel 2.1.2. (a) dan Tabel 2.1.2 (b)
Tabel 2.1.2 (a). Klasifikasi Minyak Nabati
Kelompok Lemak Jenis Lemak/Minyak 1. Lemak (berwujud padat)
2. Minyak (berwujud cair)
a. Tidak mengering (non drying oil)
b. Setengah mongering (semi drying oil)
c. Mengering (drying oil)
Lemak biji coklat, inti sawit, cohune bebassu, tengkawang, mowvah butter, shea butter.
Minyak zaitun, kelapa, inti zaituun, kacang tanah, almond, inti alpukat, inti plum. Minyak dari biji kapas, kapok, jagung, gandum, biji bunga matahari, urgen. Minyak kacang kedele, safflower, argemone, biji karet dan candle nut.
Tabel 2.1.2 (b). Klasifikasi Lemak Hewani
Kelompok Lemak Jenis Minyak
1. Lemak (berwujud padat) a. Lemak susu (butter fat) b. Hewan peliharaan 2. Minyak (berwujud cair)
a. Hewan peliharaan b. Ikan (fish oil)
Lemak dari susu sapi, kerbau, kambing dan domba
Lemak babi, skin grease, mutton tallow, lemak tulang, lemak/gemuk wool Minyak neats foot
2.1.3. Struktur Lemak
Yang dimaksud dengan lemak disini ialah suatu ester asam lemak dengan gliserol. Gliserol adalah suatu trihidroksi alkohol yang terdri atas tiga atom karbon. Jadi tiap atom karbon mempunyai gugus –OH. Satu molekul gliserol dapat mengikat satu dua atau tiga molekul asam lemak dalam bentuk ester yang disebut monogliserida, digliserida atau trigliserida.
HO – CH2 R1 – COO – CH2 HO – CH2 R1 – COO – CH2
HO – CH HO – CH R2 – COO – CH R2 – COO – CH
HO – CH2 HO – CH2 R3 – COO – CH2 R3 – COO – CH2
Gliserol monogliserida digliserida trigliserida
Gambar 2.1.3. molekul asam lemak dalam bentuk ester
Pada lemak satu molekul gliserol mengikat tiga molekul asam lemak. Oleh karena itu lemak adalah suatu trigliserida. R1 –COOH, R2 –COOH, R3 –COOH adalah molekul
2.2 Asam Lemak
Asam-asam lemak yang ditemukan di alam, biasanya merupakan asam-asam monokarboksilat dengan rantai yang tidak becabang dan mempunyai jumlah atom karbon genap. Asam-asam lemak yang ditemukan di alam dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu asam lemak jenuh dan asam lemak tidak jenuh. Asam-asam lemak tidak jenuh berbeda dalam jumlah dan posisi ikatan rangkapnya dan berbeda dengan asam lemak jenuh biasanya terdapat dalam bentuk cis. Oleh karena itu, molekul akan bengkok pada ikatan rangkap walaupun ada juga asam lemak tidak jenuh dalam bentuk trans.
Asam-asam lemak mempunyai jumlah atom C genap dari C2 sampai C30 dan
Asam lemak dengan atom C lebih dari dua belas tidak larut dalam air dingin maupun air panas. Asam lemak dari C4, C6, C8 dam C10 dapat menguap dan asam
lemak C12 dan C14 sedikit menguap. Garam-garam dari asam lemak yang mempunyai
berat molekul rendah dan tidak jenuh lebih mudah larut dalam alkohol dari pada garam-garam dari asam lemak yang mempunyai berat molekul tinggi dan jenuh. (Winarno, F.G, 1991)
Tabel 2.2. Beberapa Asam Lemak pada umumnya dengan jumlah atom C genap
Jumlah Atom C Nama Rumus
Asam Lemak Jenuh
C4 Asam Butirat C3H7COOH
C6 Asam Kaproat C5H11COOH
C8 Asam Kaprilat C7H15COOH
C10 Asam Kaprat C9H19COOH
C12 Asam Laurat C11H23COOH
C14 Asam Miristat C13H27COOH
C16 Asam Palmitat C15H31COOH
C18 Asam Stearat C17H35COOH
C20 Asam Lignoserat C19H47COOH
Asam Lemak Tidak Jenuh
C18:1 Asam Oleat C17H33COOH
C18:2 Asam Linoleat C17H31COOH
C18:3 Asam Linolenat C17H29COOH
C18:4 Asam Arakidonat C17H32COOH
2.3 `Sifat Lemak
mengandung asam lemak jenuh, sedangkan lemak cair atau yang biasa disebut minyak mengandung asam lemak tidak jenuh. Sebagai contoh tristearin yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam stearat mempunyai titik lebur 71 ºC, sedangkan triolein yaitu ester gliserol dengan tiga molekul asam oleat mempunyai titik lebur -17 ºC. Lemak hewan dan tumbuhan mempunyai susunan asam lemak yang berbeda-beda . untuk menentukan derajat ketidakjenuhan asam lemak yang terkandung di dalamnya diukur dengan bilangan iodium. Iodium dapat bereaksi dengan ikatan rangkap dalam asam lemak. Tiap molekul iodium mengadakan reaksi adisi pada suatu ikatan rangkap. Oleh karenanya banyak ikatan rangkap, makin banyak pula iodium yang dapat bereaksi.
Bilangan iodium adalah banyaknya gram iodium yang dapat bereaksi dengan 100 gram lemak. Jadi makin banyak ikatan rangkap, makin besar bilangan iodium. Seperti halnya lipid pada umumnya lemak atau gliserida asam lemak pendek dapat larut dalam air, sedangkan gliserida asam lemak panjang tidak larut. Semua gliserida larut dalam ester, kloroform atau benzene. Alkohol panas adalah pelarut lemak yang baik.
mol asam lemak tergantung dari panjang rantai karbon pada asam lemak tertentu. Apabila rantai karbon itu pendek, maka jumlah mol asam lemak besar, sebaliknya apabila rantai karbon itu panjang jumlah mol asam lemak kecil. Jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan 1 gram lemak disebut bilangan penyabunan. Jadi besar atau kecilnya bilangan penyabunan ini tergantung pada panjang atau pendeknya rantai karbon asam lemak atau dapat dikatakan juga bahwa besarnya bilangan penyabunan tergantung pada berat molekul lemak tersebut. (Poedjiadi, 2006).
2.3.1. Sifat Fisika
Dari tabel diatas tampak bahwa asam lemak jenuh yang mempunyai rantai karbon pendek, yaitu asam butirat dan kaproat mempunyai titik lebur yang rendah. Ini berarti bahwa kedua asam tersebut berupa zat cair pada suhu kamar. Makin panjang rantai karbon makin tinggi titik leburnya. Asam palmitat dan stearat berupa zat padat pada suhu kamar.
dengan bertambah panjangnya rantai karbon. Asam kaproat larut sedikit dalam air, sedangkan asam palmitat, stearat, oleat dan linoleat tidak larut dalam air. Asam linolenat mempunyai kelarutan dalam air sangat kecil. Umumnya asam lemak larut dalam eter atau alkohol panas.
Tabel 2.3.1. Sifat Fisika Asam Lemak
Nama Titik Beku C Titik Didih ºC
Asam Lemak Jenuh
Asam Butirat -7,9 163,5
Asam Kaproat -1,5 205,8
Asam Kaprilat 16,3 239,7
Asam Kaprat 31,3 270,0
Asam Laurat 44 308,9
Asam Miristat 58,0 202,0
Asam Palmitat 62,8 221,5
Asam Stearat 69,9 240,0
Asam Lemak Tak Jenuh
Asam Oleat 15,3 233
Asam Linoleat 14 230
Asam Linolenat 18 231
2.3.2. Sifat Kimia
Pada umumnya asam lemak jenuh dari minyak (mempunyai rantai lurus monokarbosilat dengan jumlah atom karbon yang genap). Reaksi yang penting pada minyak dan lemak adalah reaksi hidrolisa, oksidasi, dan hidrogenasi.
a. Hidrolisa
lemak terjadi karna terdapatnya sejumlah air dalam minyak atau lemak tersebut. Reaksi ini akan mengakibatkan ketengikan hidrolisa yang menghasilkan flavor dan bau tengik pada minyak tersebut. Persamaan reaksi diatas adalah reaksi hidrolisa dari minyak atau lemak menurut Schwitzer (1957). Proses hidrolisa ini biasanya dilakukan dengan penambahan sejumlah basa yang dikenal dengan reaksi penyabunan. (Ketaren, 1986).
Gambar 2.3.2.(a) : Reaksi Hidrolisa
b. Oksidasi
Molekul-molekul lemak yang mengandung radikal asam lemak tidak jenuh mengalami oksidasi dan menjadi tengik. Bau tengik yang tidak sedap tersebut disebabkan oleh pembentukan senyawa-senyawa hasil pemecahan hidroperoksida. Menurut teori yang sampai kini masih dianut orang, sebuah atom hidrogen yang terikat pada suatu atom karbon yang letaknya di sebelah atom karbon lain yang mempunyai ikatan rangkap dapat disingkirkan oleh suatu kuantum energi sehingga membentuk radikal bebas. Kemudian radikal ini dengan O2 membentuk peroksida
aktif yang dapat membentuk hidroperoksida yang bersifat sangat tidak stabil dan mudah pecah menjadi senyawa dengan rantai karbon yang lebih pendek oleh radiasi energi tinggi, energi panas, katalis logam atau enzim. Senyawa-senyawa dengan rantai C lebih pendek ini adalah asam-asam lemak, aldehida-aldehida, dan keton yang bersifat volatil dan menimbulkan bau tengik pada lemak. (Winarno, F.G, 1991)
Asam Lemak Tidak jenuh Radikal Bebas
Radikal bebas
c. Hidrogenasi
Molekul lemak hewani dan minyak nabati mengandung rantai hidrokarbon yang panjang. Dalam minyak nabati rantai ini tak jenuh ganda (memiliki beberapa ikatan rangkap). Sebaliknya lemak padat memiliki hanya beberapa ikatan rangkap.
Suatu minyak nabati dapat diubah menjadi zat yang lebih bersifat padat oleh hidrogenai parsial ikatan-ikatan rangkapnya. Proses mengubah minyak menjadi lemak (cair menjadi padat) oleh teknik ini disebut pengerasan (hardening). Meskipun minyak tak jenuh ganda lebih menyehatkan namun umumnya produk-produk hidrogenasinya lebih gurih. Minyak kacang yang dihidrogenasi parsial yang digunakan untuk membuat mentega kacang dan minyak jagung atau minyak kelapa yang terhidrogenasi yang digunakan untuk membuat margarin. (Fessenden, 1982).
O O
CH2OC(CH2)14CH3 CH2OC(CH2)14CH3
O O
CHCO(CH2)7CH = CH(CH2)7CH3 2H2 .Pt CHCO(CH2)7CH = CH(CH2)7CH3
O O
CH2OC(CH2)7CH = CHCH2CH = CH(CH2)4CH3 CH2OC(CH2)16CH3
(Minyak) (Lemak)
2.4 Asam Lemak Bebas
Asam lemak bebas adalah asam lemak yang berada sebagai asam bebas tidak terikat sebagai trigliserida. Asam lemak bebas dihasilkan oleh proses hidrolisis dan oksidasi biasanya bergabung dengan lemak netral. Hasil reaksi hidrolisa minyak sawit adalah gliserol dan ALB. Reaksi ini akan dipercepat dengan adanya faktor-faktor panas, air, keasaman, dan katalis (enzim). Semakin lama reaksi ini berlangsung, maka semakin banyak kadar ALB yang terbentuk (Anonim, 2001).
Kadar asam lemak bebas dalam minyak kelapa sawit, biasanya hanya dibawah 1%. Lemak dengan kadar asam lemak bebas lebih besar dari 1%, jika dicicipi akan terasa pada permukaan lidah dan tidak berbau tengik, namun intensitasnya tidak bertambah dengan bertambahnya jumlah asam lemak bebas. Asam lemak bebas, walaupun berada dalam jumlah kecil mengakibatkan rasa tidak lezat. Hal ini berlaku pada lemak yang mengandung asam lemak tidak dapat menguap dengan jumlah atom C lebih besar dari 14.
Faktor yang berpengaruh akibat meningkatnya asam lemak bebas yaitu sebagai berikut :
a. Pengaruh Terhadap Flavor
lidah dan tidak berbau tengik, namun intensitasnya tidak bertambah dengan bertambahnya jumlah asam lemak bebas. Asam lemak bebas walaupun berada dalam jumlah kecil mengakibatkan rasa tidak lezat. Hal ini berlaku pada lemak yang mengandung asam lemak tidak dapat menguap dengan jumlah atom C lebih besar dari 14. Asam lemak bebas yang menguap dengan jumlah atom karbon C4, C6, C8, dan C10, menghasilkan bau tengik dan rasa tidak enak dalam bahan pangan berlemak. Asam lemak ini pada umumnya terdapat dalam lemak susu dan minyak nabati, misalnya minyak inti sawit. Asam lemak bebas juga dapat mengakibatkan karat dan warna gelap jika lemak dipanaskan dengan wajan besi.
b. Bau Sabun (Soapiness) Dalam Lemak
Timbulnya bau sabun yang tidak enak dengan istilah soapy flavor dalam bahan pangan berkadar lemak tinggi disebabkan oleh pembentukan sabun amonium, sebagai hasil reaksi antara asam lemak bebas dengan amonia yang dihasilkan dari degradasi protein. Garam amonium dapat dihasilkan karena oksidasi garam organik secara mikrobial dan peristiwa ini terjadi dalam margarin yang ditumbuhi jamur Monilia sp dan Torulae sp. (Ketaren, 1986).
diinjeksikan kedalam darah, akan timbul gejala diare, kelambatan pertumbuhan, pembesaran organ, kanker, kontrol tak sempurna pada pusat saraf dan mempersingkat umur. Kadar kolesterol darah yang meningkat berpengaruh tidak baik untuk jantung dan pembuluh darah telah diketahui luas oleh masyarakat. Namun ada salah pengertian, seolah-olah yang paling berpengaruh terhadap kenaikan kolesterol darah ini adalah kadar kolesterol makanan. Sehingga banyak produk makanan, bahkan minyak goreng diiklankan sebagai nonkolesterol. Konsumsi lemak akhir-akhir ini dikaitkan dengan penyakit kanker. Hal ini berpengaruh adalah jumlah lemak dan mungkin asam lemak tidak jenuh ganda tertentu yang terdapat dalam minyak sayuran (Almatsier, 2002).
2.4.1. Penentuan Kadar Asam Lemak Bebas
Penentuan kadar asam lemak bebas biasanya dengan menggunakan titrasi penetralan. Titrasi netrralisasi atau titrasi asam-basa sering disebut asidimetri-alkalimetri. Jadi alkalimetri dapat diartikan sebagai penetapan kadar senyawa-senyawa yang bersifat asam dengan menggunakan baku basa. Penetapan nama antara keduanya asidimetri dan alkalimetri diartikan secara umum yakni titarsi yang menyangkut asam-basa. (Harjadi.W, 1990).
berubah warna diantara bentuk terionisasinya dan bentuk tidak terionisasinya. Sebagai contoh fenolftalein (pp), mempunyai pka 9,4 (perubahan warna antara pH 8,4-10,4). Struktur fenolftalein akan mengalami perataan ulang pada kisaran pH ini karena proton dipindahkan dari struktur fenol dari pp sehingga pH meningkat akibatnya akan terjadi perubahan warna . (gambar 2.4.1) (Rohman, 2007).
Tidak Berwarna Merah Lembayung
NaOH berlebih
Merah Lembayung Tidak Berwarna
Gambar 2.4.1. (b) Struktur perubahan warna fenolftalein dengan penambahan NaOH berlebih
2.5 Margarin
menjadi lemak padat, yang berarti margarin harus bersifat plastis, padat pada suhu ruang, agak keras pada suhu rendah, dan segera dapat mencair dalam mulut. Lemak yang akan digunakan dimurnikan lebih dahulu, kemudian dihidrogenasi sampai mendapat konsistensi yang diinginkan. Lemak diaduk, diemulsikan dengan susu skim yang telah dipasteurisasi dan diinokulasi dengan bakteri yang sama seperti pada pembuatan mentega. Sesudah inokulasi dibiarkan 12-24 jam sehingga terbentuk emulsi sempuna, kadang-kadang ditambahkan emulsifier seperti lesitin, gliserin, atau kuning telur. Bahan lain yang ditambahkan adalah garam, Na benzoat sebagai pengawet, dan vitamin A.
2.5.1. Proses Pembuatan Margarin
Proses pembuatan margarin adalah pencampuran antar fase cair, fase minyak dan emulsifier dengan perbandingan tertentu sehingga membentuk emulsi water in oil (W/ O)
Secara umum tahap-tahap pengerjaan dalam pembuatan margarin adalah :
a. Seleksi dan persiapan lemak yang digunakan
b. Pasteurisasi dan inokulasi susu oleh mikroorganisme c. Pembentukan emulsi antara lemak dengan fase cair (susu)
e. Penambahan garam, zat warna, bahan pengawet dan vitamin
Sebagai fase cair digunakan skim milk yang murni dan masih segar. Sebelum digunakan susu tersebut dipasteurisasi pada suhu 60 ºC – 65 ºC selama kurang lebih 1,5 jam. Selanjutnya difermentasi menggunakan Bacillus lactis acidi sebesar 3-6 persen. Pada suhu 180 ºC selama 18 jam. Tujuan dari penambahan susu yang di fermentasi adalah menghasilkan aroma margarin yang mendekati aroma mentega dan skim milk mengandung kasein yang berfungsi sebagai bahan pembentuk emulsi dalam margarin. Untuk menstabilkan emulsi yang terbentuk maka biasanya ditambahkan bahan yang menstabilkan emulsi, misalnya pati, gliserin, gelatin, kuning telur atau lesitin. Bahan lain yang ditambahkan adalah garam dapur (NaCl), natrium benzoate sebagai bahan pengawet, dan vitamin A. Cara pencampuran ramuan dan bahan pembentukan emulsi dalam pembuatan margarin sebagai berikut : 1) bahan yang larut dalam air seperti garam dapur dan natrium benzoate dicampur dengan skim milk, dan
2) bahan yang larut dalam minyak seperti lesitin dan vitamin A, ditambahkan kedalam lemak.
2.5.2. Komposisi Margarin
Komposisi kimia margarin dapat bervariasi di setiap Negara dan salah satu contoh dari komposisi margarin dapat dilihat pada Tabel 2.3.1. dibawah ini,
Tabel 2.5.2. Komposisi Margarin
Komponen Jumlah (%)
Lemak 80-81
Skim Milk 14-16
Garam 3
Emulsifier 0,5
Vitamin A *) 15.000 USP
*) Vitamin A dalam 0,0454 kg margarin Sumber : Anonymous (1960)
2.6 Faktor-Faktor yang Berpengaruh pada Pemanasan
a. Lamanya Pemanasan
Berdasarkan penelitian terhadap minyak jagung pada pemanasan 10-12 jam pertama bilangan iod berkurang dengan kecepatan konstan, sedangkan jumlah oksigen dalam lemak bertambah dan selanjutnya menurun pada pemanasan 4 jam kedua (berikutnya). Kandungan persenyawaan karbonil bertambah dalam minyak selama proses pemanasan dan kemudian berkurang sesuai dengan berkurangnya jumlah oksigen.
b. Suhu
Pengaruh suhu terhadap kerusakan minyak atau lemak telah disediki dengan menggunakan sampel margarin dengan suhu 100 º, 110 ºC, 120ºC mengahsilkan asam lemak bebas yang semakin lama semakin tinggi yaitu pada waktu 2 jam, 4 jam, 6 jam, dan 8 jam. Hal ini merupakan suatu indikasi bahwa nilai asam lemak bebas bersifat tidak stabil terhadap panas
c. Komposisi Campuran Asam Lemak serta Posisi Asam Lemak yang Terikat dalam Molekul Trigliserida
hidroperoksida dan hasil antara yang mengandung gugus hidroksil, karbonil dan karboksil. Dalam molekul trigliserida yang mengandung asam oleat, serangan oksigen terjadi terhadap ikatan rangkap.
Hidrolisa ikatan ester dari gliserol dan asam lemak juga terjadi selama proses thermal oksidasi. Hidrolisa terjadi juga pada suhu lemak jenuh rantai panjang seperti asam palmitat, asam lemak jenuh rantai pendek seperti asam laurat, atau asam lemak tidak jenuh berantai panjang misalnya asam oleat. Asam laurat dan asam oleat kemungkinan juga akan pecah menjadi fragmen rantai pendek, terbuang bersama-sama dengan hasil-hasil kondensasi menguap. Sejumlah kecil asam-asam lemak rantai pendek dengan jumlah atom C11-C15 ditemukan dalam asam lemak bebas dari
trigliserida teroksidasi. Asam lemak ini mungkin terbentuk dari asam palmitat bebas dengan cara melepaskan satu karbon dari molekul pada proses oksidasi. (Ketaren, 1986).
