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
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 (ampas bleaching 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 C H CH (CH2)7 CH3 C H CH (CH2)7 CH3 H3C +H2 Ni O O O C C C O O O (H2C)16 (CH2)7 (CH2)7 H2 C H2 C (CH2)7 CH3 C H 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 C OCH3 O + O O O C O R1 C O R2 C O R3 R1 C OCH3 O R1 C OCH3 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 C OH O + O O O C O R1 C O R2 C O R3 O O O C O C11H23 C O R2 C O R3
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 H2 C H2 C H2 C R1 R2 R3 O C O H 2 C R4 O C O H 2 C R5 O C O H2 C R6 NaOC2H5 O O O C C C O O O H2 C H2 C H2 C R4 R2 R3 O O O C C C O O O H2 C H2 C H2 C R1 R5 R6 Trigliserida-1 Trigliserida-2 Trigliserida-3 Trigliserida-4 (a) O O O C C C O O O H2 C H2 C H2 C R1 R2 R3 Trigliserida-1 NaOC2H5 O C O H 2 C R2 O C O H 2 C R1 O C O H2 C 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).
