Analisis Lemak

46
I Made Wisnu Adhi Putra, S.Si., M.Sc ANALISIS LEMAK Lecture 4

description

Analisis lemak secara sederhana, secara spektrofotometri, secara kromatografi

Transcript of Analisis Lemak

Page 1: Analisis Lemak

I Made Wisnu Adhi Putra, S.Si., M.Sc

ANALISIS LEMAK

Lecture 4

Page 2: Analisis Lemak

Lipid adalah kelompok senyawa yang secara umum larut dalam eter, kloroform, atau pelarut organik lainnya

tapi susah larut dalam air

Introduction

Page 3: Analisis Lemak

Jenis-jenis lipid

Ester asam lemak dengan berbagai alkohol

Lipid Sederhana

Lemak (fat): ester asam lemak dengan gliserol Minyak (oil): lemak cair Wax (malam): ester asam lemak dengan alkohol

monohidrat berat molekul tinggi

Ester asam lemak yang mengandung gugus-gugus selain alkohol dan asam lemak

Lipid Kompleks

Fosfolipid: mengandung residu asam fosfor (Gliserofosfolipid & Sfingofosfolipid)

Glikolipid (glikosfingolipid): mengandung asam lemak, sfingosin & karbohidrat

Lipid kompleks lain: sulfolipid, aminolipid, lipoprotein

Page 4: Analisis Lemak

Prekursor & Lipid turunan

Asam lemak, steroid, alkohol lain, aldehida lemak

Badan keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak dan hormon

Lipid netral meliputi:Asilgliserol (gliseraldehida)KolesterolEster kolesteril

Page 5: Analisis Lemak

Lipid yang terpenting adalah triasilgliserol dan posfolipid.

Page 6: Analisis Lemak

Minyak

Pada suhu ruangan

Lemak

(Minyak kedelai & zaitun) (Lemak babi & gemuk)

Page 7: Analisis Lemak

Kandungan lemak beberapa makanan

Page 8: Analisis Lemak

Kandungan lemak beberapa makanan

(lanjutan)

Page 9: Analisis Lemak

FAT ANALYSIS(Composition)

Solvent Extraction

Non-Solvent Wet Extraction

Instrumental Method

Continuous Solvent Extraction: Goldfish Method

Semicontinuous Solvent Extraction: Soxhlet Method

Discontinuous Solvent Extraction Methods

Total Fat by GC for Nutrition Labeling

Babcock Method for Milk Fat Gerber Method for Milk Fat

Infrared Method Specific Gravity (Foss-Let Method) Nuclear Magnetic Resonance

Page 10: Analisis Lemak

FAT ANALYSIS(Sifat Kimia)

Methods for Bulk Oils and

Fats

Lipid Oxidation

Methods for Lipid

Components

Smoke, Flash, and Fire Points Cold Test Cloud Point Iodine Value Saponification Value Free Fatty Acids and Acid Value Solid Fat Index and Solid Fat, dll

Peroxide Value p-Anisidine Value and Totox Value Hexanal (Volatile Organic Compounds) Thiobarbituric Acid Reactive

Substances Test, dll

Fatty Acid Composition and Fatty Acid Methyl Esters

trans Isomer Fatty Acids Using Infrared Spectroscopy

Cholesterol and Phytosterols, dll

Page 11: Analisis Lemak

Pentingnya Analisis

1. Nutritional labeling2. Penentuan apakah

makanan memenuhi standar identitas

3. Memastikan bahwa produk memenuhi spesifikasi produksi

Page 12: Analisis Lemak

Preparasi Sampel

Pengeringan Sampel

Reduksi Ukuran Partikel

Hidrolisis Asam

Page 13: Analisis Lemak

Pengeringan Sampel

Tujuan Pengeringa

n

Sampel mudah dihaluskan memutuskan emulsi lemak-air membantu membebaskan lemak

dari jaringan makanan

Solusi

o Eter bersifat higroskopis, menjadi jenuh dengan air dan tidak efisien untuk ekstraksi lipid

o Pengeringan sampel dengan tempertur meningkat tidak diinginkan, karena lipid dapat terikat pada protein & karbohidrat

Pengeringan menggunakan oven vakum atau lyopilisasi

meningkatkan luas permukaan sampel untuk

ekstraksi lipid yang lebih baik

Page 14: Analisis Lemak

Reduksi ukuran partikel

Sampel Pelarut

Sampel kedelai diblender dengan kecepatan tinggi

Ekstraksi lemak dari produk jadi agak sulit karena bahan dasarnya (contoh:

energi bar terdiri dari kacang, karamel, protein, granola, minyak kedelai).

Dihaluskan setelah pendinginan dengan nitrogen cair

Page 15: Analisis Lemak

Hidrolisis asam

Hidrolisis asam

Memutuskan ikatan ion maupun kovalen lipid terikat menjadi bentuk lipid yang mudah terekstraksi

Sampel didestruksi dengan merefluks selama 1 jam dengan HCl 3 N. Etanol dan heksametaposfat bisa ditambahkan untuk memfasilitasi pemisahan lipid dari komponen lain.

Hidrolisis asam 2 butir telur membutuhkan 10 ml HCl dan pemanasan di dalam water bath pada 65 oC selama 15-25 menit atau sampai larutan jernih

Contoh:

Page 16: Analisis Lemak
Page 17: Analisis Lemak

Etil eter memiliki titik didih 34.6 oC Pelarut lemak yang lebih baik dari

petroleum eter Mahal Mudah meledak dan terbakar Higroskopis dan dapat membentuk

peroksida

Petroleum eter merupakan fraksi minyak bumi yang tersusun terutama oleh pentana & heksana

Titik didih 35–38 oC Lebih murah disbanding etil eter Kurang mudah terbakar kurang higroskopis Lebih hidropobik dibanding etil eter

Page 18: Analisis Lemak

Pelarut yang berasal dari labu yang dipanaskan secara kontinu mengalir melewati sampel yang tertahan pada thimble keramik.

Kandungan lemak diukur berdasarkan kehilangan massa sampel atau massa lemak yang hilang

Metode pelarut kontinu memberikan ekstraksi yang lebih cepat dan efisien disbanding metode ekstraksi semikontinu. Akan tetapi metode ini menyebabkan channeling sehingga ekstraksi tidak tuntas

Continuous Solvent Extraction Method:Goldfish Method

Page 19: Analisis Lemak

1. Timbang thimble ekstraksi keramik berpori. Letakkan sampel yang telah dikeringkan dengan oven vakum pada thimble dan timbang lagi

2. Timbang beaker ekstraksi yang telah dikeringkan

3. Letakkan thimble ekstraksi pada tabung pemegang kaca dan naikkan ke condenser

4. Masukkan etil eter anhidrat (atau petroleum eter) ke dalam beaker dan taruh pada pemanas

5. Ekstrak selama 4 jam

6. Pindahkan beaker dan mongering semalaman, kemudian pada 100 oC selama 30 menit. Dinginkan beaker dalam desikator dan timbang

Prosedur

Page 20: Analisis Lemak

Perhitungan

100xkeringsampelmassa

sampeldalamdilemakmassakering)massa(basis%lemak

beakerlemak)(beakersampeldalamlemakMassa

Page 21: Analisis Lemak

Pelarut di dalam labu dipanaskan dan menguap menuju condenser dan ke thimble hingga thimble jenuh dan pelarut jatuh lagi ke labu didih melalui sifon.

Metode ini menyediakan pengaruh perendaman sampel dan tidak menyebabkan channeling

Akan tetapi metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama disbanding metode kontinu

Semicontinuous Solvent Extraction Method: Soxhlet Method

Page 22: Analisis Lemak

Preparasi sampel

Jika sampel mengandung lebih dari 10% air, keringkan sampel sampai massa konstan pada 95 – 100 oC pada tekanan ≤100 mmHg selama 5 jam

Page 23: Analisis Lemak

1. Timbang sekitar 2 g sampel yang telah dikeringkan ke dalam thimble yang telah dikeringkan. Tutup sampel dengan glass wool

2. Timbang labu didih yang telah dikeringkan3. Letakkan eter anhidrat/petroleum eter ke

dalam labu didih4. Sambungkan labu didih, labu soklet dan

condenser5. Ekstrak sampel pada laju kondensasi 5 atau 6

tetes per detik selama 4 jam, atau pada laju kondensasi 2 atau 3 tetes per detik selama 16 jam

6. Keringkan labu didih dalam udara terbuka, kemudian oven pada suhu 100 oC selama 30 menit, dinginkan pada desikator, dan timbang

Prosedur

Page 24: Analisis Lemak

Perhitungan

100xkeringsampelmassa

sampeldalamdilemakmassakering)massa(basis%lemak

Page 25: Analisis Lemak

Contoh Soal 1:Untuk menentukan kandungan lemak pada makanan semilembab menggunakan metode soklet, makanan pertama-tama dikeringkan dalam oven vakum. Kelembaban sampel ditentukan sebesar 25%. Lemak pada makanan kering ditentukan dengan metode soklet. Kandungan lemak pada makanan kering adalah 13,5%. Hitung kandungan lemak pada sampel produk mula-mula.

Jawab:•Jika massa sampel makanan semilembab adalah 10 g dan kandungan kelembabannya 25%, massa kering makanan mula-mula adalah 7,5 g.•Jika kandungan lemak pada makanan kering adalah 13,5%, maka massa lemaknya adalah 1,0125 g (7,5 g x 13,5%).•10 g makanan semilembab mengandung jumlah lemak yang sama yaitu 1,0125 g•Sehingga %lemak pada makanan semilembab adalah 10,125% (1,1025 g/10 g x 100%)

Page 26: Analisis Lemak

Lemak diekstraksi menggunakan campuran etil eter dan petroleum eter

dalam labu Mojonnier, dan lemak terekstrak dikeringkan sampai

massanya konstan dan diungkapkan sebagai persen massa lemak

Mojonnier Method

Prinsip

Metode ini tidak butuh penghilangan air dari sampel, bisa diaplikasikan pada sampel padat maupun cair

Page 27: Analisis Lemak

10 g susu

1,5-2 ml NH4OH

Kocok dng kuat

10 ml etanol 95%

Kocok 90 detik

25 ml etil eter

Kocok 90 s, dinginkan

25 ml petroleum

eter

Kocok 90 detikSentrifugasi 30 min, 600 rpm

1 2

34

Prosedur (Milk Fat Method)

Page 28: Analisis Lemak

Dekantasi lapisan eter

Lakukan 2x ekstraksi lagi

• Uapkan pelarut dalam cawan pada 100 oC di dalam hood

• Keringkan cawan & lemak sampai massa konstan dalam oven pada 100 oC

• Dinginkan cawan dan timbang5

6, 7, & 8

NH4OH neutralizes the acidic sample and dissolves protein The alcohol prevents possible gel formation Ethyl ether dissolves the lipid The petroleum ether removes moisture from the ethyl ether

extract and dissolves more nonpolar lipid

NOTES:

Page 29: Analisis Lemak

100xsampelmassa

blanko residu rata-rata massa -] cawan massa - lemak) cawan [(massa%lemak

Perhitungan

Contoh Soal 2:Kandungan lemak pada 10 g es krim ditentukan dengan metode Mojonnier. Massa lemak hasil ekstraksi setelah ekstrkasi ke dua dan ke tiga adalah 1,21 g dan 1,24 g respectively. Berapa jumlah lemak sebagai persen total yang diekstraksi selama ekstrkasi ke tiga?

0,3% 100xg 10

g 1,21 - g 1,24%lemak

Jawab:

Page 30: Analisis Lemak

Total Fat by GC for Nutrition Labeling

• Lemak & asam lemak diekstraksi dari makanan dengan metode hidrolitik (hidrolisis asam untuk kebanyakan produk, hidrolisis basa untuk produk sehar-hari, dan kombinasinya untuk keju)

• Asam pirogalat ditambahkan untuk meminimalkan degradasi oksidatif asam lemak selama analisis.

• Trigliserida, triundekanoin (C11:0), ditambahkan sebagai standar internal

• Lemak diekstrak menggunakan eter, kemudian dimetilasi menjadi FAME menggunakan BF3 dalam metanol

• FAME diukur menggunakan GC• Total lemak dihitung sebagai penjumlahan individual asam

lemak yang diungkapkan setara dengan trigliserida• Lemak jenuh dan tak jenuh tunggal (only cis form) dihitung

sebagai penjumlahan asam-asam lemak

Prinsip

Page 31: Analisis Lemak

Standard Sample Preparation Procedure

0,15-0,2 g sampel

4-5 ml of 0.5 N (NaOH) dalam (MeOH)

Triundecanoin

boiling chips5 ml BF3:MeOH (14% w/v)

reflux 5 menit

reflux selama 15 min on a boiling steam

bath

Page 32: Analisis Lemak

reflux 1 menit

10 ml heptana

• Angkat labu dari steam bath dan biarkan dingin (15 menit)

• Lepaskan kondenser

2–3 ml of saturated

NaCl

Let stand until it reaches room

temperature (~15 min).

Add saturated NaCl solution so that the heptane layer will float in the neck of

the flask.

• Place a small scoop of sodium sulfate in a vial

• Transfer the heptane layer containing the methyl esters into the vial and place the screw cap on the vial

Inject to GC

Page 33: Analisis Lemak

NOTEPreparasi sampel alternatif efisien untuk

susu formula bayi yang mengandung asam lemak rantai pendek (asam butirat) dan rantai panjang (asam eicosapentaenoat

atau dokosaheksaenoat) dan untuk produk mengandung asam lemak ter-

mikroencapsulasi. Prosedur dapat dilihat pada buku “Food Analysis, 2010, Fourth

Edition, S. Suzanne Nielsen“ Halaman 126

Page 34: Analisis Lemak
Page 35: Analisis Lemak

• Hitung Response Factor (RF) untuk setiap standar dengan cara membagi luas puncak dengan luas standar internal

• Hitung Standard Factor (F) dengan cara membagi RF dengan konsentrasi standar internal (mg/ml)

• Ukur luas puncak setiap asam lemak & standar internal, kemudian hitung Sample Response Faktor dengan cara membagi luas puncak asam lemak dengan luas puncak standar internal

Perhitungan

Page 36: Analisis Lemak
Page 37: Analisis Lemak

Nonsolvent Wet Extraction Methods

1. Babcock Method for Milk Fat

• Dalam metode Babcock, H2SO4 ditambahkan pada sejumlah (yang telah diketahui) minyak dalam botol Babcock.

• Asam sulfat men-destruksi protein menghasilkan panas dan melepaskan lemak.

• Sentrifugasi dan penambahan air panas mengisolasi lemak untuk quantifikasi. Lemak diukur secara volumetri tapi hasilnya diungkapkan sebagai persen massa lemak

Prinsip

Page 38: Analisis Lemak

• Metode Babcock merupakan metode umum penentuan lemak dalam susu, butuh waktu 45 menit dan uji duplikat seharusnya sesuai dengan 0,1%.

• Uji ini tidak menentukan posfolifid dalam produk susu.

• Tidak aplikatif untuk produk mengandung cokelat atau gula tambahan tanpa modifikasi.

• Metode Babcock termodifikasi digunakan untuk menentukan minyak esensial dalam ekstrak bumbu

Page 39: Analisis Lemak

Prosedur

1. Masukkan sampel susu sebanyak 17,6 ml ke dalam botol Babcock

2. Tambahkan 17,6 ml asam sulfat pekat. Biarkan mengalir lambat

3. Sentrifugasi selama 5 menit dan lemak cair akan naik ke leher botol. Sentrifugasi dijaga pada suhu 55-60 oC

4. Tambahkan air panas untuk membawa lemak cair naik ke graduated neck

5. Persentase secara langsung dibaca dari tanda graduasi sampai 0,05% terdekat

Page 40: Analisis Lemak

2. Gerber Method for Milk Fat

Mirip dengan metode Babcock. Akan tetapi, metode ini menggunakan asam sulfat dan amil alkohol

Dibandingkan dengan Metode Babcock, metode Gerber lebih simpel dan lebih cepat serta memiliki aplikasi yang lebih luas untuk produk sehari-hariIsoamil alkohol mencegah pembakaran gula yang biasanya terjadi pada metode Babcock

Prinsip

Aplikasi

Page 41: Analisis Lemak

1. Transfer 10 ml asam sulfat pada 15-21 oC ke dalam botol Gerber

2. Tambahkan 11 ml sampel susu3. Tambahkan isoamil alkohol4. Sentrifugasi selama 4 menit5. Tempatkan botol dalam water bath pada suhu

60-63 oC selama 5 menit dan baca kandungan lemak dari graduasi leher botol

PROSEDUR

Page 42: Analisis Lemak

Instrumental Methods

Infrared Method (IR)

Specific Gravity (Foss-Let Method)

Nuclear Magnetic Resonance

Mid-IR spectroscopy is used in Infrared Milk Analyzers to determine milk fat content

Near-infrared (NIR) spectroscopy has been used to measure the fat content of commodities such as meats, cereals, and oilseeds

• Fat content by the Foss-Let method is determined as a function of the specific gravity of a sample solvent extract.

• Nondestructive way.• Total fat content can be measured

using low-resolution pulsed NMR.• Very rapid and accurate method• But the principles of NMR are

relatively complex

Page 43: Analisis Lemak

1. Apa saja yang harus dipertimbangkan ketika memilih pelarut yang akan digunakan dalam metode ekstraksi pelarut kontinu dan nonkontinu?

2. Untuk mengekstraksi lemak dari sampel makanan, anda harus memilih menggunakan etil eter atau petroleum eter sebagai pelarut dan anda dapat menggunakan peralatan soklet atau Goldfish. Kombinasi pelarut apa yang akan anda gunakan? Berikan alasannya!

3. Anda melakukan analisa lemak pada minuman super energi (karbohidrat & protein tinggi) menggunakan metode soklet standar. Nilai yang diperoleh di bawah nilai yang diharapkan. Kira-kira apa yang menyebabkan hal tersebut terjadi dan bagaimana anda memodifikasi prosedur standar tersebut untuk mengatasi masalah?

4. Apakah tujuan dari bahan-bahan berikut ini dalam metode Mojonnier?a. Amonium hidroksidab. Etanolc. Etil eterd. Petroleum eter

Study Questions

Page 44: Analisis Lemak

5. Apakah kunci dari aplikasi metode GC dan apakah yang diukur secara spesifik?

6. Apakah tujuan prosedur berikut dalam metode Babcock?a. Penambahan asam sulfatb. Sentrifugasi dan penambahan air panas7. Manakah di antara metode berikut yang volumetrik dan gravimetrik

dalam penentuan kadar lemak: Babcock, soklet, Mojonnier, dan Gerber?

Page 45: Analisis Lemak

Jawab:1. Ideal characteristics: High solvent power for lipids, Low solvent

power for proteins, amino acids, and carbohydrates, Evaporate relatively easily and leave no residue, Have a relatively low boiling point, Be nonflammable and nontoxic in both liquid and vapor states, Penetrate sample particles readily, Be in single component form to avoid fractionation, Be inexpensive, Be nonhygroscopic

2. Petroleum ether (vs. ethyl ether)3. - more selective for more hydrophobic lipids4. - more nonhygroscopic5. - less flammable6. - cheaper7. Soxhlet extraction (vs. Goldfish)8. - doesn't cause channeling9. - soaks sample10. - doesn't heat sample

Page 46: Analisis Lemak

Jawab:3. The proteins and carbohydrates in the shake interact with the fat

(causing it to be bound tightly), which makes it difficult to extract. Results may be lower than expected. Modify the procedure by adding an acid digestion prior to standard fat extraction.

4. Tujuan penggunaan:5. Ammonium hydroxide - neutralizes the acidic sample and dissolves

protein6. Ethanol - prevents possible get formation7. Ethyl ether - dissolves the lipid8. Petroleum ether - removes moisture from the ethyl ether extract

and dissolves more nonpolar lipid9. Tujuan prosedur:a. Sulfuric acid addition - digests protein, generates heat, and releases

the fatb. Centrifugation and addition of hot water - separates the fat from

the rest of the sample and brings it to the graduated portion of the test bottle so it can be quantitated