MINYAK DAN LEMAK

Irma Laxiana

STUKTUR DAN KOMPOSISI LEMAK MINYAK

“LEMAK DAN MINYAK MERUPAKAN SENYAWA YG TIDAK LARUT DALAM AIR YG BERASAL DARI TANAMAN DAN HEWAN YG MENGANDUNG SENYAWA TERBESAR ESTER ASAM LEMAK DG GLISEROL ATAU TRIGLISERIDA.”

O

H2 - C - O – C - R1 (asam lemak)

O

H - C - O – C - R2 (asam lemak)

O

H2 - C - O – C - R3 (asam lemak)

94 – 96% dari BM merupakan

BM dr asam lemak

4 – 6 % adalah dari BM gliserol

KARAKTERISTIK

TRIGLISERIDA SANGAT

TERGANTUNG KEPADA ASAM

LEMAK PENYUSUNNYA

LEMAK (FAT)→ TG YG BERBENTUK PADAT /SEMI PADAT PD TEMPERATUR RUANG.

MINYAK (OIL) -→ TG YANG BERBENTUK CAIR PADA TEMPERATUR RUANG

ASAM LEMAK

1. ASAM ORGANIK YANG MEMILIKI GUGUS KARBOKSIL TUNGGAL DAN EKOR HIDROKARBON YANG PANJANG. (# ATOM C 4 – 36)

2. TERIKAT PADA BERBAGAI KELAS LIPID

3. DITEMUKAN DALAM 2 BENTUK:

1. ASAM LEMAK JENUH (SATURATED FATTY ACID/ SFA)

CH3 – CH2 – CH2 – CH2 - ……….. COOH

2. ASAM LEMAK TIDAK JENUH (UNSATURATED FATTY ACID/ UFA)

CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 ……..COOH

3. PEMBEDA MASING-MASING ASAM LEMAK

1. JUMLAH ATOM KARBON

2. ADA ATAU TIDAK IKATAN RANGKAP

- JUMLAH IKATAN RANGKAP

- POSISI IKATAN RANGKAP (TERKONYUGASI ATAU TIDAK)

- BENTUK GEOMETRIK (CIS ATAU TRANS)

CONTOH BEBERAPA ASAM LEMAK JENUH

NAMA UMUM SIMBOL STRUKTUR T. LEBUR ( Co )

A.ASETAT 2: 0 CH3-COOH -16,6

A.BUTIRAT 4: 0 CH3-(CH2)2- COOH -7,6

A.KAPROAT 6: 0 CH3-(CH2)4- COOH -1,5

A.KAPRILAT 8: 0 CH3-(CH2)6 –COOH 16,7

A.KAPRAT 10: 0 CH3-(CH2)8- COOH 31,5

A.LAURAT 12: 0 CH3-(CH2)10-COOH 44

A.MIRISTAT 14 : 0 CH3-(CH2)12-COOH 54

A.PALMITAT * 16: 0 CH3-(CH2)14-COOH 63

A.STEARAT * 18: 0 CH3-(CH2)16-COOH 70

A.ARACHIDAT 20: 0 CH3-(CH2)18-COOH 76,5

A.BEHENAT 22: 0 CH3-(CH2)20-COOH 80

A.LIGNOSERAT 24: 0 CH3- (CH2)22-COOH 86

ASAM LEMAK TIDAK JENUH (UFA)

MONOSATURATED

C14H26 O2 MYRISTOLEIC (9- tetradecenoic) 14; 1 9 - (animal milk fat)

C16 H30 O2 PALMITOLEIC (9-hexadecenoic) 16: 1 9 33 ( amf, seed fats, beef)

C18 H34 O2 OLEIC (9-octadecenoic) 18: 1 9 13 (vegetable oil, af)

C20 H38O2 GADOLEIC (9-eicosenoic) 20: 1 9 - (marine oil)

C22 H42 O2 ERUCIC (13-docosenoic) 22: 1 13 33,5 (mustard oil)

POLYUNSATURATED

C18 H32 O2 LINOLEIC (9,12 octadecadienoic 18: 2 9,12 - 5

C18 H30 O2 LINOLEIC (9,12,15 octadecatrienoic) 18: 2 9,12,15 - 11

C20 H32 O2 ARACHIDONIC (5,8,11,14 eicosatetranoic) 20:4 5,8,11,14 - 50

C22 H34 O2 CLUPANODONIC (4,8,12,15,19 docosapentanoic) 22:5 4,8,12,15,19 -

ASAM LEMAK YG TIDAK UMUM

* RICINOLEAT ACID ( 12 HYDROXY 9 OCTADECENOIC) → castor oil

(m. jarak)

CH3 – (CH2)2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH – CH2 – CH = CH – (CH2)7 –

COOH

OH

* ELEOSTEARIC ACID (9,11,13, OCTADECA TRIENOIC) → TUNG OIL

CH3 – (CH2)2 – CH2 – CH = CH – CH2 = CH – CH = CH – (CH2)7 – COOH

TRIGLISERIDA (TRI ASIL GLISEROL) / TAG

O

H2 - C - O – C - R1

O

H - C - O – C - R2

O

H2 - C - O – C - R3

KARAKTERISTIK TRIGLISERIDA SANGAT TERGANTUNG KEPADA ASAM LEMAK PENYUSUNNYANYA -→ (PADAT ATAU CAIR)

R1 = R2 = R3 → TRIGLISERIDA SEDERHANAR1 # R2 # R3 → TRIGLISERIDA CAMPURAN

KE 3 R BERBEDA -→ MEMPUNYAI 3 ISOMER2 R YG BERBEDA → MEMPUNYAI 4 ISOMER

H2 – C – OH

H - C - OH

H2 – C - OH

+

R1 - COOH

R2 – COOH

R3 - COOH

+ 3 H2O

TRIGLISERIDA → MERUPAKAN HASIL KONDENSASI DARI MOL GLISEROL DG 3 MOL ASAM LEMAK YG MENGHASILKAN 3 MOL AIR DAN 1 MOL TRIGLISERIDA

GLISEROL 3. MOL ASAM LEMAK TRIGLISERIDA 3. MOL AIR

GLISEROL

MONOGLISERIDA

DIGLISERIDA

TRIGLISERIDA

mono dan digliserida jarangditemukan di alamtetapi bisa dihasilkan melaluiproses hidrolisis sebagian

SINTESA TRIGLISERIDA

Asam lemak

Asam lemak

Asam lemak

TRIGLISERIDA CAMPURAN >>> TRIGLISERIDA SEDERHANA

RESTRICTED RANDOM DISTRIBUTION THEORY→

GS3, GS2U, GSU2, GU3

SUMBER L/M KOMP.TRIGLISERIDA (% MOL)

GS3 GS2U GSU2 GU3

JAGUNG 0 12 43 45

SAWIT 9 54 27 9

COCOA 2 77 21 0

IKN PAUS - 9 75 16

DOMBA 22 63 14 1

NON GLISERIDA COMPONENT (NGC)

CRUDE OIL → 5% REFINED OIL → 2%

BBRP SIFAT NGC → - tidak memberikan warna, rasa dan aroma dan bersifatinert

- memberikan warna rasa dan aroma tertentu (negatif)

- bersifat antioksidan.

- bersifat pro-oksidan

NGC :

1. PHOSPHATIDA → LECITHIN DAN CEPHALIN → (m.kedele 1,8 -3,2%, m.jagung1-2%, m. bijikapas 0,7 -0,9%) → emulgator pada produk pangan.→

REMOVED BY ALKALI REFINING

2. KARBOHIDRAT DAN DERIVATNYA → RAFFINOSA DAN PENTOSANS

3. PROTEIN → BIASANYA DARI BAHAN BAKU YANG RUSAK (DAMAGED)

SOME ARE NOT REMOVED BY

ALKALI REFINING

BAHAN BAKU YANG

BAIK/TIDAK RUSAK

4. STEROL

VEGETABLE OIL → PHYTOSTEROL ( SITOSTEROL C29H50O DAN STIGMASTEROL C29H48O, KOLESTEROL C27H46O)

ANIMAL FAT → CHOLESTEROL

→ INERT AND NOT CONTRIBUTE TO ANY IMPORTANT PROPERTY OF THE OIL) →REMOVED BY ALKALI REFINING

→ RECOVERY FROM OIL → VIT D AND SEX HORMONS

WHEAT GERM OIL ( 1,3 – 1,7%)

SOYBEAN OIL ( 0,15 -0,38)

RICE BRAN OIL (0,75)

CORN OIL (0,58 -15)

REMOVE BY ALKALI REFINING

5. FATTY ALCOHOLS AND WAXES → CORN OIL, SOYBEAN OIL (0,005%) → CLOUD AT LOW TEMPERATURE

6. SQUALEN (C30H50) → COLORLESS AND HAVE 6 DOUBLE BONDS → OLIVE OIL 383 mg/100g, CORN 28 mg/100g, LIVER FISH OIL

7. CAROTENOIDS (C40 H56) 7 DB → (ALPHA, BETA ,GAMA) CAROTENE, LYCOPENE → MEMBERIKAN WARNA KUNING – MERAH PADA FAT/OIL →ANTIOXIDANT → REMOVE BY BLEACHING (PEMUCATAN).

8. TOCOPHEROL → ANTIOXIDANT → AFFECTING THE STABILITY OF OILS → REMOVE BY BLEACHING

9. GOSSYPOL → STRONG ANTIOXIDANT → AFFECTING THE STABILITY OF OILS

10. VITAMIN LARUT LEMAK → VIT. A, D, E, K → NUTRITIONAL COMPONENTS

11. MINERAL → PHOSPHOR, COPPER, MANGANES, IRON, NICKEL

H3C CH3

C

H2C CH -

H2C CH

2HC CH3

CH3

(CH = CH –C = CH)2- CH=CH-

CH3

(CH=CH-C=CH)2 -

H3C CH3

C

H2C CH

H2C CH

2HC CH3

REAKSI KIMIA LEMAK DAN MINYAK (Lanjutan)

2. REAKSI HIDROLISIS OLEH BASA (NaOH/KOH)---→ REAKSI

PENYABUNAN

O

C – O – C CH2OH

R1

O NaOH

C - O – C --------→ CHOH + 3 RCOONa

R2

O

C – O – C CH2OH

R3

GLISEROL

→ INDUSTRI SABUN, PEMURNIAN MINYAK

3. REAKSI ESTERIFIKASI

CH2OH R1COOH CH2 – O – COR1

CHOH + R2COOH CH – O – COR 2 + 3H2O

CH2OH R3COOH CH2 – O – COR3

+

GLISEROL ASAM STEARAT MONOSTEARIN (MONOGLISERIDA)

H

H - C - OH

H - C – OH

H – C – OH

H

H O

H - C – O – C – (CH2)16 – CH3

H - C - OH

H – C – OH

H

CH3 – (CH2)16 –COOH

KAT→ Asam sulfat, asam toluen sulfat, benzen, zn, sn.

HASIL → CAMPURAN TG, DG, MG

MG(%) DG(%) TG(%)

GLISEROL + AS. STEARAT -→ 64,9 33,8 1,3

GLISEROL + AS. OLEAT 65,6 33,2 1,1

GLISEROL + AS. LAURAT 70,8 29,0 0,2

REAKSI INI BIASA DILAKUKAN UNTUK MEMBUAT MG DAN DG →EMULGATOR

H

H - C - OH

H - C – OH

H – C – OH

H

CH3 – (CH2)16 –COOH

CH3 – (CH2)16 –COOH

H O

H - C – O – C – (CH2)16 – CH3

O

H - C - O – C – (CH2)16 – CH3

H – C – OH

H

+

GLISEROL ASAM STEARAT DISTEARIN (DIGLISERIDA)

REAKSI KIMIA LEMAK MINYAK (Lanjutan)

4. REAKSI INTERESTERIFIKASI

REAKSI DIMANA ESTER ASAM LEMAK DIREAKSIKAN DENGAN ASAM LEMAK/ALKOHOL SEHINGGA TERJADI PERTUKARAN ASAM LEMAK PADA ESTER ASAM LEM AK MEMBENTUK ESTER ASAM LEMAK YANG BARU SEHINGGA MEROBAH SIFAT FISIK DARI ESTER ASAM LEMAK AWAL

4.1. REAKSI ESTERIFIKASI ESTER ASAM LEMAK DENGAN

ASAM LEMAK (ACIDOLYSIS)

CH2 – O – COR1 CH2 – O – COR`

CH – O – COR 2 + R`COOH -→ CH – O – COR 2 + R1COOH

CH2 – O – COR3 CH2 – O – COR3

Kat → Nat Metoksida

-→ margarin dan shortening (Memperbaiki tekstur dan titik lebur)

4.2. REAKSI ESTER ASAM LEMAK DENGAN ALKOHOL (ALCOHOLYSIS)

CH2 – O – COR1 CH2OH

CH – O – COR2 + 3 (CH3OH) → CHOH + 3 ( R- COOCH3)

CH2 – O – COR3 CH2OH

trigliserida metil alkohol gliserol ester asamlemak dg alkohol (BIODISEL)

(ex: metil oleat, metil laurat dll)

KAT → KOH/NaOH

DEPEND ON → SUHU, JUMLAH KOH, JUMLAH ALKOHOL

REAKSI UMUM DALAM PEMBUATAN BIODISEL

5.REAKSI HIDROGENASI

-→ PROSES PENAMBAHAN HIDROGEN PADA IKATAN RANGKAP ASAM LEMAK TIDAK JENUH DENGAN BANTUAN KATALISATOR Ni/Pt

H2

CH3 - (CH2)7 - CH = CH - (CH2)7 - COOH CH3 - (CH2)16 – COOH

Ni/Pt

Tujuan:1. Menurunkan ketidakjenuhan minyak

Linolenat -------→ lenoleat ----→ oleat ------→ stearat

2. Merobah bentuk fisik Trigliserida dari cair menjadi semi padat atau padat3. Menaikkan titik cair4. Meningkatkan daya tahan trigliserida dari proses oksidasi

→ TEMPERATUR, TEKANAN, KONSENTRASI KATALIS, KONSENTRASI HIDROGEN , TINGKAT PENGADUKAN.

→ Pembuatan margarin, shortening.

6. REAKSI OKSIDASI/AUTOOKSIDASI

→ MERUPAKAN REAKSI YANG DAPAT MENYEBABKAN TERJADINYA KERUSAKAN PADA

LEMAK/MINYAK ATAU BAHAN PANGAN BERLEMAK AKIBAT TERJADINYA PENGIKATAN

OKSIGEN PADA ASAM LEMAK TIDAK JENUH SEHINGGA MEMBENTUK SENYAWA RADIKAL

BEBAS YANG PADA AKHIR REAKSI AKAN TERBENTUK SENYAWA ALKOKSI RADIKAL,

EPOKSIDA,ALKOHOL, ALDEHID, KETON, ASAM LEMAK BEBAS RANTAI PENDEK YANG

DAPAT MENYEBABKAB PEROBAHAN PADA FLAVOUR LEMAK/MINYAK. → OKSIDATIF

RANCIDITY

11 10 9 8

CH3- (CH2)4 – CH - CH - CH –CH = CH –CH –CH - (CH2)5 –COOH + O2

* * * *

- CH – CH - CH – CH – CH – CH - - CH - CH - CH - CH – CH – CH -

00* 00* 00H* 00H*

PEROKSIDA RADIKAL HIDROPEROKSIDA RADIKAL

KAT → suhu tinggi, sinar uv, peroksida, logam berat (Fe)

11 10 9 8

CH3- (CH2)4 – CH - CH - CH –CH = CH –CH –CH - (CH2)5 –COOH + O2 ---→

* * * *

MENURUT TEORI FARMER OKSIDASI OLEAT MENGHASILKAN 4 ISOMER

PADA REAKSI PRIMER (REAKSI AWAL)

1. TERJADI PENGIKATAN

OKSIGEN PADA ATOM C No. 8

11 10 9 8

R – CH2 – CH = CH – CH2 – R

00H*

3. TERJADI PENGIKATAN

OKSIGEN PADA ATOM C No. 10

11 10 9 8

R – CH2 – CH - CH = CH2 – R

00H*

2. TERJADI PENGIKATAN

OKSIGEN PADA ATOM C No. 9

11 10 9 8

R – CH2 = CH - CH – CH2 – R

00H*

4. TERJADI PENGIKATAN

OKSIGEN PADA ATOM C No. 11

11 10 9 8

R – CH2 – CH = CH – CH2 – R

00H*

REAKSI LANJUTAN (DEGRADASI SEKUNDER)

PEMBENTUKAN SENYAWA ALKOKSI DAN HIDROPEROKSIDA RADIKAL

R – CH – R R – CH – R + OH*

OOH* O*

HIDROPEROKSIDA ALKOKSI HIDROPEROKSIDA

RADIKAL RADIKAL RADIKAL

MENGALAMI 4 MACAM REAKSI

1. PEMBENTUKAN RADIKAL ALKIL DAN ALDEHID

R – CH – R R* + R-CHO OFF FLAVOUR

O* alkil radikal aldehid

2. PEMBENTUKAN ALKOHOL DAN RADIKAL ALKIL BARU

R – CH – R + R1H R-CHOH + R1*

O* Alkohol Radikal alkil

3. PEMBENTUKAN KETON DARI 2 RADIKAL

R – CH – R + R1* R – C - R + R1

O* O

Keton

4. PEMBENTUKAN EPOKSIDA DARI HIDROPEROKSIDA DG ASAL LEMAK

TIDAK JENUH

ROOH + - CH = CH - - CH - CH - + ROH

O

Epoksid

7.1. REAKSI POLIMERISASI

→ MERUPAKAN REAKSI PENGGABUNGAN DARI ASAM LEMAK TIDAK JENUH

MEMBENTUK SENYAWA KOMPLEKS YANG DISEBUT DIMER DAN TRIMER

YG MEMPUNYAI BM TINGGI DAN BERWARNA GELAP

→ TERJADI PADA MINYAK/LEMAK JIKA DIPERLAKUKAN PADA SUHU TINGGI

(250OC)

7.2. REAKSI POLIMERISASI PADA TRIGLISERIDA YG MENGANDUNG ASAM

LEMAK TIDAK JENUH YANG TERKONYUGASI BAIK DG ADANYA

OKSIGEN ATAU TIDAK PADA TEMPERATUR TINGGI/ RUANG SEHINGGA

MEMBENTUK SENYAWA RESIN/GEL YG PADAT

→ MINYAK TUNG (MINYAK KEMIRI) --→ VARNISH, CAT, QUICK-DRYING

ENAMELS

SIFAT FISIKO- KIMIA LEMAK DAN ASAM LEMAK

KENAPA PENTING?

1. MENENTUKAN KUALITAS LEMAK/MINYAK

2. MENENTUKAN ARAH PEMANFAATAN (EDIBLE ATAU NON EDIBLE)

3. MENENTUKAN TREATMEN YANG DIPAKAI DALAM PEMANFAATANNYA

4. MENENTUKAN TINGKAT KERUSAKAN YANG TERJADI PADA LEMAK/MINYAK

BEBERAPA SIFAT FISIK YG PENTING:

1. VISKOSITAS (KEKENTALAN) Merupakan ukuran dari pergeseran internal

dalam molekul lemak/minyak

Sangat dipengaruhi oleh : ketidak jenuhan minyak --→ hidrogenasi

Berat molekul -→ BM rendah viskositas rendah

Suhu -→ makin rendah suhu viskositas makin tinggi

EX: AS. KAPRILAT 5,74 Centipoise (20oC) AS. LAURAT -

2,62 (50oC) 7,3 (50oC)

1,86 (75oC) 3,84 (75oC)

Alat -→ VISKOMETER -→ CENTIPOISES

2. WARNA -→ COLORIMETER

Warna lemak/minyak murni, asam lemak, dan derivatnya → colorless dan transparan

Warna minyak disebabakan oleh * pigmen yang ada dalam bahan

* kerusakan pigmen dalam bahan

* kerusakan proses kimia lemak/minyak

3. BOBOT JENIS (SPESIFIC GRAFITY) -→ piknometer

tergantung kepada ; BM, ketidak jenuhan, temperatur

-→ UNTUK MENENTUKAN KEMURNIAN MINYAK DAN KUALITASNYA

4. TITIK LELEH (MELTING POINT)

TERGANTUNG KEPADA: Panjang rantai atom c, ketidakjenuhan, geometrik

5. TITIK DIDIH (BOILING POINT)

→ panjang rantai atom c, BM, tekanan

Contoh: BOILING POINT (oC)

TEKANAN LAURAT MIRISTAT PALMITAT

1 mm 130,2 149,2 167,4

256 mm 256,6 281,5 303,6

760 mm 298,9 326,2 351,5

6. SMOKE POINT (TITIK ASAP)

Menunjukkan temperatur pada saat pertama lemak/minyak mengeluarkan asap tipis pada pemanasan ( labor dg kondisi tetentu)

7. FLASH POINT (TITIK NYALA)

Menunjukkan termperatur pada saat produk senyawa volatil mulai terbakar

8. FIRE POINT (TITIK API)

Temperatur pada saat dimana senyawa volatil terbakar secara terus menerus

Tergantung kepada jumlah FFA dalam lemak/minyak

MINYAK JAGUNG

Smoke Point -→ 450 oF pada 0,01% FFA menjadi 200 oF pada 100% FFA

Flash Point → 625 oF pada 0,01% FFA menjadi 386 oF pada 100% FFA

Fire Point → 685 oF pada 0,01% FFA menjadi 430 oF pada 100% FFA

9. KELARUTAN (S0LUBILITY)

Trigliserida dan asam lemak rantai panjang tidak larut dalam air kecuali, asam lemak rantai pendek (C2 dan C4) dan minyak jarak (castor oil)

Minyak larut dalam pelarut non polar seperti benzen, etil eter

Unsaturated lebih tinggi kelarutannya dibanding saturated

--→ ekstraksi dan pemisahan minyak.

10. INDEKS BIAS ( REFRACTIVE INDEKS) -→REFRAKTOMETER

→ merupakan ukuran penyimpangan/bias dari cahaya yang dilewatkan pada medium yang cerah/transparan.

Indeks bias tergantung kepada: rantai ataom c, ketidak jenuhan, BM, temperatur

→PENGUJIAN KEMURNIAN MINYAK DAN KERUSAKAN

11. OILINESS (Kemampuan untuk membentuk lapisan berminyak pada permukaan

bahan→ “lubricant film”)

edible fat -→ margarin, shortening → mudah dioles, mudah mencair dimulut

non edible → pelumas (lubrication)

SIFAT FISIKO-KIMIA LEMAK MINYAK

BEBERAPA SIFAT KIMIA PENTING LEMAK/MINYAK:

BILANGAN ESTER → TG

BILANGAN ASAM LEMAK BEBAS→ FFA

BILANGAN PENYABUNAN → FA

BILANGAN IODIUM → USFA

BILANGAN PEROKSIDA → USFA DG O2

BILANGAN REICHERT-MEISSL → VOLATIL & POLAR →C4 – C6

BILANGAN POLENSKI → VOLATIL & NON POLAR → C8 – C12

BILANGAN HEHNER → NON POLAR

BILANGAN TAK TERSABUNKAN → NON TG

BILANGAN THIOCYANOGEN →USFA → KOMPOSISI MSFA & PSFA

BILANGAN ASETIL → GUGUS OH → M. jarak, MG