Wednesday, November 10, 2010

Teknologi pengolahan lemak dan minyak





 Minyak dan lemak merupakan salah satu anggota lipid  yaitu senyawa organik yang terdapat di alam serta tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik non-polar,misalnya dietil eter (C2H5OC2H5), Kloroform(CHCl3), benzena dan hidrokarbon lainnya. Minyak dan lemak tersusun atas trigliserida campuran yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak  rantai panjang. Trigliserida dapat berwujud padat atau cair tergantung komposisi asam lemak yang menyusunnya.




















Gliserida dalam lemak dan minyak bukan merupakan gliserida sederhana(R1=R2=R3), tetapi merupakan gliserida campuran, gliserol berikatan dengan asam lemak yang berbeda (R1?R2?R3).Jadi,minyak dan lemak merupakan campuran trigliserida campuran.
Perbedaan antara lemak dan minyak antara lain, yaitu:
-Pada temoperatur kamar lemak berwujud padat dan minyak berwujud cair
-Gliserida pada hewan berupa lemak (lemak hewani) dan gliserida pada tumbuhan berupa miyak (minyak nabati)




Asam lemak
Asam lemak mempunyai atom C genap dan di alam bentuk bebas atau ester dengan gliserol. Rumus kimia asam lemak adalah CH3(CH2)nCOOH Asam lemak dibagi menjadi 2 , yaitu
1.    Asam lemak jenuh(SFA=Saturated fatty acid) adalah asam lemak yang tidak memiliki ikatan rangkap, hanya memiliki ikatan tunggal saja pada rantai. Sifat asam lemak jenuh adalah padat pada suhu ruang


2.    asam lemak tidak jenuh (UFA=Unsaturated fatty acid)adalah asam lemak yang memiliki ikatan rangkap, dibagi lagi menjadi MUFA(Mono Unsaturated fatty acid ) yang memiliki satu ikatan rangkap dan PUFA(Poly Unsaturated fatty acid) yang memiliki 2 atau lebih ikatan rangkap. PUFA dan MUFA merupakan EFA (Essensial fatty acid). PUFA dan MUFA berwujud cair pada suhu ruang. MUFA terdapat pada minyak  zaitun,PUFA terdapat adalah minyak jagung.


Berdasarkan panjang rantainya maka dibedakan menjadi 3
1.asam lemak rantai pendek yakni asam lemak yang memiliki <6 karbon
2. asam lemak rantai sedang, yakni asam lemak yang memiliki 6-10 karbon.
 3. asam lemak rantai panjang, yakni asam lemak yang memiliki =12 karbon,
Asam lemak
C4= asam butirat (asam butanoat)
C6= asam kaproat (asam heksanoat)
C8= asam kaprilat (asam oktanoat)
C10 =asam kaprat (asam dekanoat)
C12= asam laurat (asam dodekanoat)
C14= asam miristat (asam tetradekanoat)
C16=asam palmitat (asam heksadekanoat)
C18= asam stearat
C24=asam lignoserat
C18:1= asam olaet
C18:2= asam linoleat
C18:3= asam linolenat (Winarno,2004)




PENGKELASAN MINYAK DAN LEMAK
Secara tradisioanal berdasar sumbernya
1.Minyak nabati
2. Minyak hewani
Berdasarkan bilangan iodine
1.<90 non drying oil (minyak tidak mengering),contoh minyak zaitun, minyak kacang, minyak babi
2. 90-130 semi drying oil (minyak setengah mengering) contohnya minyak bijikapas dan minyak biji bunga matahari
3.>130 drying oil (minyak mengering), contohnya minyak kacang kedele, minyak biji karet.
Berdasarkan kepentingannya dalam industry
-golongan lemak susu (bilangan penyabunan tinggi,indeks refraksi rendah,sumber karoten)
-golongan asam laurat (minyak kelapa dan inti kelapa sawit)
-golongan lemak nabati(kakkao, tengkawang,pala)
dll


SIFAT MINYAK
Sifat minyak dibedakan menjadi sifat fisikawi dan kimiawi.
1.    Sifat Fisikawi
a.    Melting point(Titik leleh)
Titik leleh lemak dan minyak berada pada kisaran tertentu, hal ini disebabakan karena bervariasinya asam lemak penyusun lemak/minyak tersebut.Makin panjang rantai atom C maka titik leleh makin tinggi.Makin jenuh asam lemak maka melting point nya juga semakin tinggi.


b.    Softening pont(Titik lunak)
Titik lunak minyak ditetapkan untuk identifikasi minyak  tersebut .Cara penetapannya yaitu dengan menggunakan tabung kapiler yang diisi minyak, kemudian dipadatkan. Temperature dinaikkan secara perlahan, temperature pada saat permukaan dari minyak atau lemak dalam tabung kapiler mulai naik disebit titik lunak.


c.    Slipping point
Penetapan slipping point digunakan untuk pengenalan minyak dan lemak alam serta pengaruh kehadiran komponen-komponenya.Cara penetapannya dengan menggunakan silinder kuningan kecil yang diisi lemak pada tkemudian dipanaskan perlahan-lahan, temperature pada saat lemak mulai tergelincir disebut slipping pont.


d.    Berat jenis
Berat jenis biasanya  ditentukan pada 25 derajat Celcius,selani itu juga diukur pada 40,60 derajat Celcius untuk lemak yang titik cairnya tinggi. Makin panjang rantai atom C maka berat jenisnya makin tinggi. Makin tidak jenuh asam lemaknya maka bobot jenisnya makin besar.


e.    Indeks refraksi
Merupakan derajat penyimpangan dari cahaya yang dilewatkan pada medium yang cerah. Indeks refraksi diukur dengan alat Abbe Refractometer. Indeks refraksi akan meningkat  pada minyak/lemak dengan rantai karbon yang panjang dan dengan terdapatnya sejumlah ikatan rangkap.


f.    Smoke,flash,fire pont
Smoke point atau titik asap adalah temperature pada saat minyak/lemak menghasilkan asap tipis yang kebiru-biruan pada pemanasan.Flash point atau titik nyala adalah temperature pada saat  campuran uap dari minyak dengan udara mulai terbakar. Fire point atau titik api adalah temperature pada saat dihasilkan pembakaran yang terus menerus sampai habis contoh uji. Smoke,flash,fire pont meningkat apabila berat molekul asam lemak bebas tinggi. Apabila jumlah asam lemak bebas tinggi maka Smoke,flash,fire pont menurun. Ketiga sifat ini adalah criteria mutu yang utama pada minyak goreng.pada minyak goreng smoke point> 180 derajat Celcius.


g.    Turbidity point
Titik kekeruhan ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran minyak atau lemak kemudian dipanaskan hingga minyak/lemak mulai terpisah dengan pelarutnya dan mulai menjadi keruh.Temperatur pada waktu mulai terjadi kekeruhan disebut titik kekeruhan.


2.    Sifat kimia
a.    Hidrolisa
Dalam reaksi hidrolisa, minyak dan lemak akan dirubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol.reaksi hidrolisa  yang dapat mengakibatkan kerusakan minyak/lemak terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak/lemak trsebut. Reaksi hidrolisa dapat mengakibatkan ketengikan .
reaksi hidrolisa


b.    Oksidasi
Proses oksidasi dapat berlangsung apabila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak/lemak.oksidasi biasanya dimulai dengan pembentukan peroksida, kemudian asam lemak terurai dan terjadi konversi hidroperoksida menjadi aldehid, keton serta asam lemak bebas.Jadi, kenaikan PV (Peroxide value) merupakan indicator bahwa minyak sebentar lagi akan berbau tengik.


c.    Hidrogenasi
Proses hidrogenasi merupakan proses industry untuk menjenuhkan ikatan rangkap dari rantai  karbon asam lemak pada lemak/minyak. Reaksi hidrogenasi  dilakukan dengan menggunakan hydrogen murni ditambah serbuk nikel sebagai katalisator.Setelah proses hidrogenasi,minyak didinginkan,katalisator dipisahkan dengan cara penyaringan. Hasilnya adalah minyak yang bersifat plastis atau keras, tergantung derajat kejenuhanya.


d.    Esterifikasi
Proses esterikasi bertujuan untuk mengubah asam-asam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester.


reaksi esterifikasi




e.    Pembentukan keton
Keton dapat dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa eter. Berikut adalah rekasinya
reaski pembentukan keton
f.    Penyabunan
Penyabunan banyak dilakukan dalam industry.reaksi ini dilakukan dengan menambahkan larutan bas apada trilgiserida. Asam lemak yang mempunyai BM tinggi bilangan penyabunanya kecil.
reaksi penyabunan
(Herlina,Netti ,2002)


PENGUJIAN MINYAK ATAU LEMAK
1.Bilangan Penyabunan
Bilangan penyabunan adalah jumlah milligram KOH yang diperlukan untuk menyabunkan satu garam minyak atau lemak.Apabila sejumlah minyak/lemak ditambahan dengan KOH berlebihan dalam alcohol maka KOH akan bereaaksi dengan trigilserida. Larutan alkali yang tertinggal dititrasi dengan asam sehingga jumlah alkali yang bereaksi dapat diketahui.
angka penyabunan menunjukkan berat molekul lemak dan minyak secara kasar .minyak yang disusun oleh asam lemak berantai karbon yang pendek berarti mempunyai berat molekul  relatif kecil, akan mempunyai angka penyabunan yang besar.


2.bilangan iod
Bilangan iod adalah jumlah (gram) iod yang dapat diikat oleh 100 gram lemak. Ikatan rangkap yang terdapat pada asam lemak tidak jenuh akan bereaksi dengan iod. Gliserida dengan tingkat ketidakjenuhan tinggi akan mengikat iod dalam jumlah yang lebih banyak. Bilangan iod merupakan derajat ketidakjenuhan minyak.


3.bilangan asam
Bilangan asam adalah jumlah milligram KOH  yang dibutuhkan untuk menetralkan asam-asam lemak bebas dari satu gram minyak/lemak. Bilangan asam digunakan untuk mengukur  asam lemak bebas yang terdapat dalam minyak atau lemak.


4.bilangan reichert meissl
Angka Reichert-Meissel menunjukkan jumlah asam-asam lemak yang dapat larut dalam air dan mudah menguap. Angka ini dinyatakan sebagai jumlahmililiter larutan KOH 0,1 N yang digunakan unutk menetralkan asam lemak yang menguap dan larut dalam air.yang diperoleh dari penyulingan 5 gram lemak atau minyak pada kondisi tertentu. asam lemak yang mudah menguap dan mudah larut dalam air adalah yang berantai karbon 4-6.


5.bilangan polenske
Bilangan polenske adalah milliliter larutan alkali0,1N yang diperlukan untuk menetralkan asam lemak yang mudah menguap tetapi tidak larut dalam air, dari lemak/minyak sebanyak 5 gram.


6.bilangan asetil
Bilangan asetil digunakan untuk mengukur jumlah asam lemak hidroksi yang terdapat dalam minyak atau lemak.Kebanyakan lemak atau minyak memiliki gugus OH dalam jumlah sangat kecil.


7. bilangan peroksida
Bilangan peroksida adalah nilai terpenting untuk menntukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak.asam lemak tidak jenuh akan mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga membentuk peroksida.peroksida ini dapat ditentukan dengan metode iodometri.




Faktor penentu mutu minyak
1.keadaan : bau dan rasa normal
2. kadar air maksimal 0,3%
Kandungan air yang  banyak membuat  aktivitas mikrobia  tinggi sehingga minyak mudak rusak
3.Kadar asam lemak bebas. Maksimal 0,3% sebagai asam laurat
Banyaknya mg KOH yang diperlukan untuk menmetralkan 1 gr minyak (% db atau bil.asam)
4.minyak pelican negative
Analisis: minyak +KOH alkoholis+ air tetap jernih
5.kadar kotoran (MIU),maksimal 0,05%
M adalah moisture content,I adalah insoluble material, U adalah unsaponifiable material
6. bilangan peroksida (pv) maksimal 5 mg oks/g sampel
Bilangan peroksida yang tinggi merupakan indicator bahwa minyak cepat tengik
7. bilangan penyabunan 255-265
8.bilangan iodium, 8-10


SUMBER MINYAK
1.Nabati
Berasal dari tanaman semusim seperti  jarak, kedelai, kacang tanag, jagung, dari tanaman tahunan seperti kelapa, kelapa sawit.
Sifat umum: berbentuk cair ,banyak mengandung asam lemak tidak jenuh dan asam lemak rantai sedang
2.hewani
-hewan darat (dari aging dan susu): sapi, kerbau,babi disebut butter fat
-hewan laut: ikan sardine,hearing,paus, disebut marine fat
Sifat umum : berbentuk padat, banyak mengandung asam lemak jenuh dan asam lemak rantai panjang.
Penilaian kulitas bahan sumber minyak berdasarkan:
-ketampakan, kadar air, bahn asing
-kadar minyak dan mutunya
-ketentuana dalam perdagangan yang menyangkut masing-masing jenis sumber minyak


KERUSAKAN SUMBER MINYAK
Lipopisis
Kerusakan sumber minyak bisa disebabkan  karena RH lingkungan yang besar sehingga kadar air bahan sumber minyak akan naik. Hal ini memicu pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut dapat memproduksi asam lemak bebas dengan menghidrolisa molekul lemak. Bahan sumber minyak secara alami terus mengalami respirasi dan mengasilkan panas. Panas ini mendukung aktivitas mikrobia dan menyebabkan aktivitas enzim endogenous seperti lipase dan proteinase meningkat. Lipase akan menghidrolisis trigilserida menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. Adanya kerusakan mekanis dan luka juga memacu aktivitas enzim endogenous.
Proteolisis
Mikroorganisme tersebut juga mampu  mengeluarkan enzim pemecah protein menjadi komponen larut atau terabsobrbsi minyak dihasilkan impurieties dan mengakibatkan bau, rasa tidak enak (off flavor). Enzim proteinase yang terdapat dalam bahan sumber minyak juga melakukan aktivitas mememecah protein.




PENAGANAN SUMBER MINYAK
Nabati
-Pencegahan kerusakan mekanis, kadar air rendah, fasilitas penyimpanan yang baik (suhu dan aerasi)
Hewani
-pendinginan, rendering sesegera mungkin, penyimpanan tertutup (menghindarkan absorbsi bau)


PENGOLAHAN MINYAK DAN LEMAK




Ekstraksi minyak







1.    Pembersihan
-sortasi
 Bertujuan untuk  memilah  bahan menjadi beberapa bagian/kelompok
-Pengupasan
Bertujuan untuk menghilangkan kulit sehinggamempermudak ekstraksi
-pengayakan
Bertujuan untuk mendapatklan bahan yang lebih homogen


2.    pengecilan ukuran
bertujuan untuk melukai jaringan dan sel, memperbesar luas permukaan yang kontak dengan pelarut, memperpendek jarak difusi minyak.
Pengecilan ukuran dilakukan dengan penggerusan maupun pemipihan


3.    pemanasan
bertujuan untuk menggumpalkan protein sehinggaa dinding sel lebih permabel,akibat pemanasan adalah protein terkoagulasi, viskositas minyak turun, afinitas minyak turun, massa biji menjadi lebih plastis sehingga mudah dikempa, menghilangkan aktivitas toksin.


4.    ekstraksi
ekstraksi adalah suatu cara untuk mendapatkan minyak /lemak dari bahan yang diduga mengandung lemak atau minyak. Cara ekstraksi ada bermacam-macam, yakni degan pemanasan (rendering), pengempaaan/pengepresan dan penggunaaan pelarut/solven.


a.Pemanasan/rendering
-pemanasan dengan proses kering (dry rendering process)
Metode ini tidak digunakan untuk lemak pangan. Metode ini  dilakukan dalam ketel yang terbuka dan dilengkapi degan steam jacket serta alat pengaduk. Bahan yang diduga mengandung lemaj atau minyak dimasukkan ke dalam ketel tanpa ditm bah air, kemudian dipanasi pada suhu 220-230 derajat Fahrenheit (105-110 derajat Celcius). Akibat pemanansan , lemak akan terpisah, protein terdenaturasi dan air menguap. Minyak atau lemak yang dihasilkan dipisahkan dari ampas yang telah mengendap dan pengambilan dilakukan pada bagian atas ketel.


-pemanasan dengan proses basah(wet rendering)
Digunakan untuk lemak pangan. Pemanasan basah dilakukan dengan menambahkan air. Cara ini dilakkam dengan menggunakan ketelpada temperature ±50 derajat celcius dan tekanan 40-60 psi. factor penting yang diperhatikan adalah perubahan flavor,perubahan bau dan keeping quality.


b. pengempaan/pengepresan
metode ini biasanya dilakukan pada biji-bijian. Cara ini dilakukan untuk memisahkan minyak dari bahan yang berkadar minyak tingi (30-70%). Sebelum dilakukan pengepresan, bahan sumber minyak dirajang ,digiling dan dimasak terlebih dahulu untuk mempermudah pengempaan. Secara umum, ada dua cara pengepresan mekanis, yaitu
-    pengempaan secara batch (hidaraulik pressing)
banyaknya lemak atau minyak yang diekstraksi tergantung dari lama pengepresan,tekanan yang diberikan dan kandungan minyak dalam bahan asal. Factor-faktor yang berperanan yaitu kadar air biji, kulitas biji, besarnya tekanan maksimum (2000 psi),suhu pengempaan (85 derajat Celcius) dan lama tekanan maksimum.




-    pengempaan secara kontinyu (screw press)
pengempaan secara kontinyu memiliki keuntungan yaitu mengurangi tenaga kerja dan tidak mememerlukan press cloth, namun  kebutuhan tenaga yang dibutuhkan besar dan memerlukan operator terdidik.


gambar screw  press




   
    c. ekstraksi menggunakan pelarut
prinsip ekstraksi ini adalah ekstraksi degan melarutkan minyak dalam pelarut minyak dan lemak, merupakan cara paling efesien untuk ekstraksi minyak.residu minyak sekitar 2-3,5%. Sifat pelarut yang digunakan adalah non toksis,tidak besifat ekplosif, tidak mudah terbakar, mempunyai interval titik didih yang sempit, aya pelarutan tinggi, mudah diperoleh, murah, bersifat selektif.


5.    Penjernihan minyak
Penjernihan minyak dilakukan untuk menjernihkan minyak dari kotoran tidak larut minyak, sedangkan kotoran larut minyak dan susupensi koloid dilakukan pemurnian.
Penjernihan dilakukan dengan pengendapan, sentrifugasi dan penyaringan sehingga diperoleh minyak kasar (crude oil).


   

No comments: