BAHAN KULIAH MINYAK & LEMAK Oleh: Tim Dosen PBA Dep. TIN, Fateta-IPB 2010

Minyak & Lemak Minyak dan Lemak : Senyawa yang tidak larut dalam air yang berasal dari sumber tanaman dan hewan Komponen utama : ester asam lemak dari gliseril atau trigliserida Lemak atau fat  trigliserida yang berbentuk padat atau semi-padat pada suhu biasa Minyak atau oil  trigliserida berbentuk cair pada kondisi yang sama. Komponen Lipid Gliserida : (1) Trigliserida (2) Digliserida (3) Monogliserida Asam Lemak (fatty acid) (1) Asam Lemak Jenuh (saturated fatty acid) (2) Asam Lemak Tidak Jenuh (unsaturated fatty acid) Komponen Minyak Lemak Non-gliserida

Gliserida Trigliserida : Produk kondensasi dari satu molekul gliserol dan tiga mol asam lemak akan menghasilkan air dan satu mol trigliserida Mono- dan Digliserida : hanya mengandung 1 atau 2 asam lemak Trigliserida sederhana : tiga mol asam lemak yang sama Trigliserida campuran : asam lemak berbeda

2. Asam Lemak -CH2-CH2-CH2-CH2- -CH2-CH=CH-CH2- Senyawa alifatik yang mengandung satu gugus karboksil yang berikatan pada ujung rantai hidrokarbon Rantai karbon Rantai karbon Asam lemak jenuh Asam Lemak Tidak Jenuh Tingkat ketidakjenuhan  jumlah ikatan rangkap pada asam lemak. -CH2-CH2-CH2-CH2- -CH2-CH=CH-CH2- Pengelompokan minyak tidak jenuh -Non-drying Oil -Semi-drying Oil -Drying Oil

Asam Lemak Jenuh ∑C Asam Lemak Titik Cair (oC) Sumber 4 Butirat C3H7COOH -8 Lemak Susu 6 Kaproat C5H11COOH -3.4 Lemak Susu, Kelapa, PKO 8 Kaprilat C7H15COOH 16.7 PKO, Lemak susu 10 Kaprat C9H19COOH 31.6 Lemak susu, minyak palma 12 Laurat C11H23COOH 44.2 Kelapa, PKO, babasu, susu 14 Miristat C13H27COOH 54.4 Minyak pala, lemak ucuhuba, Susu, kelapa, PKO, babasu 16 Palmitat C15H31COOH 62.9 Lard, tallow, palm oil, cocoa butter 18 Stearat C17H35COOH 69.6 Lard, tallow, cocoa butter 20 Arakhidat C19H39COOH 75.4 Kacang-kacangan 22 Behenat C21H43COOH 80.0 Behen Tree 24 Lignoserat C23H47COOH 84.2

Asam Lemak Tidak Jenuh ∑C Asam Lemak Titik Cair (oC) 16 Palmitoleat : 9-hexadecenoic 0.5 18 Oleat : cis-9-octadecenoic 16.3 Elaidat : trans-9-octadecenoic 43.7 Linoleat : cis-cis-9,12-octadecadienoic - 5.0 Linolenat : cis-cis-cis-9,12,15 octadecatrienoic - 11.0 20 Arakhidonat : cis-cis-cis-cis-5,8,11,14 eicosatetraenoic - 49.5 22 Erukat : cis – 13 cocosenoic 33.7

Kandung Kolesterol dalam Bahan Pangan 3. Komponen Minyak Lemak Non-Gliserida 1. Senyawa penting dalam minyak kasar a. Fosfatida : lesitin, cephalin b. Sterol : senyawa kristalin, netral, dan tidak tersabunkan Co. Lemak hewan  kolesterol C27H46O Lemak tumbuhan  phytosterol Kandung Kolesterol dalam Bahan Pangan Sumber Kolesterol (ppm) Minyak & Lemak Tumbuhan <50 Daging sapi tanpa lemak >650-710 Minyak Ikan 5000-8000 Calf’s liver 4900 Lard 980 Finfish, low fat 470-570 Susu 120 Udang, crustacea 860-1200 Mentega 2800 Telur 410 Daging babi tanpa lemak >590-670 Kuning Telur 16.000-17.500

3. Komponen Minyak Lemak Non-Gliserida (Lanjutan) 2. Komponen Minor dalam Minyak Murni a. Sterol b. Fatty Alcohols c. Colorless hydrocarbon 3. Komponen yang mempengaruhi penampakan lemak Pigmen Co. -carotene  warna kuning-jingga Chlorophyll  hijau 4. Komponen yang mempengaruhi stabilitas Antioksidan Co. Tocopherol Sesame oil  sesamoline Gossypol  cottonseed oil 5. Komponen yang mempengaruhi flavor dan odor keton  lauric acid-type oils terpenoid  oleic-linoleic acid oils 6. Komponen yang mengandung nutrisi penting Vitamins larut dalam lemak: A, D dan E 7. Mineral

Asam Lemak Esensial n-3 asam linolenat (-3) n-6 asam linoleat (-6) n-9 asam oleat, asam erukat (-9) Asam Lemak Esensial Linoleic acid (18:2 -6)  linoleic acid GLA (18:3 -6) Dihomo  linoleic acid DGLA (20:3 -6) Arachidonic acid AA (20:4 -6) Adrenic acid ADA (22:4 -6) -Linolenic acid ALA (18:3 -3) Stearidonic acid (18:4 -3) Eicosatetraeonic acid (20:4 -3) Eicosapentaeonic acid EPA(20:5 -3) Docosaheptaenoic acid DPA (22:5 -6) DPA (22:5 -3) Docosahexaenoic acid DHA (22:6 -3) -2H +2C

Lemak dan Minyak sebagai Bahan Baku Industri Penggunaan Vegetable Oil untuk Kegunaan Non Pangan (%) Soybean Oil 0.25 Palm Oil 10 PKO 10 Rapeseed Oil 40 Minyak Kelapa 55 Castor Bean Oil 100 Linseed Oil 100 Tung Oil 100 Asam Lemak 36% Cat 3% Pelumas 2% Lain-lain 13% Polimer Sabun 15% Pakan Hewan 29%

Proporsi perbedaan sumber minyak pada tingkat produksi dunia

Diagram Alir Produksi Oleokimia Oil/Fat Neutralization Neutralized Oil Soap Soap Splitting Fat Splitting Fatty Acids Synthesis Glycerols Mono/diglycerides Fatty Acids Amination Esterification Amidation Fatty Amines Fatty Alcohols Fatty Amides Fatty Acids

Penggunaan Langsung Oleokimia Mono-/digliseride Detergent Pengemulsi Kimia tambahan untuk produksi minyak mineral Glycerols - Resin - Produksi selulosa - Poliol - Kosmetik - Ester Gliserol Fatty Acids - Pakan hewan - Sabun - Bahan kimia untuk industri minyak mineral dan karet Fatty Amines - Zat aditif untuk coal floatation - Anti korosif - Surfaktan - Emulsfier Fatty Alcohols - Ester dengan Polietilenglikol - Pembersih pakaian - Non-ionogenic emulsifier Fatty Amides - Detergent - Pengemulsi - Fire extinguisher

Lemak dan Minyak Sebagai Sumber Bahan Bakar Diesel Oil Sunflower Oil Methyl Ester Rapeseed Oil Methyl Ester Caloric Value (MJ/kg) 42-46 40.16 37.02-37.20 Density (g/ml) 0.836 0.888 0.86-0.90 Viscosity (cP, 20oC) 3.9 4.22 6-9 Cloud Point (oC) -0.6 0-1 - Flash Point (oC) 50-70 183 111-175 Ash (%) 0.01 <0.01-0.05 Sulphur (%) ~0.27 Sulphur (mol %) ~0.14 0.002-0.006 Reference Shell Quick 1989 Bundesmweltamt 1993

Karakteristik Lemak dan Minyak Kelarutan Lemak dan minyak tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti minyak bumi, eter dan CCl4 Agen Pengemulsi  memungkinkan membentuk campuran minyak dan air yang stabil  emulsion Emulsi lemak dalam air: susu, santan kelapa Emulsi air dalam minyak: mentega, margarin Plastisitas  Akan mengubah bentuk ketika tekanan diberikan tetapi akan tetap pada bentuk akhir ketika tekanan dihentikan  Lemak merupakan campuran trigliserida  cairan atau bentuk kristalin Contoh Margarin : wide plastic range  spreadable

Sifat-Sifat Lemak dan Minyak Efek Panas (1) Titik Leleh Lemak meleleh saat dipanaskan  sebagai campuran trigliserida  meleleh bila melebihi rentang temperatur Slip point : temperatur pada saat lemak mulai meleleh Lemak : 30-40oC Minyak : dibawah suhu udara normal (2) Titik Asap (Smoke Points) : lemak dan minyak mulai rusak, menghasilkan suatu asap biru dan bau tajam.  ukuran yang berguna untuk menentukan kecocokan lemak atau minyak untuk kegunaan penggorengan Contoh. Lard (185oC), corn oil (232oC) (3) Flash Points : minyak mulai terbakar e.g. Corn oil (360oC)

Sifat-Sifat Lemak dan Minyak (Lanjutan) Ketengikan (Rancidity) : Kerusakan minyak dan lemak (1) Oxidative Rancidity Reaksi antara trigliserida dan oksigen dari udara  aldehid, keton (rasa asam tidak enak), dipercepat oleh panas, cahaya dan logam (Cu, Fe) (2) Hydrolytic Rancidity Katalisis oleh lipase (secara alami terjadi dalam lemak dan minyak; dapat dinonaktifkan oleh perlakuan panas lipase Lemak + Air Gliserol + Asam Lemak Mengurangi Ketengikan : - Menyimpan lemak dan minyak pada tempat yang dingin dan gelap dalam kontainer non-metal - Menjaga lemak tetap tertutup rapat - Menambah antioksidan komersial (contoh: BHT) Penyabunan Trigliserida + Caustic Soda  gliserol + sabun

Penggunaan Lemak dan Minyak Dalam Pangan Penggorengan :suatu metode memasak yang cepat (temperatur tinggi, sekitar 180oC) Transfer panas cepat antara minyak atau lemak pada makanan Efek shortening lemak Seperti pada biskuit dan pastry  lebih renyah dan lezat Lemak melapisi molekul pati dan gluten  memecah struktur Efek creaming dan aerating  Menggabungkan gelembung udara kecil ke dalam campuran dan mencerahkan produk

Sumber Lemak dan Minyak Alami Lemak dan Minyak Hewan - Lemak susu - Rendered fats (lard, tallow, mutton tallow) - Minyak ikan (marine oils) Lemak dan Minyak Sayuran - Pulp Oils (contoh: Palm oil, olive oil) - Seed Oils (contoh: coconut, corn oil, soya oil) Non-edible Oils and Fats  Castor oil, Tung oil & Jojoba oils Sumber minyak dan lemak lain - Lemak dari kapang dan jamur - Lemak bekteri - Lemak dari algae

Lemak dan Minyak Hewan: Lemak Susu Air (%) Lemak (% db) Karbohidrat (% db) Protein (% db) Sapi 88.5 32.2 40.0 27.8 Domba 81.6 40.8 23.9 30.4 Kambing 86.6 31.3 35.8 26.8 Kuda 91.1 14.0 70.8 23.6 Unta 87.1 32.6 31.8 28.7 Manusia 87.7 56.1 8.1 Lemak susu sapi Milk fat Butter fat Butter oil

Rendered Fats Lard : kaya (75%) asam palmitat dan asam oleat (perbandingan 1:2) Lemak Sapi - Premier Jus (synonym : oleostock) rendering at low heat the fresh fat of heart, caul, kidney, etc. - Edible tallow (synonym : dripping) : dari sapi dan kambing  Terutama mengandung asam palmitat, stearat dan oleat acids. Composition of whole cattle and their dressed weight Pigs Cows Waste 22% 49% Dressed weight Meat Fats Tendon Bones 78% 47% 33% 11% 8% 51% 62% 10% 18%

Minyak Ikan Paus, Minyak Ikan, Minyak Hati Ikan Minyak Hewan Laut: Minyak Ikan Paus, Minyak Ikan, Minyak Hati Ikan Minyak Ikan Paus: Komposisi tubuh paus biru: 47% daging 21% adipose tissue 19% tulang 4% lidah, tulang paus 1% hati 2% jantung, ginjal 7% darah Minyak paus kutub utara: 30% unsaturated C22 & C24, Paus kutub selatan ~20% Kaya vitamin A Sperm oil : 50% waxes cetyl alcohol Subtitusi : Jojoba oil  liniments Minyak Ikan : by product kegiatan perikanan sumber untuk protein (makanan ikan) dan minyak ikan Lemak ikan : rata-rata (3-5%), ikan herring (21%), sardine (18%) Minyak ikan kaya polyunsaturated fatty acid, terutama asam lemak Minyak hati ikan: kaya vitamin A dan D  pembawa vitamin

Klasifikasi Lemak dan Minyak Tumbuhan Pulp oils : palm oil, olive oils, avocado oils Lauric oils : coconut, palm kernel, babassu, laurel, nutmeg oils, dika butter Fats rich in palmitic and stearic acids : cocoa butter, illipe butter, shea butter, borneo tallow Seed oil rich in palmitic acids : cottonseed, cereal germ oils, corn oils, pumpkin oil Seed oils rich in oleic and linoleic acid : sesame, sunflower, safflower, niger, linseed, poppy seed, grape seed oils, walnut oils Oils of leguminosae : peanut, soya oils Oils of cruciferae : rapeseed oil, mustard seed oil

Oil Palm ~ Kelapa Sawit (Elaeis gueneensis) Buah sawit dapat dipanen untuk 40-45 th, Rendemen maksimum tercapai setelah 12 th. Penanaman kembali setelah ~25 y. Produksi ~20 MT tandan buah/th/pohon Indonesia  produsen ke-2 terbesar di dunia Produk Utama: CPO : Crude palm oil PKO : Palm Kernel Oil Palm oil rich in Palmitic & Oleic acids kernel mesocarp

Komposisi Buah Sawit * 60% mesocarp  41% Air 39% Minyak 20% Serat * 29% Kulit & stems * 11% Biji  45% kernel, 55% shell Kernel : 50% Minyak, 9% Protein, 25% N-free extract 8% air, 6% serat, 2 abu Buah Sawit Pemisahan Buah Tandan Kosong Pressing Biji & Serat Pemisahan Serat CPO Penghancuran biji Shells PKO Pressing Ampas

Avocado Minyak Zaitun (Olive Oil) Komposisi: 78% Pulp (60% air, 30% minyak, 8% serat, 2% protein) 20% stone 2 % kulit MInyak zaitun kaya asam oleat (~80%) High image of olive oil is based on extraction technique  virgin oil Avocado Komposisi Alpukat 25% Biji 5% Kulit 70% Pulp  75% air, 21% minyak, 2% protein 1% serat, 1% abu Asam lemak utama: Asam Palmitat dan oleat

Coconut ~ Kelapa (Cocos nucifera) Produk Utama: Kelapa Kopra Minyak kelapa Coconut ~ Kelapa (Cocos nucifera) Whole fruit : 59% nut, 41% fibrous mesocarp Whole nut : 51% water, 39% oil, 6% protein, 3% ash, 1% testa Endosperm meat : 46% water, 54% copra Copra : 67% oil, 17% N-free extract, 5% protein, 2% ash, 4% fiber

Produk Utama Kelapa: Kopra : endosperm atau daging kelapa kering Minyak Kelapa : tinggi asam laurat jenuh  untuk pangan, sabun dan industri detergen Ampas kopra : tertinggal setelah proses ekstraksi  pakan ternak Dessicated coconut : dried coconut meal (shell and brown testa are chipped and pared away)  digunakan untuk makanan dan confectionary Serat Kelapa (Coir) : terbaik dibuat dari buah kelapa matang (11 bulan)  bristle and mattress fibers Tempurung Kelapa : major by-product of copra manufacture  arang aktif yang baik  absorpsi gas, proses pemucatan industri kimia & pangan  filler dalam thermosetting plastics  barang kerajinan, bahan bakar Air Kelapa substrat untuk produksi nata de coco dan minuman Daging Kelapa Muda  minuman, kue Daun Kelapa Muda, batang

Soybean ~ Kedelai Komposisi Kedelai: 7% Hull 9% kernel (44% protein, 23% minyak, 13% air, 10% N-free extract, 6% serat, 5% abu Komponen Utama : asam linoleat, kaya asam linoleat Ampas ekstrak makanan (high digestibility ~80%) antitrypsine-factors are destroyed

Kapas Bunga Matahari

Kacang Tanah Rapeseed

Sesame Linseed

Cocoa butter Safflower seed oil Asam lemak utama: asam palmitat, stearat & oleat Titik leleh : 32-36oC Solidification points : 21-27oC Mudah untuk disubstitusi oleh lemak lain  CBS (cocoa butter substitute) : Palm Oil, Borneo Tallow Safflower seed oil Asam lemak Utama : >75% asam linoleat  good quality high price

Komposisi jagung (varietas minyak tinggi) 69% Endosperma 24% Germ 7% Hull Komposisi of germ : 52% Minyak - 11% protein 19% N-free extract - 8% air 6% abu - 4% serat

Grape, Grape seeds Niger flower, niger seeds

Jojoba (Simmondsia chimensis) Biji Jojoba -30% protein -7% serat -51% lemak -3% abu -4% N-free extract -5% air Komponen Utama: ~80% lilin (bukan trigliserida) waxes of alcohol long chain rare fatty acids asam lemak utama: asam eicosenoat, decosenol Penggunaan : sama dengan sperm whale oil  lebih baik sejak tidak memerlukan pemurnian spesial

Jarak (Ricinus communis) Biji Jarak 17% protein 17% serat 48% lemak 3% abu 9% N-free extract 6% air Komponen utama: asam ricinoleat (>80%) Penggunaan : drying oils, cat, source materials for man-made fibers Ampas (bungkil)  0.8-1.0% racun ricin