TEKNOLOGI LEMAK DAN MINYAK

Presentasi berjudul: "TEKNOLOGI LEMAK DAN MINYAK"— Transcript presentasi:

1 TEKNOLOGI LEMAK DAN MINYAK
SUTRISNO ADI PRAYITNO PROGRAM STUDI TEKNOLOGI PANGAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS DR SOETOMO 2017

2 LEMAK DAN MINYAK DUNIA * > 70% DARI LEMAK PANGAN DARI NABATI
* PRODUKSI MENINGKAT DENGAN TAJAM SEBAGAI RESPON DARI - PENAMBAHAN JUMLAH PENDUDUK - PENINGKATAN KUALITAS HIDUP - PENINGKATAN DAYA GUNA LEMAK DAN MINYAK

3 SUMBER LEMAK DAN MINYAK
TANAMAN (NABATI) A. KELOMPOK TANAMAN PALAWIJA (JAGUNG, KEDELAI, KACANG TANAH, BIJI MATAHARI DLL) B. KELOMPOK. TANAMAN TAHUNANAN ( KELAPA SAWIT, KELAPA, OLIVE) C. KEL. BIJI2AN TANAMAN TAHUNANAN (CACAO, INTI SAWIT, KAPAS, KEMIRI DLL)

4 2. HEWANI A. HEWAN PELIHARAAN ( LEMAK SUSU SAPI, SAPI, LEMAK DAGING SAPI, DOMBA DLL) B. HASIL LAUT ( MINYAK IKAN PAUS, IKAN SARDINE DLL)

5 PENGGUNAAN LEMAK DAN MINYAK
1. KELOMPOK PANGAN * SHORTENING INDUSTRY * MARGARINE INDUSTRY * LIQUID OIL INDUSTRY * BUTTER INDUSTRY * FOOD INDUSTRY 2. KELOMPOK NON-PANGAN * INDUSTRI SABUN * INDUSTRI OBAT2AN * INDUSTRI CAT * INDUSTRI LAINNYA (RUBBER, PLASTICK POLIMER * INDUSTRI KOSMETIK * INDUSTRI BIODISEL

6 KLASIFIKASI LEMAK DAN MINYAK
BERDASARKAN KEGUNAAN PADA INSDUSTRI PEMAKAI LEMAK DAN MINYAK 1. KELOMPOK LEMAK SUSU (MILK FAT GRUP) * DARI HEWAN PELIHARAAN DAN MEMPUNYAI KOMPOSISI YG HAMPIR SAMA UTK SETIAP SUMBER (EX :BUTTER MILK OF COW, GOAT, ) KOMPOSISI - ASAM LEMAK DENGAN BM RENDAH DALAM JMLAH YG BESAR CTH: ASAM BUTIRAT (3,5%) - AS LEMAK JENUH CTH: MIRISTAT, PALMITAT, STEARAT (45 – 50%) - ASAM LEMAK TIDAK JENUH (OLEAT)  (30-40%) - IODINE NUMBER (BILANGAN IODINE) 

7 2. KEL. ASAM LAURAT (LAURIC ACID ROUP) HASIL DARI PENGOLAHAN TANAMAN PALMA (EX; KELAPA, PALM KERNEL) KOMPOSISI : - KANDUNGAN AS. LAURAT YANG TINGGI ( %) - AS.LEMAK JENUH LAINNYA C 8,10,14,16.18 (KECIL) - AS. LEMAK TIDAK JENUH OLEAT DAN LINOLEAT (SEDIKIT) - BM. RENDAH > TITIK CAIR RENDAH - PENGGUNAAN ( MEDIA PENGGORENGAN, INDUSTRI SABUN, KOSMETIK DLL) - PRODUKSI TINGGI ----> RELATIF LEBIH MURAH DARI KEL. MILK FAT

8 3. KEL. LEMAK SAYURAN (VEGETABLE BUTTER GROUP) > CTH: COCOA BUTTER KOMPOSISI: * AS.LEMAK BM. RENDAH ( .>50% ) C14,16,18 * TRIGLISERIDA DARI ASAM LEMAK JENUH ( OLEO PALMITO STEARIN, OLEODISTEARIN) * AS.LEMAK OELAT DAN LINOLEAT (SEDIKIT) - IN 33 – 44 * INDUSTRI FARMASI DAN MAKANAN * RELATIF LEBIH MAHAL DARI KEL. ASAM LAURAT 4. KEL. LEMAK HEWAN (ANIMAL FAT GROUP) (EX: LARD DR LEMAK BABI , TALLOW DR SAPI) KOMPOSISI: * AS. LEMAK JENUH C16 DAN 18 DG BM. TINGGI DOMINAN (40-50%) * TRIGLISERIDA TIDAK JENUH OLEAT DAN LINOLEAT (SEDIKIT) * BERBENTUK PADAT PADAT PADA SUHU KAMAR

9 5. KEL. ASAM LEMAK OLEAT-LINOLEAT
 BIJI KAPAS, KACANG TANAH, JAGUNG, KELAPA SAWIT, OLIVE, BIJI BUNGA MATAHARI * MERUPAKAN KELOMPOK YANG PALING BANYAK DITEMUKAN DAN SANGAT BERVARIASI DALAM KOMPOSISI DAN KARAKTERISTIK DARI MASING-MASING SUMBER * DIDOMINASI OLEH ASAM LEMAK TIDAJ JENUH (OLEAT DAN LINOLEAT ( LEBIH DARI 70%) DAN SISANYA AS. LEMAK JENUH SEHINGGA TRIGLISERIDANYA CAMPURAN * HAMPIR TIDAK ADA AS. LEMAK TIDAK JENUH LINOLENAT ----> KERUSAKAN FLAVOR (FLAVOR REVERSION) * BERBENTUK CAIR PADA SUHU KAMAR DAN COCOK UNTUK DAERAH DINGIN (WARM CLIMATE) * PEMAKAIAN TERBESAR ADALAH UNTUK EDIBLE OIL (MEDIA PENGGORENGAN, MARGARIN, SHORTENING DLL)

10 6. ERUCIC ACID GROUP  22:1 rapeseed oil, mustard seed oil 7. LINOLENIC ACID GROUP linseed oil  Bil iod 177, soybean oil  Bil iod 8.CONJUGATED ACID GROUP tung oil - Bil Iod 160 – 175 9. MARINE OILS - whale n sardine BJ  0,91 – 0,92; Bil iod 110 – 135 10. HIDROXY ACID OILS - castor oil – Bil iod 81 – 91; BJ 0,94 – 0 ,96

11 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) H C - O – C - R2 (asam lemak) H 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 PENYUSUNNYANYA LEMAK (FAT) TG YG BERBENTUK PADAT /SEMI PADAT PD TEMPRTR RUANG. MINYAK (OIL) - TG YANG BERBENTUK CAIR PADA TEMPERATUR RUANG

12 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 IAKATAN RANGKAP (TERKONYUGASI ATAU TIDAK) - BENTUK GEOMETRIK (CIS ATAU TRANS)

13

14 CONTOH BEBERAPA ASAM LEMAK JENUH
NAMA UMUM SIMBOL STRUKTUR T. LEBUR ( Co ) A.ASETAT : CH3-COOH ,6 A.BUTIRAT : CH3-(CH2)2- COOH ,6 A.KAPROAT : CH3-(CH2)4- COOH ,5 A.KAPRILAT : CH3-(CH2)6 –COOH ,7 A.KAPRAT : CH3-(CH2)8- COOH ,5 A.LAURAT : CH3-(CH2)10-COOH A.MIRISTAT : CH3-(CH2)12-COOH A.PALMITAT * : CH3-(CH2)14-COOH A.STEARAT * : CH3-(CH2)16-COOH A.ARACHIDAT : CH3-(CH2)18-COOH ,5 A.BEHENAT : CH3-(CH2)20-COOH A.LIGNOSERAT : CH3- (CH2)22-COOH

15 ASAM LEMAK TIDAK JENUH (UFA)
MONOSATURATED C14H26 O2 MYRISTOLEIC (9- tetradecenoic) C16 H30 O2 PALMITOLEIC (9-hexadecenoic) C18 H34 O2 OLEIC (9-octadecenoic) C20 H38O2 GADOLEIC (9-eicosenoic) C22 H42 O2 ERUCIC (13-docosenoic) POLYUNSATURATED C18 H32 O2 LINOLEIC (9,12 octadecadienoic C18 H30 O2 LINOLEIC (9,12,15 octadecatrienoic) C20 H32 O2 ARACHIDONIC (5,8,11,14 eicosatetranoic) C22 H34 O2 CLUPANODONIC (4,8,12,15,19 docosapentanoic)

16 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

17 AS. LEMAK POLY US LAINNYA
 SERING TERDAPAT PADA MARINE OIL EPA  C20 PENTANOIC DPA  C22 PENTAENOIC DHA  C22 HEXAENOIC SCOLIODONIC  C24 PENTAENOIC NISINIC  C24 HEXAENOIC MOROTIC  C18 TETRAENOIC (4,8,12,15)

18 TRIGLISERIDA (TRI ASIL GLISEROL) / TAG
TRIGLISERIDA  MERUPAKAN HASIL KONDENSASI DARI MOL GLISEROL DG 3 MOL ASAM LEMAK YG MENGHASILKAN 3 MOL AIR DAN 1 MOL TRIGLISERIDA O H2 - C - O – C - R1 H C - O – C - R2 H C - O – C - R3 H2 – C – OH H - C - OH H2 – C - OH R1 - COOH R2 – COOH R3 - COOH + 3 H2O + GLISEROL MOL ASAM LEMAK TRIGLISERIDA MOL AIR KARAKTERISTIK TRIGLISERIDA SANGAT TERGANTUNG KEPADA ASAM LEMAK PENYUSUNNYANYA - (PADAT ATAU CAIR) R1 = R2 = R3  TRIGLISERIDA SEDERHANA R1 # R2 # R3  TRIGLISERIDA CAMPURAN KE 3 R BERBEDA - MEMPUNYAI 3 ISOMER 2 R YG BERBEDA  MEMPUNYAI 4 ISOMER

19 SINTESA TRIGLISERIDA GLISEROL Asam lemak MONOGLISERIDA DIGLISERIDA
mono dan digliserida jarang ditemukan di alam tetapi bisa dihasilkan melalui proses hidrolisis sebagian

20 TRIGLISERIDA CAMPURAN >>> TRIGLISERIDA SEDERHANA RESTRICTED RANDOM DISTRIBUTION THEORY GS3, GS2U, GSU2, GU3 SUMBER L/M KOMP.TRIGLISERIDA (% MOL) GS3 GS2U GSU2 GU3 JAGUNG SAWIT COCOA IKN PAUS DOMBA

21 NON GLISERIDA COMPONENT (NGC)
CRUDE OIL  5% REFINED OIL  2% BBRP SIFAT NGC  - tidak memberikan warna, rasa dan aroma dan bersifat inert - memberikan warna rasa dan aroma tertentu (negatif) - bersifat antioksidan. - bersifat pro-oksidan NGC : PHOSPHATIDA  LECITHIN DAN CEPHALIN  (m.kedele 1,8 -3,2%, m.jagung 1-2%, 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

22 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

23 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 H3C CH3 C H2C CH 2HC CH3 CH3 (CH = CH –C = CH)2 CH3 (CH=CH-C=CH)2 - - CH=CH-

24 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 C – O – C CH2OH R3 GLISEROL  INDUSTRI SABUN, PEMURNIAN MINYAK

25 CHOH + R2COOH CH – O – COR 2 + 3H2O CH2OH R3COOH CH2 – O – COR3
3. REAKSI ESTERIFIKASI CH2OH R1COOH CH2 – O – COR1 CHOH R2COOH CH – O – COR H2O CH2OH R3COOH CH2 – O – COR3 + GLISEROL ASAM STEARAT MONOSTEARIN (MONOGLISERIDA) H O H - C – O – C – (CH2)16 – CH3 H - C - OH H – C – OH H H H - C - OH H - C – OH H – C – OH CH3 – (CH2)16 –COOH

26 DISTEARIN (DIGLISERIDA) ASAM STEARAT
H H - C - OH H - C – OH H – C – OH H O H - C – O – C – (CH2)16 – CH3 O H - C - O – C – (CH2)16 – CH3 H – C – OH H CH3 – (CH2)16 –COOH + GLISEROL DISTEARIN (DIGLISERIDA) ASAM STEARAT KAT Asam sulfat, asam toluen sulfat, benzen, zn, sn. HASIL  CAMPURAN TG, DG, MG MG(%) DG(%) TG(%) GLISEROL + AS. STEARAT - , , ,3 GLISEROL + AS. OLEAT , , ,1 GLISEROL + AS. LAURAT , , ,2 REKASI INI BIASA DILAKUKAN UNTUK MEMBUAT MG DAN DG EMULGATOR KAT Asam sulfat, asam toluen sulfat, benzen, zn, sn.

27 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 – COR CH2 – O – COR` CH – O – COR R`COOH - CH – O – COR R1COOH CH2 – O – COR CH2 – O – COR3 Kat  Nat Metoksida - margarin dan shortening (Memperbaiki tekstur dan ttitik lebur)

28 4.2. REAKSI ESTER ASAM LEMAK DENGAN ALKOHOL (ALCOHOLYSIS)
CH2 – O – COR CH2OH CH – O – COR (CH3OH)  CHOH ( R- COOCH3) CH2 – O – COR 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

29 1. Menurunkan ketidakjenuhan minyak
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 padat 3. Menaikkan titik cair 4. Meningkatkan daya tahan trigliserida dari proses oksidasi  TEMPERATUR, TEKANAN, KONSENTRASI KATALIS, KONSENTRASI HIDROGEN , TINGKAT PENGADUKAN.  Pembuatan margarin, shortening.

30 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 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* * H* H* PEROKSIDA RADIKAL HIDROPEROKSIDA RADIKAL KAT  suhu tinggi, sinar uv, peroksida, logam berat (Fe)

31 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) 3. TERJADI PENGIKATAN OKSIGEN PADA ATOM C No. 10 R – CH2 – CH - CH = CH2 – R 00H* TERJADI PENGIKATAN OKSIGEN PADA ATOM C No. 8 R – CH2 – CH = CH – CH2 – R 00H* 4. TERJADI PENGIKATAN OKSIGEN PADA ATOM C No. 11 R – CH2 – CH = CH – CH2 – R 00H* TERJADI PENGIKATAN OKSIGEN PADA ATOM C No. 9 R – CH2 = CH - CH – CH2 – R 00H*

32 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 PEMBENTUKAN RADIKAL ALKIL DAN ALDEHID R – CH – R R* R-CHO OFF FLAVOUR O* alkil radikal aldehid

33 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

34 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