Upload
rahmarosyidah
View
252
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
1/13
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Kelapa Murni dan Minyak Inti Sawit
Kelapa merupakan tanaman perkebunan yang mampu tumbuh dan
berproduksi dengan baik bila ditanam pada ketinggian 0-600 m dari permukaan
laut dengan suhu rata-rata 25o
Proses produksi VCO yang tidak menggunakan pemanasan yang tinggi
bukan hanya menghasilkan MCFA yang tinggi, tetapi juga dapat mempertahankan
keberadaan vitamin E dan enzim-enzim yang terkandung dalan daging buah
kelapa. VCO yang dibuat dari kelapa segar berwarna putih murni ketika
minyaknya dipadatkan dan jernih kristal seperti air ketika dicairkan (Syah, 2005).
C dan kelembapan udara 80-90%. Daerah ini
umumnya dilewati garis katulistiwa sehingga beriklim tropis (Setiaji dan Surip,
2002). Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) merupakan produk
olahan buah kelapa. Minyak kelapa murni adalah minyak yang diperoleh dari
daging buah kelapa (Cocos nucifera L) tua yang segar dan diproses dengan
diperas dengan atau tanpa penambahan air, tanpa pemanasan atau pemanasan
tidak lebih dari 60C dan aman dikonsumsi manusia (Badan Standardisasi
Nasional, 2008).
VCO berbeda dengan lemak dan minyak pada umumnya karena
mempunyai kandungan asam lemak jenuh yang tinggi yaitu sekitar 90% asam
lemak jenuh yang terdiri dari asam laurat, miristat, dan palmitat. Kandungan asam
lemak jenuh dalam VCO didominasi oleh asam laurat dan asam miristat.
Tingginya asam lemak jenuh yang dikandungnya menyebabkan VCO tahan
terhadap proses ketengikan akibat oksidasi (Syah, 2005).
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
2/13
Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) pada bagian buahnya terdiri dari
eksokarp (kulit paling luar), mesokarp (serabut, mirip serabut kelapa), endokarp
(tempurung), dan kernel (inti sawit). Pengolahan bagian serabutnya (mesokarp)
dengan cara ekstraksi dapat menghasilkan minyak sawit (crude palm oil),
sedangkan pengolahan bagian kernel (inti) dapat menghasilkan minyak inti sawit
(palm kernel oil,PKO) (Haryati, 1999). Komposisi asam lemak pada VCO dan
PKO dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Komposisi Asam Lemak Dari VCO dan PKO
Nama Trivial SimbolKomposisi Asam Lemak (%b/b)
VCO PKO
Asam karpoat C6:0 0,4-0,6 0,1-0,5
Asam kaprilat C8:0 5,0-10,0 3,4-5,9
Asam kaprat C10:0 4,5-8,0 3,3-4,4
Asam laurat C12:0 43,0-53,0 46,3-51,1
Asam miristat C14:0 16,0-21,0 14,3-16,8
Asam palmitat C16:0 7,5-10,0 6,5-8,9
Asam palmitoleat C16:1 - -
Asam stearat C18:0 2,0-4,0 1,6-2,6
Asam oleat C18:1 5,0-10,0 13,2-16,4
Asam linoleat C18:2 1,0-2,5 2,2-3,4
Asam linolenat C18:3 - -
Asam arakidat C20:0 0,9
Sumber : OBrien (2009)
VCO dan PKO berbeda dengan lemak dan minyak pada umumnya karena
mempunyai kandungan asam lemak jenuh yang tinggi. VCO dan PKO
mengandung sekitar 90% asam lemak jenuh yang terdiri dari asam laurat,
miristat., dengan kandungan SFA sehingga VCO dan PKO memadat dan memutih
pada suhu 26C dan kembali mencair pada suhu 29C (Syah, 2005; OBrien,
2009).
2.2 Asam Lemak
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
3/13
Asam lemak adalah asam monokarboksilat rantai lurus tanpa cabang yang
mengandung atom karbon genap mulai dari C-4, tetapi yang paling banyak adalah
C-16 dan C-18.Asam lemak digolongkan menjadi tiga yaitu berdasarkan panjang
rantai asam lemak, tingkat kejenuhan, dan bentuk isomer geometrisnya.
Berdasarkan panjang rantai asam lemak dibagi atas; asam lemak rantai pendek
(short chain fatty acids, SCFA) mempunyai atom karbon lebih rendah dari 8,
asam lemak rantai sedang mempunyai atom karbon 8 sampai 12 (medium chain
fatty acids, MCFA) dan asam lemak rantai panjang mempunyai atom karbon 14
atau lebih (long chain fatty acids, LCFA). Semakin panjang rantai C yang dimiliki
asam lemak, maka titik lelehnya akan semakin tinggi (Silalahi, 2000; Silalahi dan
Tampubolon, 2002).
Berdasarkan tingkat kejenuhan asam lemak dibagi atas; asam lemak jenuh
(SFA) karena tidak mempunyai ikatan rangkap, asam lemak tak jenuh tunggal
(MUFA) hanya memiliki satu ikatan rangkap dan asam lemak tak jenuh jamak
(PUFA) memiliki lebih dari satu ikatan rangkap. Semakin banyak ikatan rangkap
yang dimiliki asam lemak, maka semakin rendah titik lelehnya (Silalahi, 2000;
Silalahi dan Tampubolon, 2002).
Berdasarkan bentuk isomer geometrisnya asam lemak dibagi atas asam
lemak tak jenuh bentuk cis dan trans. Pada isomer geometris, rantai karbon
melengkung ke arah tertentu pada setiap ikatan rangkap. Bagian rantai karbon
akan saling mendekat atau saling menjauh. Jika saling mendekat disebut isomer
cis (berarti berdampingan), dan apabila saling menjauh disebut trans (berarti
berseberangan). Asam lemak alami biasanya dalam bentuk cis. Isomer trans
biasanya terbentuk selama reaksi kimia seperti hidrogenasi atau oksidasi. Titik
leleh dari asam lemak tak jenuh bentuk trans lebih tinggi dibanding asam lemak
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
4/13
O
tak jenuh bentuk cis karena orientasi antar molekul dengan bentuk cis yang
membengkok tidak sempurna sedangkan asam lemak tak jenuh trans lurus sama
seperti bentuk asam lemak jenuh (Silalahi, 2000; Silalahi dan Tampubolon, 2002).
2.3 Lemak
Lipida adalah senyawa organik yang terdapat di dalam mahluk hidup yang
tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut nonpolar seperti heksan,
dietileter. Komponen utama lipida adalah lemak, lebih 95% lipida adalah lemak.
Lemak adalah triester asam lemak dan gliserol. Nama kimia dari lemak adalah
triasilgliserol (TAG) dan nama lain yang sering digunakan adalah trigliserida
(McKee dan McKee, 2003).Struktur kimia trigliserida dapat dilihat pada Gambar
2.1 (Darmoyuwono, 2006; McKee dan McKee, 2003).
( ) miristat atau posisi sn-1
( ) palmitat atau posisi sn-2
() miristat atau posisi sn-3
1,3 dimiristoil, 2 palmitoil gliserol
Gambar 2.1 Struktur Kimia trigliserida
Keterangan: R C disebut dengan gugus asil, yang terikat pada molekul
gliserol.
Setiap molekul triasilgliserol (TAG) atau trigliserida (TG) dapat
mengandung campuran dari tiga asam lemak yang berbeda atau semuanya sama.
C
C
C O
O
O
H
H
H
H
H C
C
C
(CH2)12
(CH2)14
(CH2)12
O
O
O
CH3
CH3
CH3
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
5/13
Ketiga asam lemak ini teresterkan pada tiga posisi yang berbeda di dalam molekul
lemaknya. Distribusi atau posisi asam lemak dalam molekul lemak dapat
digolongkan berdasarkan stereospecific numbering (sn) atau atom karbon dalam
molekul gliserol yakni sn-1, sn-2 dan sn-3 (McKee dan McKee, 2003).
2.4 Metabolisme Lemak
Metabolisme lemak dipengaruhi oleh panjang rantai asam lemak dan
posisi asam lemak didalam molekul TAG. Enzim lipase adalah sekelompok enzim
yang bertanggung jawab pada metabolisme lemak dalam pencernaan manusia.
Metabolisme dan transportasi triasilgliserol pada manusia dapat dilihat pada
Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Metabolisme dan transportasi triasilgliserol pada manusia (sumber:
Willis et al., 1998)
Keterangan:TAG (Triasilgliserol), DAG (Diasilgliserol) , MAG (Monoasilgliserol), MCFA
(Medium chain fatty acid /asam lemak rantai sedang), LCFA (Long chain fatty
acid/asam lemak rantai panjang), FFA (Free Fatty Acid /asam lemak bebas).
Ada tiga sumber lipase yang aktif menghidrolisa lemak sebelum
diabsorpsi. Enzim lipase pada manusia bekerja secara spesifik pada posisi sn-1
dan sn-3, dan tidak menghidrolisa asil pada posisi sn-2 atau pada atom karbon
nomor 2. Pada dasarnya hidrolisa lemak dimulai oleh lingual lipasedalam mulut
TAG Mulut
Lambung
Usus halus
Lapisan mukosa ususJantung
Sistem limpatik
Li ase air liur
Lipase lambung
Lipase pankreatik
FFA 2-MAG
LCFA, MAG,
DAG FFA
LCFA, MAG,
DAG, FFA
Hati
MCFA
( C12)
MCFA
( C12)jaringan
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
6/13
terutama pada bayi tetapi aktivtas ini rendah pada orang dewasa. Enzim ini aktif
dalam bagian atas pencernaan, menghidrolisa lemak (TAG) menjadi
monoasilgliserol (MAG), diasilgliserol (DAG), dan asam lemak bebas. Selain
daripada itu lingual lipase cendrung akan menghidrolisa asam lemak rantai
pendek dan sedang saja (Decker, 1996; Willis, et al.,1998).
Asam lemak rantai pendek dan sedang akan mudah berinteraksi dengan
medium berair sehingga dapat langsung diserap melalui lambung ke sirkulasi via
vena porta ke hati, dimana akan terjadi oksidasi dan menghasilkan kalori sehingga
tidak bersifat aterogenik seperti yang terjadi terhadap minyak kelapa (Willis, et
al.,1988; Willis dan Marangoni, 1999; Enig, 1996; Enig, 2010). Hal ini terutama
penting pada pasien yang penyerapan lemak yang tidak baik (fat malabsorption)
dan juga untuk menghasilkan energi yang cepat untuk bayi yang premature. Asam
lemak rantai pendek dan sedang juga dapat dimanfaatkan untuk mensuplai energi
yang cepat dalam otot karena transportasi ke mitokondria tidak memerlukan
carnitine (Willis dan Marangoni, 1999). Di dalam lambung lemak akan dihidrolisa
oleh lipase lambung (gastric lipase) yang juga aktif terhadap asam lemak rantai
pendek dan sedang, kemudian dapat memasuki sirkulasi via vena porta juga
langsung ke hati. Lipase pankreas (pancreatic lipase) yang berada di dalam usus
halus akan mengkataliser hidrolisa tahap terakhir dari lemak yang sedikit lebih
aktif terhadap asam lemak pada posisi sn-1. Lipase pankreas walaupun lebih
cendrung terhadap asam lemak pendek dan sedang tetapi dapat juga
menghidrolisa asam lemak panjang yang berada pada posisi sn-1,3 (Silalahi,
2006).
Setelah hidrolisa asam lemak dan 2-MAG dalam bentuk misel bersama
dengan garam empedu diabsorpsi melalui mukosa intestinal. Asam lemak rantai
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
7/13
sedang dalam bentuk 2-MAG diserap, bercampur dengan kilomikron, dan
diangkut melalui saluran limpha. Asam lemak jenuh rantai panjang dalam bentuk
bebasnya tidak atau sedikit saja diserap, karena titik leleh yang tinggi akan berupa
zat padat dan dapat bereaksi dengan kalsium dan magnesium membentuk garam
atau sabun yang tak larut dalam air. Oleh karena itu, diupayakan untuk
menempatkan asam lemak yang bermanfaat bagi kesehatan pada posisi sn-2 agar
absorbsinya lebih baik (Willis, et al., 1988; Willis dan Marangoni, 1999).
2.5 Penentuan Jenis Asam Lemak pada Posisisn-2 pada Triasilgliserol
Enzim lipase sangat penting dalam metabolisme lemak dalam tubuh.
Proses pemecahan lemak (fat splitting) melepaskan asam lemak dari struktur
triasilgliserol yang dapat terjadi dengan enzim lipase spesifik pada posisi sn
tertentu (Aehle, 2004). Reaksi hidrolisis dengan menggunakan enzim lipase lebih
efisien dan mudah dikontrol karena dan enzim lipase spesifik pada posisi tertentu
sehingga dapat mengubah produk lemak dan distribusi asam lemak sesuai dengan
yang diinginkan.
Apabila reaksi hidrolisis dilakukan dengan penggunaan zat kimia maka
akan menghasilkan produk lemak dengan distribusi asam lemak yang acak yaitu
akan menghidrolisis pada semua posisi sn dalam produk lemak. Klasifikasi enzim
lipase berdasarkan spesifikasinya dapat dilihat pada Tabel 2.2
Tabel 2.2Klasifikasi Enzim Lipase Berdasarkan Spesifikasinya
Klasifikasi
enzim lipaseSpesifikasi Sumber Lipase Komersil
Spesifik pada
substrat
Monoasilgliserol Jaringan lemak pada tikus
Mono- dan
DiasilgliserolPenicillium camembertii
Triasilgliserol Penicillium sp.
Regiospesifik Posisisn-1,3
Pankreas babi
Mucor mieheiAspergillus niger Lipase AP6
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
8/13
Thermomyces lanuginose Lipozyme TLIM
Rhizomucor miehei Palatase M
Posisi sn-2 Candida antartica A Novozyme 435
Nonspesifik -
Penicillium expansum
Aspergillus sp.
Pseudomonas cepacia
Asil spesifik
pada lemak
Asam lemak rantai
pendek
Penicillium roqueforti
Lambung bayi
GetahCarica papaya
asam lemak jenuh
cis-9Geotrichum candidum
Asam lemak jenuh
rantai panjangBotrystis cinerea
Stereospesifik
Posisi sn-1Humicola lanugunose
Pseudomonas aeruginosePosisisn-3
Fusarium solani cutinase
Lambung kelinci
Sumber : Aehle (2004); Villeneuve dan Foglia (1997)
Prinsip dilakukan proses hidrolisis enzimatik bertujuan untuk
menghasilkan produk monogliserida, digliserida atau gliserol dan asam lemak
bebas dari posisi sn yang diinginkan dengan penambahan enzim lipase (Aehle,
2004). Reaksi hidrolisis enzimatik triasilgliserol dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Reaksi Hidrolisis Enzimatik Triasilgliserol (Sumber: Aehle, 2004)
Menurut Silalahi (2011), penentuan asam palmitat pada posisi sn-2 dapat
dilakukan dengan menghidrolisis triasilgliserol secara enzimatik dengan enzim
lipase yang spesifik pada posisi sn-1,3 adalah dengan menghidrolisis triasilgliserol
pada posisi sn-1,3 sehingga akan menghasilkan produk 2-MAG dan asam lemak
bebas dari asam lemak pada posisi sn-1,3. Kemudian dipisahkan dengan larutan
polar yang mengikat 2-MAG, ataupun disentrifugasi pada kecepatan dan waktu
tertentu untuk memisahkan 2-MAG dan asam lemak bebas dari asam lemak pada
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
9/13
posisi sn-1,3. Setelah terpisah, asam lemak bebas pada posisi sn-1,3
dimetilesterkan untuk diinjeksikan ke Kromatografi Gas. Hasil pengurangan total
asam lemak dan asam lemak bebas adalah nilai produk 2-MAG. Distribusi asam
palmitat pada posisi sn-2 dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Tabel 2.3Distribusi Asam Palmitat Pada Posisi sn-2
No Sampel Distribusi Asam palmitat pada posisisn-2 (%)
Minyak nabati
1 Kelapa 15,68
2 Kelapa murni 14,67
3 Kelapa sawit 19,98
4 Kedele 19,845 Jagung 13,07
6 Campuran 17,85
Lemak hewani
7 Sapi 34,85
8 Ayam 33,13
9 Babi 40,56
10 Kambing 37,39
Sumber : Silalahi (2011)
Berdasarkan perhitungan distribusi asam palmitat, maka dapat diperoleh
persentase nilai sn-2. Persentase asam palmitat pada minyak nabati yang
terdistribusi pada posisi sn-2 lebih sedikit dibandingkan dengan lemak hewani.
Asam lemak palmitat yang terdapat pada minyak nabati, dalam jumlah yang
terbanyak terdapat pada minyak kelapa sawit dan dalam jumlah terkecil terdapat
pada minyak jagung (Silalahi, 2011).
2.6 Aktivitas Antibakteri Asam Laurat dan Monolaurin
Monolaurin merupakan monoester yang terbentuk dari asam laurat yang
telah diteliti memiliki aktivitas antivirus, antibakteri dan antijamur. Asam laurat
merupakan komponen utama VCO dan PKO. Asam laurat juga banyak terdapat
dalam air susu ibu dan meningkatkan kekebalan tubuh bayi, itulah sebabnya bayi
yang mendapat air susu ibu akan tumbuh dan berkembang dengan sempurna serta
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
10/13
kebal berbagai macam penyakit. Aktivitas antimikroba dari asam lemak
dipengaruhi oleh pH yang merupakan faktor penentu bakteri dapat mati atau
hanya terinaktivasi pH dari asam lemak rantai pendek (kaproat, kaprilat dan
kaprat) yang berfungsi baik sebagai antimikroba adalah 6,5 - 7,5, namun untuk
asam lemak rantai sedang (laurat dan miristat), pH minimum 6,5 sudah mampu
membunuh bakteri (Syah, 2005).
Menurut Permata (2012), VCO tidak memilki aktivitas antibakteri dan
hidrolisis parsial dapat meningkatkan daya hambat pertumbahan bakteri VCO,
baik itu hidrolisis dengan enzim (lipozim) maupun dengan NaOH (penyabunan).
Hasil yang paling baik ditunjukkan oleh hidrolisis dengan metode enzimatik
dengan lama inkubasi 12 jam. Peningkatan waktu inkubasi enzimatik sebanding
dengan peningkatan kandungan asam lemak bebas dalam VCO dan peningkatan
aktivitas antibakterinya. Semakin lama inkubasi maka semakin banyak asam
laurat dan monolaurin yang dihasilkan, sehingga aktivitas antibakteri semakin
meningkat. Hidrolisis menggunakan NaOH (penyabunan) meningkatkan
kandungan asam lemak bebas sebanding dengan peningkatan NaOH yang
digunakan dalam hidrolisis. Semakin banyak NaOH yang ditambahkan dalam
reaksi penyabunan, maka semakin banyak trigliserida yang tersabunkan. Sehingga
semakin tinggi kandungan asam lemak dalam VCO dan meningkatkan aktivitas
antibakteri dari VCO. Rumus struktur kimia asam laurat dan monolaurin dapat
dilihat pada Gambar 2.4.
C
O
OH
asam laurat
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
11/13
Monolaurin
Gambar 2.4Struktur Kimia Asam Laurat Dan Monolaurin
Lemak jenuh dalam minyak kelapa, seperti asam kaprat, dan asam laurat,
terbukti dapat meningkatkan sistem kekebalan tubuh karena minyak kelapa
berfungsi sebagai antivirus, antibakteri, antijamur, dan antiprotozoa. Asam laurat
dan monogliserida yang disebut monolaurin telah terbukti berperan sebagai
antivirus, khususnya virus yang berselubung lemak. Baik asam kaprat maupun
asam laurat di dalam minyak kelapa dapat mengatasi Candida albicans
(Darmoyuwono, 2006).
2.7 Analisis Asam Lemak
Asam lemak yang terdapat di dalam makanan dapat dianalisa
menggunakan kromatografi gas cair dengan menggunakan kolom kapiler, dalam
hal ini dapat dipisahkan isomer cis dan isomernya. Penelitian yang telah dilakukan
terhadap berbagai jenis makanan untuk mengetahui jumlah asam lemak yaitu,
Satchithanandam, et al (2004) menganalisis 117 produk makanan berupa
margarin, kue dan crakers, produk kentang goreng, minyak nabati dan
shorthening, cereals, dan mayonnaise yang ada di Amerika dengan menggunakan
kromatografi gas dan diperoleh hasil 30% produk makanan berupa roti dan kue
yang dianalisa kandungan asam lemaknya.
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
12/13
Kromatografi gas telah luas digunakan dalam metode analisa metil ester
asam lemak (fatty acid methyl ester/FAME). Kesuksesan pemisahan komposisi
asam lemak dalam bentuk FAME dengan kromatografi gas bergantung pada
kondisi percobaan dari metode yang digunakan. Kebanyakan metode
kromatografi gas untuk mendeteksi asam lemakmenggunakan kolom kapiler yang
panjang dengan fase diam berupa senyawa yang kepolarannya tinggi. Pada
kondisi ini, pemisahan berdasarkan pada panjang rantai dari asam lemak, derajat
ketidakjenuhan, dan geometri serta posisi ikatan rangkapnya. Deretan elusi yang
diharapkan untuk asam lemak yang spesifik dengan panjang rantai yang sama
pada kolom yang kepolarannya tinggi yaitu sebagai berikut: bentuk jenuh
(saturated), bentuk tidak jenuh dengan satu ikatan rangkap (monounsaturated),
bentuk tidak jenuh dengan dua ikatan rangkap (diunsaturated) (Moss dan
Wilkening, 2005).
Berdasarkan (American Oil Chemists Society (AOCS), 1997), penentuan
kualitatif dan kuantitatif untuk saturated fatty acid (SFA), monounsaturated fatty
acid (MUFA), dan polyunsaturated acid (PUFA) secara kromatografi gas dapat
menggunakan kolom kapiler. AOCS Ce Ie-91 juga menetapkan bahwa kolom
yang dapat digunakan bisa pendek (50-60 m) atau panjang (100-120 m) dengan
fase diam yang kepolarannnya tinggi. Selain itu, detektor yang dapat digunakan
yaitu flame ionization detector (FID) dengan suhu pengoperasian 250 C. Gas
pembawa yang dapat digunakan yaitu helium, nitrogen, atau hidrogen. Metode
boron triflorida merupakan metode yang dapat digunakan untuk menghasilkan
asam lemak metil ester dari trigliserol minyak atau lemak (Moss dan Wilkening,
2005).
7/22/2019 Minyak Kelapa & Kelapa Sawit
13/13
Metil ester asam lemak dari VCO dan PKO dibuat terlebih dahulu dengan
mereaksikan minyak dengan NaOH yang akan membentuk garam natrium asam
lemak, reaksi akan terus berlangsung hingga seluruh asam lemak lepas dari lemak.
Kemudian ke dalam garam natrium asam lemak ditambahkan BF3 14% dalam
metanol maka akan terbentuk metil ester asam lemak. Pembuatan metil ester asam
lemak menggunakan NaOH gunanya untuk membentuk metoksida yang bersifat
basa kuat sehingga pembentukan metil ester menjadi lebih baik. BF3 adalah asam
Lewis sebagai katalisator yang dapat menerima sepasang elektron sehingga
pembentukan metanoat lebih cepat dan sempurna (Solomons, 1994). NaCl jenuh
berguna untuk memisahkan koloid berwarna putih yang tersebar dalam larutan
akibat dari komponen asam lemak yang tidak tersabunkan (Haryati, 1994).