1/14/2014
FORMULASI ASAM LEMAK OMEGA 3 PADA PRODUK PANGAN
ASAM LEMAK TIDAK JENUH OMEGA 3
Tujuan Instruksional Khusus :
AL omega-3 : asam lemak yang memiliki ikatan rangkap pertama yang terletak pada atom C no3 dihitung dari ujung metil Tdd : - asam alpalinoleat (LNA, 18 : 3 3) dan metabolit rantai panjangnya Jumlah C jumlah ikatan rangkap
Mahasiswa dapat menjelaskan formulasi asam lemak omega-3 pada produk pangan
kel.asam lemak 3 Linolenat Linoleat
- Asam Eikosapentanoat (EPA) = 20:5 3 - Dokosapentanoat (DPA) - Asam Dokosa hexaenoat (DHA) = 22: 6 3
PERANAN ASAM LEMAK OMEGA-3 UNTUK KESEHATAN
EPA :
DHA:
menurunkan jumlah platelet sehingga kekentalan darah menurun aliran darah lancar mencegah arterosklerosis Menurunkan kadar lemak pembuluh darah Perkembangan sistem syaraf Meningkatkan kemampuan memori dan daya pembelajaran Anti alergi
Asam lemak 6 yang berhubungan dengan kesehatan : AA (Arachidonat acid, 20:46) :
F/prekursor senyawa eukosanoid Diperoleh dari makanan dalam jumlah cukup
Kebutuhan ALTJ Omega 3
Orang dewasa : LNA : 800-1100 mg/hari EPA/DHA : 300-400 mg/hari Ibu hamil atau menyusui : 11 mg/kg berat badan/hari Bayi prematur : Untuk kebutuhan 6 bulan pertama 0.5% dari total kalori (55 mg/100 kkal) asam lemak omerga 3 harus ditambahkan pada PASI Lemak menyusun 60% dari otak dan syaraf Kecerdasan manusia, denyut jantung dan gerakan otot tergantung dari bantalan lemak di kepala Penting untuk mencegah penyakit jantung, hipertensi, kanker, diabetes, depresi, schizoprenia, cystic fibrosis dan artitis.
1
1/14/2014
Rekomendasi :
Asam lemak DHA terdapat dalam jumlah tinggi pada :
Jumlah konsumsi lemak = 30-35% dari total kebutuhan energi tubuh Komposisi : 7-8% asam lemak jenuh (ALJ) 15-16% ALTJ 7-8% ALTJ jamak (1% adalah asam lemak 3) Rasio -6 dan -3 yang dianjurkan adalah : (7-10) : 1
Otak
Retina A S I
ASI
Susu Sapi
6.1 – 7.4 29.3 – 33.1 7.1 – 9.2 0.7 – 0.9
12 23 2 0.5
20 : 0 20 : 1 n-9 20 : 4 n-4 (20 : 3 + 22 : 4) n-6
1.3 0.9 0.6 0 – 0.6
0.2 0.2 -
22 : 5 n-6 (20 : 5 + 22 : 5) n-3 22 : 6 n-3
0.1 1.0 – 1.2 0.3
-
18 : 0 18 : 1 n-9 18 : 2 n-6 18 : 3 n-3
Ibu vegetarian mengandung LNA 2 x >, tapi kandungan DHA nya separuh ibu non vegetarian Ibu yang sering mengkonsumsi ikan mengandung DHA 2 x > dibanding ibu yang jarang/tidak pernah mengkonsumsi ikan
PERANAN ASAM LEMAK 3 PADA PERKEMBANGAN OTAK
Perbandingan Komposisi Asam Lemak Rantai Panjang Pada ASI dan Susu Sapi (% Total Asam Lemak) Asam Lemak
DHA adalah Nutrien Esensial selama pertumbuhan awal manusia (fungsi DHA berhubungan dengan peran strukturnya sebagai bagian pospolipid membran sel)
Penelitian : pengaruh sumber minyak & sumber protein yang berbeda thd komposisi asam lemak otak & kemampuan belajar tikus percobaan : Tikus betina dan tikus jantan umur 2 bulan dikawinkan Tikus betina hamil dan menyusui. Anak tikus disapih umur 21-70 hari dan diberi ransum dengan sumber protein dan minyak berbeda Sumber protein : kasein, daging sapi rendah lemak, isolat protein kedelai, terigu berprotein tinggi Sumber minyak : minyak kedelai, minyak ikan tuna, minyak ikan lemuru Anak tikus diuji kemampuan belajarnya : kecepatan untuk mendapatkan ransum dalam suatu kotak labyrinth (food retrieval test) Pada umur 70 hari anak tikus dimatikan analisa komposisi asam lemak otak & histologi jaringan otak besar untuk menghitung jumlah sel neuron otak
2
1/14/2014
Tabel 1. Jumlah sel neuron otak besar tikus umur 70 hari dan kemampuan belajar anak tikus yang diberi ransum mengandung minyak kedele dengan sumber protein berbeda Sumber Protein dalam Ransum
Jumlah sel Neuron (% bidang pandang)
Tabel 2. Jumlah sel neuron otak besar tikus umur 70 hari dan kemampuan belajar anak tikus yang diberi ransum dengan sumber minyak dan sumber protein berbeda
Kemampuan Belajar (detik) pada umur 23 Hari
46 Hari
69 Hari
Jenis Ransum
Jumlah sel Neuron (% bidang pandang)
Kemampuan Belajar (detik) pada umur 23 Hari
46 Hari
69 Hari
Kasein
28,63
160,7
45,0
19,5
Kasein-m.kedelai
38,63
160,7
45,0
19,5
Daging Sapi
20,93
141,2
52,2
27,1
Kasein-m.i.tuna
54,28
68,5
39,4
14,9
Kasein-m.i.lemuru
53,57
71,0
44,2
15,3
Beras-m.kedelai
19,87
131,3
75,9
50,9
Beras-m.i.tuna
54,81
103,8
42,9
18,9
Beras-m.i.lemuru
41,39
135,7
48,4
24,0
Isolat Kedelai
23,40
84,4
53,8
23,3
Tepung Terigu
18,15
164,8
60,8
34,5
Tepung Beras
19,87
131,3
75,9
50,9
Tabel 3. Komposisi asam lemak otak tikus (umur 70 hari) yang diberi ransum dengan sumber minyak berbeda Asam Lemak
Sumber Asam Lemak 3
Kadar asam lemak (mg/g otak) Kelompok Tikus Kasein-m.kedelai
Kasein-m.i. tuna
Kasein-m.i.lemuru
Palmitat (C 16:0)
31,48
69,75
59,91
Stearat (C18:0)
28,38
62,78
64,65
Oleat (C18 :1)
24,28
51,94
98,19
Linoleat (C18 : 2)
2,44
2,47
5,60
Arakidonat (C20 :4)
15,86
25,36
26,26
Dokosaheksaenoat (C22-6)
31,68
54,50
58,19
Flaxseed Oil Canola Oil Biji Labu Walnut M inyak Ikan Segar Alga Minyak alga penting karena merupakan satu-satunya sumber DHA untuk konsumen vegetarian
3
1/14/2014
PRODUKSI ASAM LEMAK 3
Secara teoritis AA, EPA dan DHA dapat disintesis oleh tubuh dengan mengkonversi LA untuk produk AA atau LNA untuk EPA/DHA melalui desaturasi, elongasi dan beta oksidasi tidak efisien harus diperoleh dari makanan LA dan LNA banyak diproduksi oleh tanaman, sedang hewan vertebrata tidak bisa memproduksi karena tidak memiliki gen 12dan -15 desaturase Hingga saat ini sumber utama EPA/DHA adalah ikan laut atau seafood. Saat ini produksi ikan laut mulai menurun, sedang ikan air tawar sering tercemar perlu dicari cara memproduksi EPA/DHA dari tumbuhan melalui modifikasi metabolismenya.
Gambar 1. Jalur-jalur biosintesa asam lemak rantai panjang dan tidak jenuh. Jalur konvensional Δ6-desaturase/elongase untuk sintesa asam lemak AA dari LA, dan EPA dari LNA. Jalur alternatif Δ9-elongase pada gambar ini hanya diperlihatkan jalur biosintesa ω6; sebenarnya jalur alternatif ini juga meliputi ω3. Jalur Δ5-elongase/Δ4-desaturase untuk produksi DHA umumnya ditemukan pada mikroalga, dan jalur Sprecher yang membutuhkan proses peroksisomal betaoksidasi untuk produksi DHA.
Teknik Pembuatan TG Kaya Asam Lemak Omega-3 Modifikasi Jalur metabolisme dengan Transfer Gen
Tumbuhan tidak mengandung asam lemak 3, hanya memiliki LNA harus dimodifikasi agar dapat membentuk 3 Cara : memasukkan gen pengkode enzim yang bekerja dalam biosintesa PUFA Gen diisolasi dari mikroalga, nematoda atau ikan air tawar. Enzim yang dikodekan oleh gen yang terlibat dalam biosintesa asam lemak : - enzim mikrosomal desaturase : 6-. 5-, 4- dan 8-desaturase. F/ menyisipkan 1 ikatan ganda pda atom C tertentu - enzim elongase F/memperpanjang rantai C asam lemak dengan cara menambah 2 unit C pada ujung karboksil. Diisolasi dari hewan, ikan, jamur, ragi dan nematoda
Esterifikasi enzimatis : Gliserol + Asam Lemak mono, di, dan trigliserida Hidrolisis enzimatis spesifik : meningkatkan kandungan EPA/DHA dalam minyak ikan menggunakan enzim lipase yang mempunyai kemampuan hidrolitik dan spesifitas yang tinggi terhadap trigliserida yang tidakl mengandung DHA Asidolisis dengan katalis lipase : minyak ikan + konsentrat EPA/DHA gliserida kaya EPA dan DHA Interesterifikasi dengan katalis lipase minyak nabati + ester metil EPA/DHA gliserida kaya EPA dan DHA Solidifikasi suhu rendah : pemisahan trigliserida kaya EPA dan DHA berdasarkan perbedaan titik cair
4
1/14/2014
Dalam bentuk konsentrat, bau amis EPA & DHA agak teratasi Sudah diproduksi secara komersial dalam bentuk ester etil/metil :
Sumber utama EPA&DHA Adalah minyak ikan, Tapi………??? Citarasanya amis
Dikemas dalm soft kapsul dan dikonsumsi sebagai suplemen Disuplementasikan ke dalam susu formula/makanan bayi (LNA atau ester etil dari EPA/DHA)
Untuk tujuan nutrifikasi dikembangkan EPA/DHA dalam bentuk trigliserida yang dapat disuplementasikan ke dalam : Susu formula dan makanan bayi Susu formula/makanan ibu hamil dan menyusui Margarin, mentega, mayonaise, makanan dietetik, dll
FORMULASI ASAM LEMAK OMEGA 3 DALAM PRODUK PANGAN
Dosis suplementasi Asam Lemak Omega 3 tergantung pada : Konsumen target Komposisi asam lemak awal dari produk Bentuk asam lemak omega 3 yang akan disuplementasikan
5
1/14/2014
1. FORMULA UNTUK BAYI
2. Fortifikasi pada Bahan Pangan
DHA secara alami terdapat pada ASI Minyak ikan sebagai sumber DHA tradisional mempunyai rasio EPA : DHA yang tinggi (mencapai 4 : 1) tidak sesuai untuk formulai bayi Minyak alga direkomendasikan untuk pemberian pada bayi memenuhi kebutuhan DHA, karena mengandung DHA 40% Martek Bioscience Corp. (Columbia) sudah mempatenkan formula berupa campuran DHA dari mikroalga (Crypthecodinium cohnii) dan ARA dari jamur Mortierella alpina.
Fortifikasi bahan pangan dengan sejumlah kecil minyak ikan telah meningkat Contoh pada susu, yoghurt, snack food, juice buah-buahan 3. Novel Approaches Untuk menggantikan profil asam lemak dari susu, maka minyak ikan dan flaxseed oil ditambahkan pada sapi yang sedang menyusui susu memiliki profil asam lemak yang dibutuhkan manusia Alga laut dan flaxseed oil diberi sebagai pakan untuk ayam sehingga dapat memproduksi telur yang kaya akan omega-3
5. Pakan Hewan 4. Aplikasi Lain
o
o
Pada roti/bakery dalam hal nilai gizi dan sifat fisik, minyak ikan yang dipadatkan sangat menarik karena adanya rantai panjang yang bervariasi. Margarine yang dibuat dari minyak ikan mempunyai konsistensi plastis yang bagus, dan kekuatan krimnya dapat bertahan pada saat pembuatan krim.
o
o
o
Hewan piaraan seperti kucing, anjing dll juga membutuhkan omega-3 untuk memproduksi bahan seperti hormon disebut EIKOSANOID dengan fungsi biologis yang penting. Juga dapat membantu membuat bulu lebih lembut, mengkilat dan sehat. Pada animal feed ditambahkan minyak ikan untuk memenuhi kebutuhan EPA dan DHA.
6
1/14/2014
Lemak Margarin dari Hasil Suspensi Stearin Kelapa Sawit dengan Gliserolat Minyak Kacang Kedelai yang diperkaya Omega-3 (n-3) Etil Ester Asam Lemak Sardencis EPA dan DHA diperoleh melalui reaksi etanolisis dari minyak ikan Sardencis menggunakan katalis KOH. Gliserolat dihasilkan menggunakan katalis C2H5ONa dengan pengadukan kecepatan tingi 3000 rpm selama 1 (satu) jam. Lemak margarin diperoleh melalui cara blending dari 3 jenis campuran yaitu stearin kelapa sawit, gliserolat minyak kacang kedelai dan etil ester asam lemak Sardencis dengan perbandingan (80:18:2) gr, (70:28:2) gr, (60:38:2) gr, (50:48:2) gr, (40:58:2) gr. Blending dilakukan dengan kecepatan 3000 rpm selama 30 menit pada suhu kamar. Hasil : titik lebur dari lemak margarin adalah 59,5o C; 57,0oC; 55,5o C; 53,0oC; 51,5oC masing-masing untuk (80:18:2) gr, (70:28:2) gr, (60:38:2) gr, (50:48:2) gr, (40:58:2) gr. Komponen lemak margarin yang diperoleh bebas isomer trans dari asam-asam lemak tidak jenuh. Lemak margarin diperkaya omega-3 sebesar 145,6 mg/100 gr bahan
Pemanfaatan minyak inti sawit diperkaya asam lemak omega-3 dalam pembuatan susu kental manis
Etil
3. Proses Isolasi Asam Lemak Omega-3 untuk Menghilangkan Bau Amis Minyak Ikan sebagai Sumber EPA dan DHA
Dilakukan enkapsulasi untuk menghilangkan bau amis dengan menggunakan formulasi F1= beta siklo dekstrin dan casein; F2=corn syrup dan casein; F3=beta siklo dekstrin; F4=corn syrup dan F5=casein. Formula F5 memiliki kandungan asam lemak tak jenuh (83.8%), F1 (80.4%), F2 (78.9%) dan F3 (63.1%). Proses ini dapat menurunkan kandungan asam lemak jenuh dari 35,4–37% menjadi 16.7–18.8% dan meningkatkan asam lemak tak jenuh dari 63–64.6% menjadi 81.2–83.8%.
Formulasi produk SKM menggunakan tepung susu skim tanpa lemak sebagai sumber protein dan laktosa, gula pasir sebagai pemanis dan pengawet, dan minyak inti sawit kaya n-3 digunakan sebagai sumber lemak serta air. Komposisi susu skim, minyak kaya omega-3, gula dan air yang dipilih adalah 24:9:42:25 (dalam rasio berat). Proses produksi tdd : pencampuran bahan baku, pasteurisasi, dan homogenisasi (tanpa rekonstitusi dan evaporasi) Kecepatan dan waktu homogenisasi terbaik adalah 15 ribu rpm selama 10 menit. Komposisi nutrisi produk akhir SKM yang dihasilkan dengan formulasi dan proses optimum adalah sebagai berikut: kadar air 28.7%, lemak 8.2%, protein 7.6%, abu 1.3% dan karbohidrat 54.2%. Sifat fisikokimia penting lainya dari SKM yang dihasilkan di antaranya: viskositas 165.2 cstoke (pada 60°C) dan kadar asam lemak omega-3 sebesar 13.1 % (terhadap bobot lemak).
4. Produksi Minyak Kaya Asam Lemak Omega-3
dengan Teknik Interesterifikasi Asidolisis Enzimatik
Interesterifikasi asam lemak omega-3 terutama EPA (Eicosapentaenoic Acid) dan DHA (Docosahexaenoic Acid) dilakukan pada minyak ikan tuna dan minyak sawit kasar (crude palm oil = CPO). Digunakan enzim lipase R. Miehei dan C. antartica. Karena ke-2 enzim ini sudah tersedia secara komersial Dilakukan juga enkapsulasi minyak ikan untuk mempermudah aplikasi Komposisi bahan pengisi yang digunakan adalah: betha siklodekstrin, com syrup soilid, potasium kaseinat, isolat protein kedelai dan bahan pengemulsi dikeringkan dengan pengering semprot
7
