5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. MINYAK 1. Pengertian lemak dan minyak Lemak dan minyak merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan tubuh manusia. Selain itu lemak dan minyak juga merupakan sumber energi yang lebih efektif dibanding karbohidrat dan protein. Satu gram minyak atau lemak dapat menghasilkan 9 kkal, sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kkal/gram. Minyak atau lemak, khususnya minyak nabati mengandung asam lemak esensial seperti asam lenoleat dan arakidonat yang dapat mencegah penyempitan pembuluh darah akibat penumpukan kolestrol. Lemak hewani mengandung banyak sterol yang disebut cholestrol sedangkan minyak nabati mengandung fitosterol dan asam lemak tak jenuh sehingga umumnya berbentuk cair (Anonymous, 1973). 2. Sumber Minyak dan Lemak Minyak dan lemak termasuk salah satu anggota lipida. Berdasarkan sumbernya minyak dan lemak dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu minyak dan lemak yang bersumber dari tanaman dan dari hewan. Dalam tanaman atau hewan, minyak tersebut berfungsi sebagai sumber cadangan energi.
5
6
Minyak dan lemak dapat diklasifikasikan sebagai berikut : a. Minyak dan lemak yang bersumber dari tanaman 1) Biji - bijian palawija, contohnya adalah minyak jagung, biji kapas, wijen, bunga matahari, kelapa, kelapa sawit, jarak pagar, jarak kepyar 2) Biji - bijian dari tanaman tahunan, contohnya adalah kelapa, coklat, inti sawit, jarak pagar, dan jarak kepyar 3) Kulit buah tanaman tahunan, contohnya adalah minyak zaitun dan kelapa sawit b. Minyak dan lemak berasal dari hewani 1)
Susu, contohnya lemak susu
2)
Daging, contohnya lemak sapi dan turunannya
3)
Hasil laut, contohnya adalah minyak ikan sardin, dan minyak ikan paus
3. Minyak Berbentuk Cair a. Drying oil yang akan membentuk lapisan keras bila mengering di udara , misalnya minyak yang dapat digunakan untuk cat dan pernis. b. Semi drying oil seperti minyak jagung , minyak biji kapas, dan minyak bunga matahari. c. Non drying oil misalnya minyak kelapa dan minyak kacang tanah.Lemak nabati yang berbentuk padat adalah minyak coklat dan bagian “stearin” dan minyak kelapa sawit.
7
4. Pembentukan Lemak Secara Alami Hampir semua bahan banyak mengandung lemak dan minyak, terutama bahan yang berasal hewani. Lemak dalam jaringan hewan terdapat pada jaringan adiposa. Dalam tanaman, lemak disintesis dari satu molekul asam lemak yang terbentuk dari kelanjutan oksidasi karbohidrat dalam proses respirasi. Proses pembentukan lemak dalam tanaman dapat dibagi menjadi 3 tahap, yaitu pembentukan gliserol, pembentukan molekul asam lemak, dan kondensasi asam lemak dengan gliserol membentuk asam lemak. 5. Sifat Minyak Goreng Sifat-sifat minyak goreng dibagi ke sifat fisik dan sifat kimia (ketaren, 2005), yakni : a. Sifat Fisik 1) Warna Zat warna dalam minyak terdiri dari 2 golongan, yaitu zat warna alamiah,dan warna hasil degradasi zat warna alamiah. a) Zat Warna Alamiah Zat warna ini terdapat secara alamiah di dalam bahan yang mengandung minyak dan ikut terekstrak bersama minyak pada proses ekstraksi. Zat warna tersebut antara lain α dan β karoten, xantofil, klorofil, dan antosianin. Zat warna ini menyebabkan minyak berwarna kuning, kuning kecoklatan, kehijau-hijauan dan kemerah-merahan. Pigmen berwarna
8
merah jingga atau kuning disebabkan oleh karotenoid yang bersifat larut dalam minyak. Karotenoid bersifat tidak stabil pada suhu tinggi, dan jika minyak dialiri uap panas, maka warna kuning akan hilang. Karotenoid tidak dapat dihilangkan dengan proses oksidasi. (Ketaren,2008: 18). b) Warna Akibat Oksidasi dan Degradasi Komponen Kimia yang Terdapat dalam Minyak Pertama warna gelap, disebabkan oleh proses oksidasi terhadap tokoferol (vitamin E).Jika minyak bersumber dari tanaman hijau, maka zat klorofil yang berwarna hijau turut terekstrak bersama minyak, dan klorofil tersebut sulit dipisahkan dariminyak. Warna gelap ini dapat terjadi selama proses pengolahan danpenyimpanan, yang disebabkan oleh beberapa
faktor:
suhu
pemanasan
yangterlalu
tinggi,
pengepresan bahan yang mengandung minyak dengan tekanan dansuhu yang tinggi, ekstraksi minyak dengan menggunakan pelarut tertentu seperti trikloroetilena, benzol dan heksana, logam seperti Fe, Cu, dan Mn, dan oksidasi terhadap fraksi tidak tersabunkan dalam minyak (Ketaren, 2008: 19).
9
Kedua warna coklat, pigmen coklat biasanya hanya terdapat pada minyak atau lemak yang berasal dari bahan yang telah rusak atau memar. Hal itu dapat pula terjadi karena reaksi molekul karbohidrat dengan gugus pereduksi seperti aldehid serta gugus amin dari molekul protein dan yang disebabkan karena aktivitas enzim-enzim, seperti fenol oksidase, polifenol oksidase, dan sebagainya (Ketaren, 2008: 19). Ketiga warna kuning, timbulnya warna kuning dalam minyak terutama terjadi dalam minyak atau lemak tidak jenuh. Warna ini timbul selama penyimpanan dan intensitas warna bervariasi
dari
kuning
sampai
ungu
kemerah-merahan
(Ketaren, 2008: 21). 2) Odor dan flavor Odor dan flavor pada minyak atau lemak selain terdapat secara alami, juga terjadi karena pembentukan asam-asam yang berantai sangat pendek sebagai hasil penguraian dari kerusakan minyak atau lemak, akan tetapi umumnya odor dan flavor ini disebabkan oleh komponen bukan minyak, sebagai contoh bau khas dari minyak kelapa sawit dikarenakan terdapatnya beta
10
ionone, sedangkan baukhas dari minyak kelapa ditimbulkan oleh nonyl methylketon. 3) Kelarutan Minyak dan lemak tidak larut dalam air, kecuali minyak jarak (castooil). Minyak dan lemak hanya sedikit larut dalam alkohol, tetapi akan larut sempurna dalam etil eter, karbon disulfida, dan pelarut-pelarut halogen. 4) Titik cair dan polymorphism Minyak tidak mencair dengan tepat pada suatu nilai temperatur tertentu. Polymorphism adalah keadaan dimana terdapat lebih dari bentuk satu kristal. 5) Titik didih ( boiling point ) Titik didih akan semakin meningkat dengan bertambah panjangnya rantai karbon asam lemak tersebut. 6) Titik lunak ( Softening point ) Dimaksudkan untuk identifikasi minyak tersebut. 7) Sliping point Digunakan untuk pengenalan minyak serta pengaruh komponenkomponennya. 8) Shot melting point Yaitu temperatur pada saat terjadi tetesan pertama dari minyak atau lemak
11
9) Titik asap, titik nyala dan titik api dapat dilakukan apabila minyak dipanaskan. Merupakan kriteria mutu yang penting dalam hubungannya dengan minyak yang akan digunakan untuk menggoreng. 10) Titik kekeruhan ( turbidity point ) Ditetapkan dengan cara mendinginkan campuran minyak dengan pelarut lemak. 11) Bobot jenis Biasanya ditentukan pada temperatur 25 , dan juga perlu dilakukan pengukuran pada temperatur 40
.
b. Sifat Kimia 1) Hidrolisa, dalam reaksi hidrolisa, minyak akan diubah menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisa yang dapat menyebabkan kerusakan minyak atau lemak terjadi karena terdapatnya sejumlah air tersebut. 2) Oksidasi, proses oksidasi berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak. Terjadinya reaksi oksidasi akan mengakibatkan bau tengik pada minyak dan lemak. 3) Hidrogenasi, proses hidrogenasi bertujuan untuk menumbuhkan ikatan rangkap dari rantai karbon asam lemak pada minyak. 4) Esterifikasi, proses esterifikasi bertujuan untuk mengubah asamasam lemak dari trigliserida dalam bentuk ester. Dengan menggunakan prinsip reaksi ini hidrokarbon rantai pendek dalam
12
asam lemak yang menyebabkan bau tidak enak, dapat ditukar dengan rantai panjangyang bersifat tidak menguap. 6.
Proses Menggoreng Penggorengan dapat didefinisikan sebagai proses pemasakan dan pengeringan produk dengan media panas berupa minyak sebagai media pindah panas. Penggorengan dari segi ilmiah sangat sulit karena terjadi perpindahan panas
dan massa secara simultan. Ketika bahan pangan
digoreng menggunakan minyak goreng panas banyak reaksi kompleks terjadi di dalam minyak dan pada saat itu minyak akan mulai mengalami kerusakan. Menurut ketaren ( 2005 ) menyebutkan bahwa sistem menggoreng bahan ada 2 macam, yaitu sistem gangsa ( pan frying ) dan menggoreng biasa ( deep frying ). a. Proses Gangsa ( Pan frying ) Proses gangsa ( Pan frying ) dapat menggunakan minyak dengan titik asap yang lebih rendah, karena suhu pemanasan umumnya lebih rendah dari suhu pemanasan pada sistem deep frying. Ciri khas dari proses gangsa ialah, bahan pangan yang digoreng tidak sampai terendam dalam minyak. b. Menggoreng Biasa Pada proses penggorengan dengan sistem deep frying, bahan pangan yang digoreng terendam dalam minyak dan suhu minyak dapat mencapai 200-205 . Sistem menggoreng deep frying, yang umumnya
13
digunakan masyarakat indonesia, dan juga pemakaian berulang minyak goreng, akan mengubah asam lemak tidak jenuh menjadi asam lemak trans, yang dapat meningkatkan kolestrol jahat dan menurunkan kolestrol baik. 7.
Faktor-faktor Penyebab Kerusakan Minyak dan Lemak a. Lamanya minyak kontak dengan panas Berdasarkan penelitian terhadap minyak jagung pada pemanasan 10-12 jam pertama, bilangan Iod berkurang dengan kecepatan konstan, sedangkan jumlah oksigen dalam lemak bertambah dan selanjutnya menurun setelah pemanasan 4 jam kedua berikutnya. Kandungan persenyawaan karbonil bertambah dalam minyak
selama proses
pemanasan, kemudian berkurang sesuai dengan berkurangnya jumlah oksigen. b. Suhu Pengaruh suhu terhadap kerusakan minyak telah diselidiki menggunakan minyak jagung yang dipanaskan selama 24 jam pada suhu
udara
pada
150ml/memit/kilo. Minyak yang dipanaskan pada suhu 160
dan
200
120 ,
160 ,
dan
200 .
Minyak
dialiri
menghasilkan bilangan peroksida lebih rendah dibandingkan
dengan pemanasan pada suhu 120
Hal ini merupakan indikasi bahwa
persenyawaan peroksida bersifat tidak stabil terhadap panas. Kenaikan nilai kekentalan dan indek bias paling besar pada suhu 200 , karena
14
pada suhu tersebut jumlah senyawa polimer yang berbentuk relative cukup besar. c. Penyerapan Bau Minyak bersifat mudah menyerap bau. Apabila bahan pembungkus dapat menyerap lemak, maka lemak yang tertutup ini aka teroksidasi oleh udara sehingga rusak dan berbau. Bau dari bagian lemak yang rusak akan diserap oleh lemak yang ada dalam bungkusan sehingga seluruh lemak akan rusak. d. Hidrolisa Dengan adanya air, lemak dapat terhidrolisa menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksi ini dapat dipercepat oleh basa, asam dan enzimenzim. Hidrolisa sangat mudah terjadi pada asam lemak rendah seperti pada mentega, minyak kelapa sawit dan minyak kelapa. Hidrolisa sangat menurunkan mutu minyak goreng. Selama penyimpanan dan pengolahan minyak atau lemak menyebabkan bertambahnya asam lemak bebas. Asam lemak bebas dihilangkan dengan proses pemurnian, sekaligus menghilangkan bau untuk menghasilkan minyak yang lebih baik mutunya. e. Struktur dan Komposisi Minyak Lemak dan minyak terdiri dari trigliserida campuran, yang merupakan ester dari gliserol dan asam lemak rantai panjang. Lemak tersebut jika dihidrolisis menghasilkan tiga molekul asam lemak rantai
15
panjang. Dan satu molekul gliserol. Adapun proses hidrolisis trigliserida tersebut adalah sebagai berikut (Ketaren, 2008: 7). O α CH2
O C
R1
CH2OH
R2 H+ OH-
CH(OH)+R1COOH+ R2COOH +R3COOH
R3
CH2OH
Trigliserida (Lemak)
Gliserol
O β CH
O
C O
α CH2
O
C
Asam Lemak
Gambar 1. Proses Hidrolisis Trigliserida (Sumber: Ketaren, 2008: 7)
Trigliserida dapat berwujud padat atau cair, hal ini tergantung komposisi asam lemak yang menyusunnya, sebagian besar minyak nabati berbentuk cair karena mengandung sejumlah asam lemak tidak jenuh, yaitu asam oleat, linoleat, atau asam linolenat dengan titik cair yang rendah. Lemak hewani umumnya berbentuk padat pada suhu kamar karena banyak mengandung asam lemak jenuh, misalnya asam palmitat, dan stearat yang mempunyai titik cair lebih tinggi (Ketaren, 2008: 7). Komponen-komponen lain yang mungkin terdapat, meliputi fosfolipid, sterol, vitamin dan zat warna yang larut dalam lemak seperti klorofil dan karotenoid (Buckle dkk, 1987: 328).
16
f. Jenis minyak dan Lemak 1) Minyak goreng Fungsi penghantar panas, penambah rasa gurih, penambah nilai kalori dalam bahan pangan. 2) Mentega Adalah emulsi air dalam minyak ( 18 % air terdispersi dalam 80 % lemak ) dengan protein sebagai emulgator dibuat dari lemak susu dengan penambahan zat warna karoten ( zat warna alami, sumber vitamin A ). 3) Margarin Pengganti mentega dengan rupa, bau, konsistensi, rasa dan nilai gizi yang hampir sama. Pembuatan lemak nabati atau lemak hewani dihidrogenasi menjadi bentuk padat, diemulsi dengan susu skim dan diinokulasi, ditambah emulgator ( lesitin, gliserin, kuning telur ) dan pengawet Na benzoat. 4)
Mentega putih/ Shortening Lemak padat bersifat plastis, bewarna putih, merupakan hasil pencampuran 2 atau lebih dengan hidrogenasi. Guna pembuatan kue dengan untuk perbaikan cita rasa, perbaikan tekstur, penambah keempukan dan penambah volume.
17
5)
Lemak gajih Diperoleh dari jaringan lemak sapi, babi atau kambing mudah tengik karena oksidasi sehingga perlu penambahan antioksidan.
g. Fungsi Minyak Minyak biasa digunakan sebagai medium untuk menggoreng bahan pangan berfungsi sebagai: 1) Media penghantar panas, penambah kalori dan memperbaiki tekstur dan cita rasa bahan pangan dalam pengolahan makanan 2) Sumber energi yang lebih efektif dibanding karbohidrat dan protein 3) Sumber pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E, K 4) Memberikan rasa gurih dan aroma aroma yang spesifik 5) Sebagai salah satu penyusun dinding sel dan penyusun bahan-bahan biomolekul ( Winarno, 2002 ). Di Indonesia standar minyak goreng diatur dalam SNI 3741- 2002 seperti pada Tabel 1.
18
Tabel 1.Standar umum minyak goreng Kriteria Uji
Persyaratan
Bau
Normal
Rasa
Normal
Warna
Muda jernih
Kadar air
Maks. 0,3%
Berat jenis
0,9 gr/L
Asam lemak bebas Angka peroksida Angka iodium Angka Penyabunan Titik asap Indeks Bias
Maks. 0,3% Maks. 2meq/kg 45-49 196-206 Min. 200 1,448 – 1,450
Cemaran logam: Besi
Maks. 1,5 mg/kg
Timbal
Maks. 0,1 mg/kg
Tembaga
Maks. 40 mg/kg
Seng
Maks. 0,05 mg/kg
Raksa
Maks. 0,1 mg/kg
Timah
Maks. 0,1 mg/kg
Arsen
Maks. 0,1 mg/kg
Sumber: Wijana, dkk (2005), Krischenbauer (1960)
19
B. Minyak Jelantah 1. Pengertian Minyak Jelantah Minyak jelantah adalah minyak goreng yang telah dipakai berulang kali, warnanya tidak jernih lagi, tetapi menjadi gelap dan coklat. Minyak jenis ini mudah untuk dikenali, karena warnanya lebih hitam dibandingkanminyak goreng yang baru dipakai 1-2 kali (Anonymous, 2008). Warna gelap ini disebabkan oleh proses oksidasi terhadap tokoferol (vitamin E). Warna cokelat terjadi akibat reaksi molekul karbohidrat dengan gugus pereduksi seperti aldehid serta gugus amina dari molekul protein, selain itu disebabkan oleh aktivitas enzim seperti phenol oksidase, poliphenol oksidase danlain sebagainya (Ketaren, 2008: 19). 2. Akibat Penggunaan Minyak Jelantah Minyak yang telah digunakan untuk menggoreng yang biasa disebut minyak jelantah, tidak baik digunakan untuk memasak kembali. Disamping makanan yang dihasilkan juga kurang baik. Reaksi yang ditimbulkan akibat panas yang tinggi berada diatas perapian dapat mengganggu fungsi hati, ginjal, bahkan diduga dapat menyebabkan kanker ( Yuli, 2010 ). Penggunaan minyak jelantah berulang juga akan membentuk akrolein yaitu suatu senyawa yang menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan dan menimbulkan
batuk. Minyak jelantah juga bersifat
karsinogen sehingga dapat menyebabkan kanker.
20
Para ahli menyarankan untuk mengkonsumsi makanan yang mengandung lemak jenuh kurang dari 10% dari asupan harian. Sumber lemak jenuh umumnya berasal dari lemak daging, lemak susu, mentega, lemak babi, minyak kelapa, minyak sawit, dan juga minyak inti sawit. Setiap kali menggoreng makanan mulailah proses penggorengan pada suhu yang benar. Minyak yang digunakan menggoreng sebaiknya berkisar antara 175-225
( Fajar, 2010 ).
C. Bilangan peroksida Bilangan peroksida adalah banyaknya miligram ekivalen peroksida yang terdapat dalam 100 gram lemak. Ditentukan berdasarkan jumlah I2 setelah minyak ditambah KI. Pada prinsipnya lemak direaksikan denga KI dalam pelarut campuran asetat chloroform (3: 1) kemudian I2 yang terbentuk ditentukan secara yodometri (Anonymous, 1973). Peroksida adalah produk awal dari reaksi oksidasi yang bersifat labil, reaksi ini dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan minyak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada minyak ( Ketaren, 2008 ). 1. Faktor-faktor yang mempercepat pembentukan peroksida
Proses pembentukan peroksida dipercepat oleh adanya cahaya, pemanasan suasana asam, kelembaban udara dan katalis. Beberapa jenis logam atau garam-garamnya yang terdapat dalam miyak merupakan katalisator pada proses oksidasi misalnya logam tembaga, besi, cobalt, vanadium, mangan, nikel, khromium, sedangkan alumunium kecil
21
pengaruhnya
terhadap
proses
oksidasi.
Disamping
itu
beberapa
persenyawaan organik komplek yang terdapat secara alamiah dalam lemak, seperti pigmen hematin atau enzim peroksida merupakan katalisator proses adesi oksigen ke dalam tidak jenuh dalam minyak. Proses oksidasi juga terjadi karena adanya mikroorganisme ( S. Ketaren, 1986 ). 2. Faktor-faktor yang menghambat pembentukan peroksida
Beberapa persenyawaan organik dapat menghambat proses oksidasi disebut anti oksidan. Persenyawaan antioksidan yang terdapat secara alamiah dalam minyak adalah tokoferol ( vitamin E ), polifenol, gasipol, antho-sianin dan flavone. Disamping itu persenyawaan organik sintetis yang sengaja ditambahkan untuk menghambat proses oksidasi lemak misalnya senyawa amino, sianida, sulfat, dan phospat ( S. Ketaren, 1986 ). 3. Toksikologi peroksida
Dalam jangka waktu yang cukup lama peroksida dapat mengakibatkan destruksi beberapa macam vitamin dalam bahan pangan lemak ( misalnya vitamin A, D, E, K, dan sejumlah kecil vitamin B ). Bergabungnya peroksida dalam sistem peredaran darah mengakibatkan kebutuhan vitamin E yang lebih sebar. Peroksida akan membentuk persenyawaan lipoperoksida secara non enzimatik dalam otot usus dan mitokondria (Slamet Sudarmaji, 1989 ).
22
D. Arang Batok Kelapa Arang tempurung kelapa adalah produk yang diperoleh dari pembakaran tidak sempurna terhadap tempurung kelapa. Sebagai bahan bakar, arang lebih menguntungkan dibanding kayu bakar. Arang memberikan kalor pembakaran yang lebih tinggi, dan asap yang lebih sedikit. Arang dapat ditumbuk, kemudian dibuat menjadi briket dalam berbagai macam bentuk. Briket lebih praktis penggunaannya dibanding kayu bakar. Arang dapat diolah lebih lanjut menjadi arang aktif, dan sebagai bahan pengisi dan pewarna pada industri karet dan plastik. Pembakaran tidak sempurna pada tempurung kelapa menyebabkan senyawa karbon kompleks tidak teroksidasi menjadi karbon dioksida. Peristiwa tersebut disebut sebagai pirolisis. Pada saat pirolisis, energi panas mendorong terjadinya oksidasi sehingga molekul karbon yang komplek terurai sebagian besar menjadi karbon atau arang. Pirolisis untuk pembentukan arang terjadi pada suhu 150-3000 . pembentukan arang tersebut disebut sebagai pirolisis primer. Arang dapat mengalami perubahan lebih lanjut menjadi karbon monoksida, gas hydrogen dan gas-gas hidrokarbon. Peristiwa ini disebut sebagai pirolisis sekunder. 1. Proses Pembuatan arang batok kelapa a. Dibakar langsung Batok kelapa langsung dibakar di atas tanah, setelah menjadi bara dimatikan apinya, biasanya dengan cara disiram menggunakan air pada bara tersebut. Hasil arang dari cara ini kualitas arangya
23
kurang bagus pecah karena arang banyak yang pecah-pecah dan mengandung kadar air tinggi. b. Dibakar dalam kaleng Disediakan kaleng yang sudah dilepas penutup atasnya (seperti tong sampah). Diberdirikan drum dengan lubang menghadap keatas dimasukkan dua genggam batok kelapa kedalam dasar kaleng kemudian dibakar. Setelah api menyala dimasukkan sedikit demi sedikit batok kelapa, biarkan asap mengepul seperti sekam. Bila api menyala cepat-cepat ditimbun dengan batok kelapa terus sampai drum terisi penuh oleh batok kelapa kemudian kaleng ditutup. Bila batok kelapa yang berada diatas sudah menjadi arang, bearti arang sudah jadi. Tumpahkan drum yang berisi arang diatas matras, biarkan hingga dingin. Setelah dingin arang diayak untuk memisahkan dari debu. a. Proses pembuatan arang dibakar langsung Tempurung kelapa
Dibakar diatas tanah
Bara
Api dimatikan dengan cara disiram air
Gambar 2. Bagan Pembuatan arang dibakar langsung
24
b. Proses pembuatan arang dibakar didalam kaleng
Tempurung Kelapa
Cepat-cepat ditimbun dengan batok kelapa sampai kaleng terisi penuh
Tungku pengarangan
asap mengepul
Pembakaran
Dimasukkan sedikit demi sedikit batok kelapa
setelah membara
kaleng di tutup
+ 8 jam Pengarangan selesai biarkan dingin
Bongkar dan keluarkan
pengayaan
Gambar 3. Bagan Pembuatan arang yang dibakar didalam kaleng
