Asam Lemak Asam lemak merupakan asam lemah, yang di dalam air akan terdisosiasi sebagian. Umumnya asam lemak berfase cair atau padat pada suhu ruang (27 °C). Semakin panjang rantai karbon penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak dapat bereaksi dengan senyawa lain membentuk persenyawaan lipida. Persenyawaan lipida tersebut sering dijumpai di dalam tubuh organisme yang memiliki fungsi khusus dalam penyusunan sel organism. Beberapa jenis persenyawaan lipida tersebut antara lain prostaglandin, wax, trigliserida, gliserofosfolipida, sfingolipida dan glikofosfolipida, perhatikan kembali gambar 14.37, di bawah. Gambar 14.37. Bagan penggolongan lipida Asam lemak tidak lain adalah asam alkanoat atau asam karboksilat berderajat tinggi (memiliki rantai karbon lebih dari 6). Asam lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan rangkap diantara atom-atom karbon penyusunnya. Kedua jenis ikatan dalam asam lemak inilah yang menyebabkan perbedaan sifat fisik antara asam lemak satu dengan lainnya. Keberadaan ikatan rangkap dan panjang rantai ini menyebabkan asam lemak penyusun lipida memiliki dua jenis wujud yang berbeda pada suhu ruang. Dua wujud lipida yang sering kita temukan adalah lemak dan minyak. Lemak pada suhu ruang berwujud padat sedangkan minyak pada suhu ruang berwujud cair. perhatikan Gambar . Gambar. Bentuk lipida dalam kehidupan sehari-hari Lemak umumnya disusun oleh asam lemak rantai panjang yang memiliki ikatan tunggal atau jenuh sedangkan minyak banyak disusun oleh asam lemak rantai panjang dengan ikatan rangkap atau tak jenuh. Tahukah anda kenapa minyak goreng yang telah dipakai memasak tidak baik untuk dipakai lagi? Alasannya adalah karena saat pemanasan (dipakai) untuk kedua atau ketiga kali, struktur asam lemak yang dikandung minyak goreng bisa berubah dan berakibat buruk bagi tubuh kita. Di dalam minyak goreng terkandung asam-asam lemak baik yang jenuh (tidak memiliki ikatan rangkap) maupun yang tak jenuh (memiliki ikatan rangkap) yang bagus untuk tubuh adalah asam lemak tak jenuhnya. Makanya di iklan minyak goreng selalu di sebut-sebut mengandung asam lemak tak jenuh ganda. Tapi asam lemak tak jenuh yang sering dipanaskan apalagi dalam suhu tinggi dapat memicu terjadinya isomer geometri di sekitar ikatan rangkap pada senyawa asam lemak tak jenuh. Di alam, konfigurasi di sekitar ikatan rangkap umunya Cis, dan sedikit yang berstruktur trans. Namun dengan pemanasan dapat meningkatkan jumlah asam lemak trans (Trans Fatty Acid / TFA). Terus apa efeknya asam lemak trans bagi tubuh? Menurut penelitian TFA memberikan efek yang lebih buruk dibandingkan asam lemak jenuh dan kolesterol dalam menyebabkan berbagai penyakit seperti jantung koroner dan atherosklerosi Asam lemak atau asil lemak ialah istilah umum yang digunakan untuk menjabarkan bermacam-ragam molekul-molekul yang disintesis dari polimerisasi asetil-KoA dengan gugus malonil-KoA atau metilmalonil-KoA di dalam sebuah proses yang disebut sintesis asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai hidrokarbon yang berakhiran dengan gugus asam karboksilat; penyusunan ini memberikan molekul ujung yang polar dan hidrofilik, dan ujung yang nonpolar dan hidrofobik yang tidak larut di dalam air. Struktur Asam Lemak Struktur asam lemak merupakan salah satu kategori paling mendasar dari biolipid biologis dan dipakai sebagai blok bangunan dari lipid dengan struktur yang lebih kompleks. Rantai karbon, biasanya antara empat sampai 24 panjang karbon, baik yang jenuh ataupun tak jenuh dan dapat dilekatkan ke dalam gugus fungsional yang mengandung oksigen, halogen, nitrogen, dand belerang. Ketika terdapat sebuah ikatan valensi ganda, terdapat kemungkinan isomerisme geometri cis atau trans, yang secara signifikan memengaruhi konfigurasi molekuler molekul tersebut. Ikatan ganda-cis menyebabkan rantai asam lemak menekuk, dan hal ini menjadi lebih mencolok apabila terdapat ikatan ganda yang lebih banyak dalam suatu rantai. Pada gilirannya, ini memainkan peranan penting di dalam struktur dan fungsi membran sel. Asam lemak yang paling banyak muncul di alam memiliki konfigurasi cis, meskipun bentuk trans wujud di beberapa lemak dan minyak yang dihidrogenasi secara parsial. Contoh Asam Lemak Yang penting secara biologis adalah eikosanoid, utamanya diturunkan dari asam arakidonat dan asam eikosapentaenoat, yang meliputi prostaglandin, leukotriena, dan tromboksana. Kelas utama lain dalam kategori asam lemak adalah ester lemak dan amida lemak. Ester lemak meliputi zat-zat antara biokimia yang penting seperti ester lilin, turunan-turunan asam lemak tioester koenzim A, turunan-turunan asam lemak tioester ACP, dan asam lemak karnitina. Amida lemak meliputi senyawa N-asiletanolamina, seperti penghantar saraf kanabinoid anandamida. Karena berguna dalam mengenal ciri-cirinya, asam lemak dibedakan menjadi asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda di antara atom-atom karbon penyusunnya. Asam lemak merupakan asam lemah, dan dalam air terdisosiasi sebagian. Umumnya berfase cair atau padat pada suhu ruang (27° Celsius). Semakin panjang rantai C penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi). Karena itu, dikenal istilah bilangan oksidasi bagi asam lemak. Keberadaan ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh menjadikannya memiliki dua bentuk: cis dan trans. Semua asam lemak nabati alami hanya memiliki bentuk cis (dilambangkan dengan "Z", singkatan dari bahasa Jerman zusammen). Asam lemak bentuk trans (trans fatty acid, dilambangkan dengan "E", singkatan dari bahasa Jerman entgegen) hanya diproduksi oleh sisa metabolisme hewan atau dibuat secara sintetis. Akibat polarisasi atom H, asam lemak cis memiliki rantai yang melengkung. Asam lemak trans karena atom H-nya berseberangan tidak mengalami efek polarisasi yang kuat dan rantainya tetap relatif lurus. Ketengikan (Ingg. rancidity) terjadi karena asam lemak pada suhu ruang dirombak akibat hidrolisis atau oksidasi menjadi hidrokarbon, alkanal, atau keton, serta sedikit epoksi dan alkohol (alkanol). Bau yang kurang sedap muncul akibat campuran dari berbagai produk ini. Sifat-Sifat Lemak Sifat Fisika Lemak a. Pada suhu kamar, lemak hewan pada umumnya berupa zat padat, sedangkan lemak dari tumbuhan berupa zat cair. b. Lemak yang mempunyai titik lebur tinggi mengandung asam lemak jenuh, sedangkan lemak yang mempunyai titik lebur rendah mengandung asam lemak tak jenuh. Contoh: Tristearin (ester gliserol dengan tiga molekul asam stearat) mempunyai titik lebur 71 °C, sedangkan triolein (ester gliserol dengan tiga molekul asam oleat) mempunyai titik lebur –17 °C. c. Lemak yang mengandung asam lemak rantai pendek larut dalam air, sedangkan lemak yang mengandung asam lemak rantai panjang tidak larut dalam air. d. Semua lemak larut dalam kloroform dan benzena. Alkohol panasmerupakan pelarut lemak yang baik. Sifat Kimia Lemak 1. Esterifikasi Proses esterifikasi bertujuan untuk merubah asam-asam lemak bebas dari trigliserida, menjadi bentuk ester. Reaksi esterifikasi dapat dilakukan melalui reaksi kimia yang disebut interifikasi serta penukaran ester (transesterifikasi) 2. Hidrolisa Dalam reaksi hidrolisis, lemak dan minyak akan diubah menjadi asam-asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi ini mengakibatkan kerusakan lemak dan minyak. Hal ini terjadi disebabkan adanya sejumlah air dalam lemak dan minyak tersebut. 3. Penyabunan Reaksi ini dilakukan dengan penambahan sejumlah larutan basa kepada trigliserida. Bila reaksi penyabunan telah selesai, maka lapisan air yang mengandung gliserol dapat dipisahkan dengan cara penyulingan. 4. Hidrogenasi Proses hidrogenasi bertujuan untuk menjernihkan ikatan dari rantai karbon asam lemak atau minyak Setelah proses hidrogenasi selesai, minyak didinginkan dan katalisator dipisahkan dengan disaring. Hasilnya adalah minyak yang bersifat plastis atau keras, tergantung pada derajat kejenuhan. 5. Pembentukan keton Keton dihasilkan melalui penguraian dengan cara hidrolisa ester. 6. Oksidasi Oksidasi dapat berlangsung bila terjadi kontak antara sejumlah oksigen dengan lemak atau minyak. Terjadinya reaksi oksidasi ini akan mengakibatkan bau tengik pada lemak atau minyak. Aturan Penamaan Beberapa aturan penamaan dan simbol telah dibuat untuk menunjukkan karakteristik suatu asam lemak. Nama sistematik dibuat untuk menunjukkan banyaknya atom C yang menyusunnya (lihat asam alkanoat). Angka di depan nama menunjukkan posisi ikatan ganda setelah atom pada posisi tersebut. Contoh: asam 9-dekanoat, adalah asam dengan 10 atom C dan satu ikatan ganda setelah atom C ke-9 dari pangkal (gugus karboksil). Nama lebih lengkap diberikan dengan memberi tanda delta (Δ) di depan bilangan posisi ikatan ganda. Contoh: asam Δ9-dekanoat. Simbol C diikuti angka menunjukkan banyaknya atom C yang menyusunnya; angka di belakang titikdua menunjukkan banyaknya ikatan ganda di antara rantai C-nya). Contoh: C18:1, berarti asam lemak berantai C sebanyak 18 dengan satu ikatan ganda. Lambang omega (ω) menunjukkan posisi ikatan ganda dihitung dari ujung (atom C gugus metil). Beberapa asam lemak Berdasarkan panjang rantai atom karbon (C), berikut sejumlah asam lemak alami (bukan sintetis) yang dikenal. Nama yang disebut lebih dahulu adalah nama sistematik dari IUPAC dan diikuti dengan nama trivialnya. • Asam oktanoat (C8:0), asam kaprilat. • Asam dekanoat (C10:0), asam kaprat. • Asam dodekanoat (C12:0), asam laurat. • Asam 9-dodekenoat (C12:1), asam lauroleinat, ω-3. • Asam tetradekanoat (C14:0), asam miristat. • Asam 9-tetradekenoat (C14:1), asam miristoleinat, ω-5. • Asam heksadekanoat (C16:0), asam palmitat. • Asam 9-heksadekenoat (C16:1), asam palmitoleinat, ω-7. • Asam oktadekanoat (C18:0), asam stearat. • Asam 6-oktadekenoat (C18:1), asam petroselat, ω-12. • Asam 9-oktadekenoat (C18:1), asam oleat, ω-9. • Asam 9-hidroksioktadekenoat (C18:1), asam ricinoleat, ω-9, OH-7. • Asam 9,12-oktadekadienoat (C18:2), asam linoleat, ω-6, ω-9. • Asam 9,12,15-oktadekatrienoat (C18:3), asam α-linolenat, ω-3, ω-6, ω-9. • Asam 6,9,12-oktadekatrienoat (C18:3), asam γ-linolenat, ω-6, ω-9, ω-12. • Asam 8,10,12-oktadekatrienoat (C18:3), asam kalendulat, ω-6, ω-8, ω-10. • Asam 9,11,13-oktadekatrienoat (C18:3), asam α-elaeostearat, ω-7, ω-9, ω-11. • Asam 9,11,13,15-oktadekatetraenoat (C18:4), asam α-parinarat, ω-3, ω-5, ω-7, ω-9. • Asam eikosanoat (C20:0), asam arakidat. • Asam 5,8,11,14-eikosatetraenoat (C20:4), asam arakidonat, ω-6, ω-9, ω-12, ω-15. • Asam 9-eikosenoat (C20:1), asam gadoleinat, ω-11. • Asam 11-eikosenoat (C20:1), asam eikosenat, ω-9. • Asam dokosanoat (C22:0), asam behenat. • Asam 13-dokosenoat (C22:1), asam erukat, ω-9. • Asam tetrakosanoat (C24:0), asam lignoserat. • Asam 15-tetrakosenoat (C24:1), asam nervonat, ω-9. • Asam heksakosanoat (C26:0), asam cerotat. Biosintesis asam lemak Pada daun hijau tumbuhan, asam lemak diproduksi di kloroplas. Pada bagian lain tumbuhan dan pada sel hewan (dan manusia), asam lemak dibuat di sitosol. Proses esterifikasi (pengikatan menjadi lipida) umumnya terjadi pada sitoplasma, dan minyak (atau lemak) disimpan pada oleosom. Banyak spesies tanaman menyimpan lemak pada bijinya (biasanya pada bagian kotiledon) yang ditransfer dari daun dan organ berkloroplas lain. Beberapa tanaman penghasil lemak terpenting adalah kedelai, kapas, kacang tanah, jarak, raps/kanola, kelapa, kelapa sawit, jagung dan zaitun. Proses biokimia sintesis asam lemak pada hewan dan tumbuhan relatif sama. Berbeda dengan tumbuhan, yang mampu membuat sendiri kebutuhan asam lemaknya, hewan kadang kala tidak mampu memproduksi atau mencukupi kebutuhan asam lemak tertentu. Asam lemak yang harus dipasok dari luar ini dikenal sebagai asam lemak esensial karena organisme yang memerlukan tidak memiliki cukup enzim untuk membentuknya. Biosintesis asam lemak alami merupakan cabang dari daur Calvin, yang memproduksi glukosa dan asetil-KoA. Proses berikut ini terjadi pada daun hijau tumbuh-tumbuhan dan memiliki sejumlah variasi. Kompleks-enzim asilsintase III (KAS-III) memadukan malonil-ACP (3C) dan asetil-KoA (2C) menjadi butiril-ACP (4C) melalui empat tahap (kondensasi, reduksi, dehidrasi, reduksi) yang masing-masing memiliki enzim tersendiri. Pemanjangan selanjutnya dilakukan secara bertahap, 2C setiap tahapnya, menggunakan malonil-KoA, oleh KAS-I atau KAS-IV. KAS-I melakukan pemanjangan hingga 16C, sementara KAS-IV hanya mencapai 10C. Mulai dari 8C, di setiap tahap pemanjangan gugus ACP dapat dilepas oleh enzim tioesterase untuk menghasilkan asam lemak jenuh bebas dan ACP. Asam lemak bebas ini kemudian dikeluarkan dari kloroplas untuk diproses lebih lanjut di sitoplasma, yang dapat berupa pembentukan ikatan ganda atau esterifikasi dengan gliserol menjadi trigliserida (minyak atau lemak). Pemanjangan lebih lanjut hanya terjadi bila terdapat KAS-II di kloroplas, yang memanjangkan palmitil-ACP (16C) menjadi stearil-ACP (18C). Enzim Δ9-desaturase kemudian membentuk ikatan ganda, menghasilkan oleil-ACP. Enzim tioesterase lalu melepas gugus ACP dari oleat. Selanjutnya, oleat keluar dari kloroplas untuk mengalami perpanjangan lebih lanjut. Nilai gizi Asam lemak mengandung energi tinggi (menghasilkan banyak ATP). Karena itu kebutuhan lemak dalam pangan diperlukan. Diet rendah lemak dilakukan untuk menurunkan asupan energi dari makanan. Asam lemak tak jenuh dianggap bernilai gizi lebih baik karena lebih reaktif dan merupakan antioksidan di dalam tubuh. Posisi ikatan ganda juga menentukan daya reaksinya. Semakin dekat dengan ujung, ikatan ganda semakin mudah bereaksi. Karena itu, asam lemak Omega-3 dan Omega-6 (asam lemak esensial) lebih bernilai gizi dibandingkan dengan asam lemak lainnya. Beberapa minyak nabati (misalnya α-linolenat) dan minyak ikan laut banyak mengandung asam lemak esensial (lihat macam-macam asam lemak). Karena mudah terhidrolisis dan teroksidasi pada suhu ruang, asam lemak yang dibiarkan terlalu lama akan turun nilai gizinya. Pengawetan dapat dilakukan dengan menyimpannya pada suhu sejuk dan kering, serta menghindarkannya dari kontak langsung dengan udara. Penggolongan Lemak Berdasarkan Kejenuhan (lemak jenuh dan lemak tak jenuh) Klasifikasi lemak dan minyak dapat ditinjau dari beberapa aspek, salah satunya adalah aspek kejenuhannya. Lemak dan minyak dapat dibedakan berdasarkan ikatan rangkapnya (jenuh dan tak jenuh). Jenuh jika hanya memiliki satu ikatan rangkap dan tak jenuh jika memiliki dua dan tiga ikatan rangkap. Berikut contohnya : A.Asam Lemak Jenuh Nama asam Struktur Sumber Butirat CH3(CH2)2CO2H Lemak susu Palmitat CH3(CH2)14CO2H Lemak hewani dan nabati Stearat CH3(CH2)16CO2H Lemak hewani dan nabati B. Asam Lemak Tak Jenuh Nama asam Struktur Sumber Palmitoleat CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H Lemak hewani dan nabati Oleat CH3(CH2)7CH=CH(CH2) 7CO2H Lemak hewani dan nabati Linoleat CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H Minyak nabati Linolenat CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2=CH (CH2) 7CO2H Minyak biji rami Asam lemak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung ikatan tunggal pada rantai hidrokarbonnya. Asam lemak jenuh mempunyai rantai zig-zig yang dapat cocok satu sama lain, sehingga gaya tarik vanderwalls tinggi, sehingga biasanya berwujud padat. Sedangkan asam lemak tak jenuh merupakan asam lemak yang mengandung satu ikatan rangkap pada rantai hidrokarbonnya . asam lemak dengan lebih dari satu ikatan dua tidak lazim,terutama terdapat pada minyak nabati,minyak ini disebut poliunsaturat. Trigliserida tak jenuh ganda (poliunsaturat) cenderung berbentuk minyak. Daftar komposisi asam lemak jenuh bahan makanan (dalam 100 gram bahan makanan) Minyak kelapa : 80,2 Mentega : 44,1 Minyak biji kapas : 32,7 Kelapa tua : 29,4 Lemak babi : 28,4 Minyak wijen : 26,4 Margarine : 21,0 Susu bubuk “full cream” : 16,3 Keju : 11,3 Daftar komposisi asam lemak tidak jenuh bahan makanan (dalam 100 gram bahan makanan) Minyak biji bunga matahari : 84,6 Minyak ( jagung, kacang kedele ) : 80,0 Minyak zaitun : 75,7 Minyak (kacang tanah, wijen) : 70,0 Minyak biji kapas : 62,0 Lemak babi : 60,0 Margarine : 53,3 Kacang tanah : 30,3 Mentega : 25,4 Gambar Struktur Asam Lemak Asam Lemak Bebas Asam lemak bebas adalah asam lemak yang berada sebagai asam bebas tidak terikat sebagai trigliserida. Asam lemak bebas dihasilkan oleh proses hidrolisis dan oksidasi biasanya bergabung dengan lemak netral. Hasil reaksi hidrolisa minyak sawit adalah gliserol dan ALB. Reaksi ini akan dipercepat dengan adanya faktor-faktor panas, air, keasaman, dan katalis (enzim). Semakin lama reaksi ini berlangsung, maka semakin banyak kadar ALB yang terbentuk (Anonim 2001). Trigliserida merupakan lipida yang memiliki struktur ester, yang tersusun oleh tiga molekul asam lemak bebas dan satu molekul gliserol seperti yang ditunjukan pada Gambar 1.1. Gambar 1.1. Struktur trigliserida yang disusun oleh molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak bebas Reaksi kimia untuk trigliserida pada prinsipnya memiliki kesamaan dengan senyawa alkena dan ester, misalnya trigliserida dapat terhidrogenasi oleh gas Hidrogen yang dikatalisis oleh logam Nikel atau Platina, reaksi untuk senyawa tersebut disajikan dalam persamaan reaksi pada Bagan 1.2. Bagan 1.2. Reaksi hidrogenasi trigliserida Reaksi hidrolisis pada trigliserida akan menghasilkan gliserol dan asam lemak. Reaksi ini dapat berlangsung dalam suasana asam atau basa atau dapat pula dengan bantuan enzim. Reaksi hidrolisis dari trigliserida dapat dilihat pada persamaan di bawah ini: Gambar 1.3. Reaksi Hidrolisi trigliserida Reaksi hidrolisis lemak bersifat reversible merupakan reaksi kesetimbangan kondisi tercapai bila kecepatan reaksi pemecahan lemak sama dengan reaksi pembentukan lemak. Reaksi hidrolisis lemak berlangsung secara bertahap yaitu pembentukan isomer diasilgliserol, proses pembentukan alpha & betha monoasilgliserol dan proses pembentukan gliserol. Sebelum proses ektraksi minyak dilakukan, pertama-tama buah direbus di dalam sterilizer. Salah satu tujuannya yaitu mengnonaktifkan aktifitas enzim. Didalam buah kelapa sawit ada enzim lipase dan oksidase yang tetap bekerja sebelum enzim itu dihentikan dengan cara fisika dan kimia. Cara fisika yaitu dengan cara pemanasan pada suhu yang dapat mendegradasi protein. Enzim lipase bertindak sebagai katalisator dalam pembentukan trigliserida dan kemudian memecahnya kembali menjadi asam lemak bebas (ALB). Enzim Oksidase berperan dalam proses pembentukan peroksida yang kemudian dioksidasi lagi dan pecah menjadi gugusan aldehide dan kation. Senyawa yang terakhir bila dioksidasi lagi akan menjadi asam. Jadi ALB yang terdapat dalam minyak sawit merupakan hasil kerja enzim lipase dan oksidase. Aktifitas enzim semakin tinggi apabila buah mengalami luka. Untuk mengurangi aktifitas enzim sampai di pabrik kelapa sawit diusahakan agar buah tidak rusak dan buah tidak busuk. Enzim tersebut tidak aktif lagi pad temperatur 50 derajat C. Karena itu perebusan di dalam sterilizer pada temperatur 120 derajat C akan menghentikan enzim. Variabel Yang Sangat Berpengaruh Terhadap Asam Lemak Bebas Beberapa variabel proses yang sangat berpengaruh terhadap perolehan asam lemak seperti pengaruh suhu, kematangan buah, kadar pelukaan buah, pengadukan, penambahan air, penambahan CPO dan lama penyimpanan. 1. Pengaruh Temperatur Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, diperoleh bahwa kadar asam lemak yang paling tinggi didapat pada suhu kamar (25 oC – 27 oC). Enzim lipase pada buah kelapa sawit sudah tidak aktif pada suhu pendinginan 8 oC dan pada pemanasan pada suhu 50 oC. Secara umum temperatur sangat berpengaruh pada reaksi kimia, dimana kenaikan temperatur akan menaikkan kecepatan reaksi. Sifat enzim yang inaktif pada suhu tinggi, maka pada proses enzimatis ada batasan suhu supaya enzim dapat bekerja secara optimal. Penurunan aktifitas enzim pada suhu tinggi diduga diakibatkan oleh denaturasi protein.Juga pada suhu rendah, aktifitas enzim juga menurun yang diakibatkan oleh denaturasi enzim. 2. Pengaruh Penambahan Air Air mempunyai pengaruh pada reaksi yang terjadi, dan pengaruh ini pada dasarnya adalah membantu terjadinya kontak antara substrat dengan enzim. Enzim lipase aktif pada permukaan (interface) antara lapisan minyak dan air, sehingga dengan melakukan pengadukan, maka kandungan air pada buah akan mampu untuk membantu terjadinya kontak ini. Pada proses hidrolisa ini, secara stokiometri air pada buah sudah berlebih untuk menghasilkan asam lemak (kadar air pada buah adalah sekitar 28%), tetapi karena air ini berada pada padatan maka perlu dilakukan pelumatan buah dan selanjutnya dilakukan pengadukan. Disamping itu, untuk mengatasi/mencegah kekurangan air. Pengaruh kadar air pada produk yang dicapai sangat besar, dimana kandungan air yang sangat besar ini mengakibatkan reaksi antara asam lemak dan gliserol tidak dapat terjadi dengan baik. 3. Pengaruh Pelukaan dan Pengadukan Buah Enzim lipase tidak berada dalam minyak, tetapi berada dalam serat. Tingkat pelukaan buah dan pengadukan sangat berpengaruh terhadap proses hidrolisa karena akan membantu terjadinya kontak antara enzim dan minyak (substrat). Hal ini karena posisi enzim lipase pada buah sawit belum diketahui secara pasti, sehingga untuk mengatasi hal ini maka buah harus dilumat sampai halus, kemudian minyak dan seratnya dicampur kembali. Dengan proses seperti ini terbukti bahwa kadar asam lemak yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan jika buah tidak dilumat sampai halus (hanya dimemarkan/dilukai). Pengaturan kecepatan pengadukan pada reaksi ini perlu dilakukan, karena pada proses ini pengadukan berpengaruh kepada waktu kontak antara air, substrat dan enzim. Disamping itu, karena yang diaduk adalah campuran serat dan minyak, maka pemilihan rancangan pengaduk sangat perlu untuk diperhatikan. 4 Pengaruh Kematangan Buah Buah yang terdapat pada satu tandan buah kelapa sawit tidak akan matang secara serempak. Buah yang berada pada lapisan luar biasanya lebih matang jika dibandingkan dengan buah yang berada pada bagian yang lebih dalam. Hal ini mengakibatkan adanya perbedaan persentase minyak yang terdapat pada setiap buah yang berada dalam satu tandan. Pada buah kelapa sawit, semakin matang buah maka kadar minyaknya akan semakin tinggi. Dengan semakin tingginya kadar minyak pada buah maka proses hidrolisa secara enzimatis akan semakin cepat terjadi, sehingga perolehan asam lemak akan lebih tinggi. 5. Pengaruh Lama Penyimpanan Secara alami asam lemak bebas akan terbentuk seiring dengan berjalannya waktu, baik karena aktifitas mikroba maupun karena hidrolisa dengan bantuan katalis enzim lipase. Namun demikian asam lemak bebas yang terbentuk dianggap sebagai hasil hidrolisa dengan menggunakan enzim lipase yang terdapat pada buah sawit. 6. Pengaruh Penambahan CPO Pada proses ini, kecepatan reaksi lebih rendah jika penambahan kadar CPO terhadap campuran antara serat dan minyak semakin meningkat. Hal ini dapat terjadi karena enzim lipase yang berada pada buah sudah jenuh atau jumlahnya terbatas, sementara jumlah substrat sudah sangat berlebih. Kecepatan reaksi bergantung kepada konsentrasi enzim lipase, bukan pada konsentrasi substrat. Sifat-sifat enzim lipase adalah sebagai berikut : • Temperatur optimum: 35 oC, pada suhu 50 oC enzim sebagian besar sudah rusak. • pH optimum : 4,7 – 5,0 • Berat molekul : 45000-50000 • Dapat bekerja secara aerob maupun anaerob • ko-faktor : Ca++, Sr++, Mg++. Dari ketiga ko-faktor ini yang paling efektif adalah Ca++ • Inhibitor : Zn2+, Cu2+, Hg2+, iodine, versene Kadar Asam Lemak Bebas Kadar asam lemak bebas dalam minyak kelapa sawit, biasanya hanya dibawah 1%. Lemak dengan kadar asam lemak bebas lebih besar dari 1%, jika dicicipi akan terasa pada permukaan lidah dan tidak berbau tengik, namun intensitasnya tidak bertambah dengan bertambahnya jumlah asam lemak bebas. Asam lemak bebas, walaupun berada dalam jumlah kecil mengakibatkan rasa tidak lezat. Hal ini berlaku pada lemak yang mengandung asam lemak tidak dapat menguap, dengan jumlah atom C lebih besar dari 14 (Ketaren, 1986). Akibat Meningkatnya Asam Lemak Bebas Asam lemak bebas dalam kosentrasi tinggi yang terikut dalam minyak sawit sangat merugikan. Tingginya asam lemak bebas ini mengakibatkan rendemen minyak turun. Untuk itulah perlu dilakukan usaha pencegahan terbentuknya asam lemak bebas dalam minyak sawit. Kenaikan asam lemak bebas ditentukan mulai dari tandan dipanen sampai tandan diolah di pabrik. Kenaikan ALB ini disebabkan adanya reaksi hidrolisa pada minyak. Beberapa faktor yang dapat menyebabkan peningkatan kadar ALB yang relatif tinggi dalm minyak sawit antara lain: 1. Pemanenan buah sawit yang tidak tepat waktu 2. Keterlambatan dalam pengumpulan dan pengangkutan buah 3. Penumpukan buah yang terlalu lama 4. Proses hidrolisa selama di pabrik (Anonim, 2001) Bahaya Asam Lemak Bebas Jaringan lemak melepaskan asam lemak bebas dan gliserol ke dalam darah, di mana asam lemak tersebut diangkut dengan albumian ke hampir semua organ. Dilain pihak, gliserol berjalan terutama ke dalam hati dan sedikit ke dalam ginjal; hanya jaringan-jaringan ini tempatnya dapat digunakan. Proporsi asam lemak bebas yang lebih besar dalam sirkulasi dikonversi menjadi badan-badan keton, yang merupakan prinsip dalam hati. Badan-badan keton adalah bentuk energi yang lebih larut dalam air dari pada asam lemak (Linder, 1992). Asam lemak bebas terbentuk karena proses oksidasi, dan hidrolisa enzim selama pengolahan dan penyimpanan. Dalam bahan pangan, asam lemak dengan kadar lebih besar dari berat lemak akan mengakibatkan rasa yang tidak diinginkan dan kadang-kadang dapat meracuni tubuh. Timbulnya racun dalam minyak yang dipanaskan telah banyak dipelajari. Bila lemak tersebut diberikan pada ternak atau diinjeksikan kedalam darah, akan timbul gejala diare, kelambatan pertumbuhan, pembesaran organ, kanker, kontrol tak sempurna pada pusat saraf dan memperrsingkat umur. Kadar kolesterol darah yang meningkat berpengaruh tidak baik untuk jantung dan pembuluh darah telah diketahui luas oleh masyarakat. Namun ada salah pengertian, seolah-olah yang paling berpengaruh terhadap kenaikan kolesterol darah ini adalah kadar kolesterol makanan. Sehingga banyak produk makanan, bahkan minyak goreng diiklankan sebagai nonkolesterol.. Konsumsi lemak akhir-akhir ini dikaitkan dengan penyakit kanker. Hal ini berpengaruh adalah jumlah lemak dan mungkin asam lemak tidak jenuh ganda tertentu yang terdapat dalam minyak sayuran (Almatsier, 2002). Penetapan Kadar Asam Lemak Bebas Alkalimetri adalah penetapan kadar senyawa-senyawa yang bersifat asam dengan menggunakan baku basa. Alkalimetri termasuk reaksi netralisasi yakni reaksi antara ion hidrogen yang berasal dari asam dengan ion hidroksida yang berasal dari basa untuk menghasilkan air yang bersifat netral. Suatu indikator merupakan asam atau basa lemah yang berubah warna diantara bentuk terionisasinya dan bentuk tidak terionisasinya. Sebagai contoh fenolftalein (pp), mempunyai pka 9,4 (perubahan warna antara pH 8,4-10,4). Struktur fenolftalein akan mengalami perataan ulang pada kisaran pH ini karena proton dipindahkan dari struktur fenol dari pp sehingga pH meningkat akibatnya akan terjadi perubahan warna (Rohman, 2007).

Pembuatan Nata De CoCo

 

Kelapa

Kelapa merupakan hasil pertanian yang sangat penting sehingga menduduki tempat kedua setelah padi. Diperkirakan lebih dari 7,25 juta petani menggantungkan hidupnya pada tanaman kelapa. Di Indonesia, pohon kelapa merupakan komoditas yang paling luas penyebarannya karena disamping dilakukan oleh manusia juga tumbuh secara alamiah, sehingga ditemukan juga tumbuh dan berkembang ditempat-tempat yang tidak dihuni oleh manusia. Adanya potensi bahan baku yang cukup besar serta didukung oleh teknologi pengolahan produk kelapa yang semakin dikuasai memberi peluang dilakukannya diversifikasi produk dan pengembangan pasar di dalam maupun di luar negeri. Selain usaha kopra dan minyaknya, telah dikembangkan pula diversifikasi produk kelapa seperti desiccated coconut, santan, gula semut, nata de coco, air kelapa, berbagai produk makanan dari daging kelapa, serat/sabut kelapa, arang tempurung, arang aktif, mebel kayu dan produk kerajinan lainnya.

Manfaat Kelapa

Buah kelapa memiliki berbagai khasiat, antara lain, mengobati berbagai macam penyakit. “Air kelapa baik dikonsumsi oleh ibu hamil karena diyakini dapat membuat kulit jabang bayi menjadi putih dan bersih,” terang dr Inayah. Selain itu, air kelapa juga bisa dibuat sebagai nata de coco dan kecap. Nata de coco dapat dikonsumsi sebagai minuman segar dengan campuran koktail, es buah, maupun pengganti kolang-kaling. Dan air kelapa yang sama ini bisa dibuat kecap dengan cara mencampurkannya dengan kedelai, gula merah, bawang putih, kemiri, daun salam, lengkuas, kluwak, dan natrium benzoat.
Ada kandungan mikro dan makro dalam air kelapa. Unsur makro yang terdapat dalam air kelapa adalah karbon dan nitrogen. Unsur karbonnya berupa karbohidrat sederhana seperti glukosa, sukrosa, fruktosa, sorbitol, inositol, dan lain-lain. Unsur nitrogennya berupa protein yang tersusun dari asam amino air kelapa lebih tinggi ketimbang asam amino dalam susu sapi. Selain karbohidrat dan protein, air kelapa juga mengandung unsur mikro berupa mineral yang dibutuhkan tubuh. Mineral tersebut, antara lain, kalium (K), natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg), ferum (Fe), cuprum (Cu), fosfor (P), dan sulfur (S). Kandungan mineral dalam air kelapa dibutuhkan sebagai pengganti ion tubuh. Tak heran, setelah orang minum air kelapa muda, tubuhnya kembali segar.

Air kelapa juga mengandung banyak vitamin, antara lain, vitamin C, asam nikotinat, asam folat, asam pantotenat, biotin, serta riboflavin. Tak heran jika air kelapa juga dimanfaatkan sebagai bahan pengobatan tradisional sekaligus kecantikan. Selain mineral, air kelapa juga mengandung gula (bervariasi antara 1,7-2,6 persen) dan protein (0,07-0,55 persen). Selain itu air kelapa juga dapat mengobati Keracunan, sakit panas dalam, sakit panas, demam berdarah, kencing batu, mengurangi sakit waktu haid, dan influenza.

Pemberdayaan masyarakat dalam sektor ekonomi melalui pemanfaatan limbah bahan makanan menjadi produk yang lebih berguna dan memiliki nilai jual lebih tinggi patut digalakkan. Di antaranya adalah pembuatan nata dari bahan-bahan limbah makanan. Limbah yang dapat digunakan sebagai bahan pembuatan nata haruslah yang mengandung glukosa cukup bagi pertumbuhan bakteri yang kelak akan mengubahnya menjadi serat yang layak dikonsumsi. Pada praktikum kali ini digunakan air kelapa tua sebagai bahan baku dan hasilnya di pasaran dikenal sebagai nata de coco.

Nata de coco adalah makanan yang banyak mengandung serat selulosa kadar tinggi yang bermanfaat bagi kelancaran pencernaan kita. Makanan ini berbentuk padat, kokoh, kuat, putih, transparan, dan kenyal dengan rasa mirip kolang-kaling. Produk ini banyak digunakan sebagai pencampur es krim, coktail buah, sirup, dan makanan ringan lainnya. Kandungan kalorinya yang rendah, sangat tepat dikonsumsi sebagai makanan diet. Penambahan vitamin dan mineral akan mempertinggi nilai gizi nata de coco.

Nata de coco merupakan jenis makanan hasil fermentasi oleh bakteri Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum dalam pertumbuhan dan aktivitasnya membentuk nata memerlukan suatu media yang tepat memiliki kandungan komponen-komponen yang dibutuhkan sehingga produksi nata yang dihasilkan dapat secara optimal.

Komponen media nata yang dibutuhkan sebagai syarat media nata antara lain memiliki sumber karbon dapat berupa gula, sumber nitrogen dapat berupa penambahan urea atau ZA, mineral dan vitamin yang mendukung pertumbuhan bakteri acetobacter xylinum. Pada fermentasi nata kondisi lingkungan juga sangat berpengaruh karena bakteri acetobacter xylinum memiliki kondisi optimum lingkungannya untuk tumbuh baik itu suhu, pH, cahaya, oksigen dan lain-lainnya.

1. Air Kelapa

Air kelapa merupakan salah satu bagian dari buah kelapa yang mengandung sedi-kit karbohidrat, protein, lemak dan beberapa mineral. Bergantung kepada umur buah, se-tiap butir kelapa mengandung air sekitar 230-300 ml. Adapun air kelapa tua memiliki kandungan nutrisi yang baik bagi pertumbuhan Acetobacter xylium. Kandungan tersebut (per 100 gram) antara lain :

Protein (g) 0,14

Lemak (g) 1,50

Karbohidrat (g) 4,60

Kalsium (mg) 15,00

Phosfor (mg) 0,50

Besi (mg) 0,20

Vitamin C (mg) 1,00

Air (g) 91,50

Air kelapa yang digunakan dalam pembuatan nata harus berasal dari kelapa yang masak optimal, tidak terlalu tua atau terlalu muda. Bahan tambahan yang diperlu-kan oleh bakteri antara lain karbohidrat sederhana, sumber nitrogen, dan asam asetat. Pada ummumnya senyawa karbohidrat sederhana dapat digunakan sebagai suplemen pembuatan nata de coco, Di antaranya adalah senyawa-senyawa maltosa, sukrosa, lakto-sa, fruktosa dan manosa. Dalam hal ini sukrosa merupakan senyawa yang paling ekonomis digunakan dan paling baik bagi pertumbuhan dan perkembangan bibit nata.

2. Nata de Coco

Nata de coco merupakan hasil fermentasi air kelapa dengan bantuan mikroba Acetobacter xylinum, yang berbentuk padat, berwarna putih, transparan, berasa manis dan bertekstur kenyal. Selain banyak diminati karena rasanya yang enak dan kaya serat, pembuatan nata de coco pun tidak sulit dan biaya yang dibutuhkan tidak banyak sehing-ga dapat sebagai alternatif usaha yang dapat memberikan keuntungan.

Adapun dari segi warna yang paling baik digunakan adalah sukrosa putih. Sum-ber nitrogen yang dapat digunakan untuk mendukung pertumbuhan aktivitas bakteri nata dapat berasal dari nitrogen organik, seperti misalnya protein dan ekstrak yeast, maupun nitrogen anorganik seperti misalnya ammonium fosfat, urea, dan ammonium sulfat. Na-mun, sumber nitrogen anorganik sangat murah dan fungsinya tidak kalah jika diban-dingkan dengan sumber nitrogen organik. Bahkan di antara sumber nitrogen anorganik ada yang mempunyai sifat lebih yaitu ammonium sulfat. Kelebihan yang dimaksud ada-lah murah, mudah larut, dan selektif bagi mikroorganisme lain.

Asam asetat atau asam cuka digunakan untuk menurunkan pH atau meningkat-kan keasaman air kelapa. Asam asetat yang baik adalah asam asetat glacial (99,8%). Se-lain asam asetat, asam-asam organik dan anorganik lain bisa digunakan.

Nata yang dihasilkan tentunya bisa beragam kualitasnya. Kualitas yang baik a-kan terpenuhi apabila air kelapa yang digunakan memenuhi standar kualitas bahan nata, dan prosesnya dikendalikan dengan cara yang benar berdasarkan pada faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas Acetobacter xylinum yang digunakan. Apabila rasio antara karbon dan nitrogen diatur secara optimal, dan prosesnya terkontrol dengan baik, maka semua cairan akan berubah menjadi nata tanpa meninggalkan residu.

Proses pembuatan nata de coco sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor. Hal ini berhubungan dengan faktor-faktor yang mempengaruhi acetibacter xylium sebagai bak-teri untuk proses fermentasi air kelapa. Pertumbunan acetobacter xylium tersebut dipe-ngaruhi oleh oksigen, pH, suhu, dan nutrisi. Faktor-faktor inilah yang harus diperhatikan untuk memperoleh nata de coco yang berkualitas baik. Di samping itu, selama pembuat-an sangat diperlukan ketelitian dan sterilitas alat bahkan harus dihindari kontak dengan udara langsung. Perlakuan demikian guna mencegah kontaminasi bakteri lain yang ber-sifat pathogen.

Menurut penelitian dari Balai Mikrobiologi, Puslitbang Biologi LIPI, di dalam 100 gram nata de coco terkandung nutrisi, antara lain : kalori 146 kal; lemak 20 g; karbohidrat 36,1 mg; Ca 12 mg; Fosfor 2 mg; dan Fe 0,5 mg.

3. Mikroorganisme Penghasil Selulosa

Mikroorganisme yang telah lama dikenal sebagai penghasil selulosa adalah dari golongan bakteri terutama Acetobacter. Menurut Breed et al (1957), spesies Acetobacter yang telah dikenal antara lain Acetobacter aceti, Acetobacter orleansis, Acetobacter liquefaciens dan Acetobacter xylinum. Acetobacter xylinum merupakan bakteri berben-tuk batang pendek, yang mempunyai panjang 2 mikron dan lebar , micron, dengan per-mukaan dinding yang berlendir. Bakteri ini membentuk rantai pendek dengan satuan 6-8 sel. Bersifat ninmotil dan dengan pewarnaan Gram menunjukkan Gram negative.

Bakteri ini tidak membentuk endospora maupun pigmen. Pada kultur sel yang masih muda, individu sel berada sendiri-sendiri dan transparan. Koloni yang sudah tua membentuk lapisan menyerupai gelatin yang kokoh menutupi sel koloninya. Pertumbu-han koloni pada medium cair setelah 48 jam inokulasi akan membentuk lapisan pelikel dan dapat dengan mudah diambil dengan jarum oase.

Bakteri ini dapat membentuk asam dari glukosa, etil alkohol, dan propel alko-hol, tidak membentuk indol dan mempunyai kemampuan mengoksidasi asam asetat men-jadi CO2 dan H2O. Sifat yang paling menonjol dari bakteri itu adalah memiliki kemam-puan untuk mempolimerisasi glukosa sehingga menjadi selulosa, selanjutnya selulosa tersebut membentuk matrik yang dikenal sebagai nata. Factor lain yang dominan mem-pengaruhi sifat fisiologi dalam pembentukan nata adalah ketersediaan nutrisi, derajat ke-asaman, temperatur, dan ketersediaan oksigen.

Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan sel. Pertumbuhan sel ini didefinisikan sebagai pertumbuhan secara teratur semua komponen di dalam sel hidup. Bakteri Acetobacter Xylinum mengalami beberapa fase pertumbuhan sel yaitu fase adap-tasi, fase pertumbuhan awal, fase pertumbuhan eksponensial, fase pertumbuhan lambat, fase pertumbuhan tetap, fase menuju kematian, dan fase kematian.

Apabila bakteri dipindah ke media baru maka bakteri tidak langsung tumbuh melainkan beradaptasi terlebih dahulu. Pada fase terjadi aktivitas metabolisme dan pem-besaran sel, meskipun belum mengalami pertumbuhan. Fase pertumbuhan adaptasi dica-pai pada 0-24 jam sejak inokulasi. Fase pertumbuhan awal dimulai dengan pembelahan sel dengan kecepatan rendah. Fase ini berlangsung beberapa jam saja dan fase eksponen-sial dicapai antara 1-5 hari. Pada fase ini bakteri mengeluarkan enzim ektraselulerpoli-merase sebanyak-banyaknya untuk menyusun polimer glukosa menjadi selulosa (matrik nata). Fase ini sangat menentukan kecepatan suatu strain Acetobacter Xylinum dalam membentuk nata.

Fase pertumbuhan lambat terjadi karena nutrisi telah berkurang, terdapat meta-bolic yang bersifat racun yang menghambat pertumbuhan bakteri dan umur sel sudah tua. Pada fase in pertumbuhan tidak stabil, tetapi jumlah sel yang tumbuh masih lebih banyak disbanding jumlah sel mati.Fase pertumbuhan tetap terjadi keseimbangan antara sel yang tumbuh dan yang mati. Matrik nata lebih banyak diproduksi pada fase ini. Fase menuju kematian terjadi akibat nutrisi dalam media sudah hampir habis. Setelah nutrisi habis, maka bakteri akan mengalami fase kematian. Pada fase kematian sel dengan cepat mengalami kematian. Bakteri hasil dari fase ini tidak baik untuk strain nata.

Adanya sukrosa pada air kelapa dimanfaatkan oleh bakteri ini sebagai sumber energy ataupun sumber karbon untuk membentuk senyawa metabolit berupa selulosa. Dimulai dari bagian permukaan media cair tersebut bakteri akan tumbuh membentuk lapisan selulosa berwarna putih yang makin lama makin tebal dan disebut nata. Senyawa pendukung pertumbuhan dan mineral pada air kelapa akan membantu pertumbuhan bakteri dan aktifitas enzim kinase dalam sel Azetobacter xilinum untuk menghasilkan nata de coco.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Acetobacter Xylinum mengalami pertumbuhan adalah nutrisi, sumber karbon, sumber nitrogen, serta tingkat keasaman media temperature, dan udara (oksigen). Senyawa karbon yang dibutuhkan dalam fermentasi nata berasal dari monosakarida dan disakarida. Sumber dari karbon ini yang paling banyak digunakan adalah gula. Sumber nitrogen bisa berasal dari bahan anorganik seperti ZA, urea, dsb.  Tetapi bahan yang terbaik tentunya adalah bahan alami dari medium yang disarankan adalah santan kelapa.   Meskipun bakteri Acetobacter Xylinum dapat tumbuh pada pH 3,5 – 7,5, namun akan tumbuh optimal bila pH nya 4,3. sedangkan suhu ideal bagi pertumbuhan bakteri Acetobacter Xylinum pada suhu 28 – 31 0 C. bakteri ini sangat memerlukan oksigen. Sehingga dalam fermentasi tidak perlu ditutup rapat namun hanya ditutup untuk mencegah kotoran masuk kedalam media yang dapat mengakibatkan kontaminasi.

Diagram alir Proses Pembuatan Nata De Coco

 Nata Decoco Dari air kelapa