ANALISIS LEMAK
1. Pendahuluan
Lemak merupakan salah satu kandungan utama dalam makanan, dan penting dalam diet
karena beberapa alasan. Lemak merupakan salah satu sumber utama energi dan mengandung
lemak esensial. Namun konsumsi lemak berlebihan dapat merugikan kesehatan, misalnya
kolesterol dan lemak jenuh. Dalam berbagai makanan, komponen lemak memegang peranan
penting yang menentukan karakteristik fisik keseluruhan, seperti aroma, tekstur, rasa dan
penampilan. Karena itu sulit untuk menjadikan makanan tertentu menjadi rendah lemak (low
fat), karena jika lemak dihilangkan, salah satu karakteristik fisik menjadi hilang. Lemak juga
merupakan target untuk oksidasi, yang menyebabkan pembentukan rasa tak enak dan produk
menjadi berbahaya.
Analisis lemak dalam makanan meliputi :
• Kadar lemak total
• Jenis lemak yang ada
• Sifat fisikokima lemak, seperti kristalisasi, titik leleh, titik asap, rheologi, densitas dan
warna
• Struktur lemak dalam makanan
2. Sifat Lemak dalam Makanan
Lemak biasanya dinyatakan sebagai komponen yang larut dalam pelarut organik (seperti eter,
heksan atau kloroform), tapi tidak larut dalam air. Senyawa yang termasuk golongan ini
meliputi triasilgliserol, diasilgliserol, monoasilgliserol, asam lemak bebas, fosfolipid, sterol,
karotenoid dan vitamin A dan D. Fraksi lemak sendiri mengandung campuran kompleks dari
berbagai jenis molekul. Namun triasilgliserol merupakan komponen utama sebagian besar
makanan, jumlahnya berkisar 90-99% dari total lemak yang ada.
Fosfolipid
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 2
Triasilgliserol merupakan ester dari tiga asam lemak dan sebuah molekul gliserol. Asam
lemak yang ditemukan di makanan bervariasi panjang rantainya, derajat ketidakjenuhannya
dan posisinya pada molekul gliserol. Akibatnya fraksi triasilgliserol sendiri mengandung
campuran kompleks dari berbagai jenis molekul yang berbeda. Masing-masing jenis lemak
mempunyai profil lemak yang berbeda yang menentukan sifat fisikokimia dan nutrisinya.
Istilah lemak, minyak dan lipid sering digunakan secara berbeda oleh ahli makanan.
Umumnya yang dimaksud lemak adalah lipid yang padat, sedangkan minyak adalah lipid
yang cair pada suhu tertentu.
3. Pemilihan dan Persiapan Sampel
Validitas hasil analisis tergantung sampling yang baik dan persiapan sampel sebelum
dilakukan analisis. Idealnya komposisi sampel yang dianalisis harus mendekati sama dengan
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 3
kondisi makanan saat sampel diambil. Preparasi sampel pada analisis lemak tergantung pada
jenis makanan yang dianalisis (contoh daging, susu, kue dan krim), sifat komponen lemak
(seperti volatilitas, peluang oksidasi, kondisi fisik) dan jenis prosedur analisis yang
digunakan (seperti ekstraksi solven, ekstraksi non-solven, instrumentasi). Untuk menentukan
prosedur preparasi sampel, perlu diketahui struktur fisik dan lokasi lemak penting dalam
makanan. Umumnya preparasi sampel harus ilakukan dalam lingkungan yang meminimalkan
perubahan spesifik terhadap lemak. Jika oksidasi menjadi masalah, penting untuk melakukan
preparasi sampel dalam atmosfer nitrogen, temperatur rendah, minim cahaya atau dengan
penambahan antioksidan. Bila kandungan lemak padat atau struktur kristal penting, perlu
dilakukan kontrol suhu dan penanganan sampel secara khusus.
4. Penentuan Kadar Lemak Total
4.1. Pendahuluan
Kadar lemak total dalam makanan perlu ditentukan karena:
• Faktor ekonomi
• Aspek legal (mematuhi standar/aturan pelabelan nutrisi)
• Aspek kesehatan (perkembangan makanan rendah lemak)
• Aspek kualitas (sifat makanan tergantung kadar lemak total)
• Faktor proses (kondisi proses tergantung kadar lemak total)
Karakteristik fisikokimia utama dari lemak yang digunakan untuk membedakan lemak dari
komponen lain dalam makanan adalah kelarutannya dalam pelarut organik,
ketidaktercampuran dengan air, karakteristik fisik (densitas yang rendah dan sifat
spektroskopik.
Teknik analisis berdasarkan ketiga karakter di atas diklasifikasikan menjadi :
(i) ekstraksi solven
(ii) ekstraksi non-solven
(iii) metode instrumental
4.2. Ekstraksi Solven
Fakta bahwa lemak larut dalam air, tapi tidak larut dalam air, membuat pemisahan lemak dari
komponen makanan lain yang larut air seperti protein, karbohidrat dan mineral, menjadi
mudah. Teknik ekstraksi solven merupakan metode yang paling sering digunakan untuk
isolasi lemak dan menentukan kandungan lemak dalam makanan.
Preparasi Sampel
Preparasi sampel untuk ektraksi solven biasanya meliputi beberapa tahap:
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 4
• Pengeringan sampel. Sampel perlu dikeringkan sebelum ekstraksi solven, karena
beberapa pelarut organik tidak bisa berpenetrasi dengan baik bila ada air dalam
sampel makanan, sehingga ekstraksi menjadi tidak efisien.
• Pengecilan ukuran partikel. Sampel kering biasanya perlu dihaluskan sebelum
ekstraksi solven untuk menghasilkan sampel yang homogen dan meningkatkan luas
permukaan lemak. Penghalusan sering dilakukan pada suhu rendah untuk mengurangi
oksidasi lemak.
• Hidrolisis asam. Beberapa jenis makanan mengandung lemak yang membentuk
kompleks dengan protein (lipoprotein) atau polisakarida (glikolipid). Untuk
menentukan kadar senyawa ini, perlu dilakukan pemutusan ikatan antara lemak dan
komponen non-lemak sebelum ekstraksi solven. Hidrolisis asam umumnya dilakukan
untuk melepaskan lemak terikat sehingga lebih mudah terekstraks, misalnya dengan
mendigesti sampel selama 1 jam dengan HCl 3N.
• Pemilihan solven. Solven ideal untuk ekstraksi lemak harus mampu secara sempurna
mengesktraksi semua komponen lemak dari makanan, dan meninggalkan komponen
selain lemak. Efisiensi solven tergantung polaritas lemak yang ada. Lemak polar
(seperti glikolipid atau fosfolipid) lebih mudah larut dalam solven yang lebih polar
(alkohol) dari pada dalam solven non-polar (seperti heksan). Sebaliknya lemak nonpolar
(seperti triasilgliserol) lebih mudah larut dalam solven non-polar dibanding
dalam solven polar. Fakta bahwa lemak yang berbeda mempunyai polaritas yang
berbeda menyebabkan tidak mungkin menggunakan pelarut organik tunggal untuk
mengesktraksi semuanya. Sehingga penentuan kandungan lemak total menggunakan
ekstraksi solven tergantung pada pelarut organik yang digunakan untuk ekstraksi.
Selain pertimbangan di atas, solven juga harus murah, mempunyai titik didih rendah
(sehingga mudah dipisahkan dengan evaporasi), non-toksik dan tidak mudah terbakar.
Pelarut yang biasa digunakan untuk penentuan kadar lemak total dalam makanan
adalah etil eter, petroleum eter, pentan dan heksan.
Macam-macam Ekstraksi Solven :
a. Batch Solvent Extraction
Metode ini dilakukan dengan mencampur sampel dan solven dalam wadah yang sesuai
(misalnya corong pisah). Wadah dikocok kuat, solven organik dan fase air dipisahkan (oleh
gravitasi atau dengan sentrifugasi). Fase air dihilangkan, dan konsentrasi lemak ditentukan
dengan menguapkan solven dan mengukur massa lemak yang tersisa.
% lemak = 100 x (berat lemak / berat sampel)
Prosedur ini harus diulang beberapa kali untuk meningkatkan efisiensi proses ekstraksi. Fase
air diekstraksi kembali dengan solven baru, kemudian semua fraksi solven dikumpulkan dan
kadar lemak ditentukan dengan penimbangan setelah solven diuapkan.
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 5
b. Semi-Continuous Solvent Extraction
Alat yang paling sering digunakan dalam metode ini adalah soxhlet, dimana efisiensi
ekstraksi lebih baik dari pada metode Batch Solvent Extraction. Sampel dikeringkan,
dihaluskan dan diletakkan dalam thimble berpori. Thimble diletakkan dalam alat soxhlet yang
dihubungkan dengan kondensor. Labu soxhlet dipanaskan, solven menguap, terkondensasi
dan masuk ke bejana ekstraksi yang berisi sampel, dan mengesktraksi sampel. Lemak
tertinggal di labu karena perbedaan titik didih. Pada akhir ekstraksi, solven diupakan dan
massa lemak yang tersisa ditimbang.
Prosedur :
1. Timbang kurang lebih 2 g sampel, masukkan dalam timble ekstraksi.
2. Timbang labu ekstraksi yang telah dikeringkan.
3. Masukkan eter anhidrat dalam labu didih (labu ekstraksi).
4. Rangkai alat : labu didih, labu soxhlet, kondensor.
5. Lakukan ekstraksi dengan kecepatan tetesan solven dari kondensor 5-6 tetes per detik
selama 4 jam.
6. Keringkan labu didih yang berisi ekstrak lemak di oven pada 100?C selama 30 min,
dinginkan di desikator dan timbang.
% lemak = 100 x (berat lemak / berat sampel)
c. Continuous Solvent Extraction
Metode Goldfish merupakan metode yang mirip dengan metode Soxhlet kecuali labu
ekstraksinya dirancang sehingga solven hanya melewati sampel, bukan merendam sampel.
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 6
Hal ini mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk ekstraksi, tapi dengan kerugian bisa terjadi
“saluran solven” dimana solven akan melewati jalur tertentu dalam sampel sehingga ekstraksi
menjadi tidak efisien. Masalah ini tidak terjadi pada metode Soxhlet, karena sampel terendam
dalam solven.
d. Accelerated Solvent Extraction
Efisiensi ekstraksi solven dapat ditingkatkan dengan melakukannya pada suhu dan tekanan
tinggi. Efektivitas solven untuk ekstraksi lemak dari sampel makanan meningkat dengan
peningkatan temperatur, namun tekanan juga harus ditingkatkan untuk menjaga solven tetap
dalam keadaan cair. Hal ini akan mengurangi jumlah pelarut yang dibutuhkan sehingga
menguntungan dari sisi lingkungan. Sudah tersedia instrumen untuk ekstraksi lemak pada
suhu dan tekanan tinggi.
e. Supercritical Fluid Extraction
Ekstraksi solven dapat dilakukan dengan alat khusus menggunakan CO2 superkritik sebagi
pelarut, yang sangat ramah lingkungan karena tidak menggunakan pelarut organik. Bila CO2
ditekan dan dipanaskan di atas temperatur kritis tertentu, akan menjadi cairan superkritik,
yang mempunyai karakteristik gas maupun cairan. Karena CO2 berbentuk gas maka mudah
berpenetrasi ke dalam sampel dan mengekstraksi lemak, dan karena juga berbentuk cair
maka CO2 dapat melarutkan sejumlah besar lemak (terutama pada tekanan tinggi).
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 7
Prinsip dari alat ini adalah, sampel makanan dipanaskan dalam bejana bertekanan tinggi
kemudian dicampur dengan cairan CO2 superkritik. CO2 mengekstraksi lemak dan
membentuk lapisan solven terpisah dari komponen air. Tekanan dan suhu solven kemudian
diturunkan menyebabkan CO2 berubah menjadi gas, sehingga menyisakan fraksi lemak.
Kandungan lemak dalam makanan dihitung dengan menimbang lemak yang terekstraksi,
dibandingkan dengan berat sampel.
4.3. Metode Ekstraksi Cair Nonsolven
Sejumlah ekstraksi cair tidak menggunakan pelarut organik untuk memisahkan lemak dari
bahan lain dalam makanan, contohnya dengan metode Babcock, Gerber dan Deterjen, yang
sering digunakan untuk menentukan kadar lemak dalam susu dan produk olahan (dairy
product).
Metode Babcock
Sejumlah sampel susu dipipet secara akurat ke dalam botol Babcock. Asam sulfat dicampur
dengan susu, yang akan mendigesti protein, menghasilkan panas dan merusak lapisan yang
mengelilingin droplet lemak, sehingga melepaskan lemak. Sampel kemudian disentrifuse saat
masih panas (55-60oC) yang akan menyebabkan lemak cair naik ke leher botol. Leher botol
telah diberi skala yang menunjukkan persen lemak. Metode ini membutuhkan waktu 45
menit, dengan presisi hingga 0,1%. Metode ini tidak menentukan kadar fosfolipid dalam
susu, karena berada di fase air atau di antara fase lemak dan air.
Susu krim keju
Metode Gerber
Metode ini mirip dengan metode Babcock, tapi menggunakan asam sulfat dan isoamil
alkohol, dengan bentuk botol yang sedikit berbeda. Metode ini lebih cepat dan sederhana
dibanding metode Babcock. Isoamil alkohol digunakan untuk mencegah pengarangan gula
karena panas dan asam sulfat, yang pada metode Babcock menyebabkan sulitnya pembacaan
skala. Sama seperti metode Babcock, metode ini tidak menentukan posfolipid.
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 8
Metode deterjen
Sampel dicampur dengan kombinasi surfaktan dalam botol Babcock. Surfaktan akan
menggantikan membran yang menyelubungi droplet emulsi dalam sampel susu,
menyebabkan lemak terpisah. Sampel disentrifugasi sehingga lemak akan berada di leher
botol sehingga kadar bisa ditentukan.
4.4. Metode Instrumentasi
Ada banyak metode instrumen tersedia untuk penentuan kadar lemak total dalam makanan.
Berdasarkan prinsip fisikokimianya, metode-metode ini dikategorikan berdasarkan 3 prinsip
yaitu : (i) penentuan sifat fisik, (ii) pengukuran kemampuan absorpsi radiasi gelombang
elektromagnetik, dan (iii) pengukuran kemampuan memantulkan radiasi gelombang
elektromagnetik. Masing-masing metode mempunyai keuntungan dan kerugian, serta
kelompok sampel makanan yang memungkinkan untuk diuji.
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 9
5. Penentuan Karakteristik atau Sifat Kimia Lemak
5.1. Bilangan Iodium
Bilangan iodium merupakan ukuran derajat ketidakjenuhan, menunjukkan jumlah ikatan
rangkap C=C dalam sejumlah lemak atau minyak. Bilangan iodium dinyatakan sebagai gram
iodium yang diserap per 100 g sampel. Semakin tinggi derajat ketidakjenuhan, semakin
banyak iodium terserap dan semakin tinggi nilai bilangan iodium.
Prosedur :
Sejumlah lemak atau minyak yang sudah dilarutkan dalam solven, direaksikan dengan
sejumlah iodium (bisa digunakan I2, ICl atau IBr). Adisi halogen pada ikatan rangkap terjadi
sesuai persamaan [3]. Kalau digunakan ICl atau IBr, larutan KI ditambahkan untuk
mereduksi sisa ICl menjadi iodium (I2) bebas (persamaan [4]). Iodium yang terlepas dititrasi
dengan Natrium tiosulfat standar menggunakan indikator amylum (persamaan [5]), dan
bilangan iodium dihitung dengan persamaan [6]
Dimana :
5.2. Bilangan Penyabunan
Penyabunan adalah proses pemutusan lemak netral menjadi gliserol dan asam lemak dengan
adanya alkali (persamaan 8).
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 10
Bilangan penyabunan merupakan jumlah basa yang diperlukan untuk menyabunkan sejumlah
lemak atau minyak, dinyatakan sebagai miligram KOH yang dibutuhan untuk menyabunkan
1 gram sampel.
Bilangan penyabunan merupakan indeks rata-rata berat molekul triasilgliserol dalam sampel.
Semakin kecil bilangan saponifikasi, semakin panjang rata-rata rantai asam lemak.
Dimana :
Prosedur :
Larutan alkoholik kalium hidroksida berlebih ditambahkan ke dalam sampel dan larutan
dipanaskan untuk menyabunkan lemak. KOH yang tidak bereaksi dititrasi dengan HCl
standar menggunakan indikator fenol ftalein, dan bilangan penyabunan dihitung dengan
persamaan [9].
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 11
5.3. Bilangan Asam
Pengukuran keasaman suatu lemak menunjukkan jumlah asam lemak yang dihidrolisis dari
triasilgliserol [persamaan 11]. Asam lemak adalah persentase bobot dari asam lemak tertentu
(misalkan persen asam oleat).
Bilangan asam didefinisikan sebagai mg KOH yang diperlukan untuk menetralkan asam
lemak yang ada di 1 g lemak atau minyak.
Bilangan asam sering digunakan sebagai indikator kualitas untuk minyak goreng, dengan
nilai batas adalah 2 mg KOH/ g minyak.
Prosedur :
Pada sampel lemak cair, ditambahkan etanol 95% netral dan indikator pp. Sampel kemudian
dititrasi dengan NaOH dan persen asam lemak bebas dihitung dengan persamaan [13].
Di mana :
Dr.RH : Analisis Makanan_3. Analisis Lemak 12
5.4. Bilangan Peroksida
Bilangan peroksida didefinisikan sebagai miliequivalen (mEq) peroksida per kg sampel.
Bilangan peroksida ditentukan dengan titrasi redoks. Diasumsikan bahwa senyawa yang
bereaksi di bawah kondisi uji adalah peroksida atau produk sejenis dari oksidasi lipid.
Prosedur :
Lemak atau sampel minyak dilarutkan dalam asam asetat glasial-isooktan (3:2). Dengan
penambahan kalium iodida berlebih (yang akan bereaksi dengan peroksida), akan diproduksi
iodium [persamaan 14]. Larutan kemudian dititrasi dengan larutan Na thiosulfat standar
dengan indikator amilum. Bilangan peroksida dihitung dengan persamaan [15].
Dimana :
Aplikasi :
Bilangan peroksida mengukur produk transisi dari oksidasi (setelah terbentuk, peroksida dan
hidroperoksida berubah jadi produk lain). Nilai yang rendah menunjukkan awal maupun
oksidasi lanjut, yang bisa dibedakan dengan mengukur bilangan peroksida dari waktu ke
waktu atau dengan mengukur produk oksidasi sekunder.
Untuk penentuan dalam sampel makanan, kerugian dari metode ini adalah sampel yang
digunakan sekitar 5 g, sehingga sulit mendapat jumlah yang cukup bila sampel akann rendah
lemak.
Makanan berkualitas baik, lemak dan minyak yang berbau segar akan mempunyai bilangan
peroksida nol atau mendekati nol. Bilangan peroksida >20 menunjukkan kualitas minyak atau
lemak yang sangat buruk, biasanya teridentifikasi dari bau yang tidak enak. Untuk minyak
kedelai, bilangan peroksida 1-5, 5-10 dan >10 menunjukkan berturut-turut tingkat oksidasi
rendah, sedang dan tinggi.