kerusakan lemak

KERUSAKAN LEMAK

PENYEBAB KERUSAKAN LEMAK DAN MINYAK

Ø Ketengikan (rancidity) diartikan sebagai kerusakan atau perubahan flavor dalam lemak atau bahan pangan berlemak.

Ø Empat faktor penyebab ketengikan:

1.   Absosrbsi bau oleh lemak

2.   Aktivitas enzim dalam jaringan bahan mengandung lemak

3.   Aktivitas mikrobia

4.   Oksidasi oleh oksigen udara atau kombinasi dari dua atau lebih penyebab kerusakan tersebut di atas.

ABSORBSI BAU (ODOR) OLEH LEMAK

Pencemaran Bau terhadap Bahan Pangan Berlemak

Ø Lemak dapat mengabsorbsi zat menguap dari bahan lain.

Ø Kuning telur mengandung lebih dari 30 % lemak, mudah mengabsorbsi bau selama disimpan dalam ruang dingin (cold storage), terutama aroma khas musty yang dihasilkan oleh koloni Actomyces sp.

Ø Absorbsi bau oleh mentega selama penyimpanan, terutama dari bahan pengepak (packaging) yang terbuat dari kayu atau timber yang mengandung zat terpene yang mudah menguap, terutama jika peti tersebut terbuat dari kayu yang kurang baik.

Ø Bakteri penghasil lendir yang tumbuh suhu kamar dan suhu dingin pada daging akan menghasilkan bau yang mencemari flavor lemak yang disimpan dalam ruangan.

Cara untuk Menghindarkan Lemak dari Pencemaran Bau

1. Memisahkan lemak dari bahan–bahan lain yang dapat mencemari bau.

2.   Membungkus produk dengan bahan pembungkus yang tidak menghasilkan bau.

v Misal: Kertas timah / pun kertas kulit dilapisi kertas timah.

v Kertas timah bersifat tidak permiabel bagi semua gas atau zat menguap yang berbau.

3.   Destruksi uap / zat berbau dengan menggunakan gas ozon.

v Fungsi:

a.    Untuk membersihkan udara ruangan yang telah dicemari oleh bau dari suatu bahan.

b.   Pada penyimpanan telur, berfungsi untuk menetralisir bau dan menghambat pertumbuhan mikrobia.

v Namun, kontak ozon dengan bahan berlemak tinggi dapat mengakibatkan munculnya bau tidak enak à perlu hati-hati

KERUSAKAN OLEH ENZIM

Produksi Asam Lemak Bebas

Ø Lemak hewan dan nabati yang masih berada dalam jaringan, biasanya mengandung enzim yang menghidrolisa lemak.

Ø Semua enzim yang termasuk golongan lipase, mampu menghidrolisa lemak netral menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol, namun enzim tersebut inaktif oleh panas.

Ø Contoh: lemak daging ayam yang mengandung lipase menunjukkan kenaikan bilangan asam yang cepat.

Pengaruh Asam Lemak Bebas terhadap Flavor

Ø Asam lemak bebas (ALB) dari proses hidrolisa dan oksidasi biasanya bergabung dengan lemak netral, dan pada konsentrasi sampai 15 %, belum menghasilkan flavor yang tidak disenangi.

Ø Lemak dengan kadar ALB lebih besar dari 1 %, jika dicicipi terasa membentuk film pada permukaan lidah.

Ø ALB yang tidak dapat menguap dengan jumlah atom C >14, meski dalam jumlah kecil mengakibatkan rasa tidak lezat.

Ø ALB yang dapat menguap dengan jumlah atom karbon C4, C6, C8, dan C10, menghasilkan bau tengik dan rasa tidak enak dalam bahan pangan berlemak. ALB tersebut umumnya terdapat dalam lemak susu, dan minyak nabati, misalnya minyak inti sawit.

Ø ALB à karat & warna gelap jika lemak dipanaskan dalam wajan besi.

KERUSAKAN OLEH MIKROBIA

Ø Minyak yang telah dimurnikan biasanya masih mengandung mikroba berjumlah maksimum 10 organisme setiap 1 gram lemak, dapat dikatakan steril.

Ø Mikroba yang menyerang bahan pangan berlemak biasanya termasuk tipe mikroba non pathologi, tapi umumnya dapat merusak lemak dengan menghasilkan cita rasa tidak enak, di samping menimbulkan perubahan warna (discoloration).

Produksi Asam Lemak Bebas

Ø Beberapa jenis jamur, ragi dan bakteri mampu menghidrolisa molekul lemak.

Ø Di antara bakteri tsb. adalah: Staphylococcus aureus, Staph pyogenes albus, Bacillus phyocyaneus, B. piodigouosus, B. Chelerae, B. Thyphosus, Streptococcus hemolyticus, B. tuberculosis, B. lipolyticum, Micrococcus tetragenus, B. proteus, B. putrificus, B. punctatum, B. coli, Clostridium botulinum dan berbagai macam spesies Pseudomonas sp dan Achromobanter sp.

Ø Jamur yang mampu menghidrolisa lemak antara lain Aspergillus, Penicillim, Mucor Rhizophus, Monilia, Oidium, Cladosporium dan beberapa macam spesies ragi.

Ø Hidrolisa lemak oleh mikroba tsb. dapat berlangsung dalam suasana aerobik atau anaerobik.

Ø  Sebagian besar lemak yang utuh dalam bahan pangan tidak mengandung asam menguap, sehingga jika dihidrolisa oleh mikroba akan berpengaruh kecil terhadap flavor bahan pangan.

Ø Di lain pihak, banyak di antara mikroba menghasilkan enzim yang dapat memecahkan protein dalam bahan pangan berlemak, sehingga menghasilkan bau dan rasa tidak enak, misalnya persenyawaan indole, skatole, hidrogen sulfit, metilamin dan amonia.

Bau Sabun (Soapiness) Dalam Lemak

Ø Timbulnya bau sabun yang tidak enak dengan istilah soapy flavor dalam bahan panan berkadar lemak tinggi disebabkan oleh pembentukan sabun amonium, sebagai hasil reaksi antara ALB dengan amonia yang dihasilkan dari degradasi protein.

Ø Garam amonium dapat dihasilkan karena oksidasi garam organik secara mikrobial, dan peristiwa ini terjadi dalam margarin yang ditumbuhi jamur Monilia sp dan Torulae sp.

Pengaruh Enzim Oksidase terhadap Ketengikan Lemak

Ø Oksidase secara biologis disebabkan oleh pencemaran mikrobia, terutama pada lemak yang masih dalam jaringan.

Ø Enzim oksidase, peroksidase dan katalase terdapat dalam lemak daging ayam yang baru dipotong, sedangkan susu mentah, kacang kedelai mengandung enzim peroksidase dan katalase, serta khususnya susu mentah mengandung enzim oleinase yang mengakibatkan bau apek (tallowy).

Ø Kemungkinan semua mikrobia yang menghasilkan enzim lipase dapat metabolisir lemak, dan tahap pertama dalam proses ini adalah dekomposisi gliserida menjadi gliserol dan asam lemak.

Ø Aksi mikrobia terhadap gliserol dapat menghasilkan kurang lebih 20 macam persenyawaan yang termasuk dalam golongan senyawa aldehida, asam organik dan senyawa alifatik lainnya

Ø Mikrobia juga dapat memecah rantai asam lemak bebas menjadi senyawa dengan berat molekul lebih rendah dan selanjutnya dioksidasi menghasilkan gas CO₂­ dan air (H₂O).

Produksi Keton

Ø Dari pengamatan pada deodorisasi minyak kelapa berbau tengik, ditemukan beberapa persenyawaan yang menyebabkan bau tidak enak, antara lain senyawa metil heptil keton, metil nonil keton dan sejumlah kecil metil undesil keton.

Ø Senyawa ini terbentuk selama proses pengeringan kopra dan penyimpanan minyak.

Ø Mentega dan bahan pangan lainnya yang mengandung lemak susu, air dan bahan gizi dapat menimbulkan ketengikan oleh senyawa keton (ketonic rancidity).

Ø Senyawa keton yang dominan menyebabkan bau tengik adalah senyawa metil amil, metil heptil dan metil nonil keton.

Ø Jamur yang dapat menghasilkan keton, terdiri dari 9 macam Penicillia sp., 5 macam spesies Aspergilli, Cladosporium herbarium, Cladosporium butyri.

Mekanisme Pembentukan Keton

Ø Organisme yang menyerang lemak, pada tahap pertama menguraikan molekul gliserida menjadi asam lemak bebas dan gliserol, selanjutnya asam lemak bebas ini dioksidasi.

Ø Berdasarkan penelitian terhadap dekomposisi asam lemak, ternyata sejumlah metil keton terbentuk pada proses beta oksidasi dalam suasana hidrogen peroksida (H₂O₂).

CH₂.CH₂>COOH –– R.CO. CH₂.COOH R.COOH+ CH₃.COOH ® dst

Asam lemak                   ¯                                   asam karboksilat

Abnormal

          ¯

R.CO. CH₃. ® R.CH (OH). CH₂

Keton                     karbinol

Perubahan Warna Oleh Mikrobia

Ø Banyak di antara organisme menghasilkan pigmen yang berdifusi ke luar sel dan mencemari warna asli dari bahan pangan.

Ø Struktur kimia pigmen yang dihasilkan mikroorganisme ini belum diketahui jelas, namun kemungkinan beberapa di antaranya merupakan senyawa karotenoid yang larut dalam lemak dan tidak larut dalam air.

Ø Organik proteolitis yang membentuk zat indole dan skatole, dalam suasana nitrit (misalnya dalam daging) membentuk nitroso-indole yang berwarna merah.

Ø Dalam lemak, pigmen yang dihasilkan mikroba terutama berfungsi sebagai indikator dalam reaksi oksidasi.

Ø Sebagai contoh ialah pigmen kuning cerah dalam lemak segar, dihasilkan oleh Micrococci sp dan Bacilli sp.

Ø Jika lemak menjadi tengik karena proses oksidasi oleh bakteri, maka pigmen kuning tersebut berubah menjadi warna ungu kebiru-biruan.

Pengawetan Dengan Bahan Kimia

Ø Bahan kimia seperti benzoat, fluorida, dan senyawa sulfit dapat ditambahkan ke dalam bahan pangan berlemak dengan tujuan untuk menghambat pertumbuhan mikroba.

Ø Pemakaian antiseptik tersebut dalam bahan pangan perlu mendapat perhatian khusus karena kadang-kadang dapat menimbulkan rasa tidak enak atau meracuni, atau mempengaruhi proses metabolisme tubuh.

Mengurangi Kontaminasi

Penambahan gula dan garam

Ø Penambahan garam yang disertai dengan pengurangan kadar air dengan cara pengeringan, biasanya digunakan untuk mengawetkan ikan, daging dan bahan pangan berlemak yang terbuat dari kacang-kacangan.

KERUSAKAN LEMAK OLEH OKSIDASI ATMOSFIR

Oksidasi lemak

Ø Bentuk kerusakan, terutama ketengikan yang paling penting disebabkan oleh aksi oksigen udara terhadap lemak.

Ø Dekomposisi lemak oleh mikroba hanya dapat terjadi jika terdapat air, senyawa nitrogen dan garam mineral, sedangkan oksidasi oleh oksigen udara terjadi secara spontan jika bahan yang mengandung lemak dibiarkan kontak dengan udara, sedangkan kecepatan proses oksidasinya tergantung dari tipe lemak dan kondisi penyimpanan.

Ø Dalam bahan pangan berlemak, konstituen yang mudah mengalami oksidasi spontan adalah asam lemak tidak jenuh dan sejumlah kecil persenyawaan yang merupakan konstituen yang cukup penting.

Ø Sebagai contoh ialah persenyawaan yang membuat bahan pangan menjadi menarik misalnya persenyawaan yang menimbulkan aroma, flavor, warna dan sejumlah vitamin.

Oksidasi konstituen non Lemak

Ø Di samping timbulnya off flavor, telah diketahui bahwa hasil oksidasi lemak tidak jenuh dapat menyebabkan degradasi nilai alamiah dari konstituen aroma, flavor, warna dan vitamin.

Ø Degradasi konstituen non lemak sering terjadi serentak dengan proses oksidasi lemak, sehingga faktor-faktor yang menghambat atau mempercepat oksidasi lemak, mempengaruhi perubahan konstituen non lemak.

Ø Oksidasi b- Karoten pada bagian ikatan rangkapnya dengan adanya katalis lipoksidase atau ferro ftalosianida akan menghasilkan senyawa epoksi atau furanoksida.

Tabel 1. Faktor-faktor yang mempercepat dan menghambat oksidasi

Akselerator	Dihambat/dicegah dengan
1.    Suhu tinggi 2.    Sinar (UV dan biru) dan ionisasi radiasi (a', b, a dan x) 3.    Peroksida (termasuk lemak yang dioksidasi) 4.    Enzim lipoksidase 5.    Katalis fe-organik (mis: haemoglobin dst) 6.    Katalis logam (Cu, Fe, dsb)	Suhu rendah (refrigrasi) Wadah berwarna atau opak, bahan pembungkus Menghindari oksigen Merebus (blanching) Anti oksidan Metal deactivator Metal deactivator (as-sitrat)

Akselerator/oxidixing agent pada oksidasi lemak

Ø Bahan kimia yang dapat mempercepat oksidasi atau sebagai bahan pengoksidasi adalah:

1.   peroksida

2.   Ozon

3.   Kalium permanganate

4.   Asam perasetat dan perbenzoat

5.   Logam, dan

6.   Enzim oksidasi

MEKANISME DAN HASIL OKSIDASI LEMAK

Mekanisme

Ø Kerusakan akibat oksidasi bahan pangan berlemak, terdiri dari dua tahap, yaitu tahap pertama: disebabkan oleh reaksi lemak dengan oksigen, yang disusul dengan tahap kedua: yang merupakan kelanjutan tahap pertama, yang prosesnya dapat merupakan proses oksidasi dan non oksidasi.

Ø Proses oksidasi ini umumnya dapat terjadi pada setiap jenis lemak, misalnya mentega putih, minyak goreng, minyak salad dan bahan pangan berlemak.

Ø Asam lemak pada umumnya bersifat semakin reaktif terhadap oksigen dengan bertambahnya jumlah ikatan rangkap pada rantai molekul.

Ø  Sebagai contoh ialah asam linoleat akan teroksidasi lebih mudah daripada asam oleat pada kondisi yang sama.

HASIL DEGRADASI SEKUNDER

Ø Proses primer adalah persenyawaan hidroperoksida yang terbentuk dari hasil reaksi antara lemak tidak jenuh dengan oksigen, sedangkan produk sekunder dihasilkan dari proses degradasi hidroperoksida (produk primer).

Ø Tipe degradasi peroksida, terdiri dari 3 macam reaksi, yaitu: 1) Pembentukan radikal hidroperoksida,

2) polimerisasi,

3) pembentukan senyawa karbonil.

Hasil dekomposisi berupa gas

Ø Selama oksidasi asam lemak tidak jenuh berlangsung, terutama pada suhu tinggi dan adanya katalis logam, akan terbentuk beberapa macam gas yaitu gas CO₂, asam menguap (volatile acid), akrolein, aldehid menguap dan juga dihasilkan sejumlah molekul air.

Ø Di samping itu dihasilkan sejumlah kecil gas hidrogen sebagai hasil dekomposisi akibat pemanasan peroksida lemak dalam ruangan tertutup.

PERUBAHAN KIMIA AKIBAT KERUSAKAN LEMAK

Kerusakan Akibat Oksidasi (Autooksidasi)

Pembentukan produk dari proses oksidasi

Ø Proses oksidasi dengan cara iradiasi dengan adanya oksigen atau kena oksigen dalam waktu singkat setelah proses iradiasi akan menghasilkan hidroperoksida dan senyawa karbonil.

Hasil oksidasi lainnya

Ø Selain dari persenyawaan peroksida dan karbonil, dalam lemak juga terdapat asam karboksilat, dan sejumlah kecil persenyawaan hidroksi, dan persenyawaan berkonjugasi.

Penurunan Nilai Dari Lemak

Palatability

Ø Gejala timbulnya ketengikan oleh proses oksidasi lemak, pada tahap permulaan ditandai dengan timbulnya flavor, flatness atau oiliness, yang disusul dengan perubahan rasa dan aroma yang terdapat secara alamiah.

Ø Selanjutnya minyak tersebut berubah menjadi bau yang tidak disukai dengan bau apek (tallowy). Jika ketengikan lemak telah mencapai tahap terakhir maka lemak biasanya berbau tengik dan terasa getir (acrid quality).

Warna

Ø Lemak atau minyak dalam jaringan, secara alamiah biasanya bergabung dengan pigmen, misalnya pigmen karotenoid yang akan turut rusak oleh proses oksidasi.

Ø Oksidasi karoten mulai terjadi pada periode induksi.

Kandungan Vitamin

Ø Beberapa vitamin dalam lemak mudah rusak akibat oleh oksigen udara, sedangkan vitamin yang penting dalam proses pertumbuhan dan reproduksi akan rusak pada lemak-lemak yang telah menjadi tengik.

Ø Vitamin D dalam keadaan normal lebih tahan terhadap oksidasi.

Pemanasan

Perubahan kimia dalam lemak yang dipanaskan

Ø Pemanasan mengakibatkan 3 macam perubahan kimia dalam lemak yaitu:

1)    terbentuknya peroksida dalam asam lemak tidak jenuh,

2) peroksidasi berdekomposisi menjadi persenyawaan karbonil, dan

3)   polimerisasi oksidasi sebagian.

Ø Reaksi-reaksi degradasi selama proses penggorengan didasarkan atas reaksi penguraian asam lemak.

Ø Produk yang terbentuk dapat diklasifikasikan menjadi 2 golongan utama, yaitu:

1.   hasil dekomposisi yang tidak menguap (NVDP) yang tetap terdapat dalam minyak dapat diserap oleh bahan pangan yang digoreng, dan

2.   hasil dekomposisi yang dapat menguap (VDP) yang keluar bersama-sama uap pada waktu lemak dipanaskan.

Antioksidan

Contoh Anti Oksidan

Golongan fenol

Ø Anti-oksidan yang termasuk dalam golongan ini biasanya mempunyai intensitas warna yang rendah atau kadang-kadang tidak berwarna dan banyak digunakan karena tidak beracun.

Ø Anti-oksidan golongan phenol meliputi sebagian bebas anti-oksidan yang dihasilkan oleh alam dan sejumlah kecil anti-oksidan sintesis, serta banyak digunakan dalam lemak atau bahan pangan berlemak.

Ø Contoh anti-oksidan golongan ini antara lain: hidrokuinon, gossipol, pyrogallol, catechol resorsinol dan eugenol.

Mekanisme Kerja Anti-Oksidan

Ø Mekanisme anti-oksidan dalam menghambat oksidasi atau menghentikan reaksi berantai pada radikal bebas dari lemak yang teroksidasi, dapat disebabkan oleh 4 macam mekanisme reaksi, yaitu:

1) pelepasan hidrogen dari anti-oksidan,

2) pelepasan elektron dari anti-oksidan,

3) addisi lemak ke dalam cincin aromatik pada anti-oksidan,

4) pembentukan senyawa kompleks antara lemak dan cincin aromatik dari anti-oksidan.

Sinergis

Ø  Efektivitas anti-oksidan primer (primary antioxidant) dapat ditingkatkan dengan mengkombinasikannya menggunakan anti-oksidan yang sama jika dipakai secara tersendiri.

Ø  Sebagai contoh ialah anti-oksidan BHA dicampur dengan BHT menghasilkan efek-sinergis.