Upload
made-wisnu
View
160
Download
17
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Analisis lemak secara sederhana, secara spektrofotometri, secara kromatografi
Citation preview
I Made Wisnu Adhi Putra, S.Si., M.Sc
ANALISIS LEMAK
Lecture 4
Lipid adalah kelompok senyawa yang secara umum larut dalam eter, kloroform, atau pelarut organik lainnya
tapi susah larut dalam air
Introduction
Jenis-jenis lipid
Ester asam lemak dengan berbagai alkohol
Lipid Sederhana
Lemak (fat): ester asam lemak dengan gliserol Minyak (oil): lemak cair Wax (malam): ester asam lemak dengan alkohol
monohidrat berat molekul tinggi
Ester asam lemak yang mengandung gugus-gugus selain alkohol dan asam lemak
Lipid Kompleks
Fosfolipid: mengandung residu asam fosfor (Gliserofosfolipid & Sfingofosfolipid)
Glikolipid (glikosfingolipid): mengandung asam lemak, sfingosin & karbohidrat
Lipid kompleks lain: sulfolipid, aminolipid, lipoprotein
Prekursor & Lipid turunan
Asam lemak, steroid, alkohol lain, aldehida lemak
Badan keton, hidrokarbon, vitamin larut lemak dan hormon
Lipid netral meliputi:Asilgliserol (gliseraldehida)KolesterolEster kolesteril
Lipid yang terpenting adalah triasilgliserol dan posfolipid.
Minyak
Pada suhu ruangan
Lemak
(Minyak kedelai & zaitun) (Lemak babi & gemuk)
Kandungan lemak beberapa makanan
Kandungan lemak beberapa makanan
(lanjutan)
FAT ANALYSIS(Composition)
Solvent Extraction
Non-Solvent Wet Extraction
Instrumental Method
Continuous Solvent Extraction: Goldfish Method
Semicontinuous Solvent Extraction: Soxhlet Method
Discontinuous Solvent Extraction Methods
Total Fat by GC for Nutrition Labeling
Babcock Method for Milk Fat Gerber Method for Milk Fat
Infrared Method Specific Gravity (Foss-Let Method) Nuclear Magnetic Resonance
FAT ANALYSIS(Sifat Kimia)
Methods for Bulk Oils and
Fats
Lipid Oxidation
Methods for Lipid
Components
Smoke, Flash, and Fire Points Cold Test Cloud Point Iodine Value Saponification Value Free Fatty Acids and Acid Value Solid Fat Index and Solid Fat, dll
Peroxide Value p-Anisidine Value and Totox Value Hexanal (Volatile Organic Compounds) Thiobarbituric Acid Reactive
Substances Test, dll
Fatty Acid Composition and Fatty Acid Methyl Esters
trans Isomer Fatty Acids Using Infrared Spectroscopy
Cholesterol and Phytosterols, dll
Pentingnya Analisis
1. Nutritional labeling2. Penentuan apakah
makanan memenuhi standar identitas
3. Memastikan bahwa produk memenuhi spesifikasi produksi
Preparasi Sampel
Pengeringan Sampel
Reduksi Ukuran Partikel
Hidrolisis Asam
Pengeringan Sampel
Tujuan Pengeringa
n
Sampel mudah dihaluskan memutuskan emulsi lemak-air membantu membebaskan lemak
dari jaringan makanan
Solusi
o Eter bersifat higroskopis, menjadi jenuh dengan air dan tidak efisien untuk ekstraksi lipid
o Pengeringan sampel dengan tempertur meningkat tidak diinginkan, karena lipid dapat terikat pada protein & karbohidrat
Pengeringan menggunakan oven vakum atau lyopilisasi
meningkatkan luas permukaan sampel untuk
ekstraksi lipid yang lebih baik
Reduksi ukuran partikel
Sampel Pelarut
Sampel kedelai diblender dengan kecepatan tinggi
Ekstraksi lemak dari produk jadi agak sulit karena bahan dasarnya (contoh:
energi bar terdiri dari kacang, karamel, protein, granola, minyak kedelai).
Dihaluskan setelah pendinginan dengan nitrogen cair
Hidrolisis asam
Hidrolisis asam
Memutuskan ikatan ion maupun kovalen lipid terikat menjadi bentuk lipid yang mudah terekstraksi
Sampel didestruksi dengan merefluks selama 1 jam dengan HCl 3 N. Etanol dan heksametaposfat bisa ditambahkan untuk memfasilitasi pemisahan lipid dari komponen lain.
Hidrolisis asam 2 butir telur membutuhkan 10 ml HCl dan pemanasan di dalam water bath pada 65 oC selama 15-25 menit atau sampai larutan jernih
Contoh:
Etil eter memiliki titik didih 34.6 oC Pelarut lemak yang lebih baik dari
petroleum eter Mahal Mudah meledak dan terbakar Higroskopis dan dapat membentuk
peroksida
Petroleum eter merupakan fraksi minyak bumi yang tersusun terutama oleh pentana & heksana
Titik didih 35–38 oC Lebih murah disbanding etil eter Kurang mudah terbakar kurang higroskopis Lebih hidropobik dibanding etil eter
Pelarut yang berasal dari labu yang dipanaskan secara kontinu mengalir melewati sampel yang tertahan pada thimble keramik.
Kandungan lemak diukur berdasarkan kehilangan massa sampel atau massa lemak yang hilang
Metode pelarut kontinu memberikan ekstraksi yang lebih cepat dan efisien disbanding metode ekstraksi semikontinu. Akan tetapi metode ini menyebabkan channeling sehingga ekstraksi tidak tuntas
Continuous Solvent Extraction Method:Goldfish Method
1. Timbang thimble ekstraksi keramik berpori. Letakkan sampel yang telah dikeringkan dengan oven vakum pada thimble dan timbang lagi
2. Timbang beaker ekstraksi yang telah dikeringkan
3. Letakkan thimble ekstraksi pada tabung pemegang kaca dan naikkan ke condenser
4. Masukkan etil eter anhidrat (atau petroleum eter) ke dalam beaker dan taruh pada pemanas
5. Ekstrak selama 4 jam
6. Pindahkan beaker dan mongering semalaman, kemudian pada 100 oC selama 30 menit. Dinginkan beaker dalam desikator dan timbang
Prosedur
Perhitungan
100xkeringsampelmassa
sampeldalamdilemakmassakering)massa(basis%lemak
beakerlemak)(beakersampeldalamlemakMassa
Pelarut di dalam labu dipanaskan dan menguap menuju condenser dan ke thimble hingga thimble jenuh dan pelarut jatuh lagi ke labu didih melalui sifon.
Metode ini menyediakan pengaruh perendaman sampel dan tidak menyebabkan channeling
Akan tetapi metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama disbanding metode kontinu
Semicontinuous Solvent Extraction Method: Soxhlet Method
Preparasi sampel
Jika sampel mengandung lebih dari 10% air, keringkan sampel sampai massa konstan pada 95 – 100 oC pada tekanan ≤100 mmHg selama 5 jam
1. Timbang sekitar 2 g sampel yang telah dikeringkan ke dalam thimble yang telah dikeringkan. Tutup sampel dengan glass wool
2. Timbang labu didih yang telah dikeringkan3. Letakkan eter anhidrat/petroleum eter ke
dalam labu didih4. Sambungkan labu didih, labu soklet dan
condenser5. Ekstrak sampel pada laju kondensasi 5 atau 6
tetes per detik selama 4 jam, atau pada laju kondensasi 2 atau 3 tetes per detik selama 16 jam
6. Keringkan labu didih dalam udara terbuka, kemudian oven pada suhu 100 oC selama 30 menit, dinginkan pada desikator, dan timbang
Prosedur
Perhitungan
100xkeringsampelmassa
sampeldalamdilemakmassakering)massa(basis%lemak
Contoh Soal 1:Untuk menentukan kandungan lemak pada makanan semilembab menggunakan metode soklet, makanan pertama-tama dikeringkan dalam oven vakum. Kelembaban sampel ditentukan sebesar 25%. Lemak pada makanan kering ditentukan dengan metode soklet. Kandungan lemak pada makanan kering adalah 13,5%. Hitung kandungan lemak pada sampel produk mula-mula.
Jawab:•Jika massa sampel makanan semilembab adalah 10 g dan kandungan kelembabannya 25%, massa kering makanan mula-mula adalah 7,5 g.•Jika kandungan lemak pada makanan kering adalah 13,5%, maka massa lemaknya adalah 1,0125 g (7,5 g x 13,5%).•10 g makanan semilembab mengandung jumlah lemak yang sama yaitu 1,0125 g•Sehingga %lemak pada makanan semilembab adalah 10,125% (1,1025 g/10 g x 100%)
Lemak diekstraksi menggunakan campuran etil eter dan petroleum eter
dalam labu Mojonnier, dan lemak terekstrak dikeringkan sampai
massanya konstan dan diungkapkan sebagai persen massa lemak
Mojonnier Method
Prinsip
Metode ini tidak butuh penghilangan air dari sampel, bisa diaplikasikan pada sampel padat maupun cair
10 g susu
1,5-2 ml NH4OH
Kocok dng kuat
10 ml etanol 95%
Kocok 90 detik
25 ml etil eter
Kocok 90 s, dinginkan
25 ml petroleum
eter
Kocok 90 detikSentrifugasi 30 min, 600 rpm
1 2
34
Prosedur (Milk Fat Method)
Dekantasi lapisan eter
Lakukan 2x ekstraksi lagi
• Uapkan pelarut dalam cawan pada 100 oC di dalam hood
• Keringkan cawan & lemak sampai massa konstan dalam oven pada 100 oC
• Dinginkan cawan dan timbang5
6, 7, & 8
NH4OH neutralizes the acidic sample and dissolves protein The alcohol prevents possible gel formation Ethyl ether dissolves the lipid The petroleum ether removes moisture from the ethyl ether
extract and dissolves more nonpolar lipid
NOTES:
100xsampelmassa
blanko residu rata-rata massa -] cawan massa - lemak) cawan [(massa%lemak
Perhitungan
Contoh Soal 2:Kandungan lemak pada 10 g es krim ditentukan dengan metode Mojonnier. Massa lemak hasil ekstraksi setelah ekstrkasi ke dua dan ke tiga adalah 1,21 g dan 1,24 g respectively. Berapa jumlah lemak sebagai persen total yang diekstraksi selama ekstrkasi ke tiga?
0,3% 100xg 10
g 1,21 - g 1,24%lemak
Jawab:
Total Fat by GC for Nutrition Labeling
• Lemak & asam lemak diekstraksi dari makanan dengan metode hidrolitik (hidrolisis asam untuk kebanyakan produk, hidrolisis basa untuk produk sehar-hari, dan kombinasinya untuk keju)
• Asam pirogalat ditambahkan untuk meminimalkan degradasi oksidatif asam lemak selama analisis.
• Trigliserida, triundekanoin (C11:0), ditambahkan sebagai standar internal
• Lemak diekstrak menggunakan eter, kemudian dimetilasi menjadi FAME menggunakan BF3 dalam metanol
• FAME diukur menggunakan GC• Total lemak dihitung sebagai penjumlahan individual asam
lemak yang diungkapkan setara dengan trigliserida• Lemak jenuh dan tak jenuh tunggal (only cis form) dihitung
sebagai penjumlahan asam-asam lemak
Prinsip
Standard Sample Preparation Procedure
0,15-0,2 g sampel
4-5 ml of 0.5 N (NaOH) dalam (MeOH)
Triundecanoin
boiling chips5 ml BF3:MeOH (14% w/v)
reflux 5 menit
reflux selama 15 min on a boiling steam
bath
reflux 1 menit
10 ml heptana
• Angkat labu dari steam bath dan biarkan dingin (15 menit)
• Lepaskan kondenser
2–3 ml of saturated
NaCl
Let stand until it reaches room
temperature (~15 min).
Add saturated NaCl solution so that the heptane layer will float in the neck of
the flask.
• Place a small scoop of sodium sulfate in a vial
• Transfer the heptane layer containing the methyl esters into the vial and place the screw cap on the vial
Inject to GC
NOTEPreparasi sampel alternatif efisien untuk
susu formula bayi yang mengandung asam lemak rantai pendek (asam butirat) dan rantai panjang (asam eicosapentaenoat
atau dokosaheksaenoat) dan untuk produk mengandung asam lemak ter-
mikroencapsulasi. Prosedur dapat dilihat pada buku “Food Analysis, 2010, Fourth
Edition, S. Suzanne Nielsen“ Halaman 126
• Hitung Response Factor (RF) untuk setiap standar dengan cara membagi luas puncak dengan luas standar internal
• Hitung Standard Factor (F) dengan cara membagi RF dengan konsentrasi standar internal (mg/ml)
• Ukur luas puncak setiap asam lemak & standar internal, kemudian hitung Sample Response Faktor dengan cara membagi luas puncak asam lemak dengan luas puncak standar internal
Perhitungan
Nonsolvent Wet Extraction Methods
1. Babcock Method for Milk Fat
• Dalam metode Babcock, H2SO4 ditambahkan pada sejumlah (yang telah diketahui) minyak dalam botol Babcock.
• Asam sulfat men-destruksi protein menghasilkan panas dan melepaskan lemak.
• Sentrifugasi dan penambahan air panas mengisolasi lemak untuk quantifikasi. Lemak diukur secara volumetri tapi hasilnya diungkapkan sebagai persen massa lemak
Prinsip
• Metode Babcock merupakan metode umum penentuan lemak dalam susu, butuh waktu 45 menit dan uji duplikat seharusnya sesuai dengan 0,1%.
• Uji ini tidak menentukan posfolifid dalam produk susu.
• Tidak aplikatif untuk produk mengandung cokelat atau gula tambahan tanpa modifikasi.
• Metode Babcock termodifikasi digunakan untuk menentukan minyak esensial dalam ekstrak bumbu
Prosedur
1. Masukkan sampel susu sebanyak 17,6 ml ke dalam botol Babcock
2. Tambahkan 17,6 ml asam sulfat pekat. Biarkan mengalir lambat
3. Sentrifugasi selama 5 menit dan lemak cair akan naik ke leher botol. Sentrifugasi dijaga pada suhu 55-60 oC
4. Tambahkan air panas untuk membawa lemak cair naik ke graduated neck
5. Persentase secara langsung dibaca dari tanda graduasi sampai 0,05% terdekat
2. Gerber Method for Milk Fat
Mirip dengan metode Babcock. Akan tetapi, metode ini menggunakan asam sulfat dan amil alkohol
Dibandingkan dengan Metode Babcock, metode Gerber lebih simpel dan lebih cepat serta memiliki aplikasi yang lebih luas untuk produk sehari-hariIsoamil alkohol mencegah pembakaran gula yang biasanya terjadi pada metode Babcock
Prinsip
Aplikasi
1. Transfer 10 ml asam sulfat pada 15-21 oC ke dalam botol Gerber
2. Tambahkan 11 ml sampel susu3. Tambahkan isoamil alkohol4. Sentrifugasi selama 4 menit5. Tempatkan botol dalam water bath pada suhu
60-63 oC selama 5 menit dan baca kandungan lemak dari graduasi leher botol
PROSEDUR
Instrumental Methods
Infrared Method (IR)
Specific Gravity (Foss-Let Method)
Nuclear Magnetic Resonance
Mid-IR spectroscopy is used in Infrared Milk Analyzers to determine milk fat content
Near-infrared (NIR) spectroscopy has been used to measure the fat content of commodities such as meats, cereals, and oilseeds
• Fat content by the Foss-Let method is determined as a function of the specific gravity of a sample solvent extract.
• Nondestructive way.• Total fat content can be measured
using low-resolution pulsed NMR.• Very rapid and accurate method• But the principles of NMR are
relatively complex
1. Apa saja yang harus dipertimbangkan ketika memilih pelarut yang akan digunakan dalam metode ekstraksi pelarut kontinu dan nonkontinu?
2. Untuk mengekstraksi lemak dari sampel makanan, anda harus memilih menggunakan etil eter atau petroleum eter sebagai pelarut dan anda dapat menggunakan peralatan soklet atau Goldfish. Kombinasi pelarut apa yang akan anda gunakan? Berikan alasannya!
3. Anda melakukan analisa lemak pada minuman super energi (karbohidrat & protein tinggi) menggunakan metode soklet standar. Nilai yang diperoleh di bawah nilai yang diharapkan. Kira-kira apa yang menyebabkan hal tersebut terjadi dan bagaimana anda memodifikasi prosedur standar tersebut untuk mengatasi masalah?
4. Apakah tujuan dari bahan-bahan berikut ini dalam metode Mojonnier?a. Amonium hidroksidab. Etanolc. Etil eterd. Petroleum eter
Study Questions
5. Apakah kunci dari aplikasi metode GC dan apakah yang diukur secara spesifik?
6. Apakah tujuan prosedur berikut dalam metode Babcock?a. Penambahan asam sulfatb. Sentrifugasi dan penambahan air panas7. Manakah di antara metode berikut yang volumetrik dan gravimetrik
dalam penentuan kadar lemak: Babcock, soklet, Mojonnier, dan Gerber?
Jawab:1. Ideal characteristics: High solvent power for lipids, Low solvent
power for proteins, amino acids, and carbohydrates, Evaporate relatively easily and leave no residue, Have a relatively low boiling point, Be nonflammable and nontoxic in both liquid and vapor states, Penetrate sample particles readily, Be in single component form to avoid fractionation, Be inexpensive, Be nonhygroscopic
2. Petroleum ether (vs. ethyl ether)3. - more selective for more hydrophobic lipids4. - more nonhygroscopic5. - less flammable6. - cheaper7. Soxhlet extraction (vs. Goldfish)8. - doesn't cause channeling9. - soaks sample10. - doesn't heat sample
Jawab:3. The proteins and carbohydrates in the shake interact with the fat
(causing it to be bound tightly), which makes it difficult to extract. Results may be lower than expected. Modify the procedure by adding an acid digestion prior to standard fat extraction.
4. Tujuan penggunaan:5. Ammonium hydroxide - neutralizes the acidic sample and dissolves
protein6. Ethanol - prevents possible get formation7. Ethyl ether - dissolves the lipid8. Petroleum ether - removes moisture from the ethyl ether extract
and dissolves more nonpolar lipid9. Tujuan prosedur:a. Sulfuric acid addition - digests protein, generates heat, and releases
the fatb. Centrifugation and addition of hot water - separates the fat from
the rest of the sample and brings it to the graduated portion of the test bottle so it can be quantitated