FORMULASI ASAM LEMAK OMEGA 3 PADA PRODUK PANGAN Tujuan Instruksinal Khusus : Mahasiswa dapat menjelaskan frmulasi asam lemak mega3 pada prduk pangan ASAM LEMAK TIDAK JENUH OMEGA 3 AL mega3 : asam lemak yang memiliki ikatan rangkap pertama yang terletak pada atm C n3 dihitung dari ujung metil Tdd : asam alpalinleat (LNA, 18 : 3 3) dan metablit rantai panjangnya Jumlah C jumlah ikatan rangkap kel.asam lemak 3 Linlenat Linleat Asam Eiksapentanat (EPA) = 20:5 3 Dksapentanat (DPA) Asam Dksa hexaenat (DHA) = 22: 6 3 PERANAN ASAM LEMAK OMEGA3 UNTUK KESEHATAN Kebutuhan ALTJ Omega 3 EPA : menurunkan jumlah platelet sehingga kekentalan darah menurun aliran darah lancar mencegah artersklersis Menurunkan kadar lemak pembuluh darah DHA: Perkembangan sistem syaraf Meningkatkan kemampuan memri dan daya pembelajaran Anti alergi Asam lemak 6 yang berhubungan dengan kesehatan : AA (Arachidnat acid, 20:46) : F/prekursr senyawa euksanid Diperleh dari makanan dalam jumlah cukup Orang dewasa : LNA : 8001100 mg/hari EPA/DHA : 300400 mg/hari Ibu hamil atau menyusui : 11 mg/kg berat badan/hari Bayi prematur : Untuk kebutuhan 6 bulan pertama 0.5% dari ttal kalri (55 mg/100 kkal) asam lemak merga 3 harus ditambahkan pada PASI Lemak menyusun 60% dari tak dan syaraf Kecerdasan manusia, denyut jantung dan gerakan tt tergantung dari bantalan lemak di kepala Penting untuk mencegah penyakit jantung, hipertensi, kanker, diabetes, depresi, schizprenia, cystic fibrsis dan artitis. 1
Rekmendasi : Asam lemak DHA terdapat dalam jumlah tinggi pada : Jumlah knsumsi lemak = 3035% dari ttal kebutuhan energi tubuh Kmpsisi : 78% asam lemak jenuh (ALJ) 1516% ALTJ 78% ALTJ jamak (1% adalah asam lemak 3) Rasi 6 dan 3 yang dianjurkan adalah : (710) : 1 Otak Retina A S I DHA adalah Nutrien Esensial selama pertumbuhan awal manusia (fungsi DHA berhubungan dengan peran strukturnya sebagai bagian psplipid membran sel) Ibu vegetarian mengandung LNA 2 x >, tapi kandungan DHA nya separuh ibu nn vegetarian Ibu yang sering mengknsumsi ikan mengandung DHA 2 x > dibanding ibu yang jarang/tidak pernah mengknsumsi ikan Perbandingan Kmpsisi Asam Lemak Rantai Panjang Pada ASI dan Susu Sapi (% Ttal Asam Lemak) 18 : 0 18 : 1 n9 18 : 2 n6 18 : 3 n3 Asam Lemak ASI Susu Sapi 20 : 0 20 : 1 n9 20 : 4 n4 (20 : 3 + 22 : 4) n6 22 : 5 n6 (20 : 5 + 22 : 5) n3 22 : 6 n3 6.1 7.4 29.3 33.1 7.1 9.2 0.7 0.9 1.3 0.9 0.6 0 0.6 0.1 1.0 1.2 0.3 12 23 2 0.5 0.2 0.2 PERANAN ASAM LEMAK 3 PADA PERKEMBANGAN OTAK Penelitian : pengaruh sumber minyak & sumber prtein yang berbeda thd kmpsisi asam lemak tak & kemampuan belajar tikus percbaan : Tikus betina dan tikus jantan umur 2 bulan dikawinkan Tikus betina hamil dan menyusui. Anak tikus disapih umur 2170 hari dan diberi ransum dengan sumber prtein dan minyak berbeda Sumber prtein : kasein, daging sapi rendah lemak, islat prtein kedelai, terigu berprtein tinggi Sumber minyak : minyak kedelai, minyak ikan tuna, minyak ikan lemuru Anak tikus diuji kemampuan belajarnya : kecepatan untuk mendapatkan ransum dalam suatu ktak labyrinth (fd retrieval test) Pada umur 70 hari anak tikus dimatikan analisa kmpsisi asam lemak tak & histlgi jaringan tak besar untuk menghitung jumlah sel neurn tak 2
Tabel 1. Jumlah sel neurn tak besar tikus umur 70 hari dan kemampuan belajar anak tikus yang diberi ransum mengandung minyak kedele dengan sumber prtein berbeda Sumber Prtein dalam Ransum Jumlah sel Neurn (% bidang pandang) Kemampuan Belajar (detik) pada umur 23 Hari 46 Hari 69 Hari Kasein 28,63 160,7 45,0 19,5 Daging Sapi 20,93 141,2 52,2 27,1 Islat Kedelai 23,40 84,4 53,8 23,3 Tepung Terigu 18,15 164,8 60,8 34,5 Tepung Beras 19,87 131,3 75,9 50,9 Tabel 2. Jumlah sel neurn tak besar tikus umur 70 hari dan kemampuan belajar anak tikus yang diberi ransum dengan sumber minyak dan sumber prtein berbeda Jenis Ransum Jumlah sel Neurn (% bidang pandang) Kemampuan Belajar (detik) pada umur 23 Hari 46 Hari 69 Hari Kaseinm.kedelai 38,63 160,7 45,0 19,5 Kaseinm.i.tuna 54,28 68,5 39,4 14,9 Kaseinm.i.lemuru 53,57 71,0 44,2 15,3 Berasm.kedelai 19,87 131,3 75,9 50,9 Berasm.i.tuna 54,81 103,8 42,9 18,9 Berasm.i.lemuru 41,39 135,7 48,4 24,0 Tabel 3. Kmpsisi asam lemak tak tikus (umur 70 hari) yang diberi ransum dengan sumber minyak berbeda Asam Lemak Kadar asam lemak (mg/g tak) Kelmpk Tikus Kaseinm.kedelai Kaseinm.i. tuna Kaseinm.i.lemuru Palmitat (C 16:0) 31,48 69,75 59,91 Stearat (C18:0) 28,38 62,78 64,65 Oleat (C18 :1) 24,28 51,94 98,19 Linleat (C18 : 2) 2,44 2,47 5,60 Arakidnat (C20 :4) 15,86 25,36 26,26 Sumber Asam Lemak 3 Flaxseed Oil Canla Oil Biji Labu Walnut M inyak Ikan Segar Alga Minyak alga penting karena merupakan satusatunya sumber DHA untuk knsumen vegetarian Dksaheksaenat (C226) 31,68 54,50 58,19 3
PRODUKSI ASAM LEMAK 3 Secara teritis AA, EPA dan DHA dapat disintesis leh tubuh dengan mengknversi LA untuk prduk AA atau LNA untuk EPA/DHA melalui desaturasi, elngasi dan beta ksidasi tidak efisien harus diperleh dari makanan LA dan LNA banyak diprduksi leh tanaman, sedang hewan vertebrata tidak bisa memprduksi karena tidak memiliki gen 12 dan 15 desaturase Hingga saat ini sumber utama EPA/DHA adalah ikan laut atau seafd. Saat ini prduksi ikan laut mulai menurun, sedang ikan air tawar sering tercemar perlu dicari cara memprduksi EPA/DHA dari tumbuhan melalui mdifikasi metablismenya. Gambar 1. Jalurjalur bisintesa asam lemak rantai panjang dan tidak jenuh. Jalur knvensinal Δ6desaturase/elngase untuk sintesa asam lemak AA dari LA, dan EPA dari LNA. Jalur alternatif Δ9elngase pada gambar ini hanya diperlihatkan jalur bisintesa ω6; sebenarnya jalur alternatif ini juga meliputi ω3. Jalur Δ5elngase/Δ4desaturase untuk prduksi DHA umumnya ditemukan pada mikralga, dan jalur Sprecher yang membutuhkan prses perksismal betaksidasi untuk prduksi DHA. Mdifikasi Jalur metablisme dengan Transfer Gen Tumbuhan tidak mengandung asam lemak 3, hanya memiliki LNA harus dimdifikasi agar dapat membentuk 3 Cara : memasukkan gen pengkde enzim yang bekerja dalam bisintesa PUFA Gen diislasi dari mikralga, nematda atau ikan air tawar. Enzim yang dikdekan leh gen yang terlibat dalam bisintesa asam lemak : enzim mikrsmal desaturase : 6. 5, 4 dan 8desaturase. F/ menyisipkan 1 ikatan ganda pda atm C tertentu enzim elngase F/memperpanjang rantai C asam lemak dengan cara menambah 2 unit C pada ujung karbksil. Diislasi dari hewan, ikan, jamur, ragi dan nematda Teknik Pembuatan TG Kaya Asam Lemak Omega3 Esterifikasi enzimatis : Gliserl + Asam Lemak mn, di, dan trigliserida Hidrlisis enzimatis spesifik : meningkatkan kandungan EPA/DHA dalam minyak ikan menggunakan enzim lipase yang mempunyai kemampuan hidrlitik dan spesifitas yang tinggi terhadap trigliserida yang tidakl mengandung DHA Asidlisis dengan katalis lipase : minyak ikan + knsentrat EPA/DHA gliserida kaya EPA dan DHA Interesterifikasi dengan katalis lipase minyak nabati + ester metil EPA/DHA gliserida kaya EPA dan DHA Slidifikasi suhu rendah : pemisahan trigliserida kaya EPA dan DHA berdasarkan perbedaan titik cair 4
Dalam bentuk knsentrat, bau amis EPA & DHA agak teratasi Sumber utama EPA&DHA Adalah minyak ikan, Tapi??? Citarasanya amis Sudah diprduksi secara kmersial dalam bentuk ester etil/metil : Dikemas dalm sft kapsul dan diknsumsi sebagai suplemen Disuplementasikan ke dalam susu frmula/makanan bayi (LNA atau ester etil dari EPA/DHA) Untuk tujuan nutrifikasi dikembangkan EPA/DHA dalam bentuk trigliserida yang dapat disuplementasikan ke dalam : Susu frmula dan makanan bayi Susu frmula/makanan ibu hamil dan menyusui Margarin, mentega, maynaise, makanan dietetik, dll FORMULASI ASAM LEMAK OMEGA 3 DALAM PRODUK PANGAN Dsis suplementasi Asam Lemak Omega 3 tergantung pada : Knsumen target Kmpsisi asam lemak awal dari prduk Bentuk asam lemak mega 3 yang akan disuplementasikan 5
1. FORMULA UNTUK BAYI DHA secara alami terdapat pada ASI Minyak ikan sebagai sumber DHA tradisinal mempunyai rasi EPA : DHA yang tinggi (mencapai 4 : 1) tidak sesuai untuk frmulai bayi Minyak alga direkmendasikan untuk pemberian pada bayi memenuhi kebutuhan DHA, karena mengandung DHA 40% Martek Biscience Crp. (Clumbia) sudah mempatenkan frmula berupa campuran DHA dari mikralga (Crypthecdinium chnii) dan ARA dari jamur Mrtierella alpina. 2. Frtifikasi pada Bahan Pangan Frtifikasi bahan pangan dengan sejumlah kecil minyak ikan telah meningkat Cnth pada susu, yghurt, snack fd, juice buahbuahan 3. Nvel Appraches Untuk menggantikan prfil asam lemak dari susu, maka minyak ikan dan flaxseed il ditambahkan pada sapi yang sedang menyusui susu memiliki prfil asam lemak yang dibutuhkan manusia Alga laut dan flaxseed il diberi sebagai pakan untuk ayam sehingga dapat memprduksi telur yang kaya akan mega3 4. Aplikasi Lain Pada rti/bakery dalam hal nilai gizi dan sifat fisik, minyak ikan yang dipadatkan sangat menarik karena adanya rantai panjang yang bervariasi. Margarine yang dibuat dari minyak ikan mempunyai knsistensi plastis yang bagus, dan kekuatan krimnya dapat bertahan pada saat pembuatan krim. 5. Pakan Hewan Hewan piaraan seperti kucing, anjing dll juga membutuhkan mega3 untuk memprduksi bahan seperti hrmn disebut EIKOSANOID dengan fungsi bilgis yang penting. Juga dapat membantu membuat bulu lebih lembut, mengkilat dan sehat. Pada animal feed ditambahkan minyak ikan untuk memenuhi kebutuhan EPA dan DHA. 6
Lemak Margarin dari Hasil Suspensi Stearin Kelapa Sawit dengan Gliserlat Minyak Kacang Kedelai yang diperkaya Omega3 (n3) Etil Ester Asam Lemak Sardencis Etil EPA dan DHA diperleh melalui reaksi etanlisis dari minyak ikan Sardencis menggunakan katalis KOH. Gliserlat dihasilkan menggunakan katalis C2H5ONa dengan pengadukan kecepatan tingi 3000 rpm selama 1 (satu) jam. Lemak margarin diperleh melalui cara blending dari 3 jenis campuran yaitu stearin kelapa sawit, gliserlat minyak kacang kedelai dan etil ester asam lemak Sardencis dengan perbandingan (80:18:2) gr, (70:28:2) gr, (60:38:2) gr, (50:48:2) gr, (40:58:2) gr. Blending dilakukan dengan kecepatan 3000 rpm selama 30 menit pada suhu kamar. Hasil : titik lebur dari lemak margarin adalah 59,5 C; 57,0 C; 55,5 C; 53,0 C; 51,5 C masingmasing untuk (80:18:2) gr, (70:28:2) gr, (60:38:2) gr, (50:48:2) gr, (40:58:2) gr. Kmpnen lemak margarin yang diperleh bebas ismer trans dari asamasam lemak tidak jenuh. Lemak margarin diperkaya mega3 sebesar 145,6 mg/100 gr bahan Pemanfaatan minyak inti sawit diperkaya asam lemak mega3 dalam pembuatan susu kental manis Frmulasi prduk SKM menggunakan tepung susu skim tanpa lemak sebagai sumber prtein dan laktsa, gula pasir sebagai pemanis dan pengawet, dan minyak inti sawit kaya n3 digunakan sebagai sumber lemak serta air. Kmpsisi susu skim, minyak kaya mega3, gula dan air yang dipilih adalah 24:9:42:25 (dalam rasi berat). Prses prduksi tdd : pencampuran bahan baku, pasteurisasi, dan hmgenisasi (tanpa reknstitusi dan evaprasi) Kecepatan dan waktu hmgenisasi terbaik adalah 15 ribu rpm selama 10 menit. Kmpsisi nutrisi prduk akhir SKM yang dihasilkan dengan frmulasi dan prses ptimum adalah sebagai berikut: kadar air 28.7%, lemak 8.2%, prtein 7.6%, abu 1.3% dan karbhidrat 54.2%. Sifat fisikkimia penting lainya dari SKM yang dihasilkan di antaranya: visksitas 165.2 cstke (pada 60 C) dan kadar asam lemak mega3 sebesar 13.1 % (terhadap bbt lemak). 3. Prses Islasi Asam Lemak Omega3 untuk Menghilangkan Bau Amis Minyak Ikan sebagai Sumber EPA dan DHA Dilakukan enkapsulasi untuk menghilangkan bau amis dengan menggunakan frmulasi F1= beta sikl dekstrin dan casein; F2=crn syrup dan casein; F3=beta sikl dekstrin; F4=crn syrup dan F5=casein. Frmula F5 memiliki kandungan asam lemak tak jenuh (83.8%), F1 (80.4%), F2 (78.9%) dan F3 (63.1%). Prses ini dapat menurunkan kandungan asam lemak jenuh dari 35,4 37% menjadi 16.7 18.8% dan meningkatkan asam lemak tak jenuh dari 63 64.6% menjadi 81.2 83.8%. 4. Prduksi Minyak Kaya Asam Lemak Omega3 dengan Teknik Interesterifikasi Asidlisis Enzimatik Interesterifikasi asam lemak mega3 terutama EPA (Eicsapentaenic Acid) dan DHA (Dcsahexaenic Acid) dilakukan pada minyak ikan tuna dan minyak sawit kasar (crude palm il = CPO). Digunakan enzim lipase R. Miehei dan C. antartica. Karena ke2 enzim ini sudah tersedia secara kmersial Dilakukan juga enkapsulasi minyak ikan untuk mempermudah aplikasi Kmpsisi bahan pengisi yang digunakan adalah: betha sikldekstrin, cm syrup silid, ptasium kaseinat, islat prtein kedelai dan bahan pengemulsi dikeringkan dengan pengering semprt 7