Pembentukan Mikroemulsi pada Beverage Whitener


 

Emulsi dapat didefinisikan sebagai campuran yang stabil dari dua larutan yang immiscible yang terdiri dari  fase dispersi dan fase kontinyu.  Berdasarkan tipe fase dispersi dan fase kontinyu emulsi dapat dibagi menjadi dua tipe umum yaitu emulsi  O/W (Oil in Water) , di mana fase dispersinya adalah oil (minyak) dan  water (air) sebagai fase kontinyu dan tipe emulsi W/O (Water in Oil) terdiri dari water (air) sebagai fase dispersi dan Oil (minyak) sebagai fase kontinyu.
 
Pada emulsi kedua larutan immiscible dapat bercampur karena adanya emulsifier, yaitu suatu zat yang memiliki dua sisi  yaitu sisi yang larut air (hidrofilik) dan sisi yang tidak larut air (hidrofobik/lipofilik). Mekanisme pencampuran dua larutan yang immiscible pada suatu sistem emulsi secara umum adalah emulsifier bertindak sebagai jembatan penghubung dimana sisi hidrofilik akan berikatan dengan fase air dan sisi lipofilik berikatan dengan fase minyak menghasilkan campuran air dan minyak.
 
Mekanisme pembentukan tersebut adalah mekanisme pembentukan emulsi yang umum atau disebut makro emulsion.  Pada pembentukan micro emulsion mekanismenya menyerupai proses solubilisasi, di mana sejumlah zat yang tidak  dapat larut pada sistem akan ditempatkan pada inti bagian dalam emulsifier sehingga akan menghasilkan larutan yang semi transparan. Mekanisme micro emulsion secara umum dapat terjadi jika emulsifier membentuk micelle, di mana zat yang tidak larut akan diikatkan pada micelle emulsifier dan ditempatkan pada bagian inti sementara sisi lain dari emulsifier akan menghadap kearah sistem (Gambar 2) dan  hasilnya zat dapat terdispersi dalam sistem.   Contoh aplikasi micro emulsion ini adalah pada pembuatan Beverage whitener.
 
Proses pembentukan micro emulsion pada beverage whitener
 
Beverage Whitener menurut CODEX didefinisikan sebagai produk yang berbentuk liquid atau powder yang terbuat dari emulsi minyak tumbuhan dan air, biasanya digunakan pada minuman teh atau kopi.  Komposisi minyak tumbuhan yang digunakan bisa diambil dari minyak sawit, minyak kelapa, minyak canola, dan sebagainya.  Sementara untuk emulsifier bisa digunakan protein (caseinate) dan emulsifier konvensional (surfaktan) seperti polisorbate.  Dengan proses micro emulsion ini minyak tumbuhan yang tidak dapat bersatu dengan fase air menjadi dapat terdispersi dengan baik pada teh atau kopi dan menghasilkan efek whitening.
 
Proses pembentukan micro emulsion pada beverage whitener melibatkan pembentukan micelle casein yang akan mengembang, di mana pengembangan ini tergantung dari muatannya.  Penurunan muatan akan menyebabkan turunnya ketebalan lapisan yang teradsorbsi di minyak.   Struktur kasein yang teradsorbsi ini memiliki ujung lipofilik (hidrofobik) yang berikatan dengan permukaan minyak dan bagian hidrofilik yang menonjol keluar berikatan dengan larutan air.   Pada β casein bagian yang menonjol merupakan area N-Terminal, di mana pola ini paling banyak ditemukan pada protein. Sementara pada κ Casein pembentukan konformasi ditentukan oleh ikatan polimer disulfide.
 
Pada pembuatan beverage whitener untuk  membentuk  emulsi,   caseinate harus ditunjang oleh emulsifier konvensional (surfaktan), karena cakupan casein dalam mengikat lemak sangat terbatas sehingga dapat menimbulkan ketidak stabilan emulsi.  Ketidak stabilan  emulsi pada saat penggunaan caseinate terlalu sedikit  ditandai dengan adanya globula – globula minyak bebas pada permukaan larutan, sementara ketidak stabilan emulsi pada konsentrasi caseinate berlebih ditandai dengan adanya fenomena “creaming”.  Penambahan emulsifier konvensional akan menimbulkan adanya pencampuran micelle caseinate dengan emulsifier di permukaan minyak yang mengakibatkan adanya penambahan  lapisan emulsifier yang “compact” (Sabharwal  dan Vakaleris, 1971).
 
Pembentukan micro emulsion sendiri terjadi saat adanya aksi mekanis pada proses pencampuran dan homogenisasi pada pembuatan beverage whitener.  Tekanan yang digunakan pada proses  homogenisasi adalah  ± 250 atm, proses ini akan mereduksi ukuran  globula minyak, dan micelle casein yang berukuran lebih kecil dari globula minyak akan membentuk lapisan dimana pada bagian terluar adalah bagian hidrofilik sementara pada bagian dalam adalah bagian hidrofobik (lipofilik) yang berikatan dengan inti (Gambar 3).  Perbedaan yang terjadi setelah proses homogenisasi selain ukuran minyak globula yang mengecil adalah perbedaan komposisi material penyusun membran, proses homogenisasi ini akan membuat emulsi lebih stabil.  Kombinasi antara proses homogenisasi dan penggunaan emulsifier konvensional akan mempengaruhi efek whitening pada aplikasinya di minuman.
 
Aplikasi beverage whitener pada minuman seperti teh  atau kopi akan mendapat gangguan yang akan mempengaruhi kestabilan emulsi seperti suhu, pH dan kation – ation pengganggu, ketidak stabilan emulsi pada saat aplikasi ditandai dengan adanya creaming, flokulasi dan sedimentasi. 
 
Untuk mencegahnya biasanya ditambahkan stabilizer pada formulasi pembuatan beverage whitener  yang berfungsi sebagai buffer agent yang akan melindungi emulsi dari gangguan tersebut. Penambahan bulking agent seperti malto dextrin juga dilakukan untuk membentuk encapsulasi fat, dimana maltodextrin akan bertindak sebagai encapsulan dan protein (caseinate) juga bertindak sebagai co-encapsulant.  Teknologi spray drying digunakan untuk mengubah emulsi beverage whitener dari fase liquid menjadi fase powder, hal ini dilakukan untuk menambah umur simpan produk dan memudahkan dalam penanganan selama penyimpanan dan distribusi.  
 
Referensi
 
  • van Aken,G. A*, Blijdensteina,T.B.J, Hotruma,N.E., Colloidal destabilisation mechanisms in protein-stabilised emulsions, 2003, Current Opinion in Colloid  and Interface Science 8: 371–379
  • SABHARWAL, K and VAKALERIS, D.G., Stability of Fluid Food Emulsions. I. Effects of Emulsifiers, Electrolytes and Sodium Caseinate, 1971  JOUENAL OF DAIRY SCIENCE 55(3): 277 -282.
  • WHITEHURST, R.J. (Editor), Emulsifiers in Food Technology. 2004. Blackwell Publishing, UK
  • Dalgleish, D.G., Casein Micelles as Colloids: Surface Structures and Stabilities, 1998, J Dairy Sci 81:3013–3018

 

 
 
oleh : Asep S Nur
           QA Manager PT Santos Premium Krimer
 
 
(FOODREVIEW INDONESIA Edisi Februari 2011)

 

Artikel Lainnya

  • Feb 23, 2019

    Meningkatkan Antioksidan Produk Bakeri

    Memperkaya produk pangan dengan komponen fungsional telah umum digunakan untuk meningkatkan sifat yang lebih menyehatkan. Roti gandum merupakan salah satu produk yang berhasil dikembangkan untuk memiliki potensi antioksidan. Roti dengan kadar antioksidan yang lebih tinggi sangat diminati karena perannya dalam meningkatkan kesehatan seperti perlindungan terhadap banyak penyakit. Secara umum, kadar antioksidan dari roti berasal dari senyawa fenolik dan bukan dari senyawa yang lain. Untuk itu, penambahan senyawa fenolik banyak dilakukan dengan menambahkan bahan tanaman yang kaya akan senyawa fenolik. ...

  • Feb 22, 2019

    Bahan Pengganti Garam pada Produk Bakeri

    Pengurangan konsumsi garam salah satunya dapat dilakukan dengan mengganti komponen garam dalam produk pangan dengan bahan pengganti garam, yaitu ingridien yang memberikan cita rasa asin namun tidak mengandung natrium di mana garam biasanya menggunakan satu atau campuran dari beberapa garam anorganik. Kation natrium dapat digantikan dengan satu atau kombinasi dari anion, seperti kalium, kalsium dan litium. ...

  • Feb 21, 2019

    Strategi Pengurangan Garam dalam Produk Bakeri

    Garam memberikan pengaruh terhadap cita rasa produk dan memiliki beberapa sifat yang menguntungkan, misalnya kelarutan dalam air yang baik  serta fungsi garam dalam menurunkan aktivitas air. Silow dkk. (2016) menjelaskan bahwa roti dan produk sereal lainnya memberikan kontribusi sebesar 30% dalam konsumsi garam pada masyarakat Eropa. Meskipun terlihat mudah, upaya pengurangan kandungan garam dalam produk bakeri tidak mudah karena garam memegang peran dalam kemudahan proses produksi dan karakteristik kualitas produk akhir. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil akhir penurunan garam dibutuhkan strategi dan reformulasi produk. ...

  • Feb 20, 2019

    Bahan Tambahan Pangan pada Teh Siap Minum

    Berbagai inovasi pada teh siap minum tentu menjadikan proses pengolahan menjadi semakin kompleks. Jika dahulu, bahan baku proses pembuatan teh hanya melibatkan daun atau ekstrak teh dengan air, serta tambahan gula. ...

  • Feb 19, 2019

    Penanganan Gula Amorf pada Proses Pembuatan Cokelat

    Dalam proses penghalusan massa cokelat, disebutkan adanya gumpalan yang terbentuk pada permulaan proses dalam mesin conche. Gumpalan yang terbentuk  ini pada awalnya memiliki struktur yang lunak, tetapi selang beberapa saat dalam  proses conche, gumpalan ini akan berubah sifatnya menjadi keras. Karena sifatnya yang sangat keras, massa cokelat harus disaring dengan benar. Hal ini disebabkan adanya partikel-partikel yang bersifat amorf dari gula dan laktosa dalam susu yang akan berubah dari bentuk amorf menjadi bentuk kristal.  ...

Finasterid Generika 1mg cialis super active online Lida Daidaihua Inhaltsstoffe Original Viagra Use Generisk finasterid ED Packs Levitra Original Kamagra Effervescent Tablets Meizitang soft gel original version Propecia For Hair Loss Viagra 50mg Generic Levitra (Vardenafil) 20mg Lida Daidaihua Lida Daidaihua Meizitang funziona Original Viagra Pills Pacchetto di prova generici Lipitor Generika Kamagra Super ingredientes activos Meizitang in Ireland