Fenomena Flavor Release


 

Penurunan kualitas produk pangan dapat disebabkan karena perpindahan suatu senyawa kecil, seperti kehilangan senyawa perisa penciri produk itu akan mengakibatkan turunnya intensitas perisa dan mengubah tipical perisa pangan tersebut.  
 
Perpindahan senyawa perisa penciri akan sangat menentukan persepsi konsumen terhadap produk yang hendak dibeli atau dikonsumsi.  Produk seperti permen karet misalnya, sangat tidak dikehendai apabila sensasi perisa spesifik cepat hilang saat dikunyah.  Konsumen lebih menyukai pelepasan senyawa perisa lambat seiring dengan lama pengunyahan.  Demikian halnya dengan produk es krim.  Perisa vanilla misalnya, merupakan perisa yang banyak digunakan pada produk tersebut.  Perisa vanilla diharapkan terasa pada saat lemak pengisi es krim meleleh di rongga mulut.  Contoh lain adalah pada produk padat, pada saat dikunyah perisa diharapkan akan masuk ke dalam air ludah, mengisi head space rongga mulut sebelum ditransfer ke indra penciuman.  Persepsi munculnya sensasi perisa erat kaitannya dengan pelepasan senyawa volatil yang mencirikan produk tersebut.  Fenomena pelepasan senyawa perisa dikenal sebagai flavor release.  
 
Flavor release tidak hanya dapat dijumpai pada produk pangan saja.  Konsep seperti halnya pada pangan juga dikembangkan pada kemasan.  Kini sudah dikembangkan penggunaan senyawa volatil selain berfungsi sebagai perisa juga berfungsi sebagai antimikroba maupun antioksidan pada bahan kemasan.  Pengembangan kemasan aktif yang di dalamnya mengandung senyawa volatil yang mempunyai fungsi sebagai antioksidan dan antimikroba telah dicoba pada kemasan fleksibel berbahan plastik maupun kertas.  Senyawa seperti eugenol, sinamaldehid, carvacrol, dan beberapa minyak atsiri seperti minyak sereh, minyak kayu manis, dan lengkuas telah digunakan sebagai bahan pengisi pada pengemas aktif.  Senyawa volatil tersebut dirancang dapat keluar dari pengemas secara perlahan, yang selanjutnya akan berfungsi sebagai antioksidan maupun antimikroba masuk ke dalam atmosfer kemasan dan akan melindungi produk pangan yang ada di dalamnya.  Dengan metoda tersebut umur simpan produk akan bertambah.  Pemilihan senyawa perisa alami dan preparat perisa (minyak atsiri temasuk dalam kategori preparat perisa) tersebut dimaksudkan sebagai bahan alternatif untuk menggantikan beberapa senyawa sintetis yang sudah ada.  
 
Faktor yang berpengaruh
Faktor yang mempengaruhi flavor release senyawa volatil dari matrik atau produk pada umumnya ada dua, yakni karena pengaruh thermodinamik (faktor volatilitas) dan pengaruh retensi ikatan senyawa volatil dengan matrik (faktor kinetik).  Pada uraian ini hanya akan disampaikan faktor kinetika saja.  Terdapat beberapa faktor yang berpengaruh pada flavor release, yakni: 
 
1. Ukuran emulsi dan bubuk 
Ukuran partikel matrik pengikat dinyatakan sangat berpengaruh pada pelepasan senyawa volatil.  Pada percobaan yang dilakukan oleh Sootttitantawat,dkk (2005) menyatakan bahwa senyawa D-limonen yang dienkapsulasi dengan gum arab, dan maltodekstrin menunjukkan bahwa flavor relese menurun secara nyata selaras dengan meningkatnya ukuran bubuk dan emulsinya.  Dengan kata lain, ukuran produk yang besar menunjukkan stabilitas tinggi  dibanding dengan matrik yang mempunyai ukuran kecil. (Gambar 1). 
Pada matrik yang berukuran besar diperlukan waktu lebih lama bagi senyawa tersebut untuk keluar dari sistem yang mengikatnya.
 
2. Viskositas
Pengaruh viskositas terhadap flavor release suatu senyawa volatil dipelajari dengan menggunakan senyawa limonene dan media gel.  Intensitas senyawa perisa limonene dijumpai rendah pada lingkungan  matrik yang kental.  Dengan demikian, banyak senyawa limonen yang terikat oleh matrik tersebut.  Hal senada juga dapat dijumpai pada penelitian lain yang membandingkan pengaruh kekentalan terhadap flavor release senyawa perisa lain.  Keberadaan beberapa senyawa perisa seperti metil butanoate, naptalen, 2-heksanon, metil benzoate, a-ionon dan metil sinamat lebih tinggi pada head space dari media berair dari pada matrik yang berisi 1 % CMC (Gambar 2).  
Peneliti lain mempelajari penggunaan gel karagenan dalam menahan pelepasan senyawa volatil ester, yakni etil heksanoat dan isoamil asetat.  Hasil kajian menujukkan bahwa etil heksanoat dan isoamil asetat dapat dijumpai dalam jumlah yang banyak pada head space matrik yang berair dibandingkan dengan matrik gel karagenen (Gambar 3).
      
 
3. Kandungan lemak. 
Pengaruh konsentrasi lemak terhadap flavor release ditunjukkan  pada produk pangan sosis yang dibuat dengan variasi kandungan lemak.  Pada penelitian itu dinyatakan bahwa kenaikan konsentrasi lemak menurunkan jumlah senyawa volatil yang terdapat di dalam head space dan meningkatkan konsentrasi volatil yang terikat oleh masa sosis.  
Dengan demikian dapat diartikan bahwa jumlah senyawa volatil yang dilepas oleh matrik sosis ke lingkungan sangat rendah pada konsentrasi lemak yang tinggi.  Hal senada  juga terjadi pada pembuatan dan penyimpanan bahan kemasan aktif plastik yang mengandung senyawa n-heksanal  dibuat dengan konsentrasi lemak tinggi (Gambar 4).   Kehilangan senyawa tersebut selama proses pembuatan dan penyimpanan menurun sejalan dengan peningkatan konsentrasi lemak yang ditambahkan.  
 
4. Kadar air
Pengaruh kadar air matrik ditunjukkan oleh senyawa volatil yang dienkapsulasi dengan menggunakan alginat. Produk enkapsulasi tersebut selanjutnya digunakan sebagai bahan pada proses pengolahan yang menggunakan panas. Selama proses pemanasan, air yang terdapat dalam matrik alginat akan berubah menjadi uap air dan akan meninggalkan matrik tersebut menuju lingkungannya.  
Tentunya, pembentukan uap air akan selaras dengan jumlah air yang dikandungnya.  Pada matrik yang mempunyai kadar air tinggi, jumlah uap yang terbentuk akan meningkat.  Uap air yang terbentuk selanjutnya akan bertindah sebagai karier bagi senyawa volatil yang ada.  Senyawa volatil tersebut akan dilepas ke lingkungannya (Gambar 5).
Pada Gambar 5 tampak bahwa retensi matrik alginat terhadap semua senyawa volatil yang dikandungnya sangat dipengaruhi oleh kadar airnya.  Pada matrik dengan kandungan air sedikit, jumlah uap air yang berubah menjadi gas juga relatif lebih sedikit, sehingga kemampuan uap air dalam membawa senyawa volatil untuk dilepas  ke lingkungan juga sedikit.  Oleh karena itu, flavor release matrik dengan kadar air rendah lebih jelek dari pada matrik dengan kandungan air yang lebih tinggi.  
 
Enkapsulasi
Uraian tersebut menunjukkan bahwa untuk menurunkan tingkat flavor release suatu senyawa volatil dapat dilakukan dengan mengikat senyawa tersebut oleh matrik yang sesuai.  Enkapsulasi merupakan suatu metoda yang banyak digunakan untuk mempertahankan senyawa volatil selama distribusi, pedagangan dan penyimpanan.  Senyawa yang dikehendaki untuk diikat terdapat pada bagian dalam matrik dan dinamakan core sedangkan material pelindung disebut dengan wall.  Terdapat beberapa metoda enkapsulasi, yakni secara fisik (Spray coating, Annular jet, Spinning disk, Spray cooling, Spray chilling, dan Spray drying.  Sedangkan metoda kimiawi (coacervation) banyak digunakan untuk enkapsulasi dengan sistem emulsi minyak dalam air.  Bahan yang lazim digunakan sebagai wall adalah kelompok karbohidrat, protein dan lemak.   Prinsip perlindungan senyawa yang dikehendaki dapat dilihat pada Gambar 6.  
 
 
Metoda tersebut memiliki beberapa keuntungan dalam melindungi senyawa volatil, antara lain: 1) menurunkan reaktivitas senyawa volatil terhadap lingkungan misalnya uap air dan oksigen; 2) menurunkan laju penguapan atau laju perpindahan senyawa volatil ke lingkungan; 3) mempermudah penanganan, antara lain tidak mudah mengalami penggumpalan; merubah bentuk cair ke padat; 4) mengontrol pelepasan  senyawa volatil, hingga diperoleh kondisi yang tepat untuk pelepasan; dan 5) menurunkan konsentrasi senyawa volatil. Pada penggunaannya selama pengolahan, senyawa volatil yang terikat  dapat lepas dari wall dengan beberapa cara antara lain: a) pengaruh mekanik, dengan terbukanya masa kapsul, kapsul rusak dan terbuka akibat gesekan misalnya pada saat pencampuran; b) dinding pelindung (wall) terlarut dan lepas dari core.  Dengan adanya air, kapsul akan menyerap sejumlah air yang akan mengakibatkan matrik lunak, mengembang atau bahkan mampu melarutkan core pada proses maupun selama konsumsi. c) dinding mencair dan terpisah dari core misal pada proses pemanggangan/pemanasan; d) core mengalami difusi melalui dinding pelindung akibat pengaruh suhu atau air.  
 
Aplikasi
Pada pembuatan es krim, enkapsulasi senyawa volatil (perisa vanilla misalnya) dapat membantu flavor release.  Apabila jumlah lemak dalam bahan pembuatan es krim dihilangkan, profil volatil es krim akan menyimpang dari yang diinginkan, dan pada akhirnya es krim akan kehilangan senyawa vanilla yang menjadi khas produk itu. Untuk memperbaiki profil volatil yang dikehendaki, senyawa vanila perlu dienkapsulasi untuk mendapatkan kondisi yang stabil dan tidak mudah lepas selama konsumsi maupun penyimpanan.  Senyawa vanilla baru akan lepas pada saat lemak mencair di rongga mulut.  Pelelehan lemak diikuti dengan pelepasan senyawa vanilla tersebut.  Hal senada terjadi pada pembuatan permen karet. Sensasi perisa dikehendaki tidak cepat hilang pada saat dikunyah.  Sensasi tersebut diinginkan lepas secara perlahan-lahan, keluar pada saat matrik penyusun pecah karena tekanan atau mengembang karena menyerap air liur.  Pada pembuatan permen karet diperlukan fraksi gum yang bersifat tidak larut, jumlanhya dapat mencapai 20 %, dan yangsisanya fraksi karbohidrat yang bersifat larut di dalam air.  Perlakuan enkapsulasi senyawa perisa ke dalam matrik karbohidrat yang larut di dalam air sangat membantu mendapatkan sensasi perisa selama proses pengkunyahan.  Senyawa perisa akan cepat keluar dari matrik karbohidrat yang larut dalam air secara cepat akibat proses pembasahan air ludah.  Akan tetapi, pelepasan senyawa perisa tersebut tidak akan seluruhnya terjadi seperti yang diduga.  Sebagian senyawa perisa yang lepas, diserap oleh fraksi gum, sehingga sensasi perisa tersebut dapat bertahan lebih lama. 
   
 
Referensi
  • De Roos,K.B., 2003.  Int. Dairy Journal, 13 : 593-605.
  • Juteau, A., N. Cayot, C. Chabanet, J.L. Doublier, and E. Gyichard, 2004.  Trends in Food Science and Tech., 15: 394-402.
  • Soottitantawat, A., F. Bigeard, H. Yoshii, T. Furuta, M. Ohkawara, and P. Linko, 2005.  Innov. Food Science and Emerging Tech., 6: 107-114.
  • Soottitantawat, A. , and N. Tanpipat, 2007.  http://www.nanotec.or.th/en/index.php
  • Monedero, F.M., A. Hambleton, P. Talens, F. Debeaufort, A. Chiralt, and A. Voilley, 2010.  J. of Food Eng., 100: 133-138.
Oleh : Dr. Supriyadi
           Jurusan Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian
           Fakultas Teknologi Pertanian
           Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
 
 
(FOODREVIEW INDONESIA Edisi Mei 2011)

Artikel Lainnya

  • Ags 18, 2018

    Manfaat Penggunaan Teknologi Plasma Pada Produk Susu dan Jus

    Penggunaan proses plasma dingin memiliki beberapa keuntungan diantaranya dapat menginaktivasi mikroorganisme secara efisien pada suhu rendah (<50oC), kompatibel dengan hampir sebagian besar kemasan produk dan kemasan modified atmospheres, mengurangi penggunaan bahan pengawet, tidak mengahasilkan residu dan dapat diaplikasikan pada produk pangan padat maupun cair. ...

  • Ags 17, 2018

    Jenis-Jenis Teknologi Plasma untuk Produk Minuman

    Teknologi plasma dibagi menjadi dua jenis yakni denominated nonthermal plasma (NTP) atau plasma dingin (cold plasma) dan thermal plasma. Plasma dingin dihasilkan pada suhu 30-60OC di bawah tekanan atmosfer atau ruang hampa (vacuum) dan membutuhkan lebih sedikit daya. Hal tersebut sangat sesuai jika diaplikasikan pada produk yang sensitif pada panas karena ion dan molekul yang tidak bermuatan mendapatkan sedikit energi dan stabil pada suhu rendah.  ...

  • Ags 16, 2018

    Teknologi Plasma Dingin Pada Minuman Susu dan Jus

    Umur simpan yang panjang pada produk susu khususnya banyak dipengaruhi oleh keberadaan bakteri di dalam produk. Proses thermal dapat meningkatkan keamanan mikrobiologis pada produk susu, namun proses tersebut juga dapat merusak unsur sensori, zat gizi, dan beberapa psysicochemical lainnya (Misra dkk, 2017). Penggunaan proses nonthermal dapat memenuhi aspek keamanan pangan suatu produk serta dapat meningkatkan kateristik sensori dan zat gizi serta dapat menjaga senyawa-senyawa bioaktif yang tidak stabil. Beberapa metose proses nonthermal yang dapat diaplikasikan diantaranya adalah proses tekanan tinggi (high hydrostatic pressure), ultrasound, supercritical carbon dioxide technology, irradiasi, dan plasma dingin.  ...

  • Ags 15, 2018

    Tantangan Produk Minuman Dalam Menggunakan Protein

    Tantangan terhadap produk minuman susu dengan penggunaan protein adalah stabilitas protein. Salah satu cara untuk menjaga stabilisasi pada protein di produk susu adalah dengan menggunakan salah satu hidrokoloid yakni microcrystalline cellulose (MCC). MCC adalah selulosa yang dimurnikan dan sebagian dipolimerasi yang dibuat dengan perlakuan terhadap alpha-cellulose yang diperoleh dari serbuk kayu dan asam mineral. Terdapat dua jenis MCC yang digunakan sebagai ingridien pangan yakni MCC bubur: MCC murni dan MCC koloidal atau MCC yang diproses dengan larutan hidrokoloid seperti gum selulosa.  ...

  • Ags 14, 2018

    Perpaduan Protein Pada Produk Minuman Ringan

    Penggunaan perpaduan antara protein hewani dan protein nabati untuk digunakan dalam suatu produk pangan juga dapat memberikan cita rasa serta manfaat kesehatan yang berbeda. Perpaduan antara protein dari kedelai dan produk dairy akan meningkatkan nilai ekomonis, memperbaiki cita rasa, menyeimbangkan volatilitas tanpa memengaruhi kualitas protein. Sedangkan pada perpaduan kedelai dengan tanaman lain dapat meningkatkan kualitas protein, menambahkan manfaat kesehatan serta dapat menyeimbangkan fungsionalitas dari suatu produk.  ...