“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

ILMU DAN TEKNLOGI PANGAN

KARAGENAN

Karagenan merupakan senyawa yang termasuk kelompok polisakarida galaktosa hasil ekstraksi dari rumput laut. Sebagian besar karagenan mengandung natrium, magnesium, dan kalsium yang dapat terikat pada gugus ester sulfat dari galaktosa dan kopolimer 3,6-anhydro-galaktosa. Karagenan banyak digunakan pada sediaan makanan, sediaan farmasi dan kosmetik sebagai bahan pembuat gel, pengental atau penstabil

Karagenan dapat diekstraksi dari protein dan lignin rumput laut dan dapat digunakan dalam industri pangan karena karakteristiknya yang dapat berbentuk geli, bersifat mengentalkan, dan menstabilkan material utamanya. Karagenan sendiri tidak dapat dimakan oleh manusia dan tidak memiliki nutrisi yang diperlukan oleh tubuh. Oleh karena itu, karagenan hanya digunakan dalam industri pangan karena fungsi karakteristiknya yang dapat digunakan untuk mengendalikan kandungan air dalam bahan pangan utamanya, mengendalikan tekstur, dan menstabilkan makanan.

Macam-macam Karagenan

Di alam ini, terdapat tiga jenis karagenan yang dapat ditemukan secara luas di berbagai perairan di dunia. Ketiganya dibedakan berdasarkan struktur molekul yang mengakibatkan perbedaan sifat fisik dan karakteristik penggunaannya dalam industri pangan. Ketiga jenis karagenan ini adalah kappa, iota dan lambda. Perbedaan ketiganya terletak pada perbedaan posisi gugus ester-sulphate dan jumlah residu 3,6 anhydro-D-galaktose.

karagenan kappa

karagenan kappa memiliki struktur D-galaktose dan beberapa gugus 2-sulfate ester pada  3,6 anhydro-D-galaktose yang ditunjukan gambar. Gugus  6-sulfate ester mengurangi daya kekuatan geli  namun dapat mengurangi  loss akibat pengolahan dengan menggunakan basa.hal ini akan memberikan keteraturan rantai yang lebih baik.

Adapun sifat fisik yang dimiliki karagenan tipe kappa ini adalah:

  • larut dalam air panas
  • penambahan ion Kalium menyebabkan pembentukan gel yang tahan lama, namun rapuh, serta manambah temperatur pembnetukan gel dan pelelehan.
  • Kuat, gel padat, beberapa ikatan dengan ion K+ dan Ca++ menyebabkan bentuk helik terkumpul, dan gel menjadi rapuh
  • Gel berwarna transparan
  • Diperkirakan terdapat 25% ester sulfat dan 34% 3,6-AG
  • Sesuai dengan pelarut yang dapat bercampur dengan air
  • Tidak dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
  • Penggunaan konsentrasi 0.02-2.0%

    karagenan iota

karagenan tipe iota mengandung gugus 4-sulfate ester dalam semua gugus D-galaktose dan gugus 2-sulfate ester dalam 3,6 anhydro-D-galaktose. Ketidakberaturan gugus 6-sulfate ester menggantikan gugus ester 4-sulfate dalam D-galaktose. Gugus ini dapat digantikan dengan pengolahan dalam kondisi basa untuk meningkatkan kekuatan gel.

Adapun sifat fisik yang dimiliki karagenan tipe iota ini adalah:

  • larutan memperlihatkan karakteristik thiksotropik
  • larut dalam air panas, Natrium karagenan iota larut dalam air dingin dan air panas.
  • Penambahan ion kalsium akan menyebabkan pembentukan gel tahan lama, elastic, dan meningkatkan temperatur pembentukan gel dan pelelehan.
  • Gel bersifat elastic, membentuk heliks dengan ion Kalsium.
  • Gel bening
  • Stabil dalam keadaan dingin
  • Tidak dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
  • Diperkirakan mengandung  32% ester sulfat dan 30% 3,6-AG
  • Penggunaan konsentrasi 0.02-2.0%

    karagenan lambda

karagenan tipe lambda mengandung residu disulfated-D-galaktose yang tidak mengandung gugus ester  4-sulfate namun sejumlah gugus ester 2-sulfate.

Adapun sifat fisik yang dimiliki karagenan tipe lambda ini adalah:

  • aliran bebas, larutan pseudo-plastik non-gel dalam air
  • larut sebagian dalam air dingin, dan larut dengan baik dalam air panas.
  • Tidak terbentuk gel, rantai polimer terdistribusi acak
  • Kekentalan bervariasi dari kekenatalan rendah hingga tinggi
  • Penambahan kation memberikan efek  yang kecil terhadap viskositas.
  • Sesuai untuk pelarut yang dapat bercampur dengan air
  • Tidak dapat larut dalam sebagian besar pelarut organic
  • Stabil dalam berbagai variasi temperatur, termasuk temperatur pembekuan
  • Larut dalam larutan garam 5%, baik dingin maupun panas
  • Diperkirakan mengandung  35% ester sulfat dan sedikit atau bahkan tidak mengandung 30% 3,6-AG sama sekali
  • Penggunaan konsentrasi 0.1-1.0%

Sifat Fisik Karagenan

kelarutan

semua jenis karagenan memiliki kelarutan yang baik di dalam air panas. Namun, hanya jenis lambda dan larutan garam Natrium karagenan kappa dan iota dapat larut dalam air dingin. Karagenan lambda membentuk larutan kental dengan karakteristik pseudoplastik ketika dipompa atau diaduk. Dengan kelarutan seperti itu, larutan-larutan karagenan tersebut memiliki kemampuan untuk mengentalkan dan memberikan tekstur krimi.

Temperatur merupakan factor yang cukup penting dalam penggunaan karagenan dal;am system pangan. Semua jenis hidrat karagenan pada temperatur tinggi, karagenan jenis iota dan jenis kappa memiliki kekentalan yang cukup rendah.

kestabilan asam

larutan karagenanakan kehilangan karakteristik gel dan kekentalannya dalam system dengan nilai pH di bawah 4.3. Penyebabnya adalah pada proses autohidrolisis karagenan yang terjadi pada pH rendah yang membentuk ikatan 3,6-anhydrogalaktosa. Laju autohidrolisis bertambah pada kenaikan temperatur dan konsentrasi kation yang rendah. Untuk mencegah terjadinya autohidrolisis, karagenan didinginkan pada temperatur yang lebih rendah daripada temperatur pembentukan gel. Dalam produk yang bersifat asam, karagenan ditambahkan pada bagian akhir proses untuk mencegah degradasi kelebihan asam, dan jika mungkin, asam ditambahkan segera sebelum dilakukan pengisian oleh karagenan untuk mencegah penguraian polimer.

waktu pembentukan gel akan bergantung pada konsentrasi karagenan dan bahan penyusun pangan lainnya seperti garam dan gula. Dalam proses kontinu, waktu pemrosesan dijaga minimum. Dalam system dengan pH 4.5, kondisi proses menjadi irelevan untuk larutan karagenan menjadi stabil untuk berbagai waktu pemrosesan sebagian besar makanan utama.

karakterisstik gel

larutan panas karagenan iota dan kappa akan mulai membentuk gel ketika system tersebut didinginkan pada temperatur 40 and 60ºC bergantung pada kehadiran kation. Gel karagenan bersifat reversible dan memperlihatkan efek histerisis atau perbedaan antara temperatur penentuan gelling dengan melting. Gel tersebut stabil pada temperatur ruangan namun dapat meleleh kmbali dengan pemanasan 5–20ºC di atas temperatur pembentukan gel. Dengan  pendinginan gel kembali akan membentuk gel.

Komposisi ionic dari system pangan adalah penting untuk utilisasi karagenan. Misalnya, karagenan kappa lebih memilih ion kalium untuk menstabilkan zona sambungan  yang melingkupi karakteristik kekokohan gel sebagai gel yang sedikit rapuh. Karagenan iota memilih ion kalsium untuk menjembatani rantai untuk memberikan pengaruh gel yang lembut elastic.

Sinergisasi dengan bahan Pengental dan Stabilizer Lainnya

Locust Bean Gum (LBG) adalah senyawa jenis galactomannan dengan level substitusi dari satu bagian mannose menjadi 4 unit galaktosa. Area bebas mannose dalam LBG dapat berasosiasi  dengan struktur helik karagenan dimer untuk membentuk gel. Larutan Panas karagenan kappa dengan LBG akan membentuk gel yang kuat dan elastic dengan sineresis rendah ketika didinginkan pada temperatur di bawah 50–60ºC. interaksi maksimum terjadi pada perbandingan penggunaan karagenan kappa terhadap LBG adalah 60:40 dan 40:60. Interaski ini ditunjukan oleh gambar. Kombinasi kedua polimer tersebut sangat sering digunakan dalam industri pangan sebagai stabilizer.

Interaksi sinergisasi karagenan yang paling diketahui adalah dengan protein susu. Proses ini sering ditemukan dalam proses pembuatan es krim. Dalam aplikasi karagenan dalam protein susu, karagenan kappa akan membentuk gel lemah dalam fasa larutan dan kemudian berinteraksi secara positif dengan ion asam amino dalam protein pada permukaan misel kasein.

Pada konsentrasi rendah sekitar  150-250 ppm, karagenan kappa sudah dapat mencukupi kebutuhan stabilisasi es krim dengan kandungan protein susu, dan menjaga kualitas komposisi produk selama proses pembuatan dan selama masa penyimpanan. Dalam industri cokelat susu, juga hanya dibutuhkan kadar karagenan yang rendah untuk proses stabilisasi suspensi produk.

Karagenan iota dalam kombinasinya dengan pati dapat memberikan produk dessert dengan bentuk yang sangat baik 4 kali lipat dari pada jika hanya pati sendiri. Sinergisasi karagenan dengan berbagai produk penstabil lain atau bahan pangan lain ditunjukan pada Tabel Resume Krakteristik Variasi Karagenan

Produk Olahan Rumput Laut Selain Karagenan

Beberapa produk olahan rumput laut merah yang cukup terkenal di area Philipina dan Indonesia adalah : Processed Euchema seaweed (PES), Philippines Natural Grade (PNG), Semi-Refined Karagenan (SRC), Alternatively Refined Karagenan (ARC) dan Alkali-Modified Flour (AMF). Produk-produk tersebut merupakan produk yang diolah secara langsung dengan menggunakan basa untuk menghasilkan karagenan. Proses pengolahan dengan menggunakan basa merupakan proses ekstraksi karagenan yang paling ekonomis. Kemudian setelah diekstraksi karagenan terlarut dikeringkan dan diubah bentuknya menjadi tepung dengan grade gel tertentu. Adapun perbedaan pembuatan karagenan biasa dengan produk karagenan lain seperti PES, PNG, ARC, dan AMF ditunjukan dengan Gambar.

Semi-refined karagenan (SRC) adalah salah satu produk karagenan dengan tingkat kemurnian lebih rendah dibandingkan refined karagenan, karena masih mengandung sejumlah kecil selulosa yang ikut mengendap bersama karagenan.

Karagenan merupakan senyawa dengan berat molekul yang cukup tinggi dan merupakan material polidispersi. Ekstrak karagenan kappa komersil  memiliki berat molekul dengan rentang 400–560 kDa, sedangkan Processed Euchema Seaweed  (PES) memiliki berat molekul  615kDa.

Bahan mentah penghasil karagenan

Alga yang termasuk golongan alga merah merupakan penghasil karagenan utama. Alga merah utama ini termasuk di dalamnya adalah Euchema cottonii dan E. spinosum. Kedua alga ini merupakan alga dengan bentuk semak-semak berduri berukuran 50 cm dan banyak tumbuh di area karang di laut Philipina dan Indonesia. E. cottonii menghasilkan karagenan kappa dan E. spinosum menghasilkan karagenan iota. Chondrus crispus merupakanrumput laut merah yang paling terkenal yang memiliki tinggi 10 cm ditemukan tersebar di pantai Atlantik Utara dan mengandung karagenan jenis kappa dan lambda. Selain itu, terdapat juga spesies rumput laut merah bergenus Gigartina dengan ukuran sepanjang 5 meter dan ditemukan tersebar di laut sekitar Cili dan Peru. Jenis ini juga menghasilkan  2 jenis karagenan yaitu kappa dan lambda. Spesies  Furcellaria ditemulan di perairan dingin di sekitar Eropa Utara dan Asia menghasilkan karagenan kappa dan lambda.

Produksi karagenan

Prosedur isolasi karagenan dari berbagai rumput laut telah banyak dikembangkan. Umumnya prosedur ini terdiri atas tiga tahapan kerja yaitu; ekstraksi, penyaringan, dan pengendapan. Pada tahapan ekstraksi, kecepatan dan daya larut karagenan dalam air dipengaruhi oleh temperatur dan waktu proses bergabungnya seluruh fraksi karagenan dari rumput laut dengan fraksi air yang digunakan sebagai media pelarut

Pengolahan secara tradisional:

Pengolahan karagenan masih jarang dilakukan karena belum banyak dikenal nelayan. Pada dasarnya proses ini hampir sama

dengan pengolahan agar-agar, yaitu pada waktu ekstraksi bahan yang digunakan bukan jenis asam tetapi jenis basa.

Proses :

  1. Rumput laut direndam dalam air tawar selama 12-24 jam, kemudian dibilas dan  ditiriskan.
  2. Setelah bersih rumput laut direbus dalam air dengan perbandingan rumput laut dengan air sebesan 1:15, pada suhu 120 oC selama 15 menit. Perebusan memakai pemasak bertekanan (pressure cooker). Selanjutnya dilakukan perebusan ulang tanpa tekanan pada suhu 100°C selama 2-3 jam.
  3. Rumput laut yang lunak dihancurkan dengan blender dan ditambahkan air panas (90 oC). Perbandingannya 1:30. Hasilnya disaring dengan kain kasa halus.
  4. Filtrat diendapkan dengan menambahkan metil alkohol dengan perbandingan 2,5:1, bisa juga dengan menambahkan alkohol 90%, atau membekukannya pada suhu 10 oC – 6°C selama 24-48 jam.
  5. Endapan bercampur alkohol disaring dengan kain kasa. Hasil saringan ini berupa karagenan basah. Filtrat yang beku dicairkan dahulu untuk selanjutnya disaring lagi. Karagenan basah dikeringkan selama 3-4 hari.

Krim “Whipping” atau “Whipped” atau Krim Rendah Lemak yang Disterilkan atau secara UHT

Krim “Whipping” atau “Whipped” atau Krim Rendah Lemak yang Disterilkan atau secara UHT

Whipped Cream

Definisi :

Whipped cream adalah produk yang diperoleh dengan proses whipping terhadap krim standar.
Produk berisi lemak susu tidak kurang dari 36%. Nama whipped cream tidak boleh digunakan untuk produk selain yang dibuat dengan proses whipping terhadap krim. Dapat ditambahkan gula atau bahan tambahan pangan yang diizinkan, misalnya perisa.

Persyaratan minimum:

Kadar lemak susu tidak kurang dari 36%.

Krim Rendah Lemak

Definisi :

Krim rendah lemak
adalah krim yang berisi lemak susu 18% hingga 34%. Produk dipasteurisasi atau ultra pasteurisasi. Dapat mengandung bahan tambahan pangan yang diizinkan.

Persyaratan minimum:

Kadar lemak susu tidak kurang dari 18% dan tidak lebih dari 34%.

Half and Half

Definisi :

Half and half adalah produk susu yang terdiri dari campuran susu dan tidak kurang dari 10,5% krim, dengan kadar lemak susu tidak kurang dari 18%. Produk ini dipasteurisasi atau ultra pasteurisasi dan dapat dihomogenisasi, dengan atau tanpa penambahan bahan tambahan pangan yang diizinkan dan gula.

Persyaratan minimum:

Kadar lemak susu tidak kurang dari 18% dan tidak lebih dari 34%.

Krim “Whipping” (Whipping Cream ) Rendah Lemak

Definisi :

Krim “whipping” (whipping cream) rendah lemak adalah produk yang mengandung lemak 30% hingga 36%. Produk dipasteurisasi atau ultra pasteurisasi. Dapat mengandung bahan tambahan pangan yang diizinkan.

Persyaratan minimum:

Kadar lemak susu tidak kurang dari 30% dan tidak lebih dari 36%.


KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT

 

Pendahuluan

Karbohidrat merupakan salah satu komponen pangan yang penting karena peranannya sebagai sumber energi utama bagi tumbuhan, hewan dan manusia. Karbohidrat terdapat dalam jaringan tumbuhan, hewan serta mikroorganisme dalam berbagai bentuk. Pada tanaman, karbohidrat diproduksi melalui jalur fotosintesis dimana klorofil pada tanaman dengan bantuan sinar matahari dan air dari tanah akan membentuk persenyawaan karbohidrat dan oksigen.

Karbohidrat pada tanaman ini terdapat dalam berbagai bentuk monosakarida, disakarida ataupun pati. Salah satu bentuk karbohidrat yang penting dalam menunjang struktur tumbuhan adalah selulosa. Bentuk karbohidrat lain yang bermanfaat terutama sebagai bahan tambahan dalam pengolahan pangan adalah gum yang diproduksi secara alami oleh tumbuhan, rumput laut dan selulosa. Pada hewan, karbohidrat terdapat dalam bentuk nutrisi yaitu glukosa dan cadangan makanan yaitu glikogen. Selain itu terdapat juga laktosa yaitu disakarida yang bisa ditemukan pada susu.

Pengertian dan Klasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat (diambil dari kata” hidrat dari karbon”) adalah komponen organik dengan struktur dasar Cx(H2O)y. Secara kimia, karbohidrat mengandung elemen karbon, hidrogen dan oksigen dengan perbandingan 2:1 hidrogen terhadap oksigen. Dalam ilmu nutrisi pangan, karbohidrat yang paling penting peranannya adalah termasuk dalam kelompok heksosa (mengandung 6-atom karbon) dan pentosa (mengandung 5-atom karbon).

Secara umum karbohidrat diklasifikasikan atas dua golongan yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana biasanya disebut gula sederhana dan dapat dibedakan menjadi:

  • Monosakarida
  • Disakarida
  • Oligosakarida
  • Gula alkohol


Karbohidrat Sederhana

  • Monosakarida

Kimia Monosakarida

Tata nama monosakarida tergantung dari gugus fungsional yang dimilikinya dan letak gugus hidroksilnya. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifàt lain monosakarida. Monosakarida mengandung satu gugus aldehid disebut sebagai aldosa, sedangkan ketosa adalah monosakarida yang mengandung gugus keton. Monosakarida dengan enam atom karbon disebut heksosa sedangkan yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa. Contoh gula pentosa yaitu xilosa, arabinosa dan ribose. Sedangkan Contoh gula heksosa antara lain glukosa, fruktosa dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaanya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Klasifikasi monosakarida berdasarkan gugus fungsional (aldosa dan ketosa) serta jumlah atom karbonnya dapat dilihat pada Table 2.2.

Klasifikasi karbohidrat


Penulisan rumus bangun molekul gula ada beberapa macam. Salah satu bentuk penulisan yang paling sederhana adalah menurut Fischer yang disebut Fischer projection formula. Penulisan rumus Fischer ini bisa juga disebut bentuk penulisan struktur terbuka. Contoh bentuk penulisan rumus Fischer beberapa monosakarida ini dapat dilihat pada gambar. berikut:


Seperti karbohidrat pada umumnya, monosakarida mengandung atom karbon kiral yaitu atom karbon yang mengikat empat gugus yang berbeda pada masing-masing lengannya, sehingga dapat membentuk bayangan cermin antara konfigurasi satu dengan yang lainnya. Sifat atom karbon inilah yang menjadi dasar pemberian tanda D dan L pada monosakarida. Huruf D yang terlihat pada nama gula seperti D-glukosa merupakan singkatan dan kata dekstro dan L dan kata levo. Biasanya huruf D atau L ditulis di depan nama gula sederhana. Bentuk L merupakan bayangan cermin dari bentuk D. Pemberian nama D atau L berdasarkan penulisan rumus bangun gliseraldéhida menurut Fischer. Bila gugus hidroksil pada karbon nomor 2 (di tengah) pada sebuah molekul gliseraldehida terletak sebelah kanan, dinamakan D dan bila berada di sebelah kiri dinamakañ L. Di alam, kebanyakan monosakarida terdapat dalam bentuk dektro, jarang sekali dalam bentuk levo, kecuali L-fukosa, L-arabinosa dan L-xilosa.


Selain tata nama dengan D- dan L- pada nama gula-gula sederhana, penulisan nama sering juga dituliskan dengan penambahan (+) dan (-). Contoh pada glukosa bisa dituliskan sebagai D(+)-glukosa. Penulisan seperti ini didasarkan pasa kemampuan dari monosakarida untuk memutar cahaya terpolarisasi. Meskipun D-glukosa dan D-fruktosa sama-sama mempunyai bentu dektro (D), tetapi terhadap cahaya terpolarisasi D-fruktosa bersifat pemutar kiri sedangkan bersifat D-glukosa pemutar kanan. Karena itu untuk lebih lengkapnya penulisannya adalah D(+)-glukosa dan D(-)-fruktosa.

Penulisan rumus bangun menurut Fischer dianggap kurang tepat menggambarkan monosakarida. Pada rumus Fischer digambarkan gugus aldehid bebas dan empat hidroksil sekunder yang aktif optic. Dalam kenyataanya penulisan monosakarida tidak sesuai dengan struktur ini, konfigurasi cincin yang melibatkan hemiasetal antara karbon 1 dan 5 lebih tepat menggambarkan struktur monosakarida. Hemiasetal merupakan suatu jembatan oksigen sehingga membentuk cincin yang melibatkan hidroksil (OH) dari karbon nomor 5. Cara penyajian struktur monosakarida inilah yang dikenal dengan cara penyajian Haworth. Struktur cincin Howorth yang terbentuk bila beranggotakan lima disebut furanosa; cincin anggota-enam disebut piranosa. Cincin seperti itu disebut heterosiklik karena satu anggotanya atom oksigen (heteroatom). Jika gugus mereduksi terlibat dalam struktur cincin hemiasetal, karbon 1 menjadi asimetrik dan ada dua isomer yang mungkin, keduanya disebut anomer. Contoh pada glukosa dikenal anomer α-D-glukosa dan β-D-glukosa


Posisi H dan OH pada karbon anomerik disebut α atau β ditentukan dengan mereaksikannya dengan asam borat; α -glukosa bereaksi dengan cepat sedang β -g1ukosa tidak mudah bereaksi dengan asam borat. Haworth berhasil menggambarkan rumus tersebut dalam bentuk perspektif dengan atom H dan hidroksil (OH) di atas atau di bawah bidang cincin yang letaknya tegak lurus pada permukaan kertas. Ikatan-ikatan digambarkan, tebal terletak di depan, sedang yang tipis di bagian be1akang. dapat pula dijelaskan cara pemberian symbol D dan L pada heksosa yang didasarkan pada letak karbon no 6.


Penulisan struktur cincin Haworth beberapa monosakarida dapat dilihat pada gambar berikut.



Penulisan struktur cincin Haworth beberapa monosakarida.

Selain cara penulisan Fischer dan Haworth tersebut, dikenal juga cara penulisan yang lain yaitu Conformational Formula atau biasa dikenal dengan konformasi kursi. Cara penulisan ini merupakan modifikasi dari penulisan Haworth, dimana pada penulisan konformasi kursi sudut ikatan lebih diperhatikan. Seperti pada penulisan Haworth, bentuk α yaitu bila gugus OH pada atom karbon no. 1 (C1) berada di bawah, sedangkan β bila gugus OH di atas bidang.

Nutrisi monosakarida

Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Tubuh hanya dapat menggunakan glukosa dalam bentuk D. Glukosa murni yang ada di pasar biasanya diperoleh dan hasil olahan pati. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, makosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi. Dalam keadaan normal sistem saraf pusat hanya dapat menggunakan glukosa sebagai sumber energi. Glukosa dalam bentuk bebas hanya terdapat dalam jumlah terbatas dalam bahan makanan. Glukosa dapat dimanfaatkan untuk diet tinggi energi. Tingkat kemanisan glukosa hanya separuh dan sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk tingkat kemanisan yang sama.



Cara penyajian D-Glukosa dan D-Fruktosa

Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H1206, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. Gula ini terutama terdapat dalam madu bersama glukosa, dalam buah, nektan bunga, dan juga di dalam sayur. Sepertiga dan gula madu terdini atas fruktosa. Fruktosa dapat diolah dan pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis. Minuman ringan banyak menggunakan sirup jagung-tinggi-fruktosa sebagai bahan pemanis. Di dalam tubuh, fruktosa merupakan hasil pencernaan sakarosa.


Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.

Pentosa merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, Sehingga tidak penting sebagai sumber energi. Ribosa dan deoksiribosa merupakan bagian asam nuldeat dalam inti sel. Karena dapat disintesis oleh semua hewan, ribosa dan deoksiribosa tidak merupakan zat gizi esensial.

  • Oligosakarida

Oligosakarida merupakan polimer dari monosakarida. Oligosakarida dapat berupa homo- atau hetero- polimer dari monosakarida yang terdiri dari dua atau sepuluh monosakarida yang bergabung melalui ikatan glikosidik. Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul disebut disakarida, bila tiga molekul disebut triosa, dan seterusnya. Ikatan glikosidik yang banyak dijumpai adalah terjadi antara atom karbon anomerik atau atom karbon no. 1 (C1) dari monosakarida satu dengan karbon no. 4 (C4) dari monosakarida lainnya. Ikatan glikosidik yang terjadi umumnya pada karbon anomerik dengan karbon genap (2, 4, atau 6) dan jarang terjadi pada karbon ganjil (misal 3,5).


Ada tidaknya sifat pereduksi dan suatu molekul gula ditentukan oleh ada tidaknya gugus hidroksil (OH) bebas yang reaktif. Gugus hidroroksil yang reaktif pada glukosa (aldosa) biasanya terletak pada karbon nomor 1 (anomerik), sedangkan pada fruktosa (ketosa) hidroksil reaktifnya terletak pada karbon nomor dua.

Sukrosa tidak mempunyai gugus OH bebas yang reaktif karena keduanya sudah saling terikat, sedangkan laktosa mempunyai OH bebas pada atom C no. 1 pada gugus glukosanya. Karena itu, laktosa bersifat pereduksi sedangkan sukrosa bersifat nonpereduksi.


Sukrosa adalah oligosakarida yang mempunyai peran penting dalam pengolahan makanan dan banyak terdapat pada tebu, bit, siwalan, dan kelapa kopyor. Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara kornersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dan kedua macam báhan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan knistalisasi. Untuk industri-industri makanan biasa digunakan sukrosa dalam bentuk kristal halus atau kasar dan dalam jumlah yang banyak dipergunakan dalam bentuk cairan sukrosa (sirup). Pada pembuatan sirup, gula pasir (sukrosa) dilarutkan dalam air dan dipanaskan. Sebagian sukrosa akan terurai menjadi glukosa dan fruktosa, yang disebut gula invert. Inversi sukrosa terjadi dalam suasana asam, dimana dalam suasana asam sukrosa bersifat sangat labil dibandingkan oligosakarida yang lainnya sehingga gampang terhidrolisis. Gula invert secara alami terdapat di dalam madu dan rasanya lebih manis daripada sukrosa.

Sukrosa bersifat sangat mudah larut pada rentang suhu yang lebar. Hal inilah yang menjadikan sukrosa sebagai bahan pemanis yang baik untuk sirup dan makanan-makanan yang lain yang mengandung gula.



Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh-tumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati. Dalam proses berkecambah, pati yang rerdapat dalam padi-padian pecah menjadi maltosa, untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh. Produksi bir terjadi bila maltosa difermentasi menjadi alkohol. Bila dicernakan atau dihidrolisis, maltosa pecah menjadi dua unit glukosa.

Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit giukosa dan satu unit galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah 6,8 gram per 100 ml, sedangkan pada air susu ibu (ASI) 4,8 gram per 100 ml. Banyak orang, terutama yang berkulit betwarna (termasuk orang Indonesia) tidak tahan terhadap susu sapi, karena kekurangan enzim laktase yang dibentuk di dalam dinding usus dan diperlukan untuk pemecahan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa. Kekurangan lactase ini menyebabkan ketidaktahanan tenhadap lakrosa. Lakrosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorganisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap lakrosa lebih banyak tenjadi pada orang tua. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.

Trebalosa seperti juga .maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gula jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri aras trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.

Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat di dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim pencernaan. Seperti halnya polisakarida nonpati, oligosakarida ini di dalam usus besar mengalami fermentasi.

Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terkait dengan satu molekul glukosa. Panjang rantai bisa sampai 3 hingga 50 unit, bergantung pada sumbernya. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti, sebagian besar di dalam usus besar difermentasi.

  • Gula Alkohol

Gula alkohol terdapat di alam dan dapat pula dibuat secara sintetis. Ada ernpat jenis gula alkohol yaim sorbitol, manitol, dulsirol, dan inositol.
Sorbitol terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dan glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol
(CH2OH) Struktur kimianya dapat dilihat pada Gambar 2.10. Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi lebih dan lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes. Sorbitol tidak mudah dimetabolisme oleh bakteri dalam mulut sehingga tidak mudah menimbulkan karies gigi. Oleh karena itu, sorbitol banyak digunakan dalam pembuatan permen karet.

Manitol dan dulsitol adalah alkohol yang dibuat dan monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara komersial manitol diekstraksi dan sejenis rumput laut. Kedua jenis alkohol mi banyak digunakan dalam industri pangan.

Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia. Bentuk esternya dengan asam fitat menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dalam usus halus.


Struktur kimia sorbitol dan manitol

  • Karbohidrat Kompleks
    Karbohidrat kompleks terdiri atas:
    (1) polisakarida yang terdiri atas lebih dan dua ikatan monosakanida.
    (2) serat yang dinamakan juga polisakanida nonpati.

Polisakarida

Karbohidrat kompleks mi dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Gula sederhana mi terutama adalah glukosa. Jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakanida nonpati.

Pati

Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan rnerupakan karbohidrat utama yang dikonsumsi manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian. Beras, jagung, dan gandum mengandung 70— 80% pati; kacang-kacang kening, seperti kacang kedelai, kacang merah dan kacang hijau 30—60%, sedangkan ubi, talas, kentang, dan singkong 20—30%.

Secara kimia pati merupakan homopolimer dari glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya tergantung dari panjang rantai karbonnya dan percabangan pada rantai molekulnya. Pati terdiri dari dua macam fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut sebagai amilosa merupakan fraksi linear dengan ikatan α(1,4)-D-glukosa. Sedangkan amilopektin merupakan fraksi tidak terlarut yang memiliki rantai molekul yang bercabang dengan ikatan α(1,4)-D-glukosa


Molekul pati (amilosa dan amilopektin).

Amilopektin memiliki susunan bercabang dengan 15—30 unit glukosa pada tiap cabang. Rantai glukosa tersebut terikat satu sama lain melalui ikatan alfa yang dapat dipecah dalam proses pencernaan.

Komposisi amilosa dan amiopektin berbeda dalam pati berbagai bahan makanan. Amiopektin pada umumnya terdapat dalam jumlah lebih besar. Sebagian besar pati mengandung antara 15% dan 35% amilosa. Pada beras semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amiopektinnya, semakin pulen (lekat) nasi yang diperoleh. Berdasarkan kadar amilopektinnya beras dapat dibedakan menjadi empat golongan yaitu: (1) beras dengan kadar amilosa tinggi (25-33%); beras dengan kadar amilosa menengah (20-25%); (3) beras dengan kadar amilosa rendah (9-20%); dan beras yang memiliki kadar amilosa yang sangat rendah (<9%) contohnya beras ketan hampir tidak mengandung amilosa (1—2%).

Sifat-sifat Pati

a. Gelatinisasi

Secara fisik karakteristik granula pati berbeda antara tanaman yang satu dengan yang lainnya. Gambar menunjukkan beberapa bentuk granula pati yang dapat terlihat dengan mikroskop. Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa.


Penampakan granula beberapa pati

Bila pati dimasukkan dalam air dingin, granula pati akan menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air yang terserap dan pembengkakannya terbatas. Air yang terserap tersebut hanya dapat mencapai kadar 30%. Peningkatan volume granula pati yang terjadi dalam air pada suhu antara 55°C sampai 65°C merupakan pembengkak yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali pada kondisi semula. Granula pati dapat dibuat membengkak luar biasa, tetapi bersifat tidak dapat kembali lagi pada kondisi semula. Perubahan tersebut disebut gelatinasi. Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu gelatinisasi yang dapat dilakukan dengan penambahan panas. Air dapat ditambahkan dari luar seperti halnya pembuatan kanji dan puding, atau air yang ada dalam bahan makanan tersebut, misalnya air dalam kentang yang dipanggang atau dibakar.

Bila suspensi pati dalam air dipanaskan, beberapa perubahan selama terjadinya gelatinisasi dapat diamati. Mula-mula suspensi pati yang keruh seperti susu tiba-tiba mulai menjadi jemih pada suhu tertentu, tergantung jenis pati yang digunakan. Terjadinya translusi larutan pati tersebut biasanya diikuti pembengkakan granula. Bila energi kinetik molekul- molekul air menjadi lebih kuat daripada daya tarik-menarik antar molekul pati di dalam granula, air dapat masuk ke dalam butir-butir pati. Hal inilah yang menyebabkan bengkaknya granula tersebut. Indeks refraksi butir-butir pati yang membengkak itu mendekati indeks refraksi air dan hal inilah yang menyebabkan sifat translusen.

Karena jumlah gugus hidroksil dalam molekul pati sangat besar, maka kemampuan menyerap air sangat besar. Terjadinya peningkatan viskositas disebabkan air yang dulunya berada di luar granula dan bebas bergerak sebelum suspensi dipanaskan, kini sudah berada dalam butir-butir pati dan tidak dapat bergerak dengan bebas lagi.

Pati yang telah mengalami gelatinasi dapat dikeringkan, tetapi molekul-molekul tersebut tidak dapat kembali lagi ke sifat-sifatnya sebelum gelatinasi. Bahan yang telah kering tersebut masih mampu menyerap air kembali dalam jumlah yang besar. Sifat inilah yang digunakan agar instant rice dan instant pudding dapat menyerap kembali dengan mudah, yaitu dengan menggunakan pati yang telah mengalami gelatinisasi.

Suhu gelatinasi tergantung juga pada konsentrasi pati. Makin kental larutan, suhu tersebut makin lambat tercapai, sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah, bahkan kadang-kadang turun. Konsentrasi terbaik untuk membuat larutan gel adalah 20%; makin tinggi konsentrasi, gel yang terbentuk makin kurang kental dan setelah beberapa waktu viskositas akan turun.

Suhu gelatinasi berbeda-beda bagi tiap jenis pati dan merupakan suatu kisaran. Dengan viskosimeter suhu gelatinasi dapat ditentukan, misa1nya pada jagung 62-70°C, beras 68-78°C, gandum 54,5-64°C, kentang 58-66°C, dan tapioka 52-64°C. Suhu ge1atinasi juga dapat ditentukan dengan polarized microscope. Granula pati mempunyai sifat merefleksikan cahaya terpolarisasi sehingga dibawah mikroskop terlihat seperti Kristal hitam dan putih. Sifat ini disebut sifat birefrigent. Waktu granula mulai pecah sifat ini akan menghilang. Kisaran suhu dimana 90% butir pati dalam air panas membengkak sedemikian rupa sehingga tidak dapat lagi kembali ke bentuk semula disebut Birefrigent End Point Temperature (BEPT).

Selain konsentrasi, pembentukan gel ini dipengaruhi pula oleh pH larutan. Pembentukan gel optimum pada pH 4-7. Bila pH terlalu tinggi, pembentukan gel makin cepat tercapai tapi cepat turun lagi, sedangkan bila pH terlalu rendah terbentuknya gel lambat dan bila pemanasan diteruskan, viskositas akan turun lagi. Pada pH 4-7 kecepatan pembentukan gel lebih lambat daripada pH 10, tapi bila pemanasan diteruskan, viskositas tidak berubah.

Penambahan gula juga berpengaruh pada kekentalan gel yang terbentuk. Gula akan menurunkan kekentalan, hal ini disebabkan gula akan mengikat air, sehingga pembengkakan butir-butir pati terjadi lebih lambat, akibatnya suhu gelatinasi lebih tinggi. Adanya gula akan menyebabkan gel lebih tahan terhadap kerusakan mekanik.

b). Retrogradasi dan Sineresis

Beberapa molekul pati, khususnya amilosa yang dapat terdispersi dalam air panas, meningkatkan granula-granula yang membengkak dan masuk ke dalam cairan yang ada di sekitarnya. Karena itu, pasta pati yang telah mengalami gelatinasi terdiri dan granula-granula yang membengkak tersuspensi dalam air panas dan molekul-molekul amilosa yang terdispersi dalam air. Molekul-molekul amilosa tersebut akan terus terdispersi, asalkan pasta pati tersebut tetap dalam keadaan panas. Karena itu dalam kondisi panas, pasta masih memiliki kemampuan untuk mengalir yang fleksibel dan tidak kaku.

Bila pasta tersebut kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi untuk melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk bersatu kembali. Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula. Dengan demikian mereka menggabungkan butir pati yang membengkak itu menjadi semacam jaring-jaring membentuk mikrokristal dan mengendap. Proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinasi tersebut disebut retrogradasi. Sebagian besar pati yang telah menjadi gel bila disimpan atau didinginkan untuk beberapa hari atau minggu akan membentuk endapan kristal di dasar wadahnya.

Pada pati yang dipanaskan dan telah dingin kembali ini sebagian air masih berada di bagian luar granula yang membengkak. Air ini mengadakan ikatan yang erat dengan molekul-molekul pati pada pennukaan butir-butir pati yang membengkak; demikian juga dengan amilosa yang mengakibatkan butir-butir pati yang membengkak. Sebagian air pada pasta yang telah dimasak tersebut berada dalam rongga-rongga jaringan yang terbentuk dan butir pati dan endapan amilosa. Bila gel dipotong dengan pisau atau disimpan untuk beberapa hari, air tersebut dapat keluar dan bahan. Keluarnya atau merembesnya cairan dan suatu gel dari pati disebut sineresis (syneresis).

Mekanisme prilaku pati pada proses penggembungan, pelarutan dan peretrogradarian dapat dilihat pada berikut:

Mekanisme prilaku pati pada proses penggembungan, pelarutan dan peretrogradarian

c). Pemecahan Pati

Proses pemasakan pati di samping menyebabkan pembentukan gel juga akan melunakkan dan memecah sel, sehingga memudahkan pemecahan pati menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana. Dalam proses pemecahan semua bentuk pati dihidrolisis menjadi glukosa. Pada tahap pertengahan akan dihasilkan dekstrin dan maltosa. Selain proses pemanasan tersebut, pemecahan pati dapat dlakukan secara enzimatis. Enzim-enzim yang terdapat pada tanaman yang dapat menhidrolisis pati adalah α -ami1ase, β-amilase, dan fosforilase.

Enzim β-amilase dapat memecah pati menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil, misalnya pemecahan amilosa menjadi fraksi kecil yang disebut maltosa, suatu disakarida dari glukosa. Bila β-amilase direaksikan terhadap pati biasa, hanya diperoleh 60% sampai 70% dan hasil dari maltosa teoretis. Bagian pati yang tidak terurai menjadi residu yang disebut β-amilase limit dextrin. Hal ini disebabkan karena ternyata β-amilase tidak mampu menghidrolisi amilopektin di luar batas cabang-cabang tertentu.

Dibandingkan β-amilase, kemampuan menhidrolisis α-ami1ase lebih baik. Enzim ini dapat menghidrolisis pati menjadi fraksi-fraksi molekul yang terdiri dari 6 sampai 7 unit glukosa.

Enzim fosforilase mampu memecah ikatan 1,4-glikosidik pati dengan bantuan asam atau ion fosfat, sedangkan amilase memerlukan molekul air.


Pati + PO43- α-D-glukosa-1-fosfat

Proses tersebut disebut proses fosforilasi, dan biasanya tidak disebut proses hidrolisis. Fosforilase dapat memecah aniilosa secara tuntas, tetapi bila substratnya amilpektin, di samping glukosa terbentuk dekstrin yang disebut “dekstrin tahan fosforilase” yang molekulnya mengandung cabang dengan ikatan α-1,6.

Dektrin merupakan produk antara pada pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dan sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare. Pati yang dipanaskan secara kening (dibakar) seperti halnya pada proses membakar roti akan menghasilkan dekstrin. Molekul sakarida bila bertambah kecil, akan meningkatkan daya larut dan kemanisannya, oleh karena itu dekstrin lebih manis daripada pati dengan daya larut lebih tiaggi dan lebih mudah dicernakan. Dekstrin maltosa, suatu produk hasil hidrolisis parsial pati, digunakan sebagai makanan bayi karena tidak mudah mengalami fermentasi dan mudah dicernakan.

d). Reaksi dengan lodin

Pati yang berikatan dengan iodin (I2) akan menghasilkan warna biru. Sifat ini dapat digunakan untuk menganalisis adanya pati. Hal ml disebabkan oleh struktur molekul pati yang berbentuk spiral, sehingga akan mengikat molekul iodin dan terbentuklah warna biru. Bila pati dipanaskan, spiral merenggang, molekul-molekul iodin terlepas sehingga warna biru hilang. Dari percobaan- percobaan didapat bahwa pati akan merefleksikan warna biru bila berupa polimer glukosa yang lebih besar dari dua puluh, misalnya molekul-molekul amilosa. Bila polimernya kurang dan dua puluh seperti amilopektin, maka akan dapat dihasilkan warna merah. Sedang dekstrin dengan polimer 6, 7, dan 8 membentuk warna coklat. Polimer yang lebih kecil dari lima tidak memberikan warna dengan lodin.

  1. Glikogen

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di dalarn hati dan otot. Glikogen terdiri atas unit-unit glukosa dalam bentuk rantai lebih bercabang daripada amilopektin. Struktur yang lebih bercabang ini membuat glikogen lebih mudah dipecah. Tubuh mempunyai kapasitas terbatas untuk menyimpan glikogen, yaitu hnya sebanyak 350 gram. Dua pertiga bagian dan glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam janingan lemak. Glikogen tidak merupakan sumber karbohidrat yang penting dalam bahan makanan, karena hanya terdapat di dalam makanan berasal dan hewani dalam jumlah terbatas.


Molekul glikogen

 

Polisakarida Nonpati/Serat

Serat akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai penyakit. Serat makanan makanan merupakan polisakarida yang menyususn dinding sel. Ada dua golongan serat, yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal. Selulosa, hemiselulosa, dan lignin merupakan kerangka struktural semua tumbuh-tumbuhan.

Selulosa

Selulosa merupakan bagian utama dinding sel tumbuh-tumbuhan yang terdiri atas polimer linier panjang hingga 10.000 unit glukosa terikat dalam bentuk ikatan beta (1→4). Polimer karbohidrat dalam bentuk ikatan beta tidak dapat dicernakan oleh enzim pencernaan manusia. Selulosa merupakan struktur kristal yang sangat stabil. Selulosa yang berasal dan makanan nabati akan meliwati saluran cerna secara utuh. Selulosa melunakkan dan memberi bentuk pada feses karena mampu menyerap air, sehingga membantu gerakan peristaltik usus, dengan demikian membantu defekasi dan mencegah konstipasi.

Seperti juga amilosa, selulosa adalah polimer berantai lurus α(1,4)-D-glukosa. Bedanya dengan amilosa adalah pada jenis ikatan glikosidanya. Selulosa bila dihidrolisis oleh enzim selobiase, yang cara kerjanya serupa dengan β-amilase, akan terhidrolisis dan menghasilkan dua molekul glukosa dan ujung rantai, sehingga dihasilkan selobiosa (β-(1,4)-G-G)

Pada penggilingan padi, dihasilkan hampir 50% sekam yang banyak mengandung selulosa, lignin, dan mineral Na dan K yang mempunyai daya saponifikasi. Selulosa dalam sekam padi dapat dipergunakan untuk makanan ternak, tetapi kandungan ligninnya harus dihilangkan terlebih dahulu, biasanya dengan menggunakan KOH. Di beberapa negara misalnya Taiwan, telah diusahakan untuk melarutkan lignin dengan NH4OH sebagai pengganti KOH. Penambahan NH4OH ini mempunyai keuntungan berupa penambahan sumber N dalam makanan ternak. Di samping itu NH4OH harganya jauh lebih murah dibandingkan dengan KOH.

Turunan selulosa yang dikenal sebagai carboxymethyl cellulose (CMC) sering dipakai dalam industri makanan untuk mendapatkan tekstur yang baik. Misalnya pada pembuatan es krim, pemakaian CMC akan memperbaiki tekstur dan kristal laktosa yang terbentuk akan lebih halus. CMC juga sering dipakai dalam bahan makanan untuk mencegah terjadinya retrogradasi. CMC yang banyak dipakai pada industri makanan adalah garam Na-carboxymethyl cellulose disingkat CMC yang dalam bentuk murninya disebut gum selulosa. Pembuatan CMC ini adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na kloroasetat.

ROH + NaOH → R—ONa + HOH

R—ONa +ClCH2COONa – R—CH2COONa + NaCl

Karena CMC mempunyai gugus karboksil, maka viskositas larutan CMC dipengaruhi oleh pH larutan; pH optimumnya adalah 5, dan bila pH terlalu rendah (<3), CMC akan mengendap.

Hemiselulosa

Bila komponen- komponen pembentuk jaringan tanaman dianalisis dan dipisah-pisahkan, mula-mula lignin akan terpisah dan senyawa yang tinggal adalah hemiselulosa. Lebih lanjut lagi ternyata hemiselulosa terdiri dan selulosa dan senyawa lain yang larut dalam alkali. Dari hasil hidrolisis hemiselulosa, diperkirakan unit monomer yang membentukknya tidak sejenis (heteromer). Unit pembentuk hemiselulosa terutama adalah D-xilosa, pentosa, heksosa lain dan asam uronat yang membentuk rantai bercabang.

Beda hemiselulosa dengan selulosa yaitu: hemiselulosa mempunyai derajat polimenisasi rendah dan mudali larut dalam alkali tapi sukar larut dalam asam, sedang selulosa adalah sebaliknya. Hemiselulosa tidak merupakan serat-serat yang panjang seperti selulosa, juga suhu bakarnya tidak setinggi selulosa. Hasil hidrolisis selulosa akan menghasilkan D-glukosa, sedangkan hemiselulosa terutama akan menghasilkan D-xilosa dan monosakarida lainnya.

Lignin

Lignin terdiri atas polimer karbohidrat yang relatif pendek yaitu antara 50— 2000 unit. Lignin memberi kekuatan pada struktur tumbuh-tumbuhan, oleh karena itu merupakan bagian keras dan tumbuh-tumbuhan sehingga jarang dimakan. Lignin terdapat di dalam tangkai sayuran, bagian inti di dalam wortel dan biji jambu biji. Lignin sesungguhnya bukan karbohidrat dan seharusnya. tidak dimasukkan dalam serat makanan.

Pektin

Pektin secara umum terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, khususnya di sela-sela antara selulosa dan hemiselulosa. Ikatan-ikatan ini larut atau mengembang di dalam air sehingga membentuk gel. Oleh karena itu, di dalam industri pangan digunakan sebagai bahan pengental, emulsifier, dan stabilizer. Senyawa-senyawa pektin juga berfungsi sebagai bahan perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lain. Bagian antara dua dinding sel yang berdekatan tersebut disebut lamela tengah (middle lamella).

Pektin terdapat di dalam sayur dan buah, terutama jenis sitrus, apel, jambu biji, anggur, dan wortel. Buah-buahan yang mempunyai kandungan pektin tinggi baik untuk dibuat jam atau jeli. Secara komersial pektin diekstraksi dan apel dan kulit sitrus.

Senyawa-senyawa pektin merupakan polimer dan asam D-galakturonat yang dihubungkan dengan ikatan β-(1,4)-glukosida; asam galakturonat merupakan turunan dari galaktosa.

Pada umumnya senyawa-senyawa pektin dapat diklasifikasi menjadi tiga kelompok senyawa yaitu asam pektat, asam pektinat (pektin), dan protopektin. Pada asam pektat, gugus karboksil asam galakturonat dalam ikatan polimemya tidak teresterkan. Asam pektat dapat membentuk garam seperti halnya asam-asam lain. Asam pektat terdapat dalam jaringan tanaman sebagai kalsium atau magnesium pektat.


Gum

Gum adalah polisakarida larut air terdiri atas 10.000—30.000 unit yang terutama terdiri atas glukosa, galaktosa, manosa, arabinosa, ramnosa, dan asam uronat. Gum arabic adalah sari pohon akasia. Gum diekstraksi secara komersial dan digunakan dalam industri pangan sebagai pengental, emusifter, dan stabilizer. Mukilase merupakan struktur kompleks yang mempunyai ciri khas, yaitu memiliki komponen asam D-galakturonat. Mukilase terdapat di dalam biji-bijian dan akar yang fungsinya diduga mencegah pengeringan. Beta-glukan terutama terdiri atas polimer glukosa bercabang yang terikat dalam bentuk Beta (1—3) dan Beta (1—9). Beta-glukan terdapat dalam serealia, terutama di dalam oat dan barley, dan diduga berperan dalam menurunkan kadar kolesterol darah. Polisakarida algal yang diambil dan algae dan rumput laut merupakan polimer asam-asam manuronat dan guluronat. Produk alga luas digunakan di Indonesia sebagai agar-agar, karaginan dan banyak digunakan sebagai bahan pengental dan stabilizer.

Agar merupakan kárbohidrat terdiri dan galaktosa yang dihubungkan satu dengan lainnya melalui ikatan β(1 – 4), inembentuk Agarose dan Agaropektin dengan proporsi yang berbéda-beda. Agaropektin mernpunyai struktur seperti agarose dengan residu asan serta D-asam glukouronat dan asam pyruvat. Agaropektin merupakan campuran dari (1-3) dengan (1 – 4) galaktosa dan (3 – 6) anhidrogalaktosa, serta sebagian kecil asam sulfat dan asam D-glukouronat.

Agaropektin dapat dipisahkan dan agarose dengan cara pengendapan agarqpektin dengar menggunakàn senyawa garam Quarternary cimonium atau propilen-glycot. Agarose merupakan komponen agar-agar yang bertanggung jawab atas daya gelasi agar-agar. Di samping itu, viskositas dan daya gelasi agar-agar tergantung pada cara produksi dan jenis ganggang yang digunakan, serta kandungan sulfat yang terdapat pada agar-agar tersebut. Kenaikan kandu.ngan sulfat akan mereduksi kapasitas gelasi agar-agar.

Karaginan merupakan getah rumput laut yang diekstraksi dengan air atau larutan alkali dan spesies tertentu dan kelas Rhodophyceae (alga merah). Karaginan rnerupakan senyawa hidrokoloid yang terdiri dan ester kalium, natrium, magnesium dan kalsium sulfat, dengan galaktosa dan 3,6 anhydrogalakto copolymer. Sebagai stabilisator (pengatur kesembangan), thickener atau pengental, gelling agent (pembentuk gel), pengemulsi, lain-lain, karaginan sangat penting peranannya. Sifat ini banyak dimanfaatkan oleh industri makanan, obat-obatan, kosmetik, tekstil, cat, pasta gigi dan industri lainnya.

  • Reaksi-reaksi karbohidrat

1.Kemanisan

Pada umumnya manusia baik bayi, anak, maupun orang dewasa menyukai rasa manis gula; demikian juga halnya beberapa serangga dan hewan lain.

Beberapa monosakarida dan oligosakarida mempunyai rasa manis sehingga sering kali digunakan sebagai bahan pemanis. Yang sering digunakan adalah sukrosa (kristal), glukosa (dalam sirup jagung), dan dekstrosa (kristal D-glukosa). D-fruktosa dan maltosa jarang dijual dalam bentuk kristal, tetapi merupakan bahan pemanis makanan yang penting. D-fruktosa terdapat dalam gula invert, dan sirup jagung mengandung 45% D-fruktosa atau maltosa. Sebagai standar kemanisan dipergunakan rasa manis suknosa.

Bila kemanisan beberapa gula dibandingkan dengan kemanisan sukrosa = 1,00, maka kemanisan D-galaktosa = 0,4 — 0,6; maltosa = 0,3—0,5; laktosa = 0,2—0,3; dan rafinosa 0,15; sedang D-fruktosa sekitar 1,32 serta xilitol hampir sama kemanisannya dengan sukrosa =0,96 —1,18.

Kemanisan larutan D-fruktosa terhadap sukrosa akan menurun bila suhu dinaikkan. Pada suhu 5°C, D-fruktosa kira-kira 1,4 kali lebih manis daripada sukrosa. Tetapi pada suhu 40°C kira-kira sama, dan pada suhu 60°C kemanisan D-sukrosa tinggal 0,8. Demikian balnya pada D-galaktosa, D-glukosa, dan L-sorbosa. Sedang kemanisan maltosa tidak dipengaruhi oleh perubahan-perubahan. suhu.

2.Pencoklatan (browning)

Proses pencoklatan atau browning sering terjadi pada buah-buahan seperti pisang, peach, pear, salak, pala, dan apel. Buah yang memar juga mengalami proses pencoklatan. Pada umumnya proses pencokiatan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu proses pencoklatan yang enzimatik dan yang nonenzimatik.

a.Pencoklatan enzimatik

Pencoklatan enzimatik terjadi pada buah-buahan yang banyak menpndung substrat senyawa fenolik. Ada banyak sekali senyawa fenolik yang dapat bertindak sebagai substrat dalam proses pencoklatan enzimatik pada buah-buahan dan sayuran. Di samping katekin dan turunannya seperti tirosin, asam kafeat, asam kiorogenat, serta leukoantosianin dapat menjadi substrat proses pencoklatan.

Senyawa fenolik dengan jenis ortodihidroksi atau trihidroksi yang saling berdekatan merupakan substrat yang baik untuk proses pencoklatan. Proses pencokiatan enzimatik memerlukan adanya enzim fenol oksidase dan oksigen yang harus berhubungan dengan substrat tersebut.

 

Enzim-enzim yang dapat mengkatalisis oksidasi dalam proses pencoklatan dikenal dengan berbagai nama, yaitu fenol oksidase, polifenol oksidase, fenolase, atau polifenolase; maing-masing bekerja secara spesifik untuk substrat tertentu. Terjadinya reaksi pencoklatan diperkirakan melibatkan perubahan dan bentuk kuinol menjadi kuinon seperti terlihat pada gambar berikut ini:

 


Struktur kuinon

 

Reaksi pencoklatan yang nonezimatik belum diketahui atau dimengerti penuh. Tetapi pada umumnya ada tiga macam reaksi pencokiatan nonenzimatik yaitu karamelisasi, reaksi Maillard, dan pencokiatan akibat vitamin C.

b. Karamelisasi

Bila suatu larutan sukrosa diuapkan maka konsentrasinya akan meningkat, demikian juga titik didihnya. Keadaan ini akan terus berlangsung sehingga seluruh air menguap semua. Bila keadaan tersebut telah tercapai dan penanasan diteruskan, makacairan yang ada bukan lagi terdini dan air tetapi cairan sukrosa yang lebur. Titik lebur sukrosa adalah 160°C,


Bila gula yang telah mencair tersebut dipanaskan terus sehingga suhunya melampaui titik leburnya, misalnya pada suhu 170°C, maka mulailah terjadi karamelisasi sukrosa. Gula karamel senirig dipergunakan sebagai bahan pemberi cita rasa makanan. Reaksi yang terjadi bila gula mulai hancur atau terpecah-pecah tidak diketahui pasti, tetapi paling sedikit melalui tahap-tahap seperti berikut: Mula-mula setiap molekul sukrosa dipecah menjadi sebuah molekul glukosa dan sebuah molekul fruktosan (fruktosa yang kekurangan asam molekul air). Suhu yang tinggi mampu mengeluarkan sebuah molekul air dan setiap molekul gula sehingga terjadilah glukosan, suatu molekul yang analog dengan fruktosan. Proses pemecahan dan dehidrasi diikuti dengan polimenisasi, dan beberapa jenis asam timbul dalam campuran tersebut.

 

Bila soda ditambahkan ke dalam gula yan telah terkaramelisasi, maka adanya panas dan asam akan mengeluarkan gelembung-gelembung CO2 yang mengembangkan cairan karamel. Bila didinginkan akan membentuk benda yang kropos dan rapuh. Bila soda ditambahkan ke dalam gula yang telah terkaramelisasi, maka adanya panas dan asam akan mengeluarkan gelembung-gelembung CO2 yang mengembangkan cairan karamel. Bila didinginkan akan membentuk benda yang kropos dan rapuh.

c. Reaksi Mailard

Reaksj-reaksi antara karbohidrat, khususnya gula pereduksi dengan gugus amina primer, disebut reaksi-reaksi Maillard. Hasil reaksi tersebut menghasilkan bahan berwarna coklat, yang sering dikehendaki atau kadang-kadang malahan menjadi pertanda penurunan mutu. Warna coklat pada pembuatan sate atau pemanggangan daging, adalah warna yang dikehendaki, demikian juga halnya pada penggorengan ubi jalar dan singkong serta pencokiatan yang indah dan berbagai roti. Gugus amina primer biasanya terdapat pada bahan awal sebagai asam amino.

Reaksi Maillard berlangsung melalui tahap-tahap sebagai berikut:

  • Suatu aldosa bereaksi bolak-balik dengan asam amino atau dengan suatu gugus amino dan protein sehingga menghasilkan basa Schiff.
  • Perubahan terjadi menurut reaksi Amadori sehingga menjadi amino ketosa.Dehidrasi dan hasil reaksi Amadori membentuk turunan-turunan furfuraldehida, misalnya dan heksosa diperoleh hidroksimetil furfural.
  • Proses dehidrasi selanjutnya menghasilkan hasil antara men x-dikarbonil yang diikuti penguraian menghasilkan reduktor-reduktor dan a-dikarboksil seperu metilglioksal, asetol, dan. diasetil.
  • Aldehida-aldehida aktif dan 3 dan 4 terpolimerisasi tanpa mengikutsertakan gugus amino (hal ini disebut kondensasi aldol) atau dengan gugusan amino membentuk senyawa berwarna coklat yang disebut melanoidin.

d.Pencoklatan akibat Vitamin C

Vitamin C (asam askorbat) merupakan suatu senyawa reduktor dan juga dapat bertindak sebagai precursor untuk pembentukan warna cokiat nonenzimatik. Asam-asam askorbat berada dalam keseimbangan dengan asam dehidroaskorbat. Dalam suasana asam, cincin lakton asam dehidroaskorbat terurai secara irreversible dengan membentuk suatu senyawa diketogulonat; dan kemudian berlangsunglah reaksi Maillard dan proses pencoklatan.


KARAKTERISTIK SIFAT Na-CMC DAN GUM ARAB

Sifat dan Karakteristik Na-CMC

Na-CMC adalah turunan dari selulosa dan sering dipakai dalam industri pangan, atau digunakan dalam bahan makanan untuk mencegah terjadinya retrogradasi. Pembuatan CMC adalah dengan cara mereaksikan NaOH dengan selulosa murni, kemudian ditambahkan Na-kloro asetat (Fennema, Karen and Lund, 1996) .

Reaksi :

R OH + NaOH → RONa + H2O

R ONa + ClCH2COONa → O CH2COONa + NaCl

Na-CMC merupakan zat dengan warna putih atau sedikit kekuningan, tidak berbau dan tidak berasa, berbentuk granula yang halus atau bubuk yang bersifat higroskopis (Inchem, 2002). Menurut Tranggono dkk. (1991), CMC ini mudah larut dalam air panas maupun air dingin. Pada pemanasan dapat terjadi pengurangan viskositas yang bersifat dapat balik (reversible). Viskositas larutan CMC dipengaruhi oleh pH larutan, kisaran pH Na-CMC adalah 5-11 sedangkan pH optimum adalah 5, dan jika pH terlalu rendah (<3), Na-CMC akan mengendap (Anonymous. 2004).

Na-CMC akan terdispersi dalam air, kemudian butir-butir Na-CMC yang bersifat hidrofilik akan menyerap air dan terjadi pembengkakan. Air yang sebelumnya ada di luar granula dan bebas bergerak, tidak dapat bergerak lagi dengan bebas sehingga keadaan larutan lebih mantap dan terjadi peningkatan viskositas (Fennema, Karen and Lund, 1996). Hal ini akan menyebabkan partikel-partikel terperangkap dalam sistem tersebut dan memperlambat proses pengendapan karena adanya pengaruh gaya gravitasi.

Menurut Fardiaz, dkk. (1987), ada empat sifat fungsional yang penting dari Na-CMC yaitu untuk pengental, stabilisator, pembentuk gel dan beberapa hal sebagai pengemulsi. Didalam sistem emulsi hidrokoloid (Na-CMC) tidak berfungsi sebagai pengemulsi tetapi lebih sebagai senyawa yang memberikan kestabilan.

Penambahan Na-CMC berfungsi sebagai bahan pengental, dengan tujuan untuk membentuk sistem dispersi koloid dan meningkatkan viskositas. Dengan adanya Na-CMC ini maka partikel-partikel yang tersuspensi akan terperangkap dalam sistem tersebut atau tetap tinggal ditempatnya dan tidak mengendap oleh pengaruh gaya gravitasi (Potter, 1986). Mekanisme bahan pengental dari Na-CMC mengikuti bentuk konformasi extended atau streched Ribbon (tipe pita). Tipe tersebut terbentuk dari 1,4 –D glukopiranosil yaitu dari rantai selulosa. Bentuk konformasi pita tersebut karena bergabungnya ikatan geometri zig-zag monomer dengan jembatan hydrogen dengan 1,4 -Dglukopiranosil lain, sehingga menyebabkan susunannya menjadi stabil. Na-CMC yang merupakan derivat dari selulosa memberikan kestabilan pada produk dengan memerangkap air dengan membentuk jembatan hydrogen dengan molekul Na-CMC yang lain (Belitz and Grosch, 1986).

Belizt and Grosch (1986) mengatakan, penggunaan Na-CMC sebagai derivat dari selulosa antara 0,01%-0,8% akan mempengaruhi produk pangan seperti jelli buah, sari buah, mayonaise dan lain-lain. Menurut Fennema (1986), semua zat pengental dan pengental adalah hidrofil dan terdispersi dalam larutan yang dikenal sebagai hidrokoloid.

Secara garis besar, proses pembuatan karboksi metil selulosa melalui 2 (dua) tahap reaksi, yaitu pertama reaksi alkalisasi dan kedua reaksi eterifikasi. Pada reaksi tahap pertama, yaitu alkalisasi merupakan reaksi antara selulosa dengan larutan soda (basa) menjadi alkali selulosa (selulosa bersifat larut dalam larutan soda). Sedangkan tahap kedua, yaitu eterifikasi merupakan reaksi antara alkali selulosa dengan senyawa natrium kloro asetat menjadi natrium karboksi metil selulosa (Na-CMC) yang membentuk larutan kental (viskous). Reaksi berlangsung dalam temperatur antara 60-800C dan waktu operasi antara 2-3 jam dan dilakukan pengadukan (mixing).

  • Nama Lokal

BP : Carmllose sodium

JP : Carmllose sodium

USPNF : Carmllosum natricum

PhEur : Carboxymethylcellulose sodium

  • Sinonim

Akuacell; Aquasorb;Blanose; cellulose gum; CMC sodium; E466; Finnfix; nymcel;SCMC; sodium carboxymethylcellulose; sodium cellulose glycolate; sodium CMC;Tylose CB

  • Nama Kimia dan Nomer Registrasi CAS

Cellulose, carboxymethyl ether, sodium salt [9004-32-4]

  • Rumus Empiris dan Berat Molekul

USP mendeskripsikan sodium karboksimetilselulosa merupakan garam sodium yang berasal dari sebuah polikarboksimetil eter selulosa. Berat molekulnya adalah 90000-700000.

  • Kategori Fungsional

Sebagai agen penyalut, agen stabilitas, suspending agen, tablet dan kapsul disintegran tablet pengikat, agen pengabsorbsi air.

  • Pemerian

Ketebalan : 0.52 g/cm3

Konstanta Disosiasi : pKa = 4.30

Titik Cair : kecoklatan pada kira – kira 227o C

Muatan Cairan : Dapat dianggap sebagai cirinya berisi air kurang dari 10 %. Tetapi Sodium CMC meupakan higroskopik dan artinya menyerap air sebanyak temperatur diatas 37o C yang relatif basah sekitar 80 %.

Kelarutan : praktis larut dalam aseton, etanol 95%, eter dan toluen. Air mudah didispersi pada semua suhu, pada bentuk yang murni, pada solut koloid. Kelarutan caiaran bermacam – macam tergantung derajat substitusi (DS)

Viskositas : Tingkatan atau Sodium CMC yang tersedia dalam perdagangan memiliki perbedaan kekentalan cairan, solut cairan 1 % b/v dengan kekentalan 5 – 13000 mPas (5 – 13000 cP) kemungkinan mampu tercapai. Sebuah peningkatan konsentrasi menghasilkan peningkatan pada kekentalan solut cairan, memperpanjang pemanasan pada temperatur tinggi mampu mempermanen penurunan kekentalan. Viskositas solut Sodium CMC dapat stabil dengan baik pada rentang pH 4 – 10. Jauhnya pH optimum adalah netral.

  • Inkompatibilitas

Sodium CMC inkompatibilitas dengan kuat pada larutan asam dengan beberapa garam besi dan beberapa logam atau baja, beberapa aluminium, merkuri dan besi. Namun dapat terjadi pada pH kurang dari 2 dan juga ketika dikocok dengan etanol 95%

Sodium CMC berbentuk kompleks dengan gelatin dan pektin. Sodium CMC juga dapat kompleks dengan kolagen dan mengandung beberapa protein.

Sifat dan Karakteristik Gum Arab

Gum arab dihasilkan dari getah bermacam-macam pohon Acasia sp. di Sudan dan Senegal. Gum arab pada dasarnya merupakan serangkaian satuan-satuan D-galaktosa, L-arabinosa, asam D-galakturonat dan L-ramnosa.

Berat molekulnya antara 250.000-1.000.000. Gum arab jauh lebih mudah larut dalam air dibanding hidrokoloid lainnya. Pada olahan pangan yang banyak mengandung gula, gum arab digunakan untuk mendorong pembentukan emulsi lemak yang mantap dan mencegah kristalisasi gula (Tranggono dkk,1991). Gum dimurnikan melalui proses pengendapan dengan menggunakan etanol dan diikuti proses elektrodialisis (Stephen and Churms, 1995). Menurut Imeson (1999), gum arab stabil dalam larutan asam. pH alami gum dari Acasia Senegal ini berkisar 3,9-4,9 yang berasal dari residu asam glukoronik. Emulsifikasi dari gum arab berhubungan dengan kandungan nitrogennya (protein).

Gum arab dapat meningkatkan stabilitas dengan peningkatan viskositas. Jenis pengental ini juga tahan panas pada proses yang menggunakan panas namun lebih baik jika panasnya dikontrol untuk mempersingkat waktu pemanasan, mengingat gum arab dapat terdegradasi secara perlahan-lahan dan kekurangan efisiensi emulsifikasi dan viskositas.

Menurut Alinkolis (1989), gum arab dapat digunakan untuk pengikatan flavor, bahan pengental, pembentuk lapisan tipis dan pemantap emulsi. Gum arab akan membentuk larutan yang tidak begitu kental dan tidak membentuk gel pada kepekatan yang biasa digunakan (paling tinggi 50%). Viskositas akan meningkat sebanding dengan peningkatan konsentrasi (Tranggono dkk, 1991). Gum arab mempunyai gugus arabinogalactan protein (AGP) dan glikoprotein (GP) yang berperan sebagai pengemulsi dan pengental (Gaonkar,1995).

Hui (1992) menambahkan bahwa gum arab merupakan bahan pengental emulsi yang efektif karena kemampuannya melindungi koloid dan sering digunakan pada pembuatan roti. Gum arab memiliki keunikan karena kelarutannya yang tinggi dan viskositasnya rendah. Karakteristik kimia gum arab berdasar basis kering dapat dilihat pada Tabel.

Komponen Nilai (%)

Galaktosa 36,2 ± 2,3

Arabinosa 30,5 ± 3,5

Rhamnosa 13,0 ± 1,1

Asam glukoronik 19,5 ± 0,2

Protein 2,24 ± 0,15

Sumber : Glicksman (1992)

 

Daftar Pustaka

Anonymous. 2004e. Cellulose. http://en.wikipedia.org/wiki/Cellulose. Tanggal akses 6 Juli 2006

Alinkolis, J. J. 1989. Candy Technology. The AVI Publishing Co. Westport-Connecticut

Belitz, H. D. and W. Grosch. 1986. Food Chemistry. Springer Veralag Berlin Heldenberg, New York

Fardiaz, Srikandi, Ratih Dewanti, Slamet Budijanto. 1987. Risalah Seminar ; Bahan Tambahan Kimiawi (FoodAdditive). Institut Pertanian Bogor, Bogor

Fennema,O.R. 1986. Principle of Food Science. Marcel Dekker Inc. New York and Basel

Fennema, O. R., M. Karen, and D. B. Lund. 1996. Principle of Food Science. The AVI Publishing, Connecticut

Gaonkar, A. G. 1995. Inggredient Interactions Effects on Food Quality. Marcell Dekker, Inc., New York

Hui, Y. H. 1992. Encyclopedia of Food Science and Technology. Volume II. John Willey and Sons Inc, Canada

Imeson, A. 1999. Thickening and Gelling Agent for Food. Aspen Publisher Inc, New York Stephen, A. M. and S. C. Churms. 1995. Food Polysaccarides and Their Applications. Marcell Dekker, Inc, New York

Potter, N. Norman. 1986. Food Science. The AVI Publishing. Inc. Westport, Connecticut

Tranggono, S., Haryadi, Suparmo, A. Murdiati, S. Sudarmadji, K. Rahayu, S. Naruki, dan M. Astuti. 1991. Bahan Tambahan Makanan (Food Additive). PAU Pangan dan Gizi UGM, Yogyakarta


JENIS-JENIS FROZEN DESSERT

 Es Krim

Eskrim adalah makanan beku yang dibuat dari produk dairy seperti krim ( atau sejenisnya), digabungkan dengan perasa dan pemanis. Campuran ini didinginkan dengan mengaduk sambil mengurangi suhunya untuk mencegah pembentukan kristal es besar. Es krim digunakan untuk menunjuk ke “dessert” beku makanan ringan yang terdiri dari lemak susu.

Menurut Eckles et al. (1980) bahan penyusun es krim ialah lemak, padatan bukan lemak, pemanis, stabilizer dan emulsifier dan bahan flavor. Fungsi penambahan lemak pada pembuatan es krim adalah memberikan rasa creamy serta berperan dalam pembentukan globula lemak dan turut mempengaruhi besar kecilnya pembentukan kristal.

Campbell dan Marshall (1975) menyatakan bahwa bagian terbanyak dari bahan padatan susu bukan lemak adalah laktosa atau susu skim, protein dan garam mineral. Laktosa memberi rasa manis dan menurunkan titik beku. Protein berfungsi menambah nilai nutrisi, memperbaiki citarasa, membantu pembuihan, pengikatan air dan membantu produk es krim yang lembut.

Stabilizer pada es krim bertanggung jawab untuk menambah viskositas dalam campuran fase tidak beku dari eskrim (Goff, 2000). Sedangkan emulsifier digunakan untuk menghasilkan adonan yang merata, memperhalus tekstur dan meratakan distribusi udara di dalam struktur es krim (Arbuckle, 1977).

   Frozen Yogurt

Frozen yogurt  atau yogurt beku atau biasa disingkat FroYo adalah dessert beku yang dibuat dari yogurt dan kadang-kadang dari produk susu. FroYo menggunakan susu, bukan krim. Inilah yang menjadikannya rendah lemak.

Chandan dan Shahani (1993) menyatakan bahwa frozen yogurt merupakan produk yang mirip es krim secara fisik, memiliki rasa yang cukup tajam dan mengandung enzim aktif laktase yang diproduksi oleh stater yogurt.

  Sherbet

Sherbet sering disebut es Italia. Sorbet/Sorbetto adalah air, gula dan buah-buahan segar, yang dibuat tanpa susu maupun krim. Sorbet dibuat hanya dari buah dan air. Sorbet terkenal karena rasa buah yang dihasilkan lebih terasa di lidah daripada dan es krim dan lebih menonjolkan rasa dari buah-buahan. Sherbet juga bisa mengandung alkohol, yang menurunkan titik bekunya sehingga teksturnya lebih lembut.

 Waterice

Water ice adalah dessert beku manis yang dibuat dengan buah atau perasa makanan alami atau buatan. Water ice bukan es serut yang diberi perasa, melainkan dibuat dengan proses yang sama dengan pembuatan es krim. Rasa yang biasanya tersedia adalah rasa raspberry, cherry, lemon, mangga, jeruk, strawberry, semangka, dan lain-lain.

 Velva

Velva merupakan salah satu frozen dessert yang terbuat dari puree buah dengan tekstur mirip dengan eskrim buah. Menurut Frandsen dan Arbuckle (1961), produk sejenis es krim yang terbuat dari puree buah, gula, stabilizer, dengan atau tanpa penambahan asam, pewarna, flavor, atau air dan dibekukan hingga konsistensinya menyerupai es krim diklasifikasikan ke dalam golongan fruitices. Yang membedakan hanyalah tekstur dan komposisinya saja. Secara tekstur Velva sedikit agak kasar dari pada es krim yang lembut, sedangkan untuk komposisinya, velva lebih dominan berisi buah-buahan dari pada susu. Bahan-bahan velva yang kemudian dibekukan dalam alat pembeku atau mesin pembuat es krim untuk memperoleh tekstur yang halus. Bahan-bahan pembuat velva umumnya dari segala macam jenis buah. Buah yang digunakan adalah buah yang berdaging tebal, contohnya pisang, mangga, nanas, jambu, pepaya, durian, apel, dan lain-lain. Kelebihan velva buah dibandingkan eskrim adalah kadar lemaknya yang sangat rendah karena tidak menggunakan lemak susu sehingga cocok bila dikonsumsi oleh kelompok vegetarian maupun orang-orang yang sedang diet rendah lemak. Keunggulain lain velva buah adalah kandungan vitamin A dan vitamin C yang tinggi karena berasal dari buah-buahan segar.

 Mellorine

Mellorine adalah minuman alternatif yang lebih murah dari eskrim, dimana lemak yang digunakan adalah mentega. Mellorine dapat dibuat dari kedua lemak hewan dan lemak nabati. Mellorine diproduksi dengan proses pembekuan, sambil diaduk campuran pasteurisasi susu yang diturunkan padatan tanpa lemak dan lemak hewani atau nabati (atau keduanya). Setelah itu, dicampur dengan pemanis atau penambahan bahan penyedap.

 Frozen Dairy Dessert

Frozen dairy dessert dibuat dengan bahan-bahan yang berkualitas tinggi yang sama ditemukan di es krim – seperti susu segar, krim, dan gula – dan menawarkan rasa yang enak serta tekstur yang lebih lembut. Frozen dairy dessert memiliki lemak yang lebih sedikit daripada es krim.

 Frozen Dairy Confection

Frozen confection adalah salah satu produk minuman beku yang terbuat dari kombinasi dari dua atau lebih dari bahan-bahan seperti susu, air, pemanis, tanpa asam organik. Frozen confection juga tidak ditambahkan bahan penstabil dan emulsifier. Frozen daity confection tidak kurang dari 13% padatan susu total, tidak kurang dari 33% berat padatan total makanan.

 Frozen Confection

Frozen confection adalah salah satu produk minuman beku yang terbuat dari kombinasi dari dua atau lebih dari bahan-bahan seperti susu, air, pemanis, asam organik. Frozen confection juga bisa ditambahkan bahan penstabil dan emulsifier. Frozen confection harus mengandung 17% berat padatan total.

  Smoothie

Smoothie adalah minuman campuran dan beberapa bahan yang dipakai yaitu sayuran,yogurt,susu ataupun madu. Campur smoothies dengan susu rendah lemak agar tidak bermasalah dengan berat badan. Kombinasi ini menjadikan smoothies sebagai cemilan sehat yang berprotein tinggi, kaya akan vitamin, mineral, gula alami, kalsium dan lemak yang aman bagi tubuh. Tubuh juga mendapat pasokan energi yang tersedia lebih lama sehingga tidak mudah lapar.  Selain smoothie buah, smoothie juga biasa dicampur dengan es batu, coklat,  atau sirup. Smoothie memiliki konsistensi seperti milkshake, dan bisa juga diberi krim susu atau yogurt.


PEMBUATAN ES KRIM

PEMBUATAN ES KRIM

Es krim dapat didefinisikan sebagai makanan beku yang dibuat dari produk susu (dairy) dan dikombinasikan dengan pemberi rasa (flavor) dan pemanis (sweetener) (David, 1994). Menurut Standar Nasional Indonesia, es krim adalah sejenis makanan semi padat yang dibuat dengan cara pembekuan tepung es krim atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula, dan dengan atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Campuran bahan es krim diaduk ketika didinginkan untuk mencegah pembentukan Kristal es yang besar. Secara tradisional, penurunan temperatur campuran dilakukan dengan cara mencelupkan campuran ke dalam campuran es dan garam.

Secara umum, komposisi bahan-bahan pembuat es krim adalah sebagai berikut: 10-16% lemak susu (milkfat), 9-12% padatan susu bukan lemak (milk solids-non-fat, MSNF), 12-16% pemanis, 0,2-0,5% penstabil (stabilizer) dan pengemulsi (emulsifier), dan 55-64% air. (Pearson, 1980)

Berdasarkan komposisinya, es krim terbagi menjadi empat kategori, yaitu kategori ekonomi (economy brand), kategori standar (standard brand), kategori premium (premium brand), dan kategori super premium (super premium brand) (Person, 1980). Perbedaan komposisi yang mendasari pembagian kategori dapat dilihat pada Tabel 2.

1. Bahan baku pembuatan es krim

Hampir semua es krim diproduksi dari campuran produk susu (dairy);berupa susu, krim, maupun padatan lemaknya; minyak sayur atau mentega, pemanis, penstabil, dan pengemulsi. Pemberi/penguat rasa (flavor), pewarna (color), dan bahan lain dapat ditambahkan pada tahap akhir proses produksi. (Person, 1980)

Pada umumnya, campuran tersebut hanya membentuk 50% dari volume akhir es krim, sisanya merupakan udara yang dicampurkan pada proses whipping. (Person, 1980)

Tabel Perbedaan Komposisi Jenis-Jenis Es Krim

Komposisi Jenis Es Krim
Ekonomi Standar Premium Super Premium
Kandungan Lemak ≤ 10% 10% – 12% 12% – 15% 15% – 18%
Total Padatan ≤ 36% 36% – 38% 38% – 40% ≥ 40%
Overrun ≥ 120% 100% – 120% 60% – 90% 25% – 40%
Biaya Produksi Relatif  rendah Rata-rata Di atas rata-rata tinggi

1.1 Air

Air merupakan komponen terbesar dalam campuran es krim, berfungsi sebagai pelarut bahan-bahan lain dalam campuran. Komposisi air dalam campuran bahan es krim umumnya berkisar 55-64%. (Person, 1980)

1.2 Milk Solids-Non-Fat (MSNF)

MSNF merupakan bahan baku es krim yang mengandung laktosa, kasein, whey protein, dan mineral. MSNF merupakan bahan penting dalam pembuatan es krim. Fungsi MSNF dalam es krim adalah sebagai berikut:

1)  Kehadiran protein dalam MSNF dapat meningkatkan tekstur es krim dan mampu mempertahankan tekstur es krim agar tidak snowy dan flaky pada overrun tinggi

2)  Memberi bentuk dan membuat tidak kenyal pada produk akhir

Bahan yang termasuk ke dalam kategori ini adalah laktosa (karbohidrat), cassein dan whey (protein) dan mineral. Fungsi protein dalam es krim adalah memperbaiki pengembangan struktur termasuk proses pembentukan emulsi, sifat ”whipping”, kemampuan untuk menahan air sehingga meningkatkan kekentalan dan menurunkan pembentukan kristal es. Mineral dalam bentuk garam seperti sodium citrate dan disodium phosphate berguna dalam memberikan efek ”basah” pada es krim. Sementara garam mineral yang lain seperti calsium phosphate memberikan efek ”kering” pada es krim.

Walaupun memiliki banyak kegunaan, penggunaan MSNF harus dibatasi karena dapat menghilangkan aroma dari beberapa campuran bahan es krim dan MSNF memiliki kandungan laktosa yang tinggi. Kelebihan laktosa pada campuran es krim dapat menyebabkan cacat tekstur es krim menjadi kasar akibat dari adanya kristal laktosa yang terbentuk ke luar campuran. Selain itu, kelebihan laktosa juga dapat menurunkan titik beku produk akhir. Penggunaan MSNF secara umum berkisar antara 9-12%, bergantung pada jenis produk.

Sumber MSNF untuk kualitas produk yang tinggi berasal dari susu skim konsentrat dan bubuk susu skim pemanasan rendah proses spray (spray process low heat skim milk powder). Sumber lain yang digunakan adalah susu skim, susu skim terkondensasi beku (frozen condensed skimmed milk), bubuk buttermilk atau buttermilk terkondensasi, susu terkondensasi, dan whey kering atau whey terkondensasi.

Saat ini penggunaan susu skim bubuk atau skim terkondensasi telah banyak digantikan dengan berbagai jenis susu bubuk pengganti yang merupakan campuran dari konsentrat whey protein, kasein, dan bubuk whey. Kandungan protein dalam bubuk pengganti ini lebih kecil dibandingkan dengan bubuk skim, berkisar antara 20-25% sehingga memilki harga yang lebih murah. Campuran ini juga memiliki komposisi whey protein dan kasein yang tepat untuk menghasilkan kinerja yang baik dalam membuat campuran es krim.

1.3 Susu (milk fat)

Lemak susu dalam campuran es krim memiliki fungsi sebagai berikut:

1)  Meningkatkan cita rasa pada es krim

2)  Menghasilkan tekstur lembut pada eskrim

3)  Membantu dalam memberikan bentuk pada es krim

4)  Membantu dalam pemberian sifat leleh yang baik pada es krim

5)  Membantu dalam melumasi freezer barrel pada saat produksi (campuran non-fat sangat kasar untuk peralatan pendinginan)

Seperti halnya MSNF, penggunaan lemak susu juga harus dibatasi karena dapat menghalangi kemampuan whipping dari campuran es krim. Selain itu, lemak susu yang berlebihan dapat menghasilkan rasa gurih yang berlebihan pada es krim sehingga dapat menurunkan konsumsi. Harga lemak susu relatif tinggi sehingga dapat meningkatkan biaya produksi apabila penggunaannya berlebihan. Kelemahan lain pada penggunaan lemak susu berlebih adalah nilai kalori campuran es krim yang meningkat.

Sumber lemak susu untuk menghasilkan produk es krim dengan cita rasa dan kelezatan tinggi adalah susu segar. Sumber lain yang biasa digunakan adalah mentega dan lemak susu anhidrat.

Lima hal yang perlu diperhatikan dalam memilih sumber lemak susu adalah struktur Kristal lemaknya, laju kristalisasi lemak pada temperatur yang berubah-ubah, profil pelelehan lemak (terutama temperatur pendinginan dan pembekuan), kandungan trigliserida yang mudah meleleh, dan rasa dan kemurnian minyaknya. Kandungan lemak susu pada es krim pada umumnya berkisar antara 10-16%.

Fungsi lemak susu dalam es krim adalah memperkaya cita rasa. Di samping itu, juga mempunyai peran dalam menciptakan tekstur yang lembut. Peran yang tak kalah pentingnya adalah memberikan “body” dan karakteristik pelumeran yang baik. Dalam proses industri, juga memberikan efek pelumasan pada wadah. Hal ini berlawanan dengan sifat bahan non lemak dalam produk es krim, yang cenderung keras dalam peralatan pembeku.

Pembatasan penggunaan lemak susu karena beberapa alasan. Pertama, pertimbangan harga. Kedua, kalori yang tinggi. Tiga, pembatasan kekayaan cita rasa yang berlebihan. Karena berbagai alasan itulah kadang-kadang krim diganti dengan mentega (butter) atau minyak mentega (butter oil atau anhydrous milk fat). Malah pada beberapa produk diganti dengan lemak yang bukan berasal dari susu, seperti penggunaan santan kelapa misalnya.

1.4 Pemanis (sweetener)

Es krim yang manis pada umumnya didambakan oleh setiap orang yang memakannya. Oleh karena itu, pemanis biasanya ditambahkan pada campuran es krim sebanyak 12-16%-berat. Pemanis akan melembutkan tekstur, meningkatkan kecocokan pada es krim, memperkaya rasa, dan biasanya merupakan sumber termurah dari padatan es krim. Kegunaan lain dari pemanis adalah berperan pada penurunan titik beku sehingga pada temperatur yang sangat rendah, masih terdapat air yang tidak membeku. Tanpa adanya air yang tidak beku tersebut, maka es krim akan menjadi sangat keras dan sangat sulit untuk disendok.

Sukrosa merupakan sumber pemanis yang paling banyak digunakan karena memberi rasa yang kuat. Penggunaan sukrosa telah banyak digantikan dengan gula jagung (corn syrup) karena dapat lebih memperkokoh bentuk es krim dan meningkatkan shelf-life.

1.5 Pemantap (stabilizer)

Penstabil merupakan senyawa, biasanya getah polisakarida makanan, yang ditambahkan untuk menambah viskositas campuran dan fasa tak beku es krim. Tanpa adanya penstabil, es krim akan menjadi kasar dan proses pembentukan kristal es akan menjadi sangat cepat.

Selain itu, penstabil juga berfungsi untuk mencegah terjadinya proses heat shock, yaitu proses pelelehan dan pembekuan pada es krim yang terjadi selama distribusi sehingga menyebabkan es krim menjadi bersifat es (icy). Disebabkan oleh karena berfungsi sebagai menaikkan viskositas, penggunaan penstabil harus dibatasi agar tidak memberikan viskositas yang terlalu tinngi pada campuran es krim. Jumlah penstabil yang ditambahkan biasanya berkisar 0,2%-0,5%-berat

Beberapa jenis penstabil yang banyak digunakan adalah:

1)  Locust Bean Gum: Serat yang dapat larut yang berasal dari endosperma tumbuhan kacang yang biasa tumbuh di Afrika.

2)  Guar Gum: diperoleh dari endosperma kacang tanaman Guar, termasuk dalam keluarga Leguminoceae yang tumbuh di India.

3)  Carboxymethil Cellulose (CMC): berasal dari sebagian besar bahan tanaman atau selulosa kayu yang diolah secara kimia agar dapat larut dalam air.

4)  Xanthan Gum: diproduksi dalam medium kultur cair oleh Xanthaomonas campestris sebagai eksopolisakarida.

5)  Sodium Alginate: Merupakan ekstak rumput laut

6)  Karagenan: Merupakan ekstrak Irish Moss atau jenis alga merah lain

Tiap-tiap penstabil memiliki karakteristik yang bebeda-beda. Biasanya, dua atau lebih jenis penstabil dicampurkan dalam penggunaannya untuk memberikan sifat yang lebih sinergis satu dengan yang lainnya dan meningkatkan efektivitas secara menyeluruh. Sebagai contoh, guar gum lebih larut dibandingkan dengan  locust bean  gum  pada temperatur rendah sehingga banyak digunakan pada sistem pasteurisasi HTST. Karagenan tidak pernah digunakan sebagai penstabil utama, namun sebagai penstabil sekunder yang berfungsi untuk mencegah pengendapan whey dari campuran sebagai efek dari pnstabil yang lain.

Gelatin, protein yang berasal hewan, yang dapat digunaka sebagai penstabil pada es krim, namun penggunaannya saat ini telah banyak digantikan oleh polisakarida dari tumbuh-tumbuhan karena harganya yang relatif murah. (Person, 1980)

1.6 Pengemulsi (Emulsifier)

Pengemulsi adalah senyawa yang ditambahkan pada campuran es krim untuk menghasilkan struktur lemak dan kebutuhan distribusi udara yang tepat sehingga menghasilkan karakteristik leleh yang baik dan lembut. Pengemulsi terdiri dari bagian hidrofil dan lipofil yang terpisah pada permukaan pertemuan antara minyak dan air yang menyebabkan turunnya tegangan permukaan antara minyak dan air dalam emulsi sehingga disperse lemak dapat berlangsung dengan baik.

Pengemulsi asli pada es krim adalah kuning telur, namun yang paling banyak digunakan sekarang ini adalah mono- dan digliserida yang berasal dari hidrolisis parsial lemak hewani maupun minyak nabati. Pengemulsi lain yang banyak digunakan adalah polisorbat 80 yang merupakan sorbitan ester yang mengandung glukosa alcohol (sorbitol) yang terikat pada asam lemak dan asam oleat dan ditambahkan dengan oksietilen untuk meningkatkan kelarutan dalam air. (Person, 1980)

Pengemulsi lain yang dapat digunakan adalah mentega susu dan gliserol ester. Jumlah penstabil dan pengemulsi kurang dari 1,5%-berat campuran es krim. Keduanya harus telah diteliti secara mendalam dan mendapat keterangan Generally Recognized as Safe (GRAS) sebelum digunakan sebagai bahan campuran es krim.

1.7 Pewarna

Merupakan senyawa yang ditambahkan pada campuran es krim untuk memberikan warna tertentu dan membuat penampilan lebih menarik. Jenis yang banyak digunakan adalah Tartazine, Sunset Yellow, Brilliant Blue, dan Carmoisine)

1.8 Pemberi Rasa (Flavor)

Pemberi rasa ditambahkan pada campuran es krim untuk memberikan rasa tertentu. Bahan pemberi rasa yang banyak digunakan adalah vanilla, coklat, perasa buatan, sari buah, kacang, dan lain-lain.

1.9 Bahan Pelengkap

Bahan-bahan pelengkap ditambahkan untuk menambah penampilan luar dan memperkaya rasa. Bahan pelengkap yang banyak digunakan adalah cokelat, permen, biskuit, kacang, dan buah

2. Proses Pembuatan Es Krim

Proses pembuatan es krim terbagi menjadi beberapa tahapan proses, yaitu pencampuran (mixing), pasteurisasi (pasteurization) dan homogenisasi (homogenization), penuaan (ageing), pembekuan (freezing), pengisian (filling), pengerasan (hardening).

2.1 Pencampuran (Mixing)

Pada tahap ini, semua bahan dasar dicampur di dalam tangki berpengaduk. Tangki yang digunakan biasanya berbahan baja tahan karat (stainless steel). Pada proses pencampuran ini, bahan baku cairan dimasukkan langsung ke dalam tangki melalui pipa yang terhubung langsung dengan tangki sedangkan bahan baku padatan dimasukkan ke dalam tangki melalui mulut tangki. Pencampuran memerlukan agitasi yang keras agar semua bahan dapat bercampur dengan baik, oleh karena itu biasanya digunakan pengaduk dengan kecepatan tinggi.

Proses pencampuran pada pabrik es krim dilakukan secara partaian. Pada tahap ini, seluruh bahan baku dimasukkan ke dalam tangki pencampur kemudian diaduk. Terdapat dua buah tangki pengaduk berkapasitas dua ton terbuat dari bahan baja anti karat (stainless steel) dan memiliki pengaduk berjenis propeller.

Semakin lama pengadukan pada proses pencampuran, campuran yang dihasilkan menjadi semakin homogen namun temperatur dan viskositas menjadi semakin menurun sehingga sulit untuk dipompakan menuju proses pasteurisasi. Oleh karena itu, waktu pengadukan pada proses pencampuran dibatasi. Proses pencampuran dari mulai memasukkan bahan baku hingga pemompaan ke proses pasteurisasi menggunakan waktu selama 20 menit. Tangki pencampur harus dibersihkan terlebih dahulu untuk penggunaan memproduksi campuran yang berbeda jenis dan warna.

Proses memasukkan bahan baku ke dalam tangki pencampur terdiri dari dua cara yaitu secara manual dan secara otomatis. Bahan baku yang dimasukkan secara manual biasanya berupa bahan baku padat, sedangkan yang dimasukkan secara otomatis berupa cair yang terhubungkan langsung melalui pipa ke dalam tangki pencampur. Memasukkan bahan baku ke dalam tangki pengaduk secara berurutan sesuai dengan urutan tertentu. Urutan bahan baku yang dimasukkan ke dalam tangki pencampur adalah air, gula pasir, bahan susu, racikan, gula sirup, minyak nabati, dan terakhir adalah rework. Fungsi dari adanya urutan bahan baku dijelaskan  pada uraian berikut ini yang diurutkan dari bahan yang dimasukkan lebih dahulu:

1)     Air

Air dimasukkan pertama kali ke dalam tangki pencampur. Air digunakan untuk melarutkan semua bahan baku. Temperatur air yang masuk ke dalam tangki berkisar antara 80-85oC untuk memudahakan pelarutan bahan baku. Air dimasukkan ke dalam tangki secara otomatis melalui pipa yang terhubung langsung ke dalam tangki. Mula-mula, air yang dikeluarkan tidak merupakan seluruh jumlah air yang digunakan untuk melarutkan bahan baku, tapi disisakan sebagian untuk membersihkan campuran yang masih tersisa setelah campuran dipompakan menuju proses pasteurisasi.

2)     Gula Pasir

Setelah jumlah air yang dimasukkan ke dalam tangki pengaduk mencapai jumlah yang diinginkan, bahan yang kemudian dimasukkan ke dalam tangki pengaduk adalah gula pasir. Penambahan gula pasir sebelum penambahan bahan susu adalah untuk menurunkan temperatur air sehingga tidak terjadi kerusakan nutrien pada susu berupa pemecahan protein. Akibat penambahan gula tersebut, temperatur air turun hingga mencapai 75-80oC.

3)     Bahan Susu

Yang termasuk bahan susu adalah susu skim dan bubuk whey. Penambahan susu pada temperatur air 75-80oC bertujuan agar tidak terjadi penggumpalan, lebih mudah larut, dan dapat membunuh sebagian bakteri yang terdapat pada susu (jika ada).

4)     Racikan

Racikan terdiri dari bahan-bahan pengemulsi dan pemantap. Racikan dimasukkan secara sedikit dmi sedikit agar terjadi pencampuran yang baik dan mencegah terjadinya penggumpalan.

5)     Gula Sirup

Gula sirup merupakan bahan cair sehingga penambahannya ke dalam tangki dilakukan secara otomatis melalui pipa. Gula sirup yang masuk ke dalam tangki bertemperatur 45-50oC.

6)     Minyak Nabati

Seperti halnya gula sirup dan air, minyak nabati juga ditambahkan ke dalam tangki secara otomatik. Minyak nabati yang ditambahkan bertemperatur 40-45oC. Selain dengan cara otomatis, penambahan minyak nabati juga dilakukan secara manual pada pembuatan campuran tertentu sebagai pelarut bahan tambahan seperti kalsium.

7)     Rework

Rework adalah material yang dihasilkan dari beberapa tahapan pada proses. Penggunaan rework dibatasi hanya 10%-berat untuk jenis ice cream dan 15% untuk jenis water ice.

 2.2  Pasteurisasi (Pasteurization)

Setelah terbentuk campuran es krim (mix), campuran es krim kemudian dipasteurisasi. Pasteurisasi merupakan titik control biologik (biological control point) pada system yang bertujuan untuk menghancurkan bakteri-bakteri patogen pada campuran. Selain itu, pasteurisasi juga dapat mengurangi jumlah spoilage bacteria. Pasteurisasi memerlukan pemanasan dan pendinginan. Temperatur minimal untuk melaksanakan pasteurisasi bergantung pada waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pasteurisasi.

Pasteurisasi terbagi menjadi dua metode, yaitu metode partaian dan kontinu. Pada metode partaian, campuran dipanaskan dalam sebuah tangki hingga mencapai temperatur minimal 69oC dan dipertahankan selama 30 menit (Marshall, 2003). Setelah dipanaskan dan dipertahankan temperaturnya, campuran kemudian didinginkan hingga temperatur 4oC atau kurang. Metode partaian biasa disebut low-temperatur long-time (LTLT).

Proses pasteurisasi dan homogenisasi dilakukan dengan menggunakan rangkaian alat balance tank, plate heat exchanger (PHE), homogenizer, dan holding tube. Keluaran campuran dari tangki pencampur dipompakan menuju balance tank yang berfungsi untuk menjaga laju alir campuran konstan. Temperatur campuran keluar dari balance tank sama dengan temperatur campuran keluaran tangki pencampur.

PHE terdiri dari bagian regenerasi, pemanasan, dan pendinginan. Mula-mula campuran masuk ke dalam bagian regenerasi. Pada bagian ini, terjadi perpindahan panas antara campuran dari balance tank dengan campuran dari homogenizer yang memiliki temperatur lebih tinggi. Adanya bagian regenrasi ini dapat menghemat kebutuhan energi hingga 90%.

Campuran kemudian dialirkan ke bagian pemanasan. pemanasan dilakukan oleh air bertemperatur 90-95oC yang sebelumnya dipanaskan oleh kukus. Temperatur keluaran campuran setelah pemanasan adalah berkisar antara 80-85oC. Setelah dipanaskan, campuran kemudian dialirkan ke luar PHE menuju homogenizer.

Proses homogenisasi dilaksanakan pada homogenizer. Campuran diberi tekanan tinggi mecapai 100-150 bar untuk ice cream dan 50-75 bar untuk water ice untuk memecah butiran lemak hingga berdiameter 1µm sehingga terbentuk campuran bertekstur halus dan homogen. Setelah homogenisasi, campuran memasuki tahap pasteurisasi di dalam holding tube.

Waktu tempuh campuran melewati holding tube adalah 80oC dan temperatur campuran dijaga tetap 80-85oC. Pasteurisasi berlangsung saat campuran melewati holding tube secara turbulen dan temperatur yang dijaga selama 20 detik sepanjang jarak tempuhnya di dalam holding tube. Dari holding tube, campuran masuk kembali ke PHE ke bagian regenerasi.

Regenerasi dapat menghemat hingga 90% energi yang dibutuhkan untuk memansakan dan mendinginkan campuran. Setelah melepaskan panasnya kepada campuran yang lebih dingin, campuran kemudian masuk ke dalam bagian pendinginan.

Pendinginan pada PHE ini terdiri dari dua tahap. Pertama pendinginan dengan air kemudian dilanjutkan dengan pendinginan menggunakan glikol. Temperatur akhir setelah pendinginan dengan glikol diharapkan mencapai 4oC sebelum dipompakan menuju tangki penuaan.

Metode pasteurisasi yang paling banyak digunakan pada industri es krim adalah secara kontinu atau yang biasa disebut high-temperatur short-time (HTST). HTST dilaksanakan pada sebuah alat penukar panas yang disebut plate heat exchanger (PHE). PHE terdiri dari bagian pemanasan (heating), regenerasi (regeneration), dan pendinginan (cooling). Adanya bagian regenerasi dapat menghemat kebutuhan pemanas dan pendingin hingga 90%. Temperatur dan waktu minimum yang dibutuhkan pada metode HTST adalah 80oC selama 25 detik.

2.3 Homogenisasi (homogenization)

Homogenisasi bertujuan untuk menurunkan ukuran partikel lemak dari susu atau krim hingga mencapai ukuran kurang dari 1µm sehingga memperbesar luas area permukaan. Sebelum homogenisasi, campuran harus telah dipanaskan terlebih dahulu agar berada dalam fasa cair ketika homogenisasi karena pada fasa cair, efisiensi homogenisasi akan lebih besar dan penghancuran gumpalan lemaknya menjadi lebih mudah.

2.4 Penuaan (ageing)

Setelah mengalami proses pasteurisasi dan homogenisasi, campuran kemudian dimasukkan ke dalam tangki penuaan. Temperatur campuran pada saat keluar dari PHE adalah 4oC, yang diharapkan, kemudian langsung dimasukkan ke dalam tangki penuaan dan dijaga temperaturnya tetap pada 4oC atau kurang selama minimal 2 jam (Pearson, 1980). Beberapa tujuan dari proses penuaan ini adalah:

1)  Meningkatkan kualitas whip dan tekstur lembut dari campuran

2)  Membuat protein dan pemantap terhidrasi

3)  Mengkristalkan lemak sehingga lemak dapat menyatu

4)  Mengurangi jumlah panas yang dibutuhkan untuk dibuang pada saat pembekuan

2.5 Pembekuan (freezing)

Pada pembekuan, air dalam campuran dibekukan menjadi Kristal-kristal es untuk menghasilkan tekstur yang agak keras. Proses penambahan udara ke dalam campuran dilakukan pada tahap pendinginan ini. Jumlah udara yang ditambahkan menentukan tekstur es krim yang dihasilkan. Pebekuan dapat dilakukan secara partaian maupun kontinu. (Marshall, 2003)

Pembekuan secara partaian meliputi memasukan campuran es krim ke dalam sebuah silinder yang memiliki sebuah dasher dengan mata pisau pengikir. Dasher berputar-putar di dalam silinder sehingga udara dapat tergabung ke dalam campuran, gumpalan lemak menjadi teraduk, dan kristal-kristal es yang terbentuk pada dinding dalam silinder terkikis oleh mata pisau pada dasher. Viskositas campuran es krim meningkat karena air membeku membentuk padatan es. Gelembung udara terperangkap pada campuran yang viskos tersebut sehingga meningkatkan volum dan membentuk overrun. Overrun adalah persentase pertambahan volume es krim yang dihasilkan dibandingkan dengan volume campuran yang digunakan untuk memproduksi es krim tersebut. Maksimum overrun yang diperbolehkan sebesar 100%, namun overrun sebesar itu sulit dicapai oleh pembekuan secara partaian. Kapasitas yang dapat dicapai dengan menggunakan proses parataian ini adalah antara 1 L hingga 40 L. (Marshall, 2003)

Hampir seluruh proses pembekuan es krim pada industri dilakukan secara kontinu. Kapasitasnya berkisar antara 100 hingga 3000 L per jam per freezer. Freezer yang digunakan biasanya didinginkan dengan refrigerant amoniak. Pada pembekuan kontinu ini, es krim dibekukan hingga temperatur -5oC s.d. -7oC (Marshall, 2003). Beberapa kelebihan pembekuan secara kontinu dbandingkan dengan parataian adalah volume pendinginan per pendingin lebih besar, tekstur produk akhir yang dihasilkan biasanya lebih lembut, penambahan udara ke dalam campuran dapat diatur sehingga overrun dapat diatur sehingga dapat mencapai overrun yang diinginkan, peralatan lain untuk proses dapat diletakkan setelah keluaran dari freezer, dan es krim dapat lebih mudah dibentuk

2.6 Pengisian (filing)

Campuran es krim yang keluar dari freezer setelah pembekuan memiliki temperatur -5oC s.d. -7oC dan masih sedikit lunak. Setelah keluar dari freezer, campuran es krim diberi isian (topping) berupa buah, coklat, atau kacang sebelum kemudian dikemas.

2.7 Pengerasan (hardening)

Setelah bahan-bahan tambahan telah diisikan ke dalam campuran es krim, campuran kemudian dikeraskan pada temperatur -30oC s.d. -40oC. Pada tahapan ini, hampir seluruh sisa air pada campuran membeku. Pengerasan terdiri dari pembekuan diam dengan membekukan campuran di dalam sebuah freezer, pembekuan temperatur rendah hingga -40oC secara konveksi menggunakan terowongan beku dan secara konduksi menggunakan pelat-pelat pembeku (plate freezers).

2.8 Pencetakan dan Pengerasan

Setelah beku, campuran kemudian dialirkan ke mesin untuk mencetak es krim sesuai dengan jenis es krim yang akan dibuat. Mesin pencetak es krim di pabrik Wall’s IC terdiri dari tiga jenis tipe mesin yaitu moulded stick machine, extrusion machine, dan direct filling machine.

1)     Moulded Stick Machine

Campuran dari freezer yang masuk ke mesin jenis ini ditampung di dalam sebuah hopper campuran. Dari hopper, campuran kemudian dituangkan ke dalam cetakan yang direndam di dalam larutan air garam, disebut dengan larutan Brine (CaCl2), bertemperatur -25oC s.d. -30oC yang didinginkan memakai amoniak. Kemudian cetakan tersebut berputar dan selama perputaran tersebut, campuran di dalam cetakan diberi stik menggunakan stick inserter dan terjadi pengerasan pada campuran. Setelah keras, kemudian cetakan direndam di dalam larutan Brine hangat, bertemperatur 25-30oC, dan diangkat untuk dilepaskan dari cetakan. Setelah lepas dari cetakan, beberapa jenis es krim diberi lapisan tambahan berupa saus coklat atau bahan lainnya. Setelah itu, es krim dilepaskan di atas kemasan plastic untuk dikemas.

2)     Extrusion Machine

Es krim setengah beku dari freezer dicetak di dalam extruder nozzle kemudian diberi stik dan dipotong menggunakan kawat panas berbahan baja tahan karat. Potongan es krim ditampung pada pelat-pelat yang berjalan di atas conveyor dan dapat menampung potongan es sebanyak tiga buah tiap pelat. Pelat-pelat tersebut kemudian berjalan masuk ke dalam terowongan pengerasan (hardening tunnel) yang bertemperatur -40oC s.d. -45oC. Es krim yang keluar dari terowongan bertemperatur -20oC, telah mengeras, dan menempel pada pelat. Untuk melepaskan es krim dari pelat, pelat dipukul menggunakan pemukul sejenis palu. Setelah lepas, potongan es krim kemudian diangkat dan dicelupkan ke dalam larutan cokelat, untuk es krim tertentu. Setelah itu dilepaskan di atas pembungkus plastik.

3)     Direct Filling Machine

Campuran yang keluar dari freezer kemudian ditampung dalam filler kemudian campuran tersebut langsung diisikan kepada tempat es krim berupa cup atau cone yang berjalan di atas conveyor belt. Setelah terisi dengan campuran es krim, cup dan cone tersebut diberi tutup dengan menggunakan lid inserter kemudian dijalankan menuju terowongan pengerasan. Setelah keluar dari terowongan, es krim dimasukkan ke dalam kemasan kardus untuk dipak.

2.9 Pembungkusan dan Palletizing

Setelah dicetak pada tiap mesin, kemudian es krim dibungkus dengan bungkus plastik dan dipak dalam kemasan karton. Setelah dipak dalam kemasan karton, es krim diletakkan di atas conveyor belt dan dijalankan menuju ruang palletizing untuk mengelompokkan pak-pak es krim atau mengepak ulang es krim.

2.10 Penyimpanan

Dari ruang palletizing, kemudian es krim dibawa ke ruang penyimpanan dingin yang bertemperatur -18oC dan disimpan untuk kemudian didistribusikan. Es krim yang disimpan di dalam ruang penyimpanan dingin dapat bertahan hingga satu tahun.


ES KRIM

Es Krim
1.1 Definisi Es Krim
Es krim yaitu produk susu beku berbentuk susu padat yang dibuat dari campuran susu, gula, bahan pemantap, baha penyedap rasa serta aroma dengan atau tanpa penambahan bahan makanan lainnya (bahan pengemulsi dan pewarna) dan dikemas dalam plastik atau karton khusus (Eckles et. al., 1980). Adapun komposisinya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi es krim
Komposisi
Jumlah (%)
Lemak
10.0-12.0
Protein
3.8-4.5
Karbohidrat
20.0-21.0
Air
62.0-64.0
Total Padatan
36.0-38.0
Stabilizer
0.2-0.5
Emulsifier
0-0.3
Mineral
0.8
Sumber: Walstra and James (1984)
Menurut Goff (2000) es krim dapat pula dibagi berdasarkan jenis yang terdapat secara umum di pasaran. Pembagian ini biasanya digunakan bagi kalangan industri. Jenis-jenis tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Pembagian es krim berdasarkan jenis di pasaran
Karakteristik
Economy
Brands
Standard
Brands
Premium
Brands
Super Premium Brands
Kandungan lemak
Min. 10%
10-12%
12-15%
15-18%
Total solid
Min. 36%
36-38%
38-40%
>40%
Overrun
Maks. 120%
100-120%
60-90%
25-50%
Biaya
Rendah
Menengah
Mahal
Tinggi
Sumber: Goff (2000)
2 Bahan Penyusun Es Krim
Menurut Eckles et al. (1980) bahan penyusun es krim ialah lemak, padatan bukan lemak, pemanis,stabilizer atau emulsifier dan bahan flavor. Fungsi bahan penyusun tersebut adalah sebagai berikut:
2.1 Lemak
Fungsi penambahan lemak pada pembuatan es krim adalah memberikan rasa creamy serta berperan dalam pembentukan globula lemak dan turut mempengaruhi besar kecilnya pembentukan kristal. Selain itu menurut Goff (2000) lemak sangat penting dalam memberikan body es krim yang baik dan meningkatkan karakteristik kehalusan tekstur.
2.2 Padatan Susu Bukan Lemak
Campbell and Marshall (1975) menyatakan bahwa bagian terbanyak dari bahan padatan susu bukan lemak adalah laktosa ata susu skim, protein dan garam mineral. Laktosa memberi rasa manis dan menurunkan titik beku. Protein berfungsi menambah nilai nutrisi, memperbaiki cita rasa, membantu pembuihan, pengikatan air dan membantu produk es krim yang lembut.
2.3 Pemanis
Pemanis yang dapat digunakan dalam pembuatan es krim adalah sukrosa, gula bit, sirup jagung ataupun bahan pemanis lainnya yang diperbolehkan. Sukrosa atau gula komersial merupakan bahan pemanis yang sering digunakan. Tujuan pemberian pemanis ialah memberikan kekentalan dan cara termurah untuk mencapai total solid yang diinginkan sehingga dapat memperbaiki body dan tekstur frozen
dessert serta menurunkan titik beku (Walstra and James, 1984).
2.4 Stabilizer (Penstabil)
Penstabil atau yang biasanya disebut dengan stabilizer merupakan suatu kelompok dari senyawa dan biasanya stabilizer yang digunakan adalah golongan gum polisakarida. Stabilizer akan bertnggung jawab untuk menambah viskositas dalam campuran fase tidak beku dari es krim (Goff, 2000). Menurut Furia (1968) beberapa fungsi utama dari stabilizer ialah:
  1. Mengatur pembentukan dan ukuran dari kristal es selama pembekuan dan penyimpanan, mencegah pertumbuhan kristal es yang kasar dan grainy.
  2. Mencegah penyebaran atau distribusi yang tak merata dari lemak solid yang lain.
  3. Mencegah pelelehan yang berlebih, bertanggung jawab terhadap bentuk body, kelembutan dan kesegaran.
Macam-macam stabilizer yang dapat ditambahkan dalam pembuatan es krim selain gelatin adalah agar, sodium alginat, gum acacia, gum karaya, guar gum, locust bean gum, karagenan, carboxymethyl cellulose(CMC), dan lain-lain (Marshal and Arbuckle, 1996).
2.5
Emulsifier (Pengemulsi)
Emulsifier digunakan untuk menghasilkn adonan yang merata, memperhalus tekstur dan meratakan distribusi udara di dalam struktur es krim (Arbuckle, 1977). Paling sedikit sepertiga kuning telur terdiri dari lemak, tetapi yang menyebabkan daya emulsifier yang sangat kuat adalah kandungan lesitin yang terdapat dalam kompleks lesitin-protein (Winarno, 1997). Padatan kuning telur mempengaruhi tekstur, hampir tidak mempengaruhi titik beku dan meningkatkan kemampuan mengembang karena kompleks lesitin-protein (Arbuckle, 1977). Kuning telur mengandung lesitin yang dapat berfungsi sebagai pengemulsi yaitu bahan yang dapat menstabilkan emulsi. Emulsi yang stabil adalah suatu dispersi yang tidak mudah menjadi pengendapan bahan-bahan terlarut, dengan demikian emulsifier dapat mempengaruhi daya larut suatu bahan (Friberg and Larsson, 1997).
2.6 Pewarna dan Perasa
Pewarna adalah bahan yang digunakan untuk mengatur bau memperbaiki diskolorasi makanan atau perubahan warna selama proses atau penyimpanan. Berbagai pewarna alami tersedia dan digunakan untuk melakukan fungsi-fungsi tersebut. Karatenoid adalah jenis yang paling luas digunakan, diikuti oleh pigmen bit merah dan karamel warna coklat. Jumlah pewarna sintetik yang diijinkan adalah sedikit. Warna kuning dan merah merupakan yang paling banyak digunakan. Produk-produk makanan yang sering diwarnai adalah permen (confection), minuman ringan, dessert powders, sereal, es krim dan produk-produk susu. Zat perasa adalah senyawa-senyawa yang meningkatkan aroma dari komoditi makanan, walaupun zat ini sendiri dalam konsentrasi penggunaannya tidak memiliki bau atau rasa yang khusus. Efek dari zat ini, tampak nyata pada kesan-kesan seperti rasa/feelings, volume, body atau kesegaran/freshness(khususnya pada makanan-makanan yang diproses menggunakan panas) dari aroma dan juga oleh kecepatan penerimaan aroma atau time factor potentiator (Belitz and Groosch, 1987)
3 Proses Pembuatan Es Krim
Menurut Desrosier (1977) tahapan yang dilakukan dalam pembuatan es krim yaitu pencampuran, pasteurisasi, homogenisasi, aging dan pembekuan.
3.1    Pencampuran
Prosedur yang biasa dilakukan dalam mencampurkan baha-bahan es krim yaitu dengan mencampurkan cair krim, susu atau produk susu cair yang lain dalam wadah untuk pasteurisasi. Semua bahan harus tercampur merata sebelum suhu pasteurisasi tercapai (Desrosier, 1977). Campuran bahan yang akan ibekukan menjadi es krim disebut ICM (Idris, 1992).
3.2 Pasteurisasi
Pasteurisasi merupakan proses untuk mengurangi jumlah mikroba pembusuk dan patogen yang tidak tahan panas dengan menggunakan suhu 79oC selama 25 detik. Proses ini juga membantu menghidrasi beberapa komponen seperti protein dan penstabil (Goff, 2000). Adapun suhu pasteurisasi yang sering digunakan dalam pembuatan es krim dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 Suhu, waktu dan metode pasteurisasi campuran es krim
Metode
Waktu
Suhu (oC/oF)
Low Temperature Low Time (LTLT)
30 menit
69/155
High Temperature Short Time (HTST)
25 detik
80/175
High Heat Short Time (HHST)
1-3 detik
90/194
Ultra High Temperature (UHT)
2-40 detik
135/275
Sumber: Marshal and Arbuckle (1996)
3.3 Homogenisasi
Proses homogenisasi untuk memcah ukuran globula-globula lemak yang akan menghasilkan tingkat dispersi lemak yang tinggi (Webb et al., 1980). Keuntungan homogenisasi adalah mengaduk semua bahan secara merata, memecah dan menyebar globula lemak, membuat tekstur lebih mengembang dan dapat menghasilkan produk yang lebih homogen (Desrosier, 1977).
3.4 Aging 
Menurut Eckles et al. (1980) aging merupakan suatu proses pendinginan campuran yang telah dihomogenisasi pada suhu di bawah 5oC selama antara 4 sampai 24 jam. Waktu aging selama 24 jam memberikan hasil yang terbaik pada industri skala kecil. Hal ini menyediakan waktu bagi lemak untuk menjadi dingin dan mengkristal serta menghidrasi protein dan polisakarida sepenuhnya. Selain itu kristalisasi lemak, adsorpsi protein, stabilizer dan emulsifier dalam globula lemak membutuhkan waktu beberapa jam terutama jika gelatin ditambahkan sebagai stabilizer.
3.5 Pembekuan 
Menurut Potter (1986) proses pembekuan yang cepat disertai pemasukan udara berfungsi untuk membentuk cairan dan memasukkan udara ke dalam campuran es krim sehingga dihasilkan overrun. Proses pembekuan ini disertai dengan pengocokan yang berfungsi untuk membekukan cairan dan memasukkanudara ke daam ICM sehingga dapat mengembang (Desrosier, 1977).
4 Mutu Es Krim
Es krim dikatakan bermutu tinggi apabila berkadar lemak tinggi, manis, berbody halus (Idris, 1992). Komposisi bahan yang digunakan dalam pembuatan es krim sangat menentukan mutu es krim.
Tabel 4 Mutu es krim menurut Standart Industri Indonesia (SII) no. 1617 Th. 1985
Zat Bahan
Standar
Lemak (%)
Minimum 8.0
Padatan susu bukan lemak (%)
Minimum 6-15
Gula (%)
Minimum 12
Bahan tambahan:
  • Pemantap, Pengemulsi
  • Zat warna
  • Pemanis buatan
Sesuai dengan SK. Dep. Kes. RI no. 235/Men. Kes./per/IV/79
Jumlah bakteri
Negatif
Logam-logam berbahaya:
  • Cu, Zn, Pb, Mg
  • Arsen
tidak terdapat
tidak terdapat
4.1 Overrun
Overrun pada pembuatan es krim adalah pengembangan volume yaitu kenaikkan volume antara sebelum dan sesudah proses pembekuan (Hadiwiyoto,1983). Pada dasarnya overrun merupakan jumlah peningkatan volume es krim yang disebabkan oleh masuknya udara pada pengocokan selama proses pembekuan (Lampert, 1965).
Overrun es krim berkisar antara 60-100%. Es krim yang baik secara umum mempunyai overrun 80% dengan kadar lemak 12-14% (Harper and Hall, 1976). Bennion (1980) meyatakan bahwa es krim yang diproduksi pabrik mempunyai overrun 70-80%, sedangkan untuk industri rumah tangga biasanya mencapai 35-50%.
4.2 Kecepatan meleleh
Es krim yang berkualitas tinggi agak tahan terhadap pelelehan pada saat dihidangkan pada suhu kamar (Nelson and Trout, 1965). Kecepatan meleleh es krim secara umum dipengaruhi oleh stabilizeremulsifier, keseimbangan gula dan bahan-bahan susu serta kondisi pembuatan dan penyimpanan yang dapat menyebabkan kerusakan protein (Campbell and Marshall, 1965).
4.3    Mutu Organoleptik
Hasil pengolahan bahan pangan harus sesuai dengan apa yang oleh konsumen. Kesukaan ini dapat menyangkut sifat-sifat bahan pangan dan penilaiannya mengandalkan indera (Kartika dkk., 1987). Menurut Winarno (1997), informasi tentang suka dan tidak suka, preferensi dan keperluan konsumen untuk bisa menerima dapat diperoleh dengan menggunakan metode pengujian yang berorientasi pada konsumen dari panelis sensoris yang tidak terlatih. Pada pengujian konsumen yang benar, orang yang digunakan sebagai panelis harus diperoleh secara acak dan populasi targetnya harus representatif agar diperoleh informasi tentang sikap dan preferensi konsumen.
4.4    Tekstur
Faktor-faktor yang mempengaruhi tekstur es krim adalah ukuran, bentuk dan distribusi dari kristal es dan partikel lainnya yang membentuk body es krim (Barraquia, 1978). Tekstur es krim yang disukai adalah halus, ditunjukkan oleh kelembutan seperti beludru dan terasa lembut di mulut (Webb et al., 1980). Tekstur yang lembut pada es krim sangat dipengaruhi oleh komposisi campuran, pengolahan dan penyimpanan (Campbell and Marshall, 1975).
4.5    Rasa
Rasa sebagian besar bahan pangan biasanya tidak stabil yaitu dapat mengalami perubahan selama penaganan dan pengolahan, selain itu perubahan tekstur dan viskositas bahan pangan dapat memberikan rasa (Winarno dkk., 1984). Rasa sangat dipengaruhi oleh bahan-bahan dalam ICM. Cacat pada rasa dapat disebabkan oleh adanya penyimpanan susu dan produk susu yang digunakan, juga akibat kekurangan atau kelebihan penambahan bahan dalam ICM, termasuk penambahan rasa (Eckles et al., 1980).
DAFTAR PUSTAKA
Arbuckle, W.S. 1977 .Ice Cream Third Edition.Avi Publishing Company, Inc West Port, Connecticut
Barraquia, V . 1978. Milk Product Manufacture. University of The Philippines at Los Banos College. Laguna. Phillipine
Belitz, H.D and W. Grosch. 1987. Food Chamistry.Springer-verlag Berlin. Heidelberg. Germany
Bennion, M. 1980. The Science of Food. The AVI Publishing Co. Inc. Westport. Connecticut
Champbell, J.R and R.T Marshall. 1975. The Science of Providing Milk for Men.Mc Graw-Hill Book Company. New York
David, Elizabeth. 1994. Harvest of the Cold Months: the Social History of Ice and Ices. Penguin. London
Destrosier, N.W. and Tessler, D.K. 1977. Fundamental of Food Freezing.The AVI Publishing Co. Inc. New York
Eckles, C. H., W.B. Combs. And H. Macy. 1980. Milk and Milk Products. Mc Graw Hill Company. New York
Friberg, S.E and Larsson, Kare.1977. Food Emulsion 3rd edition.Marcell Dekker, Inc. New York
Furia, E. 1968. CRC Handbook of Food Science, 2nd edition Vol. 1. CRC Press. New York
Goff, H.D. 2000. Controlling Ice Cream Structure by Examining Fat Protein Interactions. J. Dairy Technology. Australia
Hadiwiyoto, S. 1983. Hasil-hasil Olahan Susu, Ikan, Daging dan Telur. Penerbit Liberty. Yogyakarta
Harper, W.J. and C.W. Hall. 1976. Dairy Technology and Enginering. The AVI Publishing Co. Inc. Westport. Connecticut
Idris, S. 1992. Pengantar Teknologi Pengolahan Susu. Fakultas Perternakan Universitas Brawijaya. Malang
Kartika, B., P. Hastuti dan W. Supartono. 1988. Pedoman Uji Indrawi Bahan Pangan. PAU Pangan dan Gizi UGM. Yogyakarta
Lampert, N.L. 1965. Modern Dairy Product. Chemical Publishing Co. Inc. New York
Marshall, R.T. and W.S. Arbuckle. 1996. Ice Cream, 5th edition. International Thomson Publishing. New York
Nelson, J.A and Trout, G.M.1965. Judging Dairy Product.The Alsen Publishing Co. Mil Wankee. Michigan
Potter, N.N. 1986. Food Science.The AVI Publishing Co. Inc. Westport. Connecticut.
Walstra, P. And R. James. 1984. Dairy Chemistry and Physics. John Willey and Sons Inc. New York
Webb, B.H., A.H. Johnson, and J.A. Alford. 1980. Fundamental of Dairy Chemistry, 2nd edition. The AVI Publishing Co.Inc.Westport. Connecticut
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi.Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta

ES KRIM

ES KRIM

Definisi Es Krim

Es krim adalah buih setengah beku yang mengandung lemak teremulsi dan udara. Sel-sel udara yang ada, berperanan untuk memberikan teksture lembut pada es krim tersebut. Tanpa adanya udara, emulsi beku tersebut akan menjadi terlalu dingin dan terlalu berlemak (Barraquia, 1998).

Sel-sel udara yang ada, berperan untuk memberikan tekstur lembut pada eskrim tersebut. Tanpa adanya udara, emulsi beku tersebut akan menjadi terlalu dingin dan terlalu berlemak. Sebaliknya, jika kandungan udara dalam es krim terlalu banyak akan terasa lebih cair dan lebih hangat sehingga tidak enak dimakan. Sedangkan, bila kandungan lemak susu terlalu rendah, akan membuat es lebih besar dan teksturnya lebih kasar serta terasa lebih dingin. Emulsifier dan stabilisator dapat menutupi sifat-sifat buruk yang diakibatkan kurangnya lemak susu dan memberi rasa lengket (Marshall and Arbuckle, 1996).

Es krim dapat didefinisikan sebagai makanan beku yang dibuat dari produk susu (dairy) dan dikombinasikan dengan pemberi rasa (flavor) dan pemanis (sweetener). Menurut Standar Nasional Indonesia, es krim adalah sejenis makanan semi padat yang dibuat dengan cara pembekuan tepung es krim atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula, dan dengan atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Campuran bahan es krim diaduk ketika didinginkan untuk mencegah pembentukan Kristal es yang besar. Secara tradisional, penurunan temperatur campuran dilakukan dengan cara mencelupkan campuran ke dalam campuran es dan garam (Arbuckle, 2000).

Sejarah Es Krim

Awalnya es krim terbuat dari es salju yang dicampur lemak susu, buah-buahan dan diberi berbagai macam adonan sehingga lembut dan nikmat.Sejarah kemunculan es krim dipercaya berawal dari zaman kepemimpinan Kaisar Nero dari Romawi di tahun 64 Masehi yang sudah menikmati “es krim” di zamannya, ia menyantap salju halus bersama campuran buah-buahan dan madu. Ada juga yang mengatakan es krim ditemukan oleh bangsa Cina sekitar 700 M. Hidangan dingin ini dijadikan persembahan bagi Kaisar Tang dari Dinasti Shang. Kaisar Tang yang seorang penggemar kuliner meminta para koki istana untuk membuat es krim dari campuran salju. Kisah lain menceritakan, es krim datang ketika adanya hubungan dagang atara Cina dan Italia. Marcopolo, sang penjelajah lautan membawa resep es krim ke negaranya. Berbeda dengan resep aslinya, es krim Italia dikombinasikan dengan sirup dan campuran es. Es krim ala Italiano inilah yang kemudian dinikmati oleh Kaum Bangsawan Eropa dan menyebar ke seluruh dunia. Di Amerika, es krim baru populer pada abad ke-19, seiiring dengan penemuan mesin pembuat es krim. Sebutan ice cream berasal dari para kolonis Amerika, berasal dari fase “iced cram” (Marshall and Arbuckle, 1996).

Bahan Penyusun Es Krim

Komposisi

Jumlah (%)

Lemak

10.0 – 12.0

Protein

3.8 – 4.5

Karbohidrat

20.0 – 21.0

Air

62.0 – 64.0

Total Padatan

36.0 – 38.0

Stabilizer

0.2 – 0.5

Emulsifier

0 – 0.3

Mineral

0.8

Komposisi Ice Cream (Eckles et.al, 1998)

Menurut Eckles, et.al (1998) bahan penyusun es krim ialah air, lemak, padatan bukan lemak, pemanis, stabilizer atau emulsifier dan bahan flavor. Fungsi bahan penyusun tersebut adalah sebagai berikut:

1 Air

            Air merupakan komponen terbesar dalam campuran es krim, berfungsi sebagai pelarut bahan-bahan lain dalam campuran. Komposisi air dalam campuran bahan es krim umumnya berkisar 55-64%.

2 Lemak

Fungsi penambahan lemak pada pembuatan es krim adalah memberikan rasa creamy serta berperan dalam pembentukan globula lemak dan turut mempengaruhi besar kecilnya pembentukan kristal. Selain itu menurut Goff (2000), lemak sangat penting dalam memberikan body es krim yang baik dan meningkatkan karakteristik kehalusan tekstur.

Lemak susu dalam campuran es krim memiliki fungsi sebagai berikut:

  • Meningkatkan cita rasa pada es krim.
  • Menghasilkan tekstur lembut pada eskrim.
  • Membantu dalam memberikan bentuk pada es krim.
  • Membantu dalam pemberian sifat leleh yang baik pada es krim.
  • Membantu dalam melumasi freezer barrel pada saat produksi (campuran non-fat sangat kasar untuk peralatan pendinginan).

Seperti halnya MSNF, penggunaan lemak susu juga harus dibatasi karena dapat menghalangi kemampuan whipping dari campuran es krim. Selain itu, lemak susu yang berlebihan dapat menghasilkan rasa gurih yang berlebihan pada es krim sehingga dapat menurunkan konsumsi. Harga lemak susu relatif tinggi sehingga dapat meningkatkan biaya produksi apabila penggunaannya berlebihan. Kelemahan lain pada penggunaan lemak susu berlebih adalah nilai kalori campuran es krim yang meningkat (Goff, 2000).

Sumber lemak susu untuk menghasilkan produk es krim dengan cita rasa dan kelezatan tinggi adalah susu segar. Sumber lain yang biasa digunakan adalah mentega dan lemak susu anhidrat (Eckles et.al, 1998)

Lima hal yang perlu diperhatikan dalam memilih sumber lemak susu adalah struktur kristal lemaknya, laju kristalisasi lemak pada temperatur yang berubah-ubah, profil pelelehan lemak (terutama temperatur pendinginan dan pembekuan), kandungan trigliserida yang mudah meleleh, dan rasa dan kemurnian minyaknya. Kandungan lemak susu pada es krim pada umumnya berkisar antara 10-16% (Goff, 2000).

3 Milk Solids-Non Fat (Padatan Susu Bukan Lemak)

Campbell and Marshall (2000) menyatakan milk solid non fat merupakan bahan baku es krim yang mengandung laktosa, kasein, whey protein, dan mineral. MSNF merupakan bahan penting dalam pembuatan es krim. Fungsi MSNF dalam es krim adalah sebagai berikut:

  • Kehadiran protein dalam MSNF dapat meningkatkan tekstur es krim dan mampu mempertahankan tekstur es krim agar tidak snowy dan flaky pada overrun tinggi.
  • Memberi bentuk dan membuat tidak kenyal pada produk akhir.

Walaupun memiliki banyak kegunaan, penggunaan MSNF harus dibatasi karena dapat menghilangkan aroma dari beberapa campuran bahan es krim dan MSNF memiliki kandungan laktosa yang tinggi. Kelebihan laktosa pada campuran es krim dapat menyebabkan cacat tekstur es krim menjadi kasar akibat dari adanya kristal laktosa yang terbentuk ke luar campuran. Selain itu, kelebihan laktosa juga dapat menurunkan titik beku produk akhir. Penggunaan MSNF secara umum berkisar antara 9-12%, bergantung pada jenis produk (Campbell and Marshall, 2000).

Sumber MSNF untuk kualitas produk yang tinggi berasal dari susu skim konsentrat dan bubuk susu skim pemanasan rendah proses spray (spray process low heat skim milk powder). Sumber lain yang digunakan adalah susu skim, susu skim terkondensasi beku (frozen condensed skimmed milk), bubuk buttermilk atau buttermilk terkondensasi, susu terkondensasi, dan whey kering atau whey terkondensasi (Campbell and Marshall, 2000).

Saat ini penggunaan susu skim bubuk atau skim terkondensasi telah banyak digantikan dengan berbagai jenis susu bubuk pengganti yang merupakan campuran dari konsentrat whey protein, kasein, dan bubuk whey. Kandungan protein dalam bubuk pengganti ini lebih kecil dibandingkan dengan bubuk skim, berkisar antara 20-25% sehingga memilki harga yang lebih murah. Campuran ini juga memiliki komposisi whey protein dan kasein yang tepat untuk menghasilkan kinerja yang baik dalam membuat campuran es krim (Campbell and Marshall, 2000).

4 Pemanis

Pemanis yang dapat digunakan dalam pembuatan es krim adalah sukrosa, gula bit, sirup jagung ataupun bahan pemanis lainnya yang diperbolehkan. Sukrosa atau gula komersial merupakan bahan pemanis yang sering digunakan. Penggunaan sukrosa telah banyak digantikan dengan gula jagung (corn syrup) karena dapat lebih memperkokoh bentuk es krim dan meningkatkan shelf-life. Pemanis biasanya ditambahkan pada campuran es krim sebanyak 12-16%-berat. Tujuan pemberian pemanis ialah memberikan kekentalan dan cara termurah untuk mencapai total solid yang diinginkan sehingga dapat memperbaiki body dan tekstur frozen dessert serta menurunkan titik beku (Walstra and James, 1999).

5 Stabilizer (Penstabil)

Penstabil atau yang biasanya disebut dengan stabilizer merupakan suatu kelompok dari senyawa dan biasanya stabilizer yang digunakan adalah golongan gum polisakarida. Stabilizer akan bertnggung jawab untuk menambah viskositas dalam campuran fase tidak beku dari es krim (Goff, 2000). Beberapa fungsi utama dari stabilizer ialah:

  • Mengatur pembentukan dan ukuran dari kristal es selama pembekuan dan penyimpanan, mencegah pertumbuhan kristal es yang kasar dan grainy.
  • Mencegah penyebaran atau distribusi yang tak merata dari lemak solid yang lain.
  • Mencegah pelelehan yang berlebih, bertanggung jawab terhadap bentuk body, kelembutan dan kesegaran.

Macam-macam stabilizer yang dapat ditambahkan dalam pembuatan es krim selain gelatin adalah agar, sodium alginat, gum acacia, gum karaya, guar gum, locust bean gum, karagenan, carboxymethyl cellulose (CMC), dan lain-lain. Tiap-tiap penstabil memiliki karakteristik yang bebeda-beda. Biasanya, dua atau lebih jenis penstabil dicampurkan dalam penggunaannya untuk memberikan sifat yang lebih sinergis satu dengan yang lainnya dan meningkatkan efektivitas secara menyeluruh. (Marshal and Arbuckle, 1996).

Gelatin, protein yang berasal hewan, yang dapat digunakan sebagai penstabil pada es krim, namun penggunaannya saat ini telah banyak digantikan oleh polisakarida dari tumbuh-tumbuhan karena harganya yang relatif murah (Marshal and Arbuckle, 1996).

6 Emulsifier (Pengemulsi)

Pengemulsi adalah senyawa yang ditambahkan pada campuran es krim untuk menghasilkan struktur lemak dan kebutuhan distribusi udara yang tepat sehingga menghasilkan karakteristik leleh yang baik dan lembut. Pengemulsi terdiri dari bagian hidrofil dan lipofil yang terpisah pada permukaan pertemuan antara minyak dan air yang menyebabkan turunnya tegangan permukaan antara minyak dan air dalam emulsi sehingga disperse lemak dapat berlangsung dengan baik.

Emulsifier digunakan untuk menghasilkan adonan yang merata, memperhalus tekstur dan meratakan distribusi udara di dalam struktur es krim. Paling sedikit sepertiga kuning telur terdiri dari lemak, tetapi yang menyebabkan daya emulsifier yang sangat kuat adalah kandungan lesitin yang terdapat dalam kompleks lesitin-protein (Winarno, 2001). Padatan kuning telur mempengaruhi tekstur, hampir tidak mempengaruhi titik beku dan meningkatkan kemampuan mengembang karena kompleks lesitin-protein (Arbuckle, 2000).

Pengemulsi asli pada es krim adalah kuning telur, namun yang paling banyak digunakan sekarang ini adalah mono- dan digliserida yang berasal dari hidrolisis parsial lemak hewani maupun minyak nabati. Pengemulsi lain yang dapat digunakan adalah mentega susu dan gliserol ester. Jumlah penstabil dan pengemulsi kurang dari 1,5%-berat campuran es krim (Friberg and Larsson, 1999).

Kuning telur mengandung lesitin yang dapat berfungsi sebagai pengemulsi yaitu bahan yang dapat menstabilkan emulsi. Emulsi yang stabil adalah suatu dispersi yang tidak mudah menjadi pengendapan bahan-bahan terlarut, dengan demikian emulsifier dapat mempengaruhi daya larut suatu bahan (Friberg and Larsson, 1999).

7 Pewarna dan Perasa

Pewarna adalah bahan yang digunakan untuk mengatur bau memperbaiki diskolorasi makanan atau perubahan warna selama proses atau penyimpanan. Berbagai pewarna alami tersedia dan digunakan untuk melakukan fungsi-fungsi tersebut. Karatenoid adalah jenis yang paling luas digunakan, diikuti oleh pigmen bit merah dan karamel warna coklat. Jumlah pewarna sintetik yang diijinkan adalah sedikit. Warna kuning dan merah merupakan yang paling banyak digunakan.

Produk-produk makanan yang sering diwarnai adalah permen (confection), minuman ringan, dessert powders, sereal, es krim dan produk-produk susu. Zat perasa adalah senyawa-senyawa yang meningkatkan aroma dari komoditi makanan, walaupun zat ini sendiri dalam konsentrasi penggunaannya tidak memiliki bau atau rasa yang khusus. Efek dari zat ini, tampak nyata pada kesan-kesan seperti rasa/feelings, volume, body atau kesegaran/freshness (khususnya pada makanan-makanan yang diproses menggunakan panas) dari aroma dan juga oleh kecepatan penerimaan aroma atau time factor potentiator (Belitz and Groosch, 1999)

8 Pemberi Rasa (Flavor)

Pemberi rasa ditambahkan pada campuran es krim untuk memberikan rasa tertentu. Bahan pemberi rasa yang banyak digunakan adalah vanilla, coklat, perasa buatan, sari buah, kacang, dan lain-lain.

Pembuatan Es Krim

Es krim dibuat dengan menggunakan bahan-bahan seperti susu sapi, gula pasir atau gula putih, kuning telur, tepung meizena, slaagroom of whip (plumprose of whip cream). Sedangkan alat-alat yang digunakan adalah wajan, kompor, dan pengaduk.

Pembuatan es krim dimulai dengan mencampur semua bahan kemudian di pasteurisasi pada suhu ±70oC. Kemudian campuran bahan diaduk, pengadukan terus dilakukan sehingga adonan merata. Setelah homogen, dilakukan proses pendinginan pada suhu dibawah 5°C selama 4-24 jam. Adonan kemudian dibekukan hingga mengeras, dan apabila menginginkan es krim yang awet dan tidak cepat meleleh, sebaiknya es krim yang sudah beku dan mengeras disimpan pada suhu -18°C (Harper and Hall, 2006).

Fungsi Proses Pembuatan Es Krim

Menurut Destrosier (1977) tahapan utama yang dilakukan dalam pembuatan es krim yaitu pencampuran, pasteurisasi, homogenisasi, aging, dan pembekuan.

  • Pencampuran

Prosedur yang biasa dilakukan dalam mencampurkan bahan-bahan es krim yaitu dengan mencampurkan krim cair, susu atau produk susu cair yang lain dalam wadah untuk pasteurisasi. Semua bahan harus tercampur merata sebelum suhu pasteurisasi tercapai. Campuran bahan yang akan dibekukan menjadi es krim disebut ICM (Idris, 2002).

Pada tahap ini, semua bahan dasar dicampur di dalam tangki berpengaduk. Tangki yang digunakan biasanya berbahan baja tahan karat (stainless steel). Pada proses pencampuran ini, bahan baku cairan dimasukkan langsung ke dalam tangki melalui pipa yang terhubung langsung dengan tangki sedangkan bahan baku padatan dimasukkan ke dalam tangki melalui mulut tangki. Pencampuran memerlukan agitasi yang keras agar semua bahan dapat bercampur dengan baik, oleh karena itu biasanya digunakan pengaduk dengan kecepatan tinggi (Idris, 2002).

  • Pasteurisasi

Setelah terbentuk campuran es krim (mix), campuran es krim kemudian dipasteurisasi. Pasteurisasi merupakan titik control biologik (biological control point) pada system yang bertujuan untuk menghancurkan bakteri-bakteri patogen pada campuran. Selain itu, pasteurisasi juga dapat mengurangi jumlah spoilage bacteria. Pasteurisasi memerlukan pemanasan dan pendinginan. Temperatur minimal untuk melaksanakan pasteurisasi bergantung pada waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pasteurisasi (Idris, 2002).

Pasteurisasi merupakan proses untuk mengurangi jumlah mikroba pembusuk dan patogen yang tidak tahan panas dengan menggunakan suhu 79oC selama 25 detik. Proses ini juga membantu menghidrasi beberapa komponen seperti protein dan penstabil (Goff, 2000).

Pasteurisasi terbagi menjadi dua metode, yaitu metode partaian dan kontinu. Pada metode partaian, campuran dipanaskan dalam sebuah tangki hingga mencapai temperatur minimal 69oC dan dipertahankan selama 30 menit (Marshall and Arbuckle, 1996). Setelah dipanaskan dan dipertahankan temperaturnya, campuran kemudian didinginkan hingga temperatur 4oC atau kurang. Metode partaian biasa disebut low-temperatur long-time (LTLT).

Metode pasteurisasi yang paling banyak digunakan pada industri es krim adalah secara kontinu atau yang biasa disebut high-temperatur short-time (HTST). HTST dilaksanakan pada sebuah alat penukar panas yang disebut plate heat exchanger (PHE). PHE terdiri dari bagian pemanasan (heating), regenerasi (regeneration), dan pendinginan (cooling). Adanya bagian regenerasi dapat menghemat kebutuhan pemanas dan pendingin hingga 90%. Temperatur dan waktu minimum yang dibutuhkan pada metode HTST adalah 80oC selama 25 detik (Marshall and Arbuckle, 1996).

Adapun suhu pasteurisasi yang sering digunakan dalam pembuatan es krim dapat dilihat pada

Suhu, waktu dan metode pasteurisasi campuran es krim

Metode Waktu Suhu (oC/oF)
Low Temperature Low Time (LTLT) 30 menit 69/155
High Temperature Short Time (HTST) 25 detik 80/175
High Heat Short Time (HHST) 1-3 detik 90/194
Ultra High Temperature (UHT) 2-40 detik 135/275

Sumber: Marshall and Arbuckle (1996)

  • Homogenisasi

Proses homogenisasi ditujukan untuk memecah ukuran globula-globula lemak yang akan menghasilkan tingkat dispersi lemak yang tinggi. Sebelum homogenisasi, campuran harus telah dipanaskan terlebih dahulu agar berada dalam fasa cair ketika homogenisasi karena pada fasa cair, efisiensi homogenisasi akan lebih besar dan penghancuran gumpalan lemaknya menjadi lebih mudah. Keuntungan homogenisasi adalah mengaduk semua bahan secara merata, memecah dan menyebar globula lemak, membuat tekstur lebih mengembang dan dapat menghasilkan produk yang lebih homogen (Destrosier, 1977).

  • Aging

Menurut Eckles et al. (1998) aging merupakan suatu proses pendinginan campuran yang telah dihomogenisasi pada suhu di bawah 5oC selama antara 4 sampai 24 jam. Waktu aging selama 24 jam memberikan hasil yang terbaik pada industri skala kecil. Hal ini menyediakan waktu bagi lemak untuk menjadi dingin dan mengkristal serta menghidrasi protein dan polisakarida sepenuhnya. Selain itu kristalisasi lemak, adsorpsi protein, stabilizer dan emulsifier dalam globula lemak membutuhkan waktu beberapa jam terutama jika gelatin ditambahkan sebagai stabilizer.

Beberapa tujuan dari proses penuaan ini adalah:

  • Meningkatkan kualitas whip dan tekstur lembut dari campuran.
  • Membuat protein dan pemantap terhidrasi.
  • Mengkristalkan lemak sehingga lemak dapat menyatu.
  • Mengurangi jumlah panas yang dibutuhkan untuk dibuang pada saat pembekuan.
    • Pembekuan

Menurut Potter (2006) proses pembekuan yang cepat disertai pemasukan udara berfungsi untuk membentuk cairan dan memasukkan udara ke dalam campuran es krim sehingga dihasilkan overrun. Proses pembekuan ini disertai dengan pengocokan yang berfungsi untuk membekukan cairan dan memasukkan udara ke dalam ICM sehingga dapat mengembang (Destrosier, 1997).

Pada pembekuan, air dalam campuran dibekukan menjadi Kristal-kristal es untuk menghasilkan tekstur yang agak keras. Proses penambahan udara ke dalam campuran dilakukan pada tahap pendinginan ini. Jumlah udara yang ditambahkan menentukan tekstur es krim yang dihasilkan. Pembekuan dapat dilakukan secara partaian maupun kontinu (Destrosier, 1997).

Hampir seluruh proses pembekuan es krim pada industri dilakukan secara kontinu. Kapasitasnya berkisar antara 100 hingga 3000 L per jam per freezer. Freezer yang digunakan biasanya didinginkan dengan refrigerant amoniak. Pada pembekuan kontinu ini, es krim dibekukan hingga temperatur -5oC sampai -7oC. Beberapa kelebihan pembekuan secara kontinu dibandingkan dengan parataian adalah volume pendinginan per pendingin lebih besar, tekstur produk akhir yang dihasilkan biasanya lebih lembut, penambahan udara ke dalam campuran dapat diatur sehingga overrun dapat diatur sehingga dapat mencapai overrun yang diinginkan, peralatan lain untuk proses dapat diletakkan setelah keluaran dari freezer, dan es krim dapat lebih mudah dibentuk (Destrosier, 1997).

  • Pengerasan (Hardening)

Setelah bahan-bahan tambahan telah diisikan ke dalam campuran es krim, campuran kemudian dikeraskan pada temperatur -30oC s.d. -40oC. Pada tahapan ini, hampir seluruh sisa air pada campuran membeku. Pengerasan terdiri dari pembekuan diam dengan membekukan campuran di dalam sebuah freezer, pembekuan temperatur rendah hingga -40oC secara konveksi menggunakan terowongan beku dan secara konduksi menggunakan pelat-pelat pembeku (plate freezers) (Arbuckle, 2000).

  • Penyimpanan

Dari ruang palletizing, kemudian es krim dibawa ke ruang penyimpanan dingin yang bertemperatur -18oC dan disimpan untuk kemudian didistribusikan. Es krim yang disimpan di dalam ruang penyimpanan dingin dapat bertahan hingga satu tahun (Arbuckle, 2000).

Ciri Kerusakan, Tips Memilih dan Cara Penanganan Es Krim

  • Ciri Kerusakan

Menurut Anonim (2012), es krim yang baik (masih fresh-beku) memiliki tekstur yang lembut, meskipun masih padat saat disendok. Sedangkan es krim yang sudah pernah mencair dan dibekukan kembali punya ciri-ciri sebagai berikut (untuk es krim ukuran family pack):

  1. Volume es krim sudah turun (dikarenakan kandungan udara yang hilang karena   proses pencairan, semakin sedikit volume es krim yang sudah mencair, maka semakin banyak kandungan udaranya).
  2. Jika satu pack ada dua rasa es krim atau lebih (combo pack), maka es krim yang mencair akan cenderung bercampur, tidak terlihat lagi perbedaan warna es krim.
  3. Jika es krim menggunakan gula asli (bukan gula buatan), maka dalam proses pencairan kandungan gula akan memisahkan diri dan turun ke bawah, membentuk lapisan bening di dasar kemasan es krim. Jika kemasan es krim tersebut transparan, maka akan terlihat lapisan bening (gula) di dasar kemasannya.
  4. Tekstur es krim berubah menjadi kasar, dengan kristal-kristal es di permukaan dan dalam es krim.
  5. Karena tekstur berubah, rasa es krim yang sudah pernah mencair pasti juga akan berubah

Sedangkan ciri-ciri kerusakan es krim untuk jenis es krim stick, cone dan cup sebagai berikut:

  1. Jika membeli es krim stick, cukup diraba saja. Kalau ingat dengan bentuk es krim stick yang biasanya, coba dibandingkan dengan bentuk es krim saat diraba/dipegang. Jika bentuk berubah, maka bisa dipastikan es krim sudah rusak.
  2. Jika membeli es krim cone, cukup dilihat saja. Jika bentuknya kerucut sempurna, tutup/lid menutup sempurna,  dan bagian atas es krim tidak penyok/rusak, maka es krim cone tersebut masih fresh.
  3. Jika membeli es krim kemasan cup dengan tutup lid dari karton, cukup lihat kemasannya. Jika tutup kemasan sudah miring atau turun, maka volume es krim di dalam cup sudah berkurang. Artinya, es krim sudah rusak.
  • Cara Penanganan     

                        Es krim harus berada dalam suhu minimal -20oC untuk mendapatkan kualitas terbaiknya. Jika es krim disimpan di dalam freezer lemari pendingin (kulkas) biasa yang ada di rumah, maka freezer harus diatur ke suhu yang terdingin. Es krim harus disimpan di ruang dengan suhu beku baik sebelum atau setelah dikonsumsi (untuk dikonsumsi lagi di lain waktu). Jadi es krim tidak bisa disimpan sembarangan, apalagi di ruang dengan suhu diatas -10oC. Dipastikan es krim akan mencair, meleleh sehingga akan sangat mengurangi kenikmatan dalam mengonsumsinya (Anonim, 2012).

                        Es krim yang sudah pernah mencair, lalu dibekukan kembali, tidak akan layak makan karena kandungan udaranya sudah hilang. Artinya udara yang membuat es krim terasa lembut menguap dengan mencair nya es krim tersebut. Apabila es krim yang sudah kita beli mencair, langkah terbaik adalah segera mengkonsumsinya. Sebab, jika es krim yang sudah pernah mencair, kemudian dibekukan kembali es krim tersebut tidak layak konsumsi. Selain rasanya sudah berubah, tekstur-nya berubah dari yang lembut menjadi keras. Ditambah ada kristal-kristal es di permukaan maupun di dalam es krim yang sudah pernah mencair tersebut. Kalau dipaksakan untuk dikonsumsi, akan mengakibatkan pencernaan kita terganggu. Langkah terbaik ketika menemukan es krim yang sudah pernah mencair lalu dibekukan kembali adalah membuangnya (Anonim, 2012).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Tips memilih Es Krim. http://mycampinaicecream.wordpress.com/2012/08/23/tips-campina-1-tips-memilih-es-krim/. Diakses pada Minggu, 7 Oktober 2012 pukul 15:49 WIB.

Arbuckle, W.S. 2000. Ice Cream Third Edition. Avi Publishing Company. Inc West Port, Connecticut.

Barraquia, V. 1998. Milk Product Manufacture. University of The Philippines at Los Banos College. Laguna, Philippine.

Belitz, H.D. and W. Grosch. 1999. Food Chemistry. Springer-verlag Berlin. Heidelberg, Germany.

Campbell, J.R and R.T Marshall. 2000. The Science of providing Milk for Men. McGraw-Hill Book Company. New York.

Destrosier, N.W. and Tessler, D.K. 1997. Fundamental of Food Freezing. The AVI Publishing Co. Inc. New York.

Eckles, C.H., W.B. Combs, and H. Macy. 1998. Milk and Milk Products. McGraw-Hill Company. New York.

Friberg, S.E. and Larsson, Kare. 1999. Food Emulsion 3rd Edition. Marcell Dekker, Inc. New York.

Goff, H.D. 2000. Controlling Ice Cream Structure by Examining Fat Protein Interactions. J. Dairy Technology. Australia.

Harper, W.J. and C.W. Hall. 1976. Dairy Technology and Enginering. The AVI Publishing Co. Inc. Westport. Connecticut

Idris, S. 2002. Pengantar Teknologi Pengolahan Susu. Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya. Malang.

Marshall, R.T. and W.S. Arbuckle. 1996. Ice Cream, 5thEdition. Internatioan Thompson Publishing. New York.

Potter, N.N. 2006.  Food Science. The AVI Publishing Co. Inc. Westport. Connecticut.

Walstra, P. And R. James. 1999. Dairy Chemistry and Physics. John Willey and Sons, Inc. New York.

Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.


TEH KOMBUCHA

TEH KOMBUCHA

Teh kombucha merupakan hasil teh fermentasi yang mempunyai manfaat untuk kesehatan. Kombucha dapat meningkatkan proses oksidasi sel yang sehat secara alamiah. Manfaat dari minum kombucha setiap hari bagi seseorang adalah bahwa akan terjadi efek penetralan asam serta membersihkan dan menawarkan racun, selain itu juga melawan kanker. Kelebihan minuman tersebut terletak pada kemampuannya untuk mengembalikan sistem kekebalan tubuh kepada ketangguhan alami yang asli. Mekanisme kerjanya yaitu kanker tersebut mengembangkan mikroba dalam pertumbuhannya, mereproduksi diri dan menyebabkan kesulitan bagi manusia. Minuman Kombucha meningkatkan kekuatan alami dari proses oksidasi selular. Kultur kombucha berkembang di dalam lingkungan asam sehingga dalam pengembangannya akan mengurangi atau bahkan membunuh mikroba primitive penyebab kanker yang tumbuh subur dalam lingkungan basa, serta membuatnya menjadi tidak berbahaya bagi manusia. Pengobatan kanker maupun kondisi pra-kanker atau stadium awal termasuk juga tumor sebenarnya hanyalah dengan prinsip sederhana, yaitu jamur dilawan dengan jamur (Valentine, 2005)

 Karakteristik Mikroba

Kultur kombucha adalah organisme berbentuk gelatin (gel) berwarna putih dengan ketebalan antara 0,3-1,2 cm dan terbungkus selaput liat yang dihasilkan dari proses bakteri Acetobacter xylinum. Kultur kombucha berbentuk seperti pancake yang berwarna putih (pucat) dan bertekstur kenyal seperti karet dan menyerupai gel. Kultur yang disebut pelikel ini terbuat dari selulosa hasil metabolisme bakteri asam asetat. Kultur kombucha dapat terletak mengapung di permukaan cairan atau kadang dijumpai tenggelam di dalam cairan teh kombucha. Kultur kombucha mencerna gula menjadi asam-asam organik, vitamin B dan C, serta asam amino dan enzim. Kultur ini juga berperan sebagai mikroorganisme probiotik yang baik bagi kesehatan. Kultur kombucha merupakan koloni dari ragi (yeast) dengan beberapa bakteri. Dalam istilah asing kultur kombucha disebut dengan scoby atau Symbiotic Colony of Bactery and Yeast. Kultur kombucha merupakan simbiosis dari beberapa bakteri antara lain: Acetobacter xylinum, Acetobacter ketogenum, Torula sp, Brettanomyces, Phicia fermentans, dan Saccharomyces ludwiggii, serta jamur-jamur lain (Aditiwa dan Kusnandi, 2003)

Kultur kombucha hidup di lingkungan nutrisi larutan teh manis yang akan tumbuh secara terus menerus hingga membentuk susunan yang berlapis. Kultur kombucha akan memiliki bentuk menurut wadah yang digunakan (tempat pembiakan) pada proses pembuatan minuman kesehatan teh kombucha. Pada pertumbuhannya, koloni pertama kombucha akan tumbuh dilapisan paling atas dan pertumbuhannya akan memenuhi lapisan tersebut, pertumbuhan berikutnya semakin lama semakin tebal, demikian seterusnya (Silaban, 2009)

Media Pertumbuhan

            Suprapti (2003) menyatakan bahwa ada beberapa wadah  yang dapat dijadikan media pertumbuhan yang terbuat dari bahan-bahan tertentu, yaitu kaca (gelas), plastik PEs (transparan), atau stainless steel. Ukuran wadah di samping disesuaikan dengan volume air teh manis yang akan proses, juga disesuaikan dengan ukuran dan bentuk jaringan yang akan diperoleh. Dan berdasarkan penelitian Siregar (2003) dari media kaca, plastik, dan kaleng diperoleh media yang paling baik sebagai wadah fermentasi teh kombucha adalah wadah yang menggunakan kemasan kaca.

            Yeast (Khamir) dalam hal ini adalah Saccarhomyces Cerevisae yang bagus dan layak pakai sebagai media fermentasi dalam menghasilkan kombucha umumnya berwarna putih bersih, mengkilap serta tidak terdapat bercak atau totol berwarna. Jika terdapat totol merah, kemungkinan yeast ini sudah tercemar dan sebaiknya tidak diapakai sebagai media fermentasi (Naland, 2004).

Proses Fermentasi Kombucha

Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Fermentasi dapat juga didefinisikan sebagai perubahan gradual oleh enzim beberapa bakteri, khamir, dan kapang. Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal (Buckle et al,2000)

Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir  dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot  selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang mengasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.

Pembentukan kombucha pertama kali dimulai dari proses fermentasi dengan sedikit oksigen dari lingkungan. Saat terjadi proses ini, organisme menghasilkan enzim yang menguraikan senyawa glukosa menjadi alkohol (etanol) dan gas karbondioksida. Kemudian hasil ini bereaksi dengan air membentuk senyawa asam karbonat. Pada kondisi yang berkecukupan oksigen, reaksi yang terjadi bukan fermentasi. Proses ini bukan menghasilkan etanol, tetapi karbondioksida dan air. Ragi akan memulai aktivitasnya dengan memfermentasi sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa dengan hasil metabolit samping alkohol dan karbon dioksida. Proses fermentasi akan berlangsung selama 7-12 hari, tergantung pada berbagai faktor, termasuk diantaranya adalah suhu lingkungan, kelembaban udara, dan lain-lain. Semakin lama fermentasi, maka rasa teh kombucha akan semakin asam dan rasa manis akan semakin berkurang.

Selama fermentasi dalam larutan teh dan gula, simbiosis bakteri dan khamir ini memproduksi berbagai enzim, asam asetat, asam karbonat, asam folat, asam glukonat, asam glukoronat, asam laktat, berbagai asam amino, fruktosa, karbon dioksida, dan sejumlah kecil alkohol (0.5-1 %), vitamin B1 (thiamin), vitamin B2 (ribovlafin), vitamin B3 (niasin, niasina mide), vitamin B6 (pyridoxine), vitamin B12 (kobalamin, sianokobalamin), vitamin C (dari asam laktat). Komposisi inokulum dalam kultur kombuca menjadi sangat krusial karena khamir dan bakteri asam aseta yang tumbuh bersimbiosis mempunyai aktivitas sinergis dan saling melengkapi dalam fermentasi

Pembuatan Pangan Fermentasi Kombucha

            Hal yang pertama dilakukan yaitu dengan teh ditambahkan kultur mikroba pada campuran teh hitam (yang didinginkan) dan gula, kemudian melakukan fermentasi untuk mengasamkannya. Kemudian campuran ini diinkubasi selama 1-2 minggu. Selama waktu itu, Acetobacter dan jamur lainnya tumbuh untuk menghasilkan gumpalan seperti karet di atas permukaan teh, dan perlu diperhatikan bahwa starter kombucha akan mati jika terkena oleh alumunium, tembaga, atau logam-logamnya dan juga oleh adanya panas. Sebab jika starter terkena oleh logam tersebut maka perkembangan Acetobacter xylinum akan terhambat begitu juga oleh adanya panas.

                        Selama pemeraman Acetobacter xylinum akan mensintesa gula menjadi selulosa yang diiinginkan dan terbentuknya asam asetat sehingga akan menurunkan smpai pH 3,0 – 2,0. Berdasarkan kisaran pH tersebut, bakteri ini tergolong asidofilik yaitu kelompok mikroorganisme yang dapat tumbuh dengan baik pada pH 2,0 – 5,0. Acetobacter xylinum mempunyai aktivitas oksidasi berlanjut yang sangat lambat. Bakteri ini membentuk asam dari gluksan dan kemudian mengoksidasi asam asetat menjadi C02 dan H20. Sfat khas dari bakteri ini adalah membentuk lapisan tebal pada permukaan substrat teroksidadi yang tersusun atas komponen selulosa.

            Selama proses fermentasi dalam air teh manis, khamir mengurai gula menjadi gas 02 dan asam-asam organik serta komponen lain ang dapat memberikan cita rasa khas. Proses fermentasi teh kombucha akan semakin cepat dengan semakin meningkatnya suhu. Suhu ruangan tidak kurang dari 200C dan tidak lebih dari 300 C. Suhu rungangannya idealnya 23-270C. Sebaiknya ruangan tempat fermentasi dalam keadaan gelap, tetapi kondisi udaranya tidak lembab. Koloni jamur kombu akan rusak jika terkena sinar matahari langsung.

            Dalam media cair seperti halnya air teh manis ini, bakteri tersebut dapat membentuk suatu lapisan atau massa berwarna putih agak transparan, bertekstur kokoh kenyal dan agak liat (kial) dengan ketebalan yang dapat mencapai ± 1 cm dan berkembang secara bertahap. Faktor yang mempengaruhi mengkerutnya medium agar yang dihasilkan oleh Acetobacter xylinum adalah akrena adanya tannin. Sebab adanya tannin yang tinggi pada teh akam menyebabkan mengkerutnya permukaan agar.

Proses pemasakan atau pematangan kombucha terjadi setelah 7 – 10 hari. Pada saat itu, rasa kombucha sudah terasa nikmat. Jika kurang dari 7 hari,, kenikmatan kombucha belum terasa dan jika lebih dari 10 hari, kombucha sudah terasa cukup asam . jika mendapatkan pematangan kombucha sdah lebih dari 14 hari, disarankan untuk mengalihkannya menjadi produk cuka kombu untuk campuran masakan atau campuran asinan.

 Fermentasi yang dilakukan selama 4-6 hari, akan menghasilkan teh kombucha dengan cita rasa yang paling enak. Hal ini disebabkan gula yang ada belum terurai seluruhnya sehingga masih ada rasa manis dalam teh kombucha. Fermentasi yang dilakukan dalam waktu yang lebih lama akan menghasilkan teh dnegna rasa asam yang kuat dan bahkan akan semakin kuat, sementara rasa manis berkurang karena gula yang ada terfermentasi. Fermentasi banyak yang dirombak senyawa-senyawa kimia pada bahan pangan khususnya pada teh kombucha. Hal tersebut dapat menyebabkan kadar gula dalam minuman fermentasi akan mengalami penurununan selama fermentasi berlangsung.

            Untuk mendapatkan hasil yang maksimal biarkan kombucha dalam botol selama brberapa hari (sekitar 5 hari). Bakteri fermentasi akan berhenti bekerja setelah alitan udara tidak berjalan (botol tertutup rapat),twtapi ragi masih terus bekerja. Jika botol isi kombucha terisi dengan baik,gas yang dihasilkan oleh ragi tidak bisa keluar sehingga minuman tampak menghasilkan busa halus (Naland,2004).

            Bibit yang telah selesai menjalankan tugas membentuk koloni baru dipermukaan (mengapung),akan berubah warna menjadi kecoklatan. Namun demikian masih dapat berfungsi sebagai bibit periode berikutnya (hingga 3-4 kali). Namun,apabila warnanya sudah sedemikian coklat (coklat tua) maka sebaiknya dibuang saja (sudah lemag) (Suprapti,2003).

Dengan pembuatan yang benar akan diperoleh teh kombucha yang rasanya nikmat dan khasiatnya optimal. Saat fermentasi berlangsung pembuatan kombucha tidak perlu khawatir “jamur” kombu akan terkontaminasi (tercemar). Koloni jamur kombu tidak bisa menjaga diri terhadap gangguan mikroorganisme lain dengan bantuan asam organik ,alkohol,asam karbonat,dan antibiotik yang dihasilkan. Kombucha merupakan agen senyawa biokimia dimana “jamur” kombu akan mengubah kandungan gula di dalamnya menjadi berbagai jenis senyawa yang penting bagi kesehatan tubuh.

Aditiwat, P. dan Kusnandi. 2003. Kultur Campuran dan Faktor Lingkungan Mikroorganisme yang Berperan dalam Fermentasi Tea-Crider. Departemen Biologi – FMIPA Institut Teknologi Bandung. PROC. ITB Sains dan Tek 35 A, No (2), 147-162.

Buckle, KA, RA. Edward, G. H. Fleetdan M. Wooton. 2000. Ilmu Pangan. Penerjemah H. Purnomo dan Adiono. Jakarta : UI Press

Harris, R S., and E. Karmas, 2001. Evaluasi Gizi pada Pengolahan Bahan Pangan. Terjemahan S. Achmadi. Bandung : ITB

Naland, H. 2008. Kombucha Teh dengan Seribu Khasiat. PT Agromedya Pustaka.

Siregar, BA. 2003. Studi tentang Pengaruh Jenis dan Wadah Fermentasi pada Proses Pembuatan Teh Kombucha (Combucha Tea). Medan : THP FP – USU Library.

Silaban, M. 2009. Pengaruh Jenis Teh dan Lama Fermentasi pada Proses embuatan Teh Kombucha. Medan : USU Respository.

Suprapti, M L., 2003. Teh Jamsi dan Manisan Nata. Yogyakarta : Kanisius.

Valentine,T.2005.Kombucha Minuman Hasil Fermentasi. http://www.kombu.de/endones4.htm. Diakses tanggal 20 Desember 2011.


PEMBUATAN KECAP LAMTORO

Karakteristik Lamtoro Gung

Kacang lamtoro atau lamtoro gung, merupakan kelompok kacang polong, yang biasa dikonsumsi saat biji muda ataupun yang biji yang sudah kering. Di Indonesia, kacang lamtoro yang muda bisa dibuat botok dan lalapan, sedangkan kacang lamtoro yang sudah kering bisa dibuat tempe. Buah lamtoro juga mangandung beberapa zat penting di antaranya  protein, kalori, hidrat arang,  kalsium,  fosfor, vitamin A, B1, C dan zat besi.

Biji lamtoro atau biji petai cina (Laucaena leucocephala) banyak dimanfaatkan ketika sudah tua. Kandungan gizi dalam 100 gram biji lamtoro dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 1 Kandungan Gizi per 100 gr Biji lamtoro Gung

Kandungan Gizi

Proporsi Nutrisi dalam Biji

Kalori (kal)

140

Protein (g)

10,6

Lemak (g)

0,5

Hidrat arang (g)

26,2

Kalsium (mg)

155

Fosfor (mg)

59

Besi (mg)

2,2

Vitamin A (si)

416

Vitamin B (mg)

0,23

Vitamin C (mg)

20

Sumber : Thomas (1994)

Taksonomi lamtoro Gung ( Kuo, 2003)

Kerajaan                : Plantae

Divisi                     : Magnoliophyta

Kelas                     : Magnoliopsida          

Ordo                      : Fabales

Famili                    : Fabaceae

Upafamili               : Mimosoideae

Genus                   : Leucaena

Spesies                 : L. leucocephala

2.2          Karakteristik Aspergillus oryzae

Mikroba yang digunakan dalam pembuatan kecap berbahan dasar biji lamtoro atau petai cina yaitu Aspergillus oryzae. Aspergillus oryzae membutuhkan Aw minimal untuk pertumbuhan lebih rendah dibandingkan khamir dan bakteri. Kadar air bahan pangan kurang dari 14-15%. Suhu pertumbuhan Aspergillus oryzae yaitu 35-37ᵒC atau lebih tinggi. Aspergillus oryzae bersifat aerobic yaitu membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya. Pada umumnya Aspergillus oryzae dapat menggunakan berbagai komponen makanan, dari yang sederhana sampai kompleks. Kebanyakan kapang memproduksi enzim hidrolitik, misalnya amylase, pektinase, proteinase, dan lipase. Oleh karena itu dapat tumbuh pada makanan-makanan yang mengandung pati, pektin, protein atau lipid.

Taksonomi  Aspergillus oryzae :

Kingdom          : Fungsi

Division           : Ascomycota

Class               : Eurotiomycetes

Order               : A.oryzae

Family             : Trichocomaceae

Genus             : Aspergillus

Spesies           : Eurotiales

 (Syarwani,2008)

  • Media Pertumbuhan

Media Pertumbuhan yang digunakan oleh Aspergillus oryzae dalam penyediaan kultur dan inokulum untuk proses fermentasi yaitu media PDA. Menurut Ruly (2008), PDA digunakan untuk menumbuhkan atau mengidentifikasi yeast dan kapang. Dapat juga untuk enumerasi yeast dan kapang dalam suatu sampel atau produk makanan. PDA mengandung sumber karbohidrat dalam jumlah cukup yaitu terdiri dari 20% ekstrak kentang dan 2% b/v glukosa sehingga baik untuk pertumbuhan kapang dan khamir tetapi kurang baik untuk pertumbuhan bakteri.

Proses Pembuatan Kecap Lamtoro Gung (Petai Cina)

Pembuatan kecap di Indonesia pada umumnya dilakukan secara fermentasi. Fermentasi terdiri atas 2 tahap yaitu fermentasi kapang (solid stage fermentation) dan fermentasi dalam larutan garam (brine fermentation). Salah satu mikroba yang berperan dalam fermentasi kapang adalah Aspergillus oryzae. A. oryzae dikenal sebagai kapang yang paling banyak menghasilkan enzim, yaitu α amilase, α galaktosidase, glutaminase, protease, β glukosidase (Wedhastri, 1990) dan lipase (Rahayu dkk,1993).

  • Pembuatan kultur murni

            Langkah awal untuk membuat kecap dari lamtoro gung dengan fermentasi Aspergillus oryzae yaitu menginokulasikan Aspergillus oryzae pada media PDA dan diinkubasi selama 3-5 hari pada suhu kamar. Menurut penelitian (Harlis,2008) menyatakan bahwa biakan murni Aspergillus oryzae dan Rhizopus oligosporus diperbanyak pada media PDA miring secara streak plate, kemudian diinkubasikan selama 6 hari dan biakan siap digunakan.

  • Pembuatan inokulum Bubuk

            Setelah didapatkan kultur kerja Aspergillus oryzae, selanjutnya dilakukan pembuatan inokulum bubuk. Inokulum bubuk ini dibuat dari campuran beras dan akuades yang disterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121ᵒC selama 15 menit. Kemudian substrat beras steril diinokulasikan dengan suspense spora Aspergillus oryzae dan diinkubasi pada incubator selama 3-5 hari dengan suhu 30ᵒC. Substrat dengan inokulum dikeringkan pada suhu 40ᵒC selama 3 hari dalam incubator,kemudian dihaluskan dengan blender sehingga dihasilkan inokulum bubuk.

  • Pembuatan Kecap

Setelah kultur dan inokulum diperoleh, maka dilanjutkan dengan pembuatan kecap. Pembuatan kecap melalui 3 tahap yaitu fermentasi kapang, fermentasi moromi dan pemasakan (Rahayu,2005).

Fermentasi kapang

Lamtoro gung (250 g) direndam selama 24 jam dalam wadah, dicuci dan direbus dalam 500 mL air selama 1 jam. Setelah dikupas kulitnya, lamtoro gung tersebut dicuci dan ditiriskan. Kemudian diletakkan dalam loyang aluminium dan ditutup dengan 2  lapis aluminium foil berperforasi dan disterilisasi pada suhu 121°C, 1 atm selama 15 menit. Selanjutnya inokulum bubuk Aspergillus oryzae (1 X 103 cfu/g lamtoro gung) diinokulasikan dengan lamtoro gung steril dingin, dan diinkubasi pada suhu 30°C selama 3-5 hari. Hasil fermentasi kapang disebut koji.

Selama fermentasi kapang, kapang yang berperan akan memproduksi enzim seperti misalnya enzim amylase, protease dan lipase. Dengan adanya kapang tersebut maka akan terjadi pemecahan komponen-komponen dari bahan tersebut.Misal protein berubah menjadi asam amino yang disebabkan oleh enzim proteinase yang mengubah protein menjadi asam amino sehingga mudah dicerna. Selain itu karbohidrat berubah menjadi glukosa yang disebabkan oleh enzim amylase dan merupakan tahap awal untuk menghasilkan alkohol.

Produksi enzim dipengaruhi oleh beberapa factor, diantaranya adalah waktu lamanya fermentasi atau waktu inkubasi. Bila waktunya akan terlalu lama maka akan terjadi pembentukan spora kapang yang berlebihan dan ini akan menyebabkan terbentuknya cita rasa yang tidak diinginkan.

Fermentasi  larutan  garam  (moromi). 

Koji dipotong kecil-kecil dan dikeringkan pada suhu 40°C selama 3 hari dalam inkubator kemudian direndam dalam larutan NaCl 20% selama 30 hari dengan perbandingan 1:5. Penyaringan dilakukan setelah 30 hari perendaman. Filtrat yang diperoleh disebut kecap moromi (Kasmidjo,1990). Tujuan dilakukannya Fermentasi moromi yaitu untuk meminimalisir atau membunuh mikroba Aspergillus oryzae karena pada proses ini mikroba tersebut sudah tidak dibutuhkan lagi. Pada fermentasi ini menggunakan garam yang merupakan senyawa yang selektif terhadap pertumbuhan mikroba. Hanya mikroba yang tahan garam saja yang tumbuh pada rendaman tersebut. Mikroba yang tumbuh pada rendaman lamtoro pada umumnya dari jenis khamir dan bakteri tahan garam seperti Zygosaccharomyces (khamir) dan Lactobacillus (bakteri). Mikroba ini merombak protein   menjadi   asam-asam   amino   dan   komponen   rasa   dan   aroma, serta menghasilkan asam.  Fermentasi   tersebut   terjadi   jika kadar  garam cukup  tinggi, yaitu antara 15  sampai  20%.  Kecap  termasuk bumbu makanan berbentuk cair, berwarna coklat kehitaman, serta memiliki rasa dan aroma yang khas. Selain itu pada fermentasi garam terbentuk alkohol relati rendah akibat dari perubahan glukosa menjadi alkohol.

Pemasakan  kecap 

Cairan kecap ditambah dengan air (setiap liter kecap ditambah dengan 1,5 liter air). Campuran cairan direbus hingga mendidih. Setelah itu api dikecilkan, sekedar menjaga agar cairan tetap mendidih. Bumbu kecap yang telah dibungkus dicelupkan ke dalam cairan yang mendidih dan digoyang goyangkan. Cairan diaduk terus-menerus selama 2-3 jam sampai volume menjadi setengah dari volume semula. Bumbu yang terbungkus tetap berada dalam cairan yang sedang dimasak sampai pemanasan selesai dilakukan. Kecap yang dihasilkan adalah kecap manis. Ketika masih panas, kecap manis ini disaring dengan dua lapis kain saring dan didinginkan (Warintek Progressio, 2003).

Pemasakan pada 95-100o C dapat mereduksi daya cerna protein dan asam amino. Selain itu, protein terlarut, peptida dengan berat molekul rendah, dan asam amino   bebas   dapat   larut   dalam   air   perebus,   sehingga   perebusan   sebaiknya dilakukan di bawah 100oC. Pemanasan yang berlebihan (di atas 90oC  secara berulang-ulang) dapat menyebabkan pembentukan H2S yang merusak aroma dan mereduksi ketersediaan sistein dalam produk. Selain itu,   pemanasan juga menyebabkan terjadinya reaksi Maillard antara senyawa   amino dengan gula pereduksi yang membentuk melanoidin, suatu polimer   berwarna coklat yang menurunkan nilai  kenampakan produk.  Pencoklatan   juga   terjadi karena reaksi antara protein, peptida, dan asam amino dengan hasil dekomposisi lemak.

Setelah pembuatan kecap lamtoro gung dengan fermentasi Aspergillus oryzae dilakukan, maka dihasilkan kecap lamtoro gung yang memiliki kandungan protein 208,56 gr mg/g pada fermentasi moromi. Menurut Tjahjadi (2007) kandungan protein yang diukur adalah protein terlarut dan protein total. Protein terlarut merupakan oligopeptida dan mudah diserap oleh sistem pencernaan. Protein total merupakan pengukuran kandungan nitrogen (N) dalam sampel.

Kandungan Nutrisi pada Kecap

Kadar

Kecap

Lamtoro gung (mg/g)

Kedelai (mg/g)

Lamtoro gung (%)

Kedelai (%)

Karbohidrat-       Gula reduksi-       Pati

164,29

179,50

164,66

165,31

16,43

17,95

16,47

16,53

Protein

208,56

201,00

20,86

20,10

Lemak

80,86

141,05

8,09

14,11

Dapat diketahui bahwa kandungan protein dari kecap Lamtoro gung yang difermentasi oleh Aspergillus oryzae memiliki kandungan protein yang lebih tinggi yaitu sebesar 208,56 mg/g dibandingkan dengan kandungan protein kecap kedelai yang difermentasi oleh Rhizopus oryzae yaitu 201,00 mg/g.

Menurut Septiani (2004), berdasarkan Gambar 3 dapat diketahui bahwa kadar nutrisi lamtoro gung hampir sama dengan kedelai, bahkan kadar protein kecap lamtoro gung lebih tinggi daripada kecap kedelai. Berdasarkan SII, kecap lamtoro gung dapat digolongkan dalam kecap no 1 karena kadar proteinnya lebih dari 6% yaitu sekitar 20,86%.

Makalah Mikpang (Aspergillus oryzae)

Menurut Tjahjadi (2007), SII tidak merujuk secara detail jenis protein yang digunakan sebagai standar dalam menentukan kualitas kecap. Secara umum SII menentukan bahwa kualitas kecap manis terdiri atas 3 yaitu kualitas baik (I), menengah (II), dan rendah (III). Kecap manis berkualitas baik (I) memiliki kandungan protein minimal 6%, sedangkan kecap manis berkualitas menengah (II) memiliki kandungan protein minimal 4% dan kecap manis berkualitas rendah (III) memiliki kandungan protein minimal 2 %. Oleh karena itu sebagai patokan dalam menentukan kualitas kecap yaitu dengan menggunakan kandungan protein terlarut.

            Berdasarkan kandungan protein terlarut yang didapatkan pada kecap lamtoro gung yang difermentasi oleh Aspergillus oryzae, diketahui bahwa biji lamtoro gung berpotensi untuk diolah menjadi kecap selain kedelai. Mengingat bahwa kandungan nutrisi lamtoro gung hampir sama dengan kedelai, bahkan kadar protein kecap lamtoro gung lebih tinggi daripada kedelai. Oleh karena itu pemanfaatan biji lamtoro gung berpotensi untuk diolah menjadi kecap dan sebagai bahan pangan alternatif yang bergizi tinggi sehingga diharapkan dapat digunakan untuk mengatasi masalah KEP (Kekurangan Energi Protein) pada  masyarakat.

Kontrol mutu atau kualitas kecap berbasis Lamtoro Gung

a)    Rasa

Menurut Koswara (1997) rasa terbentuk pada saat proses fermentasi moromi yaitu tahap fermentasi dalam larutan garam 20%. Penambahan garam dengan kadar 20% mampu menghasilkan rasa yang enak karena pada proses ini senyawa nitrogen terlarut yang ada pada koji tertarik kedalam larutan garam sehingga rasa yang dihasilkan enak.

b)    Aroma

Berdasarkan penelitian Rahayu (2005), aroma yang dihasilkan pada kecap lamtoro gung kurang disukai karena lamtoro gung memiliki aroma yang berbeda dari aroma bahan baku yang kecap pada umumnya dan biasanya aroma ini kurang disukai sehingga berpengaruh pada aroma kecap. Selain itu proses fermentasi moromi pada kecap harus dilakukan selama lebih dari 30 hari karena semakin lama proses fermentasi aroma yang dihasilkan akan lebih baik.

c)     Warna

Warna kecap tidak mutlak ditentukan oleh varietas maupun lama fermentasi tetapi ditentukan dengan banyaknya penambahan gula merah sehingga mempengaruhi warna pada kecap. Berdasarkan penelitian Budi setiawati (2006), pada pemasakan dan penambahan gula merah, maka larutan akan berubah yang diakibatkan hasil reaksi browning antara gula pereduksi dan gugus amino dan protein.

d)    Kekentalan Kecap

Kekentalan kecap dipengaruhi oleh banyaknya bahan terlarut (protein terlarut) ditambah dengan bumbu dan gula merah kemudian dipanaskan pada suhu 80-85ᵒ C dan diaduk sampai rata selama 2-3 jam ( jurnal ilmu pertanian, 2006). Sehingga melalui proses tersebut didapatkan kekentalan kecap yang baik.

Daftar Pustaka

Anonymous. 2008.  Prosedur Pembuatan Kecap Lamtoro Gung http:// karakteristik _mikrobia/scribd.com.Diakses tanggal 21 desember 2011

Amirudin. 2011. Makalah Teknologi Fermentasi Kecap. Fakultas Pertanian Universitas Mataram.

Setiawati Budi B.2006. Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian. Sekolah Tinggi Penyuluhan Pertanian Magelang. Jurusan Penyuluhan Pertanian Yogyakarta.

Kasmidjo R.B. 1990. Tempe: Mikrobiologi dan Biokimia Pengolahan serta Pemanfaatannya. Yogyakarta: PAU Pangan dan Gizi.UGM Press.

Nurhayani, Muhiddin H, Juli N, dan Aryantha INP. 2000. ”Peningkatan Kandungan Protein Kulit Umbi Ubi Kayu Melalui Proses Fermentasi ”JMS 6 (1) : 1-12.

Purwoko Tjahjadi.2007.Jurnal Protein kecap hasil fermentasi Rhizopus oryzae     dan R. oligosporus. Biodiveersitas Volume 8, Nomor 2 Halaman: 223-227. Surakarta

Rahayu E.S.R, Indrati T. Utami E, Harmayani, dan M.N.Cahyanto. 1993. Bahan Pangan Hasil Fermentasi.Yogyakarta: PAU UGM.

Septiani Y. 2004. Studi Kandungan Karbohidrat, Lemak, danProtein pada Kecap dari Tempe. [Skripsi]. Surakarta: FMIPA.UNS

Suliantari. 2001. Teknologi Fermentasi Umbi-umbian dan biji-bijian. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. Direktorat Jenderal Pendidikan tinggi. Pusat Anat Universitas Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor.

Warintek.Progressio.2003.Kecap.//or.id/ttg/pangan/kecap.htm diakses tanggal 19 Agustus 2003.


Masukkan alamat surel Anda untuk berlangganan blog ini dan menerima pemberitahuan tulisan-tulisan baru melalui email.

Bergabunglah dengan 108 pengikut lainnya.

Pos-pos Terakhir

Mohon maaf jika artikel yang di sajikan berasal dari banyak sumber, sumber yang masih utuh saya tampilkan sumber aslinya, tapi seringkali saya lupa, mohon di maafkan. saya coba perbaiki terus kualitas dan kuantitas blog ini.
Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 108 pengikut lainnya.