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

ILMU DAN TEKNLOGI PANGAN

METODE KEJUT MEDAN LISTRIK PADA SUSU “LABAN ELECTRIC”

METODE KEJUT MEDAN LISTRIK PADA SUSU

“LABAN ELECTRIC”

    Bahan pangan pasca panen baik dari hasil pertanian maupun peternakan yang masih segar, rentan terhadap kontaminasi dan pembusukan mikroba. Oleh karena sebab itu bahan pangan memiliki daya simpan yang relatif pendek. Secara keseluruhan bahan pangan merupakan perishable food. Dimana bahan pangan mudah mengalami kerusakan, sehingga diperlukan pengolahan lanjutan salah satunya adalah pengawetan yang bertujuan untuk mengawetkan bahan pangan sehingga memperpanjang daya simpan, munurunkan jumlah mikroba dalam bahan pangan, dan untuk sebagai tuntutan akan mutu produk pangan yang baik bagi konsumen. Namun demikian metode pengawetan tidak selalu dapat mempertahankan kualitas asal bahan pangan atau kandungan gizi dari komoditas yang diawetkan. (Saleh, 2004)

Produk pangan dapat diawetkan secara termal maupun nontermal. Sebagian besar proses pengawetan produk pangan melibatkan panas, proses pemanasan tersebut selain menginaktivasi mikroba dan mempengaruhi mutu. Produk pangan olahan mengalami berbagai perubahan dari bahan pangan segarnya sehingga mengakibatkan perubahan kenampakan, cita rasa, tekstur dan kandungan zat gizi. Metode pengawetan pangan secara nontermal saat ini terus dikembangkan sebagai alternatif atau untuk melengkapi pengawetan pangan konvensional atau tradisional. Tujuannya yaitu paling tidak menghilangkan atau meminimumkan penurunan mutu akibat pengolahan termal. (Estiasih, 2009)

Salah satunya pada pengolahan produk susu yang merupakan salah satu jenis bahan pangan mudah rusak dan memiliki umur simpan yang pendek. Kandungan nutrisi dan senyawa essensial yang lengkap dalam susu juga dapat menjadi media pertumbuhan optimal yang baik bagi mikroorganisme didalamnya. Oleh karena itu berbagai pengolahan lanjutan untuk produk susu banyak dilakukan. Misalnya seperti pasteurisasi, fermentasi, UHT, dan lain sebagainya. Untuk mengolah susu biasanya digunakan metode termal, yaitu dengan memanaskan susu antara 60 dan 100 derajat Celsius.

Proses ini dapat memperpanjang umur simpan karena menonaktifkan enzim dan menekan jumlah mikroorganisme. Namun ada kelemahannya, yaitu melarutnya mineral, kalsium, dan fosfor sehingga merusak protein susu, berkurangnya pembentukan krim, serta berubahnya keseimbangan ion hidrogen. Bakteri yang baik juga bisa terbunuh. Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan tersebut digunakan metode pengawetan non thermal menggunakan kejut listrik. Bila menggunakan cara kejut listrik tegangan tinggi, yang mati hanya mikroorganisme negatif. Ini akibat terjadinya aktivitas metabolisme yang sudah tidak normal sehingga mengganggu kerja dan fungsi fisiologis sel dan itu dipengaruhi kerusakan struktur sel lainnya, seperti rusaknya membran sitoplasma sel. (Tempo, 2011)

 

Karakteristik Bahan Susu

Air susu merupakan bahan makanan yang istimewa bagi manusia karena kelezatan dan komposisinya yang ideal selain air susu mengandung semua zat yang dibutuhkan oleh tubuh, semua zat makanan yang terkandung didalam air susu dapat diserap oleh darah dan dimanfaatkan oleh tubuh. Menurut Hadiwiyoto (2004), air susu termasuk jenis bahan pangan hewani, berupa cairan putih yang dihasilkan oleh hewan ternak mamalia dan diperoleh dengan cara pemerahan. Sebagai bahan makanan atau minuman air susu mempunyai nilai gizi yang tinggi, karena mengandung unsur-unsur kimia yang dibutuhkan oleh tubuh seperti Calsium, Phosphor, Vitamin A, Vitamin B dan Riboflavin yang tinggi. Komposisinya yang mudah dicerna dengan kandungan protein, mineral dan vitamin yang tinggi, menjadikan susu sebagai sumber bahan makanan yang fleksibel yang dapat diatur kadar lemaknya, sehingga dapat memenuhi keinginan dan selera konsumen.

Sifat susu yang perlu diketahui adalah bahwa susu merupakan media yang baik sekali bagi pertumbuhan mikrobia sehingga apabila penanganannya tidak baik akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya (“zoonosis“). Disamping itu susu sangat mudah sekali menjadi rusak terutama karena susu merupakan bahan biologik. Air susu selama didalam ambing atau kelenjar air susu dinyatakan steril, akan tetapi begitu berhubungan dengan udara air susu tersebut patut dicurigai sebagai sumber penyakit bagi ternak dan manusia. (Ernawati, 2006)

Warna air susu dapat berubah dari satu warna kewarna yang lain, tergantung dari bangsa ternak, jenis pakan, jumlah lemak, bahan padat dan bahan pembentuk warna. Warna air susu berkisar dari putih kebiruan hingga kuning keemasan. Warna putih dari susu merupakan hasil dispersi dari refleksi cahaya oleh globula lemak dan partikel koloidal dari casein dan calsium phosphat. Warna kuning adalah karena lemak dan caroten yang dapat larut. Bau air susu mudah berubah dari bau yang sedap menjadi bau yang tidak sedap. Bau ini dipengaruhi oleh sifat lemak air susu yang mudah menyerap bau disekitarnya. Demikian juga bahan pakan ternak sapi dapat merubah bau air susu. (Astawan, 2006)

 

Komponen Kimiawi Susu

1. Air

Air susu mengandung air 87.90%, yang berfungsi sebagai bahan pelarut bahan kering. Air didalam air susu sebagian besar dihasilkan dari air yang diminum ternak sapi.

2. Lemak

Air susu merupakan suspensi alam antara air dan bahan terlarut didalamnya. Salah satu diantaranya adalah lemak. Kadar lemak didalam air susu adalah 3.45%. Kadar lemak sangat berarti dalam penentuan nilai gizi air susu. Bahan makanan hasil olahan dari bahan baku air susu seperti mentega, keju, krim, susu kental dan susu bubuk banyak menagndung lemak. Susunan lemak susu terdiri dari lemak majemuk, merupakan lemak murni dan terdiri dari 3 molekul asam lemak terikat pada suatu molekul glycerine. Lemak asam susu terdiri dari campuran beberapa asam lemak antara lain :

a. Lemak sederhana yang memiliki asam lemak sama

b. Lemak campuran yang terdiri dari beberapa macam lemak terikat pada glyserine

Asam lemak yang terdapat didalam air susu terdiri dari 2 golongan yaitu asam lemak yang dapat larut (butyric, caproic,caprilic dan capric ) serta asam lemak yang tak dapat larut (leuric, myristic, palmitic dan oleic). BJ air susu 0.93 dan lebih ringan dari BJ air. Hal ini memungkinkan lemak mengapung atau membentuk lapisan di permukaan air susu apabila air susu didinginkan. Hadiwiyoto (2004) mengungkapkan bahwa air susu yang baru diperah mempunyai temperatur sama dengan temperatur badan sapi yaitu 370 C, dalam hal ini lemak terdapat dalam bentuk cair. Beberapa jam setelah pemerahan temperatur air susu menurun menjadi 330C dan pada saat ini pembekuan lemak dimulai, dan akan membeku seluruhnya pada temperatur 230C. Titik beku dan titik cair lemak air susu berkisar antara 330 C sampai 230 C.

Warna putih air susu ditentukan oleh lemak air susu. Lemak susu mempunyai alat refleksi terhadap sinar matahari. Bentuk lemak di dalam air susu merupakan butir yang disebut globuler. Besar kecilnya butir lemak ditentukan oleh kadar air yang ada didalamnya. Makin banyak air maka makin besar globuler dan keadaan ini dikhawatirkan akan menjadi pecah. Bila globuler pecah maka air susu disebut pecah. Air susu yang pecah tidak dapat dipisahkan lagi krimnya, dan tidak dapat dijadikan sebagai bahan makanan. Globuler air susu mudah menyerap bau dari sekitarnya, oleh karena itu jangan simpan air susu pada tempat yang berbau. Buckle (2001) menyatakan kerusakan yang dapat terjadi pada lemak susu merupakan sebab dari berbagai perkembangan flavor yang menyimpang dalam produk-produk susu, seperti:

a. Ketengikan, yang disebabkan karena hidrolisa dari gliserida dan pelepasan asam lemak seperti butirat dan kaproat, yang mempunyai bau yang keras, khas dan tidak menyenangkan.

b. Tallowiness yang disebabkan karena oksidasi asam lemak tak jenuh.

c. Flavor teroksidasi yang disebabkan karena oksidasi fosfolipid.

d. Amis/bau seperti ikan yang disebabkan karena oksidasi dan reaksi hidrolisa.

3. Protein

Kadar protein didalam air susu rata-rata 3.20% yang terdiri dari: 2.70% casein (bahan keju), dan 0.50% albumen. Berarti 26.50% dari bahan kering air susu adalah protein. Didalam air susu juga terdapat globulin dalam jumlah sedikit. Protein didalam air susu juga merupakan penentu kualitas air susu sebagai bahan konsumsi. Albumin ditemukan 5 gram per kg air susu, dalam keadaan larut. Didalam pembentukan keju, albumin memisah dalam bentuk whey. Beberapa hari setelah induk sapi melahirkan, kandungan albumin sangat tinggi pada air susu dan normal setelah 7 hari. Pada suhu 640 C albumin mulai menjadi padat, sifat ini identik dengan sifat protein pada telur. Akan tetapi karena kadar albumin yang sedikit maka pada pasteurisasi tidak dapat ditemukan, bahkan pada pemasakan yang dapat dilihat hanya merupakan titik-titik halus pada dinding dan dasar panci.

4. Laktosa

Laktosa adalah bentuk karbohidrat yang terdapat didalam air susu. Bentuk ini tidak terdapat dalam bahan-bahan makanan yang lain. Kadar laktosa di dalam air susu adalah 4.60% dan ditemukan dalam keadaan larut. Laktosa terbentuk dari dua komponen gula yaitu glukosa dan galaktosa. Sifat air susu yang sedikit manis ditentukan oleh laktosa. Kadar laktosa dalam air susu dapat dirusak oleh beberapa jenis kuman pembentuk asam susu.

Pemberian laktosa atau susu dapat menyebabkan mencret atau gangguan-gangguan perut bagi orang yang tidak tahan terhadap laktosa. Hal ini disebabkan kurangnya enzim laktase dalam mukosa usus. (Sudono, 2003)

4. Vitamin dan enzim

Kadar vitamin di dalam air susu tergantung dari jenis makanan yang diperoleh ternak sapi dan waktu laktasinya. Vitamin diukur dengan satuan International Units (IU) dan mg. Vitamin yang terdapat didalam lemak disebut ADEK, dan vitamin yang larut didalam air susu, tergolong vitamin B komplek, vitamin C, Vitamin A, provitamin A dan vitamin D. Vitamin yang larut didalam air susu yang terpenting ialah vitamin B1, B2, asam nikotinat dan asam pantotenat. Bila air susu dipanaskan/dimasak, dipasteurisasi atau disterilisasi maka 10 – 30 % vitamin B1 akan hilang, vitamin C akan hilang 20 – 60 %.

Enzim berfungsi untuk mengolah suatu bahan menjadi bahan lain dengan jalan autolyse. Enzim yang terkenal adalah peroxydase, reductase, katalase dan phospatase. Dengan adanya pemanasan, enzim tidak akan berfungsi lagi.

 

Proses Pengolahan Susu

Selain mengandung berbagai nutrisi yang baik bagi tubuh, ternyata terdapat bakteri jahat semisal Escherichia coli, Klebsiella, Shigella, Enterobacter, Pseudomonas, dan Staphylococcus aureus di dalam susu. Untuk mengolah susu menggunakan metode kejut listrik ini menggunakan alat temuan Mahasiswa Universitas Brawijaya Fakultas Teknologi Pertanian jurusan Teknik Pertanian, Hadi Apriliawan yang merancang alat kejut listrik berupa Laban Electric.

Metode Pengolahan

Sebelum masuk ke alat itu, susu terlebih dulu didinginkan. Susu kemudian dimasukkan dalam tangki bahan. Alat disetel pada tegangan 20-80 kV dan dinyalakan beberapa detik. Semakin rendah tegangan, proses penyalaan alat semakin lama. Setelah alat dimatikan, susu sehat dikeluarkan melalui tempat pengeluaran. (Prasetya, 2011)

Prinsip Pengolahan

Kejutan listrik tegangan tinggi (pulsed electric field) menyebabkan mikroorganisme yang terkandung pada susu mati. Kematian bisa terjadi akibat aktivitas metabolisme yang sudah tak normal. Kejutan meningkatkan metabolisme tubuh sel terlalu tajam sehingga mengganggu kerja dan fungsi fisiologis sel. Sistem pengawetan kejut medan listrik menggunakan intensitas medan listrik yang tinggi terdiri dari sejumlah komponen. Komponen-komponen tersebut meliputi sumber energi (power source), kapasitor tombol, wadah proses (treatment chamber), voltase, probe aliran listrik, dan suhu. Serta peralatan pengemasan aseptis.

Produk pangan ditempatkan pada ruang kejut medan listrik (static chamber) atau dipompakan melalui ruang kejut medan listrik kontinu (continuous chamber). Produk pangan yang telah diberi perlakuan kejut medan listrik kemudian dikemas dengan peralatan pengemasan aseptis. Produk pangan yang diawetkan dengan kejut medan listrik dianjurkan untuk disimpan pada suhu dingin untuk memperpanjang umur simapan. Proses kejut medan listrik dapat menghasilkan panas, karena itu sistem pengawetan kejut medan listrik biasa dilengakapi dengan sistem pendingin.

Metode pengawetan kejut medan listrik menggunakan medan listrik dengan intensitas tinggi. Aliran listrik diberikan pada produk berbentuk cair dengan waktu singkat beberapa mikrodetik sampai milidetik (1×10ˉ6 sampai 1×10-3 detik. Produk pangan dapat diberi kejut medan listrik baik pada suhu ruang maupun suhu dingin. Dengan pengawetan kejut medan listrik. Produk pangan diolah dalam periode waktu yang pendek dan kebutuhan energi minimum. Untuk tujuan pasteurisasi, intensitas medan listrik bergantung pada jenis mikroba atau enzim yang akan diinaktivasi yang ada dalam produk pangan. Inaktivasi mikroba juga bergantung pada faktor-faktor lain seperti suhu, pH, kekuatan ionik, durasi kejut medan listrik, dan fase pertumbuhan mikroba.

Inaktivasi mikroba oleh kejut medan listrik meningkat dengan bertambah kuatnya intensitas medan listrik, jumlah kejutan, durasi kejutan, suhu medium, fase pertumbuhan bakteri, dan kuat ionik medium. Walaupun kejut medan listrik dapat menginaktivasi bakteri vegetatif, efektivitas inaktivasi terhadap sprora menunjukkan bahwa spora tidak dapat diinaktivasi dengan metode kejut medan listrik. Inaktivasi sel vegetatif bakteri oleh kejut medan listrik terjadi akibat perubahan pada membran lapisan ganda (bilayer). Lapisan ganda membran sel bakteri terdiri dari protein dan fosfolipid. Kerusakan lapisan potensial transmembaran dan kompersi membran sel. (Estiasih, 2009)

Komponen Alat

Alat yang dinamakan Laban Electric ini terdiri atas empat komponen utama, yaitu pembangkit tegangan tinggi, tangki bahan (food tank), ruang perlakuan (treatment chamber), dan meja penyangga.

Pembangkit tegangan tinggi berfungsi sebagai pembangkit pulsa tegangan yang akan memproduksi pulsa listrik berkekuatan 50 kilovolt (kV). Alat ini terdiri dari rangkaian penyearah untuk memberikan catu daya DC yang stabil, osilator yang memakai IC UPC 1379 sebagai timer-nya, dan driver sebagai penguat arus keluaran dari osilator.

Adapun tangki bahan berfungsi sebagai tempat bahan olahan yang terbuat dari baja antikarat dengan volume 50 liter. Terdapat dua tangki bahan yang digunakan untuk menampung bahan masukan (input) dan bahan keluaran (output). Di dalam wadah bahan masukan, terdapat pompa celup untuk memompa bahan ke wadah perlakuan yang debit keluarannya dapat diatur dengan keran.

Ruang perlakuan adalah tempat berlangsungnya proses pasteurisasi dengan tegangan tinggi yang berbentuk pipa dengan panjang alur 30 sentimeter. Dalam pipa tersebut terdapat elektroda alumunium sepanjang 10,6 sentimeter untuk melakukan proses pasteurisasi selama satu detik. Semua komponen tersebut diletakkan pada meja penyangga dari kayu yang berfungsi sebagai alat pendukung proses pasteurisasi dengan teknologi kejut listrik. (Prasetya, 2011)

Sistem Otomatisasi

Laban Electric didesain simpel dengan menggunakan sistem otomatisasi agar mudah dioperasikan. Pengguna cukup menekan satu tombol, dan alat bisa bekerja sendiri dan berhenti sesuai pengaturan awal. Sebelum memencet tombol, susu dimasukkan ke tangki input terlebih dulu, lalu dipompa ke tangki output. Saat melewati ruang kejut, cairan susu disetrum dengan tegangan 50 kV selama dua menit untuk membunuh bakteri. Menurut Hadi (2011), ketika susu sampai pada tangki output, susu menjadi aman dan sehat dikonsumsi dengan protein masih utuh 90 persen. Pada prinsipnya, pasteurisasi dengan teknologi kejut listrik ini mampu membunuh bakteri dalam susu tanpa mengubah kandungan protein di dalamnya. Pasalnya, proses perlakuan dilakukan tanpa panas. “Bakteri merugikan itu biasanya hidup pada suhu kamar sekitar 30 derajat Celsius, sedangkan bakteri baik hidup di atas suhu 80 derajat Celsius” ungkap Hadi.

Laban Electric telah berhasil melewati laboratorium Pengujian Mutu dan Keamanan Pangan (Testing Laboratory of Food Quality and Food Safety) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian berstandar nasional di Universitas Brawijaya Malang. Uji bakteri menggunakan metode analisis Total Plate Count (TPC) dengan hasil yang memuaskan.Terbukti lebih dari 95 persen bakteri merugikan dalam susu mati. Namun, bakteri yang baik bagi tubuh, seperti Lactobacilus sp, tetap bertahan di dalam susu tersebut.

Faktor penting yang harus diperhatikan dalam pengawetan kejut medan listrik adalah kerusakan bahan pangan akibat adanya aliran listrik. Bahan pangan yang peka terhadap aliran listrik tidak sesuai diawetkan dengan metode kejut medan listrik, akibatnya sejauh ini penerapan metode kejut medan listrik hanya bisa untuk produk pangan cair.

Keunggulan pengawetan produk pangan dengan metode kejut medan listrik adalah perpanjangan umur simpan dan perubahan produk pangan yang minimum baik secara fisik maupun kimiawi. Sifat sensorik produk pangan tidak mengalami perubahan akibat kejut medan listrik. Walaupun kejut medan listrik menyebabkan peningkatan suhu produk pangan, tetapi peningkatan tersebut masih dibawah suhu pengolahan termal sehingga penurunan mutu akibat proses termal tidak terjadi. Kejut medan listrik berkaitan dengan penggunaan energi. Yang minimum sehingga efisien energi jauh lebih baik jika dibandingkan dengan proses termal. Sampai saat ini penerapan kejut medan listrik baru diterapkan pada produk pangan berbentuk cair yang dapat dipompakan dan belum dapat diterapkan pada produk pangan padat atau cairan yang mengandung partikulat padatan. Masalah yang terdapat pada produk padat atau cairan yang mengandung parikulat padatan adalah distribusi medan listrikk yang tidak merata.

Pengawetan pangan memerlukan inaktivasi mikroorganisme patogen dan pembusuk, serta enzim yang berperan terhadap reaksi-reaksi yang tidak diinginkan dalam bahan pangan. Kejut medan listrik dapat menginaktivasi mikroba dan enzim. Proses inaktivasi terjadi jika aliran listrik diberikan pada produk pangan lebih dari ambang batas listrik minimum yang dibutuhkan untuk inaktivasi. Medan listrik eksternal menginduksi perbedaan potensial listrik dalam membran sel yang dikenal dengan potensial transmembran. Ketika potensial transmembran mencapai nilai ambang batas kritisnya, pada membran terjadi pembentukan pori. Akibatnya, permeabilitas membran sel meningkat akibat pembentukan pori. Permeabilitas tersebut bersifat reversible jika kekuatan medan listrik eksternal setara atau sedikit melebihi nilai kritisnya. Ambang batas potensial transmembran bergantung pada jenis dan medium mikroorganisme atau enzim tersebut. (Estiasih, 2009)

DAFTAR PUSTAKA

Astawan M. W. dan M. Astawan., 2006. Teknologi Pengolahan Pangan Hewani Tepat Guna. Penerbit Akademi Presindo. Jakarta.

Buckle, K.A., R. A. Edwards, G.H. Fleet and M. Wootton., 2001. Ilmu Pangan. Penerbit Univrsitas Indoneesia. Jakarta.

Ernawati., 2006. Pengaruh Penanganan Lama Penyimpanan terhadap Kualitas Air Susu Sapi. Media Peternakan Vol: 50-59. Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Estiasih, Teti & Kgs, Ahmadi., 2009. Teknologi Pengolahan Pangan. Penerbit Bumi Aksara: Jakarta.

Hadiwiyoto, S. 2004., Pengujian Mutu Susu dan Hasil Olahannya. Penerbit Liberty: Yogyakarta.

Prasetya., 2011. Laban electric Masuk Buku 103 Inovasi Terbaik Indonesia 2011. http://prasetya.ub.ac.id/berita/Laban-electric-Masuk-Buku-103-Inovasi-Terbaik-Indonesia-2011-5817-id.html. Diakses pada 3 Desember 2011.

Saleh, Eniza., 2004. Dasar Pengolahan Susu dan Hasil Ikutan Ternak. USU Digital Library. Sumatera Utara.

Sudono, A., IK. Abdulgani, H. Najib dan Ratih, A.M., 2003. Penuntun Praktikum Ilmu Produksi Ternak Perah. Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Tempo., 2011. Alat Kejut Pembunuh Bakteri Susu. http://bataviase.co.id/node/121568. Diakses pada 8 Desember 2011

Iklan

Fungsi & Tugas PPIC ( Production Planning Inventory Control )

Fungsi PPIC ( Production Planning Inventory Control )


Pendahuluan

Fungsi Planning dalam perusahaan (manufacture) dijalankan oleh bagian PPIC ( Production Planning and Inventory Control ). Disamping memiliki fungsi production planning, PPIC juga memiliki peranan dalam manajemen Inventory.

 

Inventory atau barang persediaan merupakan aset perusahaan yang berupa persediaan bahan baku/raw material, barang-barang sedang dalam proses produksi, dan barang-barang yang dimiliki untuk dijual. Karena  inventory disimpan di gudang, maka manajemen inventory  dan gudang sangat berkaitan. Pergudangan sendiri adalah kesatuan komponen didalam Suplay Chain  product. Gudang berfungsi sebagai tempat penyimpanan barang ya, sampai digunakan dalam proses produksi. Fungsi  penyimpanan ini sering disebut ruang persediaan, gudang bahan baku, dll. Perusahaan besar atau kecil, untuk pengadaan dan penyimpanan barang ini diperlukan biaya besar. Biaya penyimpanan ini setiap tahun umumnya mencapai sekitar 20 – 40% dari harga barang (Indrajit, R,E., Djokopranoto,R., Manajemen Persediaan, 2003, Gramedia, hal.3). Untuk itu diperlukan strategi atau manajemen inventory yang baik agar biaya persediaan optimum.

 

Dalam Struktur Organisasi  ada beberapa variasi untuk  mempertegas fungsi Planning dan Gudang (material ware house dan Final Product ware house), untuk  kondisi seperti ini, PPIC bertanggung jawab pada  Monitoring Persediaan ( Safety Stock, Mengeluarkan Bill of Material, akurasi data inventory, efektivitas sistem invormasi ).

 

Sedangkan aktivitas pergudangan, seperti; 1) Penerimaan, Penyimpanan, dan pengiriman raw material ke bagian processing, 2) Penerimaan, Penyimpanan, dan pengiriman final product ke Customer, 3) Mengoperasikan Sistem informasi, Umumnya dibawah kendali  Head Ware House setingkat Supervisor atau Manager, disesuaikan dengan Lingkup tanggung jawabnya.

 

Production Planning Control

Tugas umum dari PPIC adalah menerima order dari  bagian Penjualan ( Sales/marketing ) lalu memastikan order ini selesai dan dikirim ke customer pada waktu yang sudah disepakati. Simple bukan ?

 

Tidak sesimple definisinya, fungsi PPIC  berkaitan erat dengan fungsi Marketing, Purchasing, dan Produksi. Disamping itu Informasi mengenai level of raw material, Work In Process (WIP), Final Product, dan data stock opname   untuk bagian Finance terutama dalam pembuatan laporan keuangan perusahaan juga termasuk dalam tanggung jawab PPIC .Beberapa perusahaan memiliki gaya manajemen production planning yang tampak berbeda secara teknis, tapi secara umum fungsi ini tidak jauh berbeda. Situasi Market menuntut produsen mampu menerapkan strategi operasi yang paling tepat. Salah satu contohnya, untuk menekan biaya penyimpanan, customer menuntut produsen menerapkan model produksi make to order, dengan variasi item product yang tinggi dan pemesanan dalam quantity kecil. Faktor ini akan sangat mempengaruhi model system planning diperusahaan tersebut.

 

Saya mengajak anda untuk mendalami peran PPIC secara spesifik. Ada cerita yang dapat menjelaskan pola ini, Kami memiliki model produksi MTO, dengan market Jepang sebagai salah satu “potensial market” , pola order barang dari sisi Customer/Distributor Jepang sangat menarik. Saat barang datang di pelabuhan, kontainer langsung didistribusikan ke Customer mereka. Jadi produk kami tidak perlu dikeluarkan dari kontainer. Distributor ini sudah memasukkan jadwal kedatangan atau bongkar muat saat sampai di Pelabuhan disana, jadi mereka tidak memerlukan Gudang perantara untuk menyimpan. Tidak hanya ini, biasanya pola MTO ini diikuti oleh variasi product yang sangat tinggi dalam Lot-lot order yang kecil, yang dalam prakteknya akan membuat  aktivitas produksi menjadi lebih sulit dan berpotensi menaikkan cost.


Case seperti diatas menununjukkan begitu sulit bagi Manufacture untuk mengendalikan customer. Bermain di “ceruk” yang ketat, kita tidak boleh hanya berbicara function, tapi aspek-aspek lain yang dimiliki product akan menjadi nilai tambah, dalam memenangkan persaingan. Jika anda seorang praktisi PPIC yang familiar dengan proses Make To order (MTO), memiliki variasi item produk sangat tinggi, dan menerima oder dalam lot-lot kecil, model order seperti ini biasanya sangat merepotkan, terutama dalam tahap realisasi product. Entah ini kebetulan atau tidak, kondisi ini menjadi semacam bumerang bagi proses manufacturing secara keseluruhan. Salah satu problem internal terbesar manufacture kita yaitu fleksibilitas yang rendah, kemampuan bagian produksi dalam mengikuti strategi marketing kadang masih masih sangat kurang. Untuk itu PPIC bertanggung jawab dalam menentukan dan mengevaluasi sistem produksi, apakah harus dilakukan secara manual  atau menggunakan soft ware dalam mengelolanya, mutlak sistem ini ada dibawah tanggung jawab PPIC. Terkadang, lemahnya pemahaman dan kesadaran leader-leader produksi akan hal ini menyebabkan sering adanya konflik internal antara PPIC dan Produksi. Saya ibaratkan hubungan  PPIC dengan bagian produksi ibarat “Tom and Jerry”. Meskipun tidak menutup kemungkinan, dengan pertimbangan tertentu seperti fleksibilitas perubahan arah produksi, suplay material, dan distribusi data, antara PPIC dan Produksi berada dalam satu atap atau Divisi Operasional. Masing-masing dipimpin oleh Level Manager. Dari contoh case yang pernah saya temui dilapangan, model seperti ini memerlukan sosok Operasional Manager dengan leadership &  knowledge yang sangat kuat, jika tidak akan terjadi over lapping  Job, batas tanggung jawab yang tidak clear, dan yang paling bahaya yaitu konsesi-konsesi atau kesepakatan negatif  yang berpengaruh pada mundurnya schedulle delivery dan konsumsi material yang relatif tinggi.


PPIC bukanlah robot, yang hanya menjalankan aktivitas sesuai prosedure yang berlaku. Tetapi secara Tim, PPIC berisi sekumpulan orang dengan qualifikasi dasar diantaranya, memiliki sifat pembelajar/learning people, memiliki analitycal skill, dan Sistematis. Jadi tidak hanya menjalankan sistem yang sudah ada, tetapi lebih pada memastikan sistem yang dijalankan efektif atau istilah saya “Rule Maker“.

 

Design Planning dan Inventory Control

Peran Sistem Informasi dalam aktivitas production planning sangat besar, begitu besarnya sampai saya berani jamin, tanpa bantuan software, aktivitas planning tidak akan optimal. Planning tidak hanya mengerjakan masalah perencanaan saja, tapi terkait dengan manajemen inventory. Otomatis Planning harus memiliki Link dengan Sistem Purchasing dan Ware house secara real time dan up date. Ini masih dalam scope inventory, belum termasuk aktivitas pengawasan proses produksi. Setiap perubahan dalam proses yang terkait dengan Penjadwalan ulang (reschedulling), Pembuatan ulang (Remake), Permintaan tambahan material, dll, pastinya akan mempengaruhi alokasi capasitas dan seluruh penjadwalan. Pertanyaannya, mungkinkah Ms. Excel melakukannya? Jika yang saya masuk sinkronisasi, yang saya tahu, jawabannya adalah “tidak mungkin”. Excel hanya bisa mengerjakannya secara terpisah dan sangat tergantung pada operator untuk melakukan rangkaian update. 

SAP for Manufacture

Untuk lebih jelasnya berikut  saya sampaikan lingkup kerja PPIC :

 

Registrasi  New Item dan Material

Setiap Item Product harus memiliki Item Code. Begitu pula Setiap material dan supporting material yang digunakan sekecil apapun harus tercoding. Ada dua  jenis material, pertama Raw material, yaitu seluruh material yang digunakan dalam proses pembentukan produk, dan kedua yaitu Supporting material, yaitu material pembantu, yang digunakan untuk melengkapi unit Final product, seperti plastic packaging, sticker, cartoon box, kertas label, dll.

Code untuk Regristasi ini berupa urutan numerik/angka. Kode numerik digunakan agar dapat terbaca oleh sistem. Dalam perkembangannya, untuk mempermudah  input data, kode angka dikonversi lagi kedalam barcode, sehingga proses input  menggunakan scanner. Selain untuk mempercepat  waktu iniput, proses scanning  menghasilkan data yang sangat akurat dengan tingkat human error sangat rendah.

Item-item baru biasanya didapat  dari bagian R&D, setelah melalui uji coba dan berhasil, setelah di verifikasi oleh Quality Control (QC), produk baru harus diregristasi oleh PPIC lengkap dengan  komponen penyusun dan formulasi  per unit produk ( Material Requirement Planning/MRP )

Logic Regristasi item

 

Pengelolaan Inventory atau barang persediaan

Barang persediaan terdiri dari : 1) Material dan Supporting Material, 2) Work In Process (WIP), dan 3) Final Product.

 

Material dan Supporting Material (M&SM). Ada dua hal yang  harus selalu diperhatikan untuk pengadaannya, yaitu; 1) M&SM  tanpa melihat order customer , 2) M&SM  berdasarkan order customer. Dengan pertimbangan minimalisir biaya pengadaan dan buffer, memiliki stock M&SM dalam batas optimum dengan beberapa metode peramalan memberikan jaminan akan kelancaran proses ( fluently production process ). Namun tidak  menutup kemungkinan adanya  emergency  order atau  order spesial sehingga menyebabkan keluarnya Bill of material (BOM) setelah kedatangan order customer atau setelah arrange order  ( master production schedulle/MPS )

 

Work In Process ( WIP ). Kondisi ideal, tahapan process dari satu station ke station lainnya berlangsung secara continue. Namun ada beberapa proses memerlukan pengelolaan khusus, akibatnya  produksi  terbagi kedalam beberapa divisi berdasarkan proses. Pergeseran barang ½ jadi terkadang tidak bisa sempurna  atau satu banding satu. Karena aspek kerumitan dan ongkos pengerjaan yang ekonomis, produk dari Divisi A yang menjadi bahan baku untuk proses di divisi B, terkadang  tidak  dibuat pas atau sesuai dengan order customer, mempertimbangkan aspek yang saya sebut sebelumnya, quantity yang diproduksi kadang berlebih. Inilah yang disebut WIP,  bagian PPIC bertanggung jawab penuh dalam mengendalikan  barang persediaan jenis ini. Peranan Sistem Informasi dan penerapan logic proses yang tepat dapat  menjamin pengendalian WIP. PPIC akan selalu dapat memantau  progress produksi di semua tahapan proses.

 

Final Product. Barang persediaan jenis ini relatif  lebih mudah dikendalikan, karena  posisinya sudah di tahap akhir, dengan manajemen ware house yang baik, pengendalian final product bisa dilakukan dengan baik. Poinnya, PPIC harus secara real time dan up to date dalam menerima informasi mengenai final product siap dikirim ke customer.

Logic Inventory

 

Planning  dan Monitoring  Proses Produksi

Mari memasuki intinya. PPIC menjadi  semacam Conection point dan Gate, antara dunia luar  dan Internal perusahaan dalam  konteks realisasi produk. PPIC harus memberikan informasi yang akurat mengenai proses internal ke Sales/Marketing, untuk diteruskan ke Customer. Sama dengan dikehidupan sehari-hari, misal kita di posisi customer, mau beli Gado-gado, kalo penjualnya lambat dan gak jelas kapan selesainya, setiap ditanya jawabannya tidak tahu atau berulangkali  sampaikan,”maaf saya cek dulu”, hampir tidak ada kepastian kapan selesainya dan berapa banyak yang bisa diselesaikan. Ini baru masalah gado-gado lho ya. Dalam sebuah industri, bisa saja final product perusahaan kita menjadi material bagi industri lainnya.  Misal Industri kancing dan resleting menjadi material bagi industri Garment.  Inilah salah satu konsep dari “customer satisfaction” .  Customer  tidak bisa melihat langsung ke dalam “dapur” anda, tapi  bagaimana  meresponse datangnya order, akan memberikan gambaran seberapa kuat kemampuan manufacturing perusahaan anda. Disinilah  vitalnya peranan PPIC dan Sistem Informasi  dalam proses planning dan monitoring .

Tahapan dalam planning dan monitoring proses produksi

 

Arrange Order

Ini  merupakan tahap awal dari planning, yaitu menerima order dari Sales. Order ini bisa berupa  direct order dari customer, atau  pembuatan stock untuk buffer saat peak season. Kombinasi Make To order (MTO) dan Make To Stock (MTS). Beberapa perusahaan menyebutnya Schedulling Rencana induk atau pembuatan Master Planning Schedule (MPS). Schedulling ini masih belum detail, masih bersifat global dan memiliki periode yang panjang 3 – 6 bulan. Data-data di MPS sangat penting untuk memberikan informasi ke bagian produksi untuk mempersiapkan resourcesnya, dan ke bagian purchasing  untuk mempersiapkan material.

 

Meski masih didalam scope PPIC, beberapa perusahaan yang sudah terintegrasi sistem informasinya, memberikan tugas input arrange order ke bagian sales. Lho koq bisa…. Inilah  keunggulan penerapan sistem informasi yang integral. Purchase  order dari Customer, langsung diinput oleh sales, dan “real time” langsung masuk kedalam  Master Planning Schedulle. Bayangkan  tinggal 1 klik saja, sistem sudah melakukan arrange order secara automatis. Bagaimana melakukannya ?

 

Konsep dasarnya sebagai berikut. Dasar dari konsep ini, yaitu menyerahkan pekerjaan reguler pada sistem. Karena logika manusia sulit untuk mengolah informasi yang begitu banyak dan dalam waktu singkat,  sistem menggunakan logika machine, meski masih di back up dengan proses manual operator. Ada beberapa parameter yang harus terpenuhi :

1.       Sistem memiliki data base mengenai sistem Grouping, yaitu menyatukan item produk yang melalui jalur proses yang sama, ibaratnya anda harus memiliki jalur seperti rel kereta api, untuk jelasnya saya sudah menulis  detail teknisnya dalam artikel di link ini : http://www.dedylondong.blogspot.com/2012/01/bagaimana-cara-menentukan-lead-time.html . Sebanyak apapun variasi produk yang anda miliki, produksi sudah terbagi kedalam line-line / jalur imaginer, yang dapat teridentifikasi oleh sistem.

2.       Informasi ( data base ) mengenai capasitas  setiap line produksi

3.       Informasi  ( data base ) mengenai lead time setiap line produksi

4.       Informasi  (data base )stock material

 

Dengan melihat sistem, PPIC secara manual dapat memperkirakan keamanan suplay material yang dieprlukan, dan segera membuka Purchase order jika dieprkirakan material tidak mencukupi. Input data Bill of material (BOM), memiliki  menu tersendiri, sehingga data base yang tersedia tidak hanya kondisi aktual stock real time, tetapi progressnya, mulai dari status : 1) purchase order (pembelian), 2) Arrive status ( tanggal kedatangan ). Informasi ini  progress ini sangat penting, karena sistem  hanya bisa melakukan alokasi order , jika status seluruh  component material  lokasinya sudah di factory.

Logic Arrange Order

 

Contoh Display Menu Arrange Order ( Ilustrasi Penulis )

 

Alokasi  & Monitoring Order

Setelah PO  Customer ter input kedalam database, secara real time sistem menginformasikan pada PPIC  estimasi schedulling dan status component material. Seperti yang saya sampaikan data dalam Arrange order masih sangat kasar dan belum bisa dibaca oleh bagian processing. Perusahaan yang terdiri dari  beberapa divisi-divisi yang saling tergantung  ( dependent) memiliki kode-kode Gruping yang berbeda-beda. Semakin mendekati proses akhir, pembagian grup/ Line ini semakin terpecah semakin banyak. Disinilah pentingnya PPIC memahami total alur proses realisasi produk.

 

Alokasi order bertujuan untuk membagi Item yang diorder kedalam tahapan-tahapan proses mulai awal sampai  delivery. Berbeda dengan arrange order, alokasi order biasanya memiliki periode schedulling yang lebih pendek, yaitu sekitar 2 – 4 minggu , kecuali jika suatu Line benar-benar mendapat  order yang kapasitasnya melebihi dari 30  hari ( tentunya ketentuan ini bervariasi disetiap perusahaan ). Tidak semua item dimulai dari proses awal, inilah pentingnya database WIP, beberapa komponen-komponen pendukung  reguler juga distock dalam batas optimal di masing-masing divisi. Sistem memberikan pergerakan barang persediaan diseluruh tahapan.

 

Istilah lain dari Alokasi Order yaitu Dispatching, aktivitas pengeluaran work order/perintah kerja pada bagian produksi terkait. Item-item produk yang  ter-alokasi berarti sudah memiliki  raw material yang complete. Yang perlu diperhatikan dalam  melakukan alokasi & Monitoring order :

1)      PPIC memastikan kesiapan capasitas produksi, biasanya untuk order-order dengan kapasitas yang melebihi, jika masih berada direntang capasitas produksi yang disepakati, dan sudah terinput ke dalam database, asumsi yang digunakan yaitu bagian produksi  setuju berapapun  jumlah order yang diturunkan selama tidak melebihi capasity. Sistem Line memberikan fleksibilitas tinggi. Anda pernah melewati jalur puncak-Bogor ? Anda pernah mendengar sistem Buka Tutup jalur ? Konsepnya seperti ini, dengan menerapkan sistem line, PPIC dapat menerapkan sistem buka-tutup, menambah kapasitas di line tertentu, dengan terlebih dahulu mengurangi atau bahkan menutup line lainnya, tentunya dengan terlebih dahulu berkoordinasi dengan produksi, terutama perihal capasitas mesin dan ketersediaan personel.

2)      Mengkomunikasikan ke bagian Sales, untuk diteruskan ke Customer, jika karena sesuatu hal, harus dilakukan schedule yang  berbeda, terutama jika terjadi percepatan dan perlambatan penyelesaian.

3)      Melakukan response yang cepat jika terjadi masalah yang menyebabkan keterlambatan, denan mengambil option re-Schedulling atau mengontrol Delay.

4)      Memastikan  order yang sudah ter-alokasi ( dalam sistem) ter-Print out agar bisa dikerjakan oleh bagian produksi. Ini sangat penting, karena  print out  Work order menjadi dasar bagi personel di lantai produksi. Untuk itu Work Order harus memberikan Informasi-informasi penting terkait : 1) Nama item product, 2) Component Material, 3) Code numeric atau Barcode, 4) Quantity, 5) Tanggal mulai produksi ( start date ) , 6) Tanggal target selesai ( Finish Date), 7) Info lain terkait dengan Spesifikasi produt  ( warna, dimensi, dll ), 8) No. Regristasi Customer Order, 9) No. Regristasi Work Order, 10) Identifikasi untuk mampu telusur proses. Konsep yang saya sampaikan ini biasa disebut dengan ” KANBAN” dibeberapa perusahaan Jepang. Tidak hanya informasi diatas, penerapan sistem Kanban menuntut adanya standarisasi tempat-tempat penyimpanan. Misal, product dalam sebuah Box berisi maksimal 400 pcs, jika order dari customer  untuk item ini totalnya 1000 pcs, maka Work Instruction   Sheet/Kartu kanban terpecah menjadi 3 sheet. Berturut-turut memiliki quantity 400, 400, 200 pcs/sheet. Dengan masing-masing sheet memiliki  No. Regrestasi sendiri  ( angka dan barcode), dalam prosesnya, Shet-sheet ini selalu mengikuti pergerakan produk. Sepintas memang terlihat boros kertas, tapi melihat akurasi dan kemudahan dalam processingnya, saya pikir masih jauh lebih besar manfaatnya. Saya rekomendasikan sistem ini untuk anda terapkan.

Kartu Kanban

 

5)      Melakukan  monitoring terhadap progress di setiap stasiun kerja (work station). Delay  di satu station akan mempengaruhi  ketepatan waktu station didepannya. Jika benar-benar ini terjadi, PPIC harus mengambil langkah-langkah untuk   melakukan koordinasi dengan bagian-bagian terkait untuk mendapatkan solusinya.

6)      System bersifat Close Loop atau siklus tertutup, untuk setiap Perintah kerja / Work Instruction, progress dan Resultnya harus dapat dimonitor  sehingga menjadi  informasi balik  yang akurat untuk seluruh bagian terkait ( glass wall management ), mulai dari Sales, PPIC, bagian Operation, dan Management.

Logic Alokasi Order

 

 

Display Menu Alokasi Order (Ilustrasi Penulis)

Penutup
Sepanjang karir saya dalam industri manufacture, PPIC merupakan bagian yang sangat unik.JIka melihat personel HRD, Finance, Produksi, Engineering, GA, Logistic, Continous Improvement (CI), dan QC, mereka ini memiliki basic knowledge yang bisa terpakai jika diterapkan di perusahaan yang bergerak dalam industri berbeda. Dengan tingkat adaptasi  relatif lebih mudah, orang-orang yang berada dalam spesialisasi yang saya sebut diatas tingkat  perputarannya relatif tinggi, apalagi bagian HRD bsia saya sebut luar biasa tinggi.

Berbeda kondisinya dengan PPIC ( dan R&D), basic knowledge tidak banyak membantu jika orang-orang ini berpindah kerja di indsutri dengan bidang dan model operasi yang berbeda. Tidak bisa ‘Copy Paste‘. Mereka seperti mulai dari awal dalam memahami total system yang berkaitan dengan  Produksi, Logistic, Marketing, bahkan Finance. Barangkali tiga fungsi yang saya sebut terakhir relatif mudah, namun system produksi memerlukan pemahaman yang sangat tinggi. Karena pengetahuan dan pemahaman terhadap keempat system ini merupakan basic knowledge saat memasuki perusahaan yang baru, ini saya asumsikan anda tidak memiliki masalah dalam komunikasi dan interpersonal saat masuk dalam organisasi perusahaan yang baru lho ya. melihat situasi ini, saya sangat maklum jika perpindahan orang PPIC ke perusahaan lain  biasanya berada dalam bidang yang sejenis atau mirip, akan lebih safe. Dan saya sangat kagum plus Salut bagi anda, yang berani keluar dan mencoba memasuki bidang industri yang berbeda.

Berikut 3 Tips dasar bagi   PPIC Leader ( Chief atau Manager level ) agar sukses dalam industri manufacture :

1. Memahami seluruh prosedure operasional terkait dengan produksi, inventory, logistic, marketing. Tidak hanya tekstual, tetapi kondisi actual wajib untuk dipahami. Knowledge ini akan sangat berguna dalam menganalisa permasalahan yang melibatkan beberapa bagian. Pemahaman mutlak akan prosedure  menjamin rasa hormat personel dari bagian lain.

 

2. Memahami proses produksi dengan aktual & detail. Jika anda berfikir, bisa memahaminya dengan hanya mempelajari flowchart, Instruksi kerja, SOP, dll. Ini masih sangat kurang, Pemahaman anda sebagai orang PPIC harus sama baiknya dengan  skill & knowledge  Supervisor dan Manager Produksi bahkan lebih baik, jika PPIC berperan sebagai ‘Rule Maker’ .  

 

3. Positioning yang jelas dan tepat. PPIC bukanlah perpanjangan tangan Produksi dan Marketing. Untuk itu dengan dilandasi dua poin diatas, PPIC harus berada di posisi yang proporsional, dengan fokus pada target utama, yaitu ketepatan Delivery dan Stabilitas Capasitas Produksi.

 

Saya sadar sepenuhnya artikel ini bukanlah sebuah manual book yang berisi ratusan halaman tentang detail alur proses, prosedure, sistem informasi, dll. Sulit bagi saya untuk mentransfer secara lengkap ke dalam format tulisan yang singkat ini. Karena setiap manufacture memiliki model production planning yang (sedikit) berbeda, maka artikel dapat berperan sebagai kondsep dasar dan cara berpikir. Tentunya masih banyak aspek yang bisa dikembangkan dalam mensupport manufacture dalam memenuhi kepuasan pelanggan dari sisi  realisasi product.

 

Akhir kata, ditengah berbagai kekurangan, semoga  artikel ini memberikan manfaat bagi rekan-rekan dalam membangun sistem Production Planning dan Inventory. Sehingga, untuk kedepannya, perusahaan anda memiliki grand desain sistem production planning dan inventory yang terintegrasi dengan sistem IT yang mudah dipahami, efektif, akurat, update dan mampu menyajikan informasi secara real time.

 

Terima kasih.

 

Sumber : http://dedylondong.blogspot.com/


SIFAT EMULSIFIKASI & PEMBUIHAN PROTEIN

Emulsifikasi
Air dan minyak selamanya tidak akan bisa menyatu. Jika kita hendak mencampurkan keduanya, maka dalam sekejap keduanya akan memisah kembali. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan tingkat polaritas di antara dua zat tersebut. Air merupakan molekul yang memiliki gugus polar. Sedangkan minyak merupakan zat yang memiliki gugus non polar. Perbedaan ini menyebabkan keduanya tidak bisa menyatu, karena gugus polar hanya bisa bersatu dengan gugus polar, sedangkan gugus non polar hanya bisa bersatu dengan gugus non polar.
Protein memiliki gugus polar di satu sisi dan memiliki gugus non polar di sisi lain. Oleh karena itu ujung polar akan berikatan dengan air dan non polarnya berikatan dengan lemak. Maka terjadilah emulsi yang menyebabkan keduanya kelihatannya seperti bercampur.
Makanan atau minuman olahan yang terdiri dari lemak/minyak dan air secara bersamaan maka di dalamnya pasti ada bahan pengemulsi. Sebab jika tidak ditambahkan bahan tersebut maka akan terjadi pemisahan antara keduanya.
Emulsi adalah suatu sistem yang terdiri dari dua fase cairan yang tidak saling melarut, di mana salah satu cairan terdispersi dalam bentuk globula-globula di dalam cairan lainnya. Cairan yang terpecah menjadi globula-globula dinamakan fase terdispersi, sedangkan cairan yang mengelilingi globula-globula dinamakan fase kontinyu atau medium dispersi.
Aktivitas emulsi protein adalah kemampuan protein mengambil bagian dalam pembentukan emulsi dan dalam menstabilkan emulsi yang baru terbentuk. Kapasitas emulsi adalah kemampuan larutan atau suspensi protein untuk mengemulsikan minyak. Sedangkan stabilitas emulsi adalah kemampuan droplet emulsi untuk tetap terdispersi tanpa mengalami koalesens, flokulasi, dan creaming. Emulsi pangan dapat berupa oil in water (O/W) atau water in oil (W/O).
Protein merupakan surface active agents yang efektif karena memiliki kemampuan untuk menurunkan tegangan interfasial antara komponen hidrofobik dan hidrofilik pada bahan pangan. Untuk memproduksi emulsi yang stabil, harus dipilih protein yang larut, memiliki grup bermuatan, dan memiliki kemampuan untuk membentuk film kohesif yang kuat.
Berdasarkan mekanisme hidrofobisitas, protein ampifilik yang memiliki hidrofobisitas permukaan yang tinggi diadsorpsi pada permukaan minyak/air. Protein yang diadsorpsi ini menurunkan tegangan interfasial yang membantu terbentuknya emulsi. Protein dengan kandungan asam amino non polar yang tinggi (lebih dari 30% dari total asam amino) menunjukkan aktivitas emulsi dan daya buih yang tinggi, namun memiliki daya gel yang rendah.
Beberapa faktor yang mempengaruhi sifat emulsi protein, yaitu:
1. Konsentrasi protein: Stabilitas emulsi dipengaruhi oleh jumlah protein dalam preparasi
2. Nilai pH: Beberapa protein memiliki daya emulsi yang optimal pada titik isoelektriknya seperti putih telur dan gelatin, sementara beberapa memiliki daya emulsi yang optimal pada pH yang jauh dari titik isoelektrik seperti protein kacang dan kedelai.
3. Kekuatan ion: Adanya garam menurunkan potensial repulsi elektrostatik dan dapat menurunkan stabilitas emulsi.
4. Perlakuan panas: Suhu merupakan faktor kritis dalam pembentukan emulsi. Pemanasan menyebabkan peningkatan penampakan viskositas pada beberapa protein, yang mempengaruhi sifat emulsi dari protein ini.
Beberapa proses dapat menyebabkan ketidakstabilan emulsi. Ketidakstabilan emulsi ini disebabkan oleh agregasi, koalesens, flokulasi, dan creaming. Koalesen menyebabkan terjadinya peningkatan ukuran droplet dan volume fase serta perubahan viskositas. Flokulasi dan koagulasi disebabkan oleh fenomena ukuran droplet lemak. Interaksi antara droplet lemak ini menyebabkan terjadinya flokulasi. Creaming disebabkan karena adanya perbedaan densitas antara fase minyak dan air. Droplet dengan ukuran lebih kecil dari 0,5 mm tidak menyebabkan creaming, karena itu reduksi ukuran droplet dapat menurunkan kemungkinan terjadinya creaming.
Fungsi-fungsi pengemulsi pangan dapat dikelompokkan menjadi tiga golongan utama yaitu :
a. Untuk mengurangi tegangan permukaan pada permukaan minyak dan air, yang mendorong pembentukan emulsi dan pembentukan kesetimbangan fase antara minyak, air dan pengemulsi pada permukaan yang memantapkan antara emulsi.
b. Untuk sedikit mengubah sifat-sifat tekstur, awetan dan sifat-sifat reologi produk pangan, dengan pembentukan senyawa kompleks dengan komponen-komponen pati dan protein.
c. Untuk memperbaiki tekstur produk pangan yang bahan utamanya lemak dengan mengendalikan keadaan polimorf lemak.
Sistem kerja emulsifier berhubungan erat dengan tegangan permukaan antara kedua fase (tegangan interfasial). Selama emulsifikasi, emulsifier berfungsi menurunkan tegangan interfasial sehingga mempermudah pembentukan permukaan interfasial yang sangat luas. Bila tegangan interfasial turun sampai di bawah 10 dyne per cm, maka emulsi dapat dibentuk. Sedangkan bila tegangan interfasial mendekati nilai nol, maka emulsi akan terbentuk dengan spontan.
Berikut ini adalah contoh-contoh emulsifier yang umum digunakan dalam bahan pangan :
a.Mono dan Diglycerides, dikenal juga dengan istilah discrete substances.
b.Stearoyl Lactylates, merupakan hasil reaksi dari steric acid dan lactic acid, selanjutnya diubah ke dalam bentuk garam kalsium dan sodium. Bahan pengemulsi ini sering digunakan dalam produk-produk bakery.
Metoda pengukuran
1. Dengan pengenceran fase.
Setiap emulsi dapat diencerkan dengan fase externalnya. Dengan prinsip tersebut, emulsi tipe o/w dapat diencerkan dengan air sedangkan emulsi tipe w/o dapat diencerkan dengan minyak.
2. Dengan pengecatan/pemberian warna.
Zat warna akan tersebar rata dalam emulsi apabila zat tersebut larut dalam fase external dari emulsi tersebut. Misalnya (dilihat dibawah mikroskop)
– Emulsi + larutan Sudan III dapat memberi warna merah pada emulsi tipe w/o, karena sudan III larut dalam minyak
– Emulsi + larutan metilen blue dapat memberi warna biru pada emulsi tipe o/w karena metilen blue larut dalam air.
3. Dengan kertas saring.
Bila emulsi diteteskan pada kertas saring , kertas saring menjadi basah maka tipe emulsi o/w, dan bila timbul noda minyak pada kertas berarti emulsi tipe w/o.
4. Dengan konduktivitas listrik
Alat yang dipakai adalah kawat dan stop kontak, kawat dengan K ½ watt lampu neon ¼ watt semua dihubung- kan secara seri. Lampu neon akan menyala bila elektroda dicelupkan dalam cairan emulsi tipe o/w, dan akan mati dicelupkan pada emulsi tipe w/o

Foaming (Buih)
Buih dapat didefinisikan sebagai sistem dua fase yang mengandung udara, yang dipisahkan dengan lapisan kontinu yang tipis yang disebut fase lamellar. Buih protein pada permukaan merupakan sistem yang kompleks, mengandung campuran gas, cairan, padatan, dan surfaktan. Distribusi ukuran buih mempengaruhi penampakan tekstur produk. Protein yang banyak digunakan sebagai pembentuk buih adalah putih telur, gelatin, kasein, protein kedelai, protein susu, dan gluten. Protein pembentuk buih harus memiliki sifat-sifat berikut: dapat membentuk buih secara padat pada konsentrasi rendah, efektif pada kisaran pH yang luas, efektif pada media yang mengandung inhibitor buih seperti lemak, alkohol, atau substansi flavor.
Pembentukan buih terdiri dari 3 tahap yaitu: tahap protein globular berdifusi ke dalam permukaan udara-air dan menurunkan tegangan permukaan; tahap terbuka-nya lipatan protein pada permukaan; dan tahap interaksi polipeptida untuk membentuk film dengan denaturasi dan koagulasi parsial. Protein teradsorpsi pada permukaan dan membentuk film yang stabil mengelilingi buih dan membentuk buih.
Faktor-faktor yang mempengaruhi daya buih protein adalah sebagai berikut :
1. Nilai pH. Pada titik isoelektrik atraksi elektrostatik maksimum, viskositas dan rigiditas meningkat dan buih yang stabil terbentuk.
2. Konsentrasi protein. Buih yang dibentuk pada konsentrasi protein yang tinggi lebih tebal dan stabil karena adanya peningkatan ketebalan film interfasial.
3. Whipping aids. Whipping aids dapat ditambahkan pada protein untuk meningkatkan kapasitas buih menurunkan kerusakan protein akibat pengeringan dan pemanasan. Whipping aids komersial yang biasa digunakan adalah trietil sitrat dan gliseril triasetat. Etanol banyak digunakan sebagai whipping aids pada Industri bir. Sukrosa dengan konsentrasi 20% digunakan untuk melindungi putih telur selama pasteurisasi dan pengeringan. Penambahan NaCl mempengaruhi kapasitas buih protein karena garam mempengaruhi kelarutan, viskositas, unfolding, dan agregasi protein.
4. Inhibitor buih. Inhibitor buih merupakan substansi yang tidak larut air dan dapat menyebabkan rusaknya film protein. Lemak dalam jumlah yang rendah (0,1%) dapat menyebabkan rusaknya daya buih protein.

Metoda pengukuran daya buih dan stabilitas buih
Metoda Taylor dan Bigbe (1973) yaitu dengan cara menghitung penambahan volume melalui pengocokan dengan mixer pada kecepatan sedang kemudian diteruskan dengan kecepatan tinggi masing-masing selama 90 detik.
Metoda pengukuran stabilitas buih yaitu dengan menghitung perbandingan volume buih pada 30 menit dan 5 menit yang dihasilkan dengan melakukan pengocokan dengan menggunakan mixer pada kecepatan sedang kemudian dilanjutkan dengan kecepatan tinggi masing-masing selama 90 detik.

Penerapan modifikasi fungsional dari protein
Penerapan metode kimia dan enzimatis untuk memodifikasi sifat kimia dan fungsional dari protein makanan memiliki sejarah panjang dari penggunaan, modifikasi protein secara kimiawi dan enzimatis sering dilakukan untuk memperbaiki sifat-sifat fungsionalnya, yaitu kelarutan, kapasitas penyerapan air, sifat pengemulsian, dan pembuihan. Modifikasi secara kimiawi dapat dilakukan dengan cepat dan biaya rendah, namun berperah terhadap nilai gizinya. Sedangkan modifikasi secara enzimatis membutuhkan jenis enzim dan kondisi proses yang spesifik, meskipun pengaruhnya terhadap nilai gizi kecil. seperti digambarkan oleh modifikasi enzimatik protein susu untuk menghasilkan yogurt dan keju
a. Keju
Keju berasal dari protein susu (kasein) yang digumpalkan, kemudian dicetak. Penggumpalan kasein dapat terjadi akibat aktivitas enzim renin ataupun aktifitas bakteri asam laktat. Penambahan asam laktat ke dalam susu akan menyebabkan kasein menggumpal dan menimbulkan cita rasa serta aroma keju. Bakteri asam laktat yang biasa digunakan dalam proses pembuatan keju adalah Lactobacillus dan Streptococcus.
b. Yoghurt
Yoghurt merupakan minuman susu asam yang dibuat dengan cara menambahkan bakteri laktat, misalkan Strptococcus Thermophilus dan Lactobacillus bulgaricus ke dalam susu. Bakteri laktat berfungsi untuk mengumpulkan protein susu dan meningkatkan citarasa serta aroma yoghurt.
Pada pembuatan yoghurt, susu dipasteurisasi terlebih dahulu, kemudian sebagian besar lemaknya dibuang. Mikroorganisme yang digunakan adalah bakteri asam laktat L. bulgaricus atau S. thermophikus. Kedua bakteri tersebut ditambahkan pada susu dalam jumlah yang seimbang, lalu disimpan dalam suhu 45˚C selama lima jam. Dalam penyimpanan ini pH turun menjadi 5,5 akibat aktifitas bakteri asam laktat. Setelah proses ini, susu didinginkan dan dapat ditambahkan cita rasa buah jika diinginkan
c. Roti
Pembuatan roti memerlukan mikroorganisme Saccharomyces cerevisiae. Mikroorganisme tersebut akan memfermentasikan gula di dalam adonan menjadi CO dan alkohol sehingga adonan mengembang. Dalam proses ini, ragi tidak memecah tepung menjadi gula karena tidak menghasilkan enzim amilase. Selain untuk mengembangkan dan meberikan rasa saat dipanggang, uap CO hasil fermentasi ragi juga meninggalkan tekstur yang khas dan menyebabkan roti menjadi ringan
d. Mentega
Dalam pembuangan mentega, mikroorganisme yang digunakan adalah Streptococcus lactis dan Leuconostoc cremoris yang membantu proses pengasaman. Setelah itu, susu ditambahkan dengan cita rasa tertentu,kemudian lemak mentega dipisahkan. Pengadukan lemak mentega menghasilkan mentega yang siap makan.
e. Kecap
Pembuatan kecap memerlukan jamur Aspergillus oryzae. Jamur ini ditimbulkan dalam kulit gandum terlebih dahulu. Selanjutnya, jamur bersama-sama dengan bakteri asam laktat yang tumbuh pada kedelai yang sudah dimasak akan menghancurkan campuran gandum. Setelah melalui fermentasi karbohidrat yang cukup lama maka dihasilkan kecap

sumber :  http://haiyulfadhli.blogspot.com/2011/06/emulsifikasi-pangan.html


Karakteristik Susu Skim

Karakteristik Susu Skim

Susu skim adalah bagian susu yang tertinggal setelah krim diambil sebagian atau seluruhnya. Susu skim mengandung semua komponen gizi dari susu yang tidak dipisahkan, kecuali lemak dan vitamin-vitamin yang larut dalam lemak (Buckle et al., 1987).

Karena telah dipisahkan dari lemaknya, maka susu skim hanya mengandung 0.5-2% lemak (Varnam dan Sutherland, 1994). Protein susu merupakan penyusun terbesar pada susu skim. Protein susu dapat diklasifikasikan menjadi dua grup utama, yaitu kasein dan protein whey. Kasein merupakan fraksi utama protein yang mengendap saat susu segar diasamkan pada pH 4.6 pada suhu 20oC. Kasein menyusun 76-86% dari total protein susu skim dan terdapat pada susu dalam bentuk partikel koloidal, misel, yang mengandung kalsium, fosfat, sitrat, dan magnesium (Thomphson et al., 1965).

Protein non-kasein yang tertinggal setelah pengendapan kasein disebut protein whey atau serum protein. Whey protein ini menyusun 14- 24% dari total protein susu skim (Thomphson et al., 1965). Protein whey bersifat labil terhadap panas di mana denaturasi protein terjadi pada suhu 80oC. Hal ini berbeda dengan kasein yang stabil pada suhu diatas 140oC. Kandungan protein pada susu skim dapat dilihat pada Tabel 1.


Penggunaan susu skim dalam berbagai produk makanan memiliki keuntungan yaitu (1) mudah dicerna dan dapat dicampur dengan makanan padat atau semi padat, (2) susu skim mengandung nilai gizi yang tinggi, protein susu mengandung asam amino esensial (3) susu skim dapat disimpan lebih lama daripada whole milk karena kandungan lemaknya yang sangat rendah. Walaupun susu skim merupakan sumber protein yang baik, susu skim memiliki kekurangan yaitu rendahnya energi yang dikandung (Anonim, 1983 yang dikutip Liana, 1987). Nilai gizi susu skim dapat dilihat pada Tabel 2.


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.