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

DAIRY PRODUCT

Condensed Milk Process

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran diameter partikelnya antara 10-7 m dan 10-9 m. Susu termasuk koloid karena susu dilihat secara makroskopis bersifat homogen, tetapi bila diamati dengan mikroskop ultra bersifat heterogen dan dapat disaring dengan penyaringan ultra.


Susu termasuk kolois jenis emulsi cair karena zat terdispersinya berfse cair dan zat pendispersinya (medium) berfase cair. Emulsi cair melibatkan campuran dua zat cair yang tidak dapat saling melarutkan jika dicampurkan yaitu zat cair polar dan zat cair non polar. Oleh karena itu pada susu diperlukan emulgator berupa kasein agar susu dan air dapat dicampurkan.

Susu memiliki komposisi yang berkisar pada 87,7% air, 4,9% laktosa, 3,4% lmak, 3,3% protein, dan 0,7% mineral. Keberadaan campuran partikel laktos, lemak dan protein terdispersi secara merata dalam air ini akan menyebabkan materi yang tergolong sebagai koloid.

Koloid pada susu dapat dilakukan dengan cara dispersi homogenisasi. Dispersi merupakan cara untuk memperkecil ukuran partikel dari suspensi kasar menjadi partikel ukuran koloid. Pada pembuatan susu kental manis yang bebas kasein dilakukan dengan mencampurkan serbuk susu skim ke dalam air di dalam mesin homogenisasi, partikel lemak dari susu diperkecil sampai berukuran koloid dengan cara melewatkan melalui lubang berpori dengan tekanan tinggi. Jika ukuran partikel sudah sesuai ukuran koloid, selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi.

Cara pembuatan susu kental manis:

  1. Mempersiapkan bahan.
    Bahan utama yaitu: susu segar, skim milk powder (SMP), lemak, air gula (sukrosa) serta bahan penunjang yaitu: anhydrous milk fat (AMF), buttermilk powder (BMP), palm oil, laktosa, vitamin, antioksidan, dan cocoa powder.
  2. Pencampuran (Mixing)
    Bahan-bahan yang sebelumnya telah disiapkan dicampurkan dalam tangki pencampur bahan (mix tank). Bahan yang terlebih dahulu dicampurkan adalah susu segar atau air yang telah dipanaskan sebelumnya dengan suhu 55-600C. Kemudian ditambahkan bubuk susu seperti Skim milk powder (SMP), Butter Milk Powder (BMP), dan Whey Powder (WP) dari dumper. Selama penuangan terdapat blower yang bekerja membantu menghisap partikel-partikel susu yang berterbangan sehingga mencegah timbulnya polusi.
    Setelah penuangan susu bubuk, dilanjutkan dengan penuangan gula dan penuangan palm oil. Gula dan palm oil dituangkan bersama-sama. Palm oil yang dituangkan sebelumnya telah dicampurkan dengan bahan tambahan seperti vitamin A, B1, D3, dan BHA. Tempat pencampuran antara palm oil dan bahan tambahan di dalam tangki palm oil. Pada saat penuangan gula, campuran dalam mix tank dipanaskan terus hingga suhu 510C. Hal ini untuk memudahkan gula larut dalam campuran. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan mesin PHE (Plate Heat Exchanger).
  3. Standarisasi.
    Pada tahap ini dilakukan inspeksi oleh QC mengenai besarnya total solid (TS), pH, lemak dan viskositas. Apabila telah memenuhi standar yang ditetapkan, proses dilanjutkan ketahapan berikutnya.
  4. Penyaringan
    Pada saat proses pencampuran, produk dilewatkan melalui filter untuk dilakukan penyaringan sebelum produk menuju PHE untuk pemanasan. Penyaringan berfungsi untuk mencegah terjadinya kontaminasi fisik oleh bahan-bahan yang tidak diinginkan seperti kotoran sisa-sisa karung dan pasir. Filter yang digunakan terbuat dari nilon yang berukuran 500 mikron. Setelah disaring dan dipanaskan dalam PHE, produk kembali ke tangki pencampuran. Dalam tangki pencampuran, produk terus diaduk hingga suhu mencapai 60oC. Dari tangki pencampuran, produk dialirkan menuju tangki penampungan I (Balance Tank I). Balance Tank I (BT I) merupakan tangki tempat penampungan sementara produk sebelum dihomogenisasi di homogenizer. Selama ditampung dalam BT I, produk mengalami proses penyaringan kembali. Filter yang digunakan terbuat dari nilon dengan ukuran 200 mikron. Ukuran filter yang makin kecil dimaksudkan untuk menyaring kotoran-kotoran yang berukuran lebih kecil yang sebelumnya tidak ikut tersaring.
  5. Homogenisasi
    Produk dari BT I dialirkan ke dalam homogenizer untuk dilakukan proses homogenisasi. Susu yang dihomenisasi mengalami suatu proses pemecahan globula-globula susu sehingga dihasilkan globula susu yang ukurannya lebih kecil dan seragam. Ukuran globula awal 200 µm diperkecil menjadi 2µm. Hal ini terjadi karena produk dilewatkan dalam suatu celah sempit dalam kecepatan dan tekanan tinggi (450-1500 psi). Homogenisasi dilakukan untuk menstabilkan emulsi lemak dalam susu kental manis.
    Viskositas akhir proses berkisar 3 poise dan ukuran globula lemak akan membentuk cluster, yaitu gabungan dari globula-globula lemak. Proses homogenisasi akan mengakibatkan lebih banyaknya jumlah butiran lemak dan memperluas permukaan lemak sehingga mempermudah proses pasteurisasi.
  6. Pasteurisasi
    Produk yang telah dihomogenisasi dialirkan ke dalam pasteurizer. Di dalam pasteurizer, produk akan mengalami proses pasteurisasi. Proses pasteurisasi bertujuan untuk membunuh semua bakteri patogen dan 99% total bakteri serta menginaktifkan enzim termasuk enzim lipase. Dengan demikian, produk diharapkan tetap dalam kondisi baik selama pendistribusian dan lebih awet serta amam dikonsumsi oleh konsumen. Metode yang digunakan untuk proses pasteurisasi adalah metode HTST (High Temperature Short Time) dengan menggunakan sistem aliran kontinyu. Suhu pasteurisasi untuk produk semi recombine adalah 90ºC + 2ºC dan suhu pasteurisasi untuk produk fully recombine adalah 85ºC + 2ºC. Keduanya dengan lama waktu pasteurisasi 30 detik. Saat proses pasteurisasi, produk dilewatkan ke holding tube, yaitu pipa berkelok-kelok untuk mempertahankan suhu selama pasteurisasi. Dalam holding tube terdapat Flow diversion Valve (FDV) yang merupakan sensor suhu selama pasteurisasi. Pada proses produksi susu kental manis semi recombine, apabila suhu kurang dari 90ºC maka valve ke bagian pendingin akan tertutup dan susu akan kembali ke small balance tank untuk diresirkulasikan dengan melewati proses homogenisasi dan pasteurisasi kembali. Jika suhu lebih dari 92ºC, produk akan dialirkan ke plat pendingin. Demikian pula pada proses produksi susu kental manis fully recombine, apabila suhu kurang dari 83ºC maka valve ke bagian pendingin akan tertutup dan susu akan kembali ke small balance tank untuk diresirkulasikan dengan melewati proses homogenisasi dan pasteurisasi kembali. Jika suhu lebih dari 87ºC, produk akan dialirkan ke plat pendingin. Produk yang telah dipasteurisasi akan dialirkan ke dalam BT II. BT II adalah tempat sementara untuk menampung produk sebelum produk dikentalkan di vacuum cooler.
  7. Proses Pengentalan (Evaporasi)
    Produk susu dari BT II dialirkan ke vacuum cooler untuk dikentalkan. Dalam vacuum cooler, produk akan mengalami proses penguapan pada kondisi vakum sehingga lama kelamaan produk akan menjadi kental. Tekanan yang digunakan agar tercapai kondisi vakum sebesar – 40 cmHg. Proses penguapan pada kondisi vakum terjadi pada suhu yang lebih rendah dibanding proses penguapan biasa yaitu 30-31 ºC. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya pencoklatan, perubahan citarasa dan aroma serta peningkatan viskositas produk selama penyimpanan.
    Dalam proses pengentalan juga dilakukan penambahan kristal laktosa dalam ukuran kecil. Proses ini dinamakan lactose seeding. Diameter kristal laktosa yang ditambahkan kira-kira berukuran 10 mikron. Proses di vacuum cooler berhenti setelah suhu susu mencapai 27-28ºC. Pada tahap ini produk telah menjadi susu kental manis Sebelum susu kental manis dialirkan ke storage vat, QC melakukan inspeksi untuk mengukur kadar lemak, viskositas, gula, TS, dan protein. Apabila parameter proses yang diukur telah memenuhi standar yang ditetapkan di perusahaan maka susu kental manis dialirkan ke storage vat. Storage vat merupakan tangki penampungan akhir dari adonan susu yang siap filling. Tangki penampungan ini dilengkapi dengan agitator yang berfungsi sebagai pengaduk adonan susu hingga diperoleh produk akhir dengan campuran yang seragam. Proses agitasi dilakukan selama 2 jam untuk memperoleh campuran adonan susu yang seragam dari beberapa batch yang ditampung dalam storage vat.

Daftar Pustaka
Alifah. 2011. Sistem koloid. (Online). http://alifah-daigakusei.blogspot.com/2011/04/sistem-koloid.html. (diakses pada 21 November 2014)
Alfina. 2013. Koloid. (Online). http://alfina30.blogspot.com/2013/05/laporan-kimia-membuat-koloid-dengan.html. (diakses pada 22 November 2014)
Anonim. 2013. Sistem Koloid. (Online). http://santrinitas.wordpress.com/kelas-xi/sistem-koloid/. (diakses pada 22 November 2014)
Anonim. 2013. Pembuatan Koloid. (Online). http://materi-kimia-sma.blogspot.com/2013/12/pembuatan-koloid.html. (diakses pada 21 November 2014)
Yulianti, nia. 2013. Proses Pembuatan Susu Kental Manis. (Online). http://niayulianty.blogspot.com/2013/11/proses-pembuatan-susu-kental-manis.html. (diakses pada 21 November 2014)


SUSU KENTAL MANIS

SUSU KENTAL MANIS

1.Sejarah Susu Kental

Sweetened condensed milk atau lebih dikenal dalam bahasa Indonesia susu kental manis adalah produk hasil olahan susu yang sudah dikenal cukup lama setelah keju dan yoghurt. Susu Kental Manis (SKM) pertama kali diproduksi di Amerika pada abad ke-18, dan karena sifatnya yang tahan lama, pada saat itu banyak dipakai untuk konsumsi tentara Amerika yang sedang terlibat perang saudara. Pada saat itu susu kental manis diproduksi dengan cara mengevaporasi air dari susu segar secara vakum sebanyak 50% dari total kandungan air di dalam susu segar, kemudian ditambahkan gula sebanyak 45-50% sebagai pengawet.

Kandungan gula (sukrosa) yang tinggi di dalam SUSU KENTAL MANIS (rasio sukrosa dalam air, 62,5-64%) menjadikan SUSU KENTAL MANIS memiliki umur simpan yang lama, yaitu 12 bulan dalam kemasan tertutup. Karena umur simpan yang lama tersebut, dan penyimpanannya cukup di suhu ruang, SUSU KENTAL MANIS menjadi solusi produk olahan susu yang mudah didistribusikan di negara-negara tropis seperti Indonesia.

Industri susu kental manis modern pertama di Indonesia didirikan pada tahun 1967 yang memproduksi susu kental manis dengan teknologi rekombinasi (bukan dari susu segar). Teknologi rekombinasi sendiri secara pionir dikembangkan oleh peneliti-peneliti CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) di Australia sebagai solusi mengatasi produksi susu segar yang melimpah di negaranya, sementara di belahan dunia tropis terjadi kelangkaan bahan baku susu segar. Sejak tahun 1970-an, teknologi rekombinasi menjadi sangat populer di negara-negara Asia Tenggara seperti Indonesia, Malaysia, Filipina, Thailand, Srilangka, dan sebagainya untuk memproduksi segala macam jenis produk susu seperti susu kental manis, susu evaporasi, susu cair steril, bahkan susu bubuk. Selanjutnya teknologi rekombinasi merambah ke Timur Tengah dan sekarang ke daratan Cina.

Di negara asalnya, yaitu Amerika dan juga negara-negara maju lainnya, life cycle susu kental manis sudah dianggap pada tahap declining, artinya potensi pasarnya tidak berkembang bahkan cenderung turun. Sebagian kecil masyarakat masih mengkonsumsi susu kental manis sebagai dessert, tea sweetener atau coffee whitener. Hal ini karena susu kental manis dianggap rendah gizi dan terlalu banyak mengandung gula. Kondisi ini sangat berbeda dengan di Indonesia atau negara-negara berkembang lainnya yang sebagian besar masih mengkonsumsi susu kental manis sebagai minuman susu.

Pada tahun 1990-an pernah diprediksi bahwa pasar susu kental manis di Indonesia akan declining. Tapi sampai saat ini ternyata pasarnya terus tumbuh. Menurut survei yang dilakukan oleh Euromonitor pada Maret 2006, pasar susu di Indonesia masih menunjukkan kecenderungan meningkat sampai dengan tahun 2010, termasuk susu kental manis yang menunjukkan pertumbuhan 8-10% setiap tahun. Pertumbuhan pasar susu kental manis yang relatif stabil ini diduga karena masih rendahnya daya beli konsumen masyarakat Indonesia akan produk-produk susu. Sampai saat ini susu kental manis masih dianggap sebagai produk susu yang murah (Oktaviani, 2011).

2. Pengertian Susu Kental

Susu kental manis atau biasa disebut sweetened condensed milk adalah susu segar atau susu evaporasi yang telah dipekatkan dengan menguapkan sebagian airnya dan kemudian ditambahkan gula sebagai pengawet. Susu kental manis dapat ditambah lemak nabati dan vitamin. Susu kental manis dapat juga tidak dari susu segar atau susu evaporasi, yang disebut susu kental manis rekonstitusi. Susu kental manis rekonstitusi terbuat dari bahan-bahan seperti susu bubuk skim, air, gula, lemak, vitamin dan lain-lain, sehingga diperoleh susu dengan kekentalan tertentu (Wardana, 2012).

Badan Standardisasi Nasional menyatakan bahwa susu kental manis (SKM) adalah produk olahan susu berbentuk cairan kental yang diperoleh denganmenghilangkan atau menguapkan sebagian air dari susu segar atau hasil rekonstitusisusu bubuk berlemak penuh, atau hasil rekombinasi susu bubuk tanpa lemak denganlemak susu atau lemak nabati, yang telah ditambah gula, dengan atau tanpa penambahan bahan makanan lain dan bahan tambahan makanan lain yang diizinkan.Susu kental manis dapat diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu susu kentalmanis tanpa ganda rasa dan susu kental manis dengan ganda rasa (Machrus, 2012).

Badan Pengawas Obat dan Makanan mendefinisikan susu kentalmanis sebagai produk susu berbentuk cairan kental yang diperoleh denganmenghilangkan sebagian air dari campuran susu dan gula hingga mencapai tingkat kepekatan tertentu, atau merupakan hasil rekonstitusi susu bubukk dengan penambahan gula, dengan atau tampa penambahan bahan lain. Susu kental manis bukan produk steril, tetapi pengawetannya tergantung pada kandungan guanya yang tinggi. Ketersediaan air bebea yang rendah dan kandungan gula yang tinggi mencegah pertumbuhan mikroorganisme. Higiene pabrik yang ketat harus dijaga sehingga bakteri osmofilik tidak mengkontaminasi produk. Konsentrasi laktosa dalam susu kental manis di atas titik jenuhnya akan menyebabkan terjadinya kristalisasi. Kristalisasi ini harus dikontrol untuk menjamin bahwa Kristal yang terbentuk ukurannya sangat kecil. Jika kristalisasi tidak dikontrol, maka akan menyebabkan tekstur produk menjadi kasar atau dikenal dengan cacat produk (Machrus, 2012).

3. Karakteristik Susu Kental

Setelah mengalami evaporasi susu sapi yang semula berbentuk cair berubah menjadi cairan kental dengan sisa kadar air sebesar 55,35% – 64,89%. Susu evaporasi adalah susu yang sudah dikurangi kadar airnya dengan proses penguapan hampa hingga mencapai kepekatan tertentu dan sudah mengalami sterilisasi. Bentuknya cair, rasanya tawar dan warnanya tidak putih tapi cenderung coklat muda. Ada yang campuran dengan minyak nabati (filled milk). Biasanya digunakan sebagai pengganti krim kopi atau soup (Salim, 2013).

4. Kandungan Gizi Susu Kental

Susu Kental Manis adalah bahan makanan yang biasa dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia.  Susu Kental Manis mengandung energi sebesar 336 kilokalori, protein 8,2 gram, karbohidrat 55 gram, lemak 10 gram, kalsium 275 miligram, fosfor 209 miligram, dan zat besi 0 miligram.  Selain itu di dalam Susu Kental Manis juga terkandung vitamin A sebanyak 510 IU, vitamin B1 0,05 miligram dan vitamin C 1 miligram.  Hasil tersebut didapat dari melakukan penelitian terhadap 100 gram Susu Kental Manis, dengan jumlah yang dapat dimakan sebanyak 100 %. Informasi Rinci Komposisi Kandungan Nutrisi/Gizi Pada Susu Kental Manis (Godam, 2012) adalah:

  • Banyaknya Susu Kental Manis yang diteliti (Food Weight) = 100 gr
  • Bagian Susu Kental Manis yang dapat dikonsumsi (Bdd / Food Edible) = 100 %
  • Jumlah Kandungan Energi Susu Kental Manis = 336 kkal
  • Jumlah Kandungan Protein Susu Kental Manis = 8,2 gr
  • Jumlah Kandungan Lemak Susu Kental Manis = 10 gr
  • Jumlah Kandungan Karbohidrat Susu Kental Manis = 55 gr
  • Jumlah Kandungan Kalsium Susu Kental Manis = 275 mg
  • Jumlah Kandungan Fosfor Susu Kental Manis = 209 mg
  • Jumlah Kandungan Zat Besi Susu Kental Manis = 0 mg
  • Jumlah Kandungan Vitamin A Susu Kental Manis = 510 IU
  • Jumlah Kandungan Vitamin B1 Susu Kental Manis = 0,05 mg
  • Jumlah Kandungan Vitamin C Susu Kental Manis = 1 mgl

5. Jenis – Jenis Susu Kental

Menurut Standar Nasional Indonesia (SNI) susu kental manis didefinisikan sebagai produk susu berbentuk cairan kental yang diperoleh dengan menghilangkan air dari campuran susu segar dan gula atau dengan rekonstitusi (pelarutan/pencampuran) susu bubuk dengan penambahan gula dengan atau tanpa penambahan bahan pangan lain dan bahan tambahan pangan yang diijinkan. Standar susu kental manis berdasarkan Codex Stan 282-1971 dan SNI Susu Kental Manis 2971-2011, harus mengandung protein minimal 6.5-9.52% dan kadar lemak minimal 8%. Dalam industri dikenal pembagian susu kental manis sebagai berikut.

a. Susu kental manis (Full Cream)

Susu kental manis jenis ini dibuat dari susu segar dengan penambahan gula dan dihilangkan sebagian airnya atau dapat juga dibuat dari campuran susu bubuk dengan gula dan bahan tambahan pangan lain yang diijinkan. Kadar lemaknya minimal 8% tanpa ada penambahan lemak atau minyak nabati. Kadar proteinnya yang lebih tinggi dari jenis yang lain (standar protein menurut SNI SUSU KENTAL MANIS, minimal 6.5%) membuat produk ini cocok dikonsumsi sebagai minuman susu. Varian rasa yang biasa ditemukan pada susu kental manis adalah plain (putih) dan cokelat.

b. Susu Kental Manis Lemak Nabati

Kini telah banyak tersedia dipasaran produk susu jenis ini. Susu kental manis lemak nabati dibuat dari susu segar yang ditambahkan gula, diganti sebagian lemaknya dengan lemak nabati yang kemudian dihilangkan sebagai airnya. Atau dapat juga dibuat dari campuran susu bubuk dengan gula dan diganti sebagian lemaknya dengan lemak nabati. Penggantian sebagian lemaknya dengan lemak nabati memungkinkan konsumen mendapat asupan lemak tidak jenuh dari lemak nabati yang baik bagi kesehatan.

c. Susu Skim Kental Manis

Produk susu jenis ini masih jarang beredar di pasar di Indonesia. Susu skim kental manis merupakan cairan kental yang dibuat dengan menghilangkan sebagian air dari susu skim yang telah ditambah gula hingga kepekatan tertentu. Kadar lemaknya sangat rendah. Kadar lemak yang dieprbolehkan untuk produk susu yang satu ini maksimal 1%, sangat rendah bila dibandingkan dengan jenis susu kental manis lainnya. Bagi konsumen yang ingin membatasi asupan lemak hariannya, produk ini dapat menjadi salah satu pilihan namun masih harang di Indonesia. 

d. Krimer Kental Manis

Produk lainnya yang serupa dengan SUSU KENTAL MANIS adalah Krimer Kental Manis (KKM). Berdasarkan kategori pangan BPOM No HK. 00.05.52.4040 Krimer Kental Manis merupakan cairan kental yang diperoleh dengan menghilangkan sebagian air dari campuran susu segar, gula, dan lemak nabati/minyak nabati atau dari hasil pelarutan campuran susu bubuk dengan penambahan gula dan lemak nabati. Tidak ada standar minimal protein dan lemak untuk krimer kental manis sehingga masih banyak kemungkinan inovasi yang dapat dimunculkan dari produk ini. Rasa krimer kental manis lebih beragam ketimbang produk susu kental manis. Kini dapat ditemukan di pasaran krimer kental manis dengan rasa keju.

6. Bahan Pembuatan Susu Kental Manis

Bahan Baku

Susu Segar

Susu segar merupakan cairan yang berasal dari ambing sapi sehat, yang diperoleh dengan cara pemerahan yang benar, yang kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah apapun dan belum mendapat perlakuan apapun kecuali pendinginan (Badan Standardisasi Nasional, 2011 dalam Machrus, 2012).

Gula (Sukrosa)

Gula mempunyai fungsi memberikan rasa manis, meningkatkan viskositas, dan meningkatkan umur simpan dalam pembuatan susu kental manis. Gula mempunyai sifat higroskopis, sehingga mampu menyerap kandungan air pada produk susu kental manis. Sifat higroskopis yang dimiliki oleh gula mampu menghasilkan tekanan osmosis yang tinggi, sehingga menyebabkan terjadinya dehidrasi pada sel mikroorganisme. Sifat tersebut dapat menghambat tumbuhnya bakteri dan fermentasi pada produk susu kental manis (Machrus, 2012).

Skim Milk Powder

Skim milk powder atau susu bubuk skim yang digunakan dalam pembuatan susu kental manis berasal dari susu skim yang dikeringkan dengan spray dryer. Susu skim ini diperoleh melalui pemisahan skim dan krim dari susu segar dengan cream separator. Tujuan penggunaan susu bubuk skim adalah untuk menambah total padatan dalam produk susu kental manis. Skim milk powder digunakan sebagai sumber protein susu dengan kadar air maksimal 1% dan kadar lemak kurang dari 15% (Hidayah, 2010 dalam Machrus, 2012).

Air

Air merupakan bahan baku yang dapat digunakan sebagai pencampur dan pelarut bahan-bahan pada pembuatan susu kental manis. Air yang digunakan PT Frisian Flag Indonesia dalam pembuatan susu kental manis berasal dari sumur dan Perusahaan Air Minum (Hidayah, 2010 dalam Machrus, 2012).

Bahan Penunjang         

Penggunaan bahan penunjang dalam pembuatan susu kental manis adalah untuk menghasilkan produk susu kental manis dengan mutu baik, kandungan gizi yang cukup tinggi, dan lebih tahan lama. Bahan penunjang yang digunakan dalam pembuatan susu kental manis adalah anhydrous milk fat (AMF), buttermilk powder (BMP), palm oil, laktosa, vitamin dan cocoa powder (Sitaresmi, 2006 dalam Machrus, 2012).

Anhydrous milk fat diperoleh dengan cara memisahkan krim dan kelembaban susu melalui vacuum drying dan menghasilkan 70%-80% lemak susu. Anhydrous milk fat setidaknya mengandung 99,8% lemak susu dan tidak lebih dari 0,1% moisture (Chandan, 2008). Buttermilk powder merupakan produk yang dihasilkan dari pemisahan air dari buttermilk cair yang berasal dari churning mentega yang kemudian dikeringkan menjadi bentuk powder. Buttermilk mengandung lemak susu yang tidak kurang dari 4,5% dan kelembaban yang tidak lebih dari 5%. Buttermilk powder umumnya digunakan dalam produk olahan susu seperti es krim dan roti (Chandan, 2008 dalam Machrus, 2012).

Palm oil merupakan minyak yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang berfungsi sebagai sumber lemak. PT Frisian Flag Indonesia menggunakan palm oil dalam pembuatan susu kental manis cokelat untuk menambah kadar lemak produk (Hidayah, 2010). Laktosa adalah karbohidrat utama dalam susu dan konsentrasinya berkisar antara 4,2%-5% dalam susu. Kandungan laktosa umumnya menjadi rendah pada akhir laktasi dan susu yang berasal dari hewan yang terserang penyakit mastitis. Laktosa adalah disakarida dan terdiri α-D-glukosa dan β-D molekul. Laktosa merupakan gula pereduksi yang mengalami reaksi maillard dengan asam amino dalam susu yang mengakibatkan terjadinya warna kecoklatan saat susu dipanaskan. Laktosa mempunyai kelarutan dalam air hanya 17,8% pada temperatur 25 ⁰C (Kailasapathy, 2008 dalam Machrus, 2012).

Vitamin ditambahkan pada pembuatan susu kental manis dengan tujuan memperbaiki nilai nutrisi produk. Vitamin yang digunakan dalam pembuatan susu kental manis di PT Frisian Flag Indonesia antara lain vitamin A, D3 dan B1(Sitaresmi, 2006 dalam Machrus, 2012). Vitamin A dan D sebaiknya ditambahkan pada produk olahan susu karena vitamin A dan D bersifat larut dalam lemak. Penambahan vitamin harus dilakukan sangat hati-hati untuk memastikan pelanggan mendapatkan jumlah yang tepat dan tidak ada terjadi overdosis (Partridge, 2008 dalam Machrus, 2012). Cocoa powder berasal dari biji cocoa yang telah mengalami fermentasi, penyaringan dan proses lainnya. Cocoa powder digunakan sebagai flavor dan berpengaruh terhadap kadar total padatan terlarut pada pembuatan susu kental manis (Hidayah, 2010 dalam Machrus, 2012).

7. Proses Pembuatan Susu Kental

Pembuatan susu kental dimulai dengan pencampuran susu segar, susu bubuk, gula, air dan bahan tambahan lainnya. Bahan-bahan dicampurkan sampai tercampur sempurna, kemudian dilakukan penyaringan. Tahap selanjutnya adalah homogenisasi yang bertujuan untuk menghancurkan globula lemak, sehingga memiliki ukuran yang kecil dan seragam. Tekanan homogenisasi yang tepat perlu dioptimasi untuk menghasilkan dispersi lemak yang baik, tetapi juga cukup rendah untuk mencegah terjadinya resiko koagulasi karena kerusakan stabilitas protein. Pasteurisasi merupakan tahap setelah homogenisasi pada kisaran suhu 85-90 ⁰C. Tahap selanjutnya adalah vacuum cooling yang bertujuan menguapkan air yang terkandung dalam susu pada kondisi vacuum sehingga air dapat menguap pada suhu rendah. Tujuan proses pada kondisi vacuum adalah agar nutrisi yang terkandung pada produk susu dapat diminimalisir kerusakannya. Tahap selanjutnya adalah penyimpanan dan pengemasan (Saleh, 2004 dalam Machrus, 2012).

Secara rinci pembuatan susu kental adalah sebagai berikut:

  1. Susu yang diperoleh dari peternakan distandarisasi pada suatu perbandingan tetap dari lemak : benda padat bukan lemak yaitu 9 : 22 baik dengan ditambah krim maupun susu skim. Susu itu kemudian dihangatkan dahului dengan suhu pemanasan 65°C sampai 95°C selama 10 – 15 menit. Pemanasan pendahuluan ini penting, sebab hal ini akan menolong menstabilkan susu terhadap pengentalam selama penyimpanan produk jadi dan juga akan menghancurkan organisme patogen dan enzim tidak akan diinaktifkan pada prosedur penguapan susu selanjutnya. Sesudah pemanasan pendahuluan, ditambahkna gula sehingga diperoleh konsentrasi gula 62,5% sebagai sukrosa dalam produk akhir. Gula yang ditambahkan harus bebas dari mikroba patogen pencemar dan harus bebas dari gula invert, karena hali ini akan membantu terjadinya pengentalan selama penyimpanan seperti disebutkan terdahulu. Fungsi gula terutama adalah sebagai pengawet, karena sebagian besar mikroba ragi – ragi kecuali osmofilik tak dapat hidup pada konsentrasi gula 62,5%.
  2. Proses selanjutnya meliputi penguapan susu yang sudah mengandung gula dengan kondisi yang sangat ringan dengan menggunakan penguap hampa pada suhu 77°C. Pada suhu 49°C, fase cair dari produk yang dikentalkan menjadi jenuh dengan laktosa dan pada waktu susu kental itu didinginkan terjadi larutan jenuh dan kristalisasi. Jika tidak dilakukan dengan sangat hati – hati, akan terbentuk inti laktosa dalam jumlah sedikit dan ini akan tumbuh menjadi kristal berukuran makro yang cukup keras dan terasa kasar. Akibat kristalisasi laktosa ini adalah “rasa seperti pasir” yang dianggap dapat mengurangi mutu susu kental manis. Untuk menghindari hal ini harus diadakan pendinginan sedemikian rupa sehingga terjadi kristalisasi laktosa secara cepat dan dengan demikian terbentuk kristal –kristal kecil. Hal ini dijalankan dengan mendinginkan susu sampai suhu 30°C yang akan menghasilkan keadaan lewat jenuh dari laktosa dan kemudian dilakukan pembibitan dengan menambahkan laktosa yang berbentuk halus dengan jumlah 0,6 g/l susu kental. Kristalisasi akan selesai selama waktu 3 jam. Kristal – kristal yang sangat halus terdapat dalam susu kental yang bermutu tinggi biasanya berdiameter kira – kira 10 mikron dan krisatal –kristal ini begitu halus sehingga tidak dapat dirasakan oleh lidah.
  3. Bila proses kristalisasi telah selesai, susu kental didinginkan, dimasukkan dalam drum – drum penyimpanan dalam jumlah besar untuk diisikan ke dalam kaleng. Produk itu kemudian ditutup dan tidak memerlukan proses pemanasan lagi. Stabilitas mikrobiologis produk tersebut ditentukan oeh kandungan gula yang tinggi dan masalah kerusakkan biasanya terbatas pada pertumbuhan jenis ragi osmofilik (Buckle, 1987 dalam Amalia, 2012)

8. Perubahan pada Proses Pembuatan Susu Kental

1.      Kadar Air (Ka)

Kadar air adalah kandungan air yang masih tersisa dalam bahan pangan setelah mengalami proses penguapan. Pada umumnya kadar air bahan pangan cenderung menurun pada kurun waktu tertentu seiring bertambahnya suhu perlakuan, karena selama proses penguapan suhu yang lebih tinggi akan mempengaruhi kecepatan evaporasi sehingga kandungan air bahan teruapkan lebih banyak. Nilai kadar air susu evaporasi yang dihasilkan akibat perlakuan suhu evaporasi bekisar antara 55,35% – 64,89% bb dari kadar air bahan baku yang semula 88,52% – 89,34%. Pada suhu 50oC dihasilkan Ka sebesar 67,81%, ini merupakan Ka tertinggi selama perlakuan, Ka terendah diperoleh pada suhu 60oC. Kondisi demikian terjadi karena adanya pertambahan suhu perlakuan, dengan pertambahan suhu maka kecepatan evaporasi akan lebih cepat. Sehingga total padatan yang diperoleh bertambah bobotnya.

2.      Berat Jenis

Berat jenis adalah rasio dari densitas suatu bahan terhadap densitas standar (aquades) pada suhu dan tekanan standar. Berat jenis susu sapi segar adalah antara 1,01 – 1,02 sedangkan pada susu yang telah dievaporasi berat jenis susu akan meningkat. Pada suhu 60oC dan 50oC berat jenis susu evaporasi berturut-urut 1,09 dan 1,07. Besarnya pertambahan berat jenis bahan terjadi karena penambahan suhu dari 50oC menjadi 60oC yang menyebabkan kandungan air pada bahan diuapkan dan berubah menjadi kental atau berupa padatan yang akan meningkatkan densitas bahan sehingga berat jenisnya bertambah.

3.      Viskositas

Viskositas diartikan sebagai resistensi atau ketidakmauan suatu bahan untuk mengalir yang disebabkan karena adanya gesekan atau perlawanan suatu bahan terhadap deformasi atau perubahan bentuk apabila bahan tersebut dikenai gaya tertentu. Viskositas secara umum dapat juga diartikan sebagai suatu tendensi untuk melawan aliran cairan karena internal friction atau resistensi suatu bahan untuk mengalami deformasi bila bahan tersebut dikenai suatu gaya. Viskositas atau kekentalan merupakan suatu parameter penting pada proses evaporasi. Adanya penurunan Ka dan peningkatan suhu mengakibatkan  tingkat kekentalan susu evaporasi semakin bertambah. Tingkat viskositas susu sapi segar biasanya sebesar 6,3 cP, kekentalan akan semakin meningkat setelah susu diuapkan yaitu sebesar 28,6 cP pada 60oC dan 13,3 cP pada 50oC.

4.      Rendemen

Rendemen adalah besarnya prosentase bahan yang tertinggal. Rendemen akan meningkat apabila perlakuan diterapkan pada suhu rendah, sebaliknya pada suhu tinggi rendemen semakin berkurang. Hal ini karena semakin tinggi suhu penguapan maka laju penguapan juga meningkat. Perlakuan pada suhu 60oC menghasilkan rendemen sebesar 22,3% dan pada suhu 50oC rendemen yang dihasilkan meningkat menjadi 36,91%.

5.      Laju Penguapan

Laju penguapan merupakan jumlah air yang dapat diuapkan secara simultan oleh mesin penguap vakum dalam satu satuan waktu. Penguapan terjadi pada titik didih cairan. Apabila perbedaan suhu antara medium pemanas dengan cairan yang dipanaskan kecil maka kecepatan pindah panas akan menurun sehingga waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik didih cairan menjadi lebih lama yang menyebabkan laju penguapan berlangsung lebih lama. Laju penguapan tertinggi diperoleh pada perlakuan suhu 60oC karena semakin tinggi suhu maka laju penguapannya juga semakin cepat.

9. Kerusakan yang Terjadi Pada Susu

Selain memberikan efek yang positif, evaporasi juga menyebabkan beberapa kerusakan pada bahan pangan, diantaranya :

  1. Zat gizi yang terkandung dalam bahan menjadi rusak akibat proses pemanasan dan reaksi kerusakan selama masa simpan.
  2. Kerusakan Karbohidrat     : degradasi enzimatis, karamelisasi gula, dan pencoklatan non enzimatis.
  3. Kerusakan Protein       : degradasi enzimatis dan pencoklatan non enzimatis.
  4. Kerusakan Lemak       : hidrolisis lemak dan oksidasi lemak.
  5. Kerusakan Vitamin   : degradasi vitamin C, oksidasi vitamin C, dan karotenoid.
  6. Bahan menjadi kehilangan komponen volatil akibat proses dengan suhu tinggi.
  7. Kerusakan akibat aktivitas mikroorganisme.
  8. Kombinasi dengan metode pengawetan lain dapat meminimalkan kerusakan finished produk evaporasi.

10. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Pembuatan Susu Kental

Konsentrasi
Jika konsentrasi meningkat, larutan akan bersifat individual. Densitas dan viskositasnya meningkat bersamaan dengan kandungan zat padatnya, hingga larutan menjadi jenuh, atau jika tidak menjadi terlalu lamban sehingga tidak dapat melakukan perpindahan kalor secara memadai. Jika zat cair jenuh di panaskan terus menerus maka akan terjadi pembentukan kristal, dan kristal-kristal ini harus dipisahkan karena dapat menyebabkan tabung evaporator tersumbat. Titik didihpun semakin bertambah jika kandungan zat padat bertambah, sehingga suhu didih larutan jenuh mungkin jauh lebih tinggi dari titik didih air pada tekanan yang sama. 

Pembentukan busa

Beberapa bahan tertentu, terutama zat organik, membusa pada waktu di uapkan. Busa yang stabil akan ikut keluar evaporator bersama uap, dan menyebabkan banyaknya bahan yang terbawa ikut. Dalam hal ekstrim, keseluruhan massa zat cair itu mungkin meluap ke dalam saluran uap keluar dan terbuang.

Kepekaan terhadap suhu

Beberapa bahan kimia farmasi,dan bahan makanan dapat rusak bila di panaskan pada suhu sedang, selama waktu singkat saja. Dalam mengkonsentrasikan bahan-bahan seperti itu diperlukan teknis khusus untuk mengurangi suhu zat cair dan menurunkan waktu pemanasan.

Kerak

Beberapa larutan tertentu menyebabkan pembentukan kerak pada permukaan pemanasan. Hal ini menyebabkan koefisien menyeluruh makin lama makin berkurang sampai akhirnya kita terpaksa menghentikan operasi evaporator itu untuk membersihkannya. Bila kerak itu keras dan tidak dapat larut, maka perlu waktu yang lama dan biaya yang mahal untuk membersihkannya.

Bahan konstruksi

Kita perlu menentukan bahan konstruksi dari evaporator, bila mungkin evaporator di buat dari baja. Akan tetapi, banyak larutan yang merusak bahan-bahan besi, atau menjadi terkontaminasi oleh bahan itu. Karena itu digunakan bahan konstruksi khusus, seperti tembaga, nikel, bja tahan karat, aluminium, grafit tak tembus, dan timbal. Tetapi bahan-bahan ini relatif mahal, oleh karena itu laju perpindahan kalor harus cepat/ tinggi agar dapat menurunkan biaya pokok peralatan.

11. Pengemasan

Pengemasan merupakan salah satu pertimbangan yang paling kritis pada proses produksi. Fungsi utama pengemasan adalah untuk memuat, melindungi dan mempertahankan produk selama distribusi, penyimpanan dan penanganan. Pengemasan juga mempunyai fungsi lain yaitu untuk media komunikasi yang menunjukkan cara penggunaan produk dan kandungan nutrisi didalamnya. Makanan dikemas untuk menjaga kualitas, kesegaran, menarik konsumen dan untuk memfasilitasi penyimpanan dan distribusi. Perlindungan merupakan fungsi utama dari pengemasan makanan (Robertson, 2006 dalam Machrus, 2012).

Kemasan Sachet

Kemasan mempunyai peranan penting dalam pengawetan hasil peternakan. Kemasan dapat membantu mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi bahan pangan yang ada di dalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, dan getaran). Pengemasan juga berfungsi untuk menempatkan suatu hasil pengolahan atau produk industri agar mempunyai bentuk-bentuk yang memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan dan distribusi. Pembuatan kemasan juga berfungsi sebagai sumber informasi dan dibuat agar menarik perhatian konsumen. Kemasan dapat terdiri dari kemasan primer dan kemasan sekunder. Kemasan primer merupakan kemasan yang kontak langsung dengan produk. Kemasan sekunder yaitu kemasan merupakan karton luar atau multipacker yang memungkinkan konsumen untuk membawa lebih dari satu pcs produk pada suatu waktu (Brody, 2008 dalam Machrus, 2012).

Kemasan sachet merupakan suatu bentuk kemasan yang bersifat fleksibel yang terbuat dari Al foil, film plastik, selopan, film plastik berlapis logam aluminium (metalized film) dan kertas yang dibuat satu lapis atau lebih dengan atau tanpa bahan thermoplastic maupun bahan perekat lainnya sebagai pengikat ataupun pelapis konstruksi kemasan. Al foil dapat memberikan penghalang yang baik terhadap transmisi gas, uap air dan cahaya. Kemasan sachet digambarkan sebagai material yang tidak rigid atau kaku, dan biasanya merupakan material yang non fibrous dan memiliki ketebalan kurang dari 0,25 mm. Kemasan sachet memiliki beberapa karakteristik yaitu harga relatif murah, memiliki sifat penghalang yang baik terhadap uap air dan gas, dan dapat direkatkan dengan panas (Fellows, 2000 dalam Machrus, 2012).

Pemasaran kemasan ini menjadi populer untuk mengemas berbagai produk, baik padat maupun cair. Alasan menggunakan kemasan sachet sebagai bahan pengemas adalah mudah dibentuk, ekonomis, dapat digunakan sebagai pengganti kemasan kaleng, ringan, mudah dalam penanganannya dan tahan pada heat sealing dan heat resistance (Departemen Perindustrian, 2007 dalam Machrus, 2012).

Kerusakan Kemasan

Hidayah (2010) dalam Machrus (2012) menyatakan bahwa kerusakan kemasan merupakan suatu kejadian yang tidak diinginkan oleh perusahaan, seperti cacat, kerusakan dan kegagalan yang menyebabkan produk dibuang ataupun dikerjakan ulang. Persentase kerusakan kemasan yang tinggi dapat menyebabkan kerugian pada perusahaan. Beberapa hal yang yang menyebabkan terjadinya kerusakan atau kegagalan dalam proses produksi adalah kegagalan mesin, perubahan proses, kegagalan mutu, serta variasi sumber daya. Kerusakan pada produk dapat menyebabkan berbagai kerugian pada perusahaan, seperti kerugian waktu, biaya, sumber daya dan reputasi. Kerusakan pada produk dapat dikurangi dengan melakukan teknik perbaikan mutu dan mengendalikan kualitas (Deviyanti, 2008 dalam Machrus, 2012).

Hidayah (2010) dalam Machrus (2012) menyatakan bahwa faktor utama yang berpengaruh terhadap kerusakan kemasan produk susu kental manis sachet adalah mesin, manusia, material dan metode. Faktor mesin yang mempengaruhi antara lain spare parts, posisi dan ketajaman slitter, suhu sealer, sensor eyemark, posisi nozzle dan kestabilan arus listrik. Faktor manusia yang mempengaruhi adalah motivasi, kedisiplinan, keahlian, alokasi Sumber Daya Manusia (SDM) dan awareness. Faktor material yang mempengaruhi adalah kualitas bahan pengemas dan jenis bahan baku. Faktor metode yang mempengaruhi adalah jumlah dan frekuensi sampling, maintenance dan standarisasi.

Hidayah (2010) dalam Machrus (2012) menyatakan bahwa beberapa tipe kerusakan kemasan sachet yang sering terjadi pada proses pengemasan adalah berat kurang, pecah vertikal, rembes horisontal, pecah horisontal, Alluminium (Al) foil melintir, kemasan kosong dan tidak ada kode. Pecah dan rembes adalah tipe kerusakan yang terjadi setelah produk susu kental manis diberi perlakuan pressure test.

DAFTAR PUSTAKA

Amalia, G. 2012. Susu dan Turunannya. Skirips. http://repository.usu.ac.id/bitstream/ 123456789/34012/3/Chapter%20II.pdf. Diakses pada 17 Desember 2015, Makassar.

Godam. 2012. Kandungan Gizi Nutrisi Susu Kental Manis. http://www.organisasi.org/ 1970/01/isi-kandungan-gizi-susu-kental-manis-komposisi-nutrisi-bahan-makanan.html . Diakses pada 17 Desember 2015, Makassar.

Machrus, Syauqi, 2012. Susu Kental Manis. Skiripsi. https://www.academia.edu/4902447 /TINJAUAN_PUSTAKA. Diakses pada 17 Desember 2015, Makassar.

Nurila. 2013. Susu Kental Manis. https://www.scribd.com/doc/212212823/Makalah-Susu-Kental-Manis . Diakses pada tanggal 17 Desember 2015 pukul 21.30 WITA

Oktaviani, Lira. 2013. Perkembangan Industri Susu Kental Manis Indonesia.http://foodreview.biz/. Diakses pada tanggal 17 Desember 2015,       pukul 22.00 WITA.

Salim, Azhar. Susu Evaporasi. http://oemahazhar.blogspot.co.id/2013/12/susu-evaporasi.html?m=1. Diakses pada 17 Desember 2015, Makassar.

Saragih, Farida. 2012. Susu Kental Manis & Krimer Kental Manis. RD & Quality Management. PT. Indolakto. Foodreview Indonesia Vol. VII/No. 6/Juni 2012.

Wardana, Agung. 2012. Teknologi Pengolahan Susu. http://pangan.unisri.ac.id/wp-content/uploads/2012/11/BPK-Susu-2012.pdf. Diakses pada 17 Desember 2015, Makassar.


MILK HOMOGENIZER

MILK HOMOGENIZER

Susu homogen adalah susu yang telah mengalami homogenisasi. Proses homogenisasi bertujuan untuk menyeragamkan besarnya globula-globula lemak susu. Di dalam susu yang belum dihogenisasi, globula-globula lemak ini besarnya tidak seragam yaitu 2 – 20 mikrometer. Alat untuk menyeragamkan globula-globula lemak tersebut disebut homogenizer.

Prinsip kerja homogenizer adalah susu ditekan melalui lubang kecil, kemudian setelah keluar akan menghantam suatu bidang atau dinding yang keras, maka globula-globula lemak yang berukuran besar akan pecah menjadi beberapa globula lemak yang kecil-kecil. Tekanan yang digunakan dalam proses homogenisasi ini adalah antara 2.000 – 4000 psi.

Ada beberapa macam tipe homogenizer yaitu :

1.      Single stage homogenizer, apabila penekanan susu dikerjakan hanya satu kali selama proses dalam satu alat. Biasa digunakan untuk homogenisasi:

– Produk dengan kandungan lemak rendah

– Produk yang memerlukan homogenisasi berat (heavy)

– Produk yang memerlukan viscositas tinggi

2.      Two stage homogenizer, apabila penekanan susu dikerjakan dua kali selama proses dalam satu alat. Biasa digunakan untuk:

– Produk dengan kandungan lemak tinggi

– Produk dengan kandungan bahan kering (konsentrasi susu) tinggi

– Produk dengan viscositas rendah.

3.      Multi stage homogenizer, apabila penekanan susu dikerjakan lebih dari dua kali selama proses dalam satu alat.

Ketidak seragaman ukuran globula lemak susu tidak dikehendaki di dalam pembuatan produk-produk olahan susu tertentu, karena hasilnya tidak akan terasa halus. Tetapi kerugian susu homogen adalah mudah mengalami creaming yaitu memisahnya kepala susu (krim) dibagian atas terpisah dari serum yang terletak dibagian bawah.

Homogenisasi merupakan sebuah proses atau beberapa proses yang digunakan untuk membuat campuran menjadi seragam. Homogenisasi bisa disebut juga dengan pencampuran beberapa zat yang terkait untuk membentuk suspensi atau emulsi. Homogenisasi dilakukan jika zat atau campuran bahan memiliki kandungan yang berukuran cukup besar sehingga tidak memungkinkan kondisi campuran seragam. Contoh zat yang paling sering dihomogenisasi adalah susu murni (raw milk), di mana kandungan yang berukuran cukup besar yang dimaksud adalah molekul lemak yang dapat terpisah dengan sendirinya (tersuspensi) dari susu ketika dibiarkan terlalu lama (membentuk krim). Sebagian besar para konsumen susu merupakan susu yang dihomogenisasi.

Homogenisasi adalah istilah yang digunakan oleh para ilmuwan makanan dan insinyur untuk menggambarkan berbagai proses termasuk ultrasonik, rotary, membran, pabrik koloid, dan valve homogenisasi, dan lainnya. Ambiguitas dalam penggunaan kata homogenisasi, bahwa setiap proses yang mengurangi heterogenitas dapat disebut homogenisasi. Salah satu alat dari homogenisasi ini adalah valve homogenizer. Salah satu jenis dari valve homogenizer, ada yang biasanya disebut sebagai valve homogenizer tekanan tinggi atau nama lainnya adalah dynamic homogenizer tekanan tinggi. Proses ini diterapkan untuk liquid dengan perangkat yang terdiri dari pompa pemindahan positif dan satu atau lebih stage yang dibuat oleh valve atau nozzle. Pompa pemindahan positif yaitu pompa yang bekerja menghisap zat cair, kemudian menekan  zat cair tersebut, selanjutnya zat cair dikeluarkan melalui valve atau lubang keluar. Pada pompa ini fluida yang dihisap sama dengan fluida yang dikeluarkan.

Gambar 1. Cara Kerja suatu sistem homogenisasi menggunakan valve

(Sumber: Anonim, 2011)

Kita bisa mendefinisikan valve homogenizer tekanan tinggi ini sebagai suatu alat yang memiliki proses homogenisasi dimana pompa mampu memberikan setidaknya 100 MPa tekanan hidrostatik untuk liquid sebelum pembatas aliran difungsikan, terlepas dari laju aliran. Teknologi homogenisasi terus berkembang dan mampu juga beroperasi pada tekanan yang rendah.

Jenis kedua dari valve homogenizer adalah valve homogenizer tekanan rendah. Jenis ini memiliki proses yaitu liquid bertekanan mengalir melalui suatu valve. Didalamnya ada peningkatan besar dalam kecepatan fluida disertai penurunan tekanan suatu fluida. Kecepatan fluida memulai turbulensi sangat intens dalam fluid jet lalu keluar dari valve dan menyebabkan turbulensi. Hal ini mengganggu fase terdispersi dan menghasilkan efek homogenisasi.

Valve homogenizer tekanan tinggi pada industri, pilot, atau skala laboratorium saat ini dilengkapi dengan pompa tipe plunger dan valve nozzle yang terbuat dari keramik tahan abrasif atau batu permata keras. Stabilitas tekanan dapat dicapai antara pompa dan valve atau penggunaan dua atau lebih piston reciprocating dan algoritma kontrol yang tumpang tindih. Dalam pengaturan valve misalnya Stansted Power Fluid, seat valve-nya berbentuk jarum atau bola dengan material zirkonium atau tungsten karbida, dengan tekanan homogenisasi yang dikendalikan oleh gaya yang bekerja selama seat valve menghalangi aliran fluida.

Beberapa homogenizers misalnya Avestin dan BEE Internasional, dilengkapi dengan satu atau dua nozzle sebagai gantinya valve. Teknologi untuk homogenizer tekanan tinggi nozzle awalnya dikembangkan untuk aplikasi pemotongan pada water jet. Dalam hal ini, pompa tekanan tinggi terhubung ke attenuator untuk mengurangi fluktuasi tekanan dan homogenisasi dicapai dengan nozzle head yang terbuat dari ruby, safir atau berlian. Lubang Nozzle biasanya <0,35 mm dengan material nozzle head tertentu tergantung pada tekanan maksimum, misalnya dengan berlian menjadi material yang paling kuat dan mahal. Dalam pengaturan nozzle, tekanan homogenisasi ditentukan oleh tekanan pompa. Dalam sistem mikrofluida, aliran-aliran dibagi dalam dua atau lebih saluran yang diarahkan pada bidang yang sama namun di sudut yang tepat dan didorong ke aliran tunggal. Tekanan driven pump (hingga 300 MPa) memberikan kecepatan tinggi di pertemuan dua arus yang menghasilkan tegangan geser yang tinggi, turbulensi, dan kavitasi lebih pada arus masuk aliran tunggal.

Gambar 2.  Valve homogenizers tekanan tinggi (Sumber: Anonim, 2011)

Keterangan :

A = mikrofluida

B = valve seat material keramik berbentuk jarum

C = valve seat material keramik berbentuk bola

D = proses pemecahan molekul besar

Valve homogenizers pertama kali diperkenalkan secara komersial pada awal abad ke-20 untuk pengolahan susu cair. Tujuan utamanya adalah untuk menghindari pemisahan lemak sehingga setiap konsumen akan menerima bagian yang adil nya dari lemak susu karena tidak akan ada pengurangan krim. Saat ini, hampir semua susu dihomogenisasi karena konsumen menolak melihat lapisan atas dari krim dalam susu mereka. Kekhawatiran atas dampak potensial dari susu dihomogenisasi pada kesehatan manusia telah dicabut oleh studi terbaru.

Gambar 3. Efek homogenisasi pada lemak dan kasein di susu

(Sumber: Anonim, 2011)

Dalam setup industri, lemak (atau krim) dipisahkan dari susu dengan sentrifugasi terus menerus, dihomogenisasi pada tekanan di bawah 20 MPa dan kemudian dituangkan kembali ke dalam susu skim dengan standar 1%, 2% atau mendekati 3,25% isi lemak.

Homogenisasi biasanya berlangsung dengan pengolahan mekanik, sehingga emulsi lemak memiliki tekanan masuk yang tinggi dan dipaksa dengan kecepatan tinggi melewati celah yang sangat sempit, di mana tetesan lemak dari emulsi lemak akan rusak sebagai akibat dari turbulensi yang terjadi pada kecepatan yang tinggi dan melalui gelembung kavitasi yang meledak dalam cairan. Proses ini berlangsung selama periode yang sangat singkat dan apa yang terjadi selama periode waktu tersebut adalah kecepatan emulsi lemak mengalami kenaikan sementara tekanan menurun.

Sebuah homogenizer pada dasarnya terdiri dari pompa piston besar yang memberikan tekanan tinggi, serta perangkat counter-pressure di mana homogenisasi tepat berlangsung. Perangkat counter-pressure, atau homogenizer valve, terdiri dari bagian yang bertekanan, resilient valve cone, posisi dudukan valve yang menggunakan cincin atau gasket dan casing pendukung valve yang dikelilingi oleh valve cone dan valve seat. Valve cone dan valve seat biasanya rotasi-simetris dan cenderung terjadi homegenisasi di antara dua bagian throttle radial tersebut (suatu celah). Tinggi, lebar dan panjang celah menentukan volume homogenisasi. Ukuran celah ini harus cukup kecil untuk mendapatkan proses homogenisasi yang efisien. Lebar celah berkurang pada tekanan yang lebih tinggi di liquid yang akan dihomogenkan, pada saat yang sama aliran yang lebih besar memerlukan celah yang lebih besar pula.

Susu yang berlabel UHT (Ultra High Temperatute) dibuat dari tekanan yang rendah pada saat yang sama dengan tujuan untuk meningkatkan kuantitas aliran. Ini berarti bahwa valve homogenizer harus dibuat lebih besar sehingga celahnya bisa mengecil. Namun untuk valve homogenizer yang lebih besar tentu memerlukan biaya yang lebih besar pula. Metode lainnya ialah dengan menghubungkan secara paralel celah-celah homogenizer dengan begitu ukuran celahnya akan berkurang.

Homogenizer yang digunakan di dalam industri tersebut terdapat didalam banyak model dan kapasitas. Perbedaan model tersebut terdapat dalam banyak model dan kapasitas. Perbedaan model tersebut umumnya terletak pada konstruksi lubang dan alat pengatur pengeluaranya.

Kebanyakan tekanan tinggi homogenizer digunakan untuk homogenisasi diadaptasi dari peralatan komersial yang dirancang untuk menghasilkan emulsi dan homogenat dalam industri makanan dan farmasi. Mereka menggabungkan tekanan tinggi dengan outlet valve. Dengan tekanan maksimum 10.000 psi pecah sekitar 40% dari sel pada single pass, 60% pada kedua dan 85% setelah empat kali lewat. Kapasitas homogenizer terus bervariasi dari 55 sampai 4.500 liter/jam pada 10-17% konsentrasi sel.

Gambar 4. Valve Homogenizer

(Sumber: Gerard, 2008)

Valve homogenizer paling efektif dalam memperkecil ukuran fase dispers kemudian meningkatkan luas permukaan fase minyak dan akhirnya meningkatkan viskositas emulsi sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya ”creaming”. Valve homogenizer bekerja dengan cara menekan cairan dimana cairan tersebut dipaksa melalui suatu celah yang sangat sempit lalu dibenturkan ke suatu dinding atau ditumbukkan pada metal pins yang ada di dalam celah tersebut.

Valve homogenizer umumnya terdiri dari pompa yang menaikkan tekanan dispersi pada kisaran 500-5000 psi, dan suatu lubang yang dilalui cairan dan mengenai valve penghomogenan yang terdapat pada tempat valve dengan suatu spiral yang kuat. Ketika tekanan meningkat, spiral ditekan dan sebagian dispersi tersebut bebas di antara valve dan tempat (dudukan) valve. Pada titik ini, energi yang tersimpan dalam cairan sebagian tekanan dilepaskan secara spontan sehingga produk menghasilkan turbulensi yang kuat dan shear hidrolik. Cara kerja homogenizer ini cukup efektif sehingga bisa didapatkan diameter partikel rata-rata kurang dari 1 mikron tetapi homogenizer dapat menaikkan temperatur emulsi sehingga dibutuhkan pendinginan. Unitvalve homogenizersini mempunyai bagian pemompaan untukmenyuplai material yang akan dilarutkan melalui sebuah orifice terkecil. Tekanan akan tinggi  diturunkan mendekati tekanan fluida melalui sebuah orifice sehingga menghasilkan shear force tinggi dimana emulsi dan suspensi koloid akan dihasilkan secara continue.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. High Pressure Homogenization. (online). http://web.utk.edu/~fede/high%20pressure%20homogenization.html. (13 September 2015).

Dickenson, T.C. 1999. Valves, Piping, and Pipelines Handbook. Inggris : Elsevier Advanced Technology.

Gerard. 2008. Food Emulsifier and Their Applications. New York : Springer.


PRINSIP DASAR PASTEURISASI

PRINSIP DASAR PASTEURISASI

Created By : Widiantoko, R. K.

Susu pasteurisasi adalah susu yang diolah melalui proses pemanasan dengan tujuan mencegah kerusakan susu akibat aktivitas mikroorganisme perusak (patogen), pembusuk serta inaktivasi enzim dengan tetap menjaga kualitas nutrisi susu. Pasteurisasi adalah proses sterilisasi bahan baku yang tidak tahan panas seperti susu untuk meminimumkan perubahan kimiawi, fisik, dan organoleptik produk . Pasteurisasi tidak mematikan semua mikroorganisme tetapi hanya mematikan kuman yang patogen dan sel vegetatif tapi tidak mampu mematikan/inaktivasi spora. Pasteurisasi juga tidak mematikan semua mikroorganisme (sterilisasi), karena mikrobia termodurik tetap dapat bertahan dan bakteri pembentuk spora tetap aktif

Pasteurisasi menghasilkan produk dengan daya tahan yang pendek atau memerlukan pengawetan tambahan lain (teknologi Hurdle atau rintangan). Karena proses pasteurisasi tidak mematikan bakteri pembentuk spora maka produk harus diberi perlakuan lain yang dapat meminimalkan pertumbuhan mikroba seperti penambahan pengawet, pendinginan, MAP, penurunan pH dan pengaturan Aw.

Proses pasteurisasi dilakukan dengan memanaskan susu pada suhu 62 oC selama 30 menit atau suhu 72 oC selama 15 detik. Pasteurisasi tidak dapat mematikan bakteri non patogen, terutama bakteri pembusuk. Susu pasteurisasi bukan merupakan susu awet. Penyimpanan susu pasteurisasi dilanjutkan dengan metode pendinginan. Metode pendinginan pada suhu maksimal 10 oC memperpanjang daya simpan susu pasteurisasi. Mikroba pembusuk tidak dapat tumbuh dan berkembang pada suhu 3-10 oC (Setya, 2012).

Pasteurisasi adalah salah satu proses terpenting dalam penanganan susu. Proses pasteurisasi perlu dilakukan dengan benar sehingga membuat susu memiliki umur simpan yang lebih lama. Suhu dan waktu pasteurisasi adalah faktor penting yang harus diukur dalam menentukan kualitas dan kondisi umur simpan susu segar. Pasteurisasi bisa dilakukan dengan dua metode yaitu metode batch dan metode continue. Metode batch digunakan untuk pasteurisasi skala kecil. Tipe pasteurisasi yang digunakan pada metode batch adalah tipe pasteurisasi LTLT (Low Temperature Long Time). Metode continue digunakan untuk pasteurisasi skala menengah sampai besar. Tipe pasteurisasi yang digunakan adalah tipe HTST (High Temperature Short Time), HHST (Higher Heat Short Time), dan UHT (Ultra High Temperature). Untuk waktu dan temperature proses yang digunakan pada tiap tipe pasteurisasi dapat dilihat pada tabel 2.1. Pada pengaplikasiannya di industri, metode pasteurisasi yang umum dipakai adalah metode kontinyu. Metode ini dipilih karena dapat menghasilkan volume susu pasteurisasi yang lebih banyak dengan waktu proses yang lebih singkat, pemakaian listrik yang lebih rendah, dan kerusakan protein yang lebih sedikit karena waktu pemanasan yang lebih singkat. Metode Pasteurisasi yang umum digunakan adalah sebagai berikut (Setya, 2012):

1. Pasteurisasi dengan suhu tinggi dan waktu singkat (High Temperature Short Time/HTST), yaitu proses pemanasan susu selama 15–16 detik pada suhu 71,7–75 oC dengan alat Plate Heat Exchanger.

2. Pasteurisasi dengan suhu rendah dan waktu lama (Low Temperature Long Time/LTLT) yaitu proses pemanasan susu pada suhu 61 oC selama 30 menit.

3. Pasteurisasi dengan suhu sangat tinggi (Ultra High Temperature/UHT) yaitu memanaskan susu pada suhu 131 oC selama 0,5 detik. Pemanasan dilakukan dengan tekanan tinggi untuk menghasilkan perputaran dan mencegah terjadinya pembakaran susu pada alat pemanas.

Tjahjadi dan Marta (2011) menyatakan bahwa tujuan pengolahan susu pasteuriasi adalah sebagai berikut:

1. Membunuh semua bakteri patogen (penyebab penyakit) yang umumnya dijumpai pada bahan pangan, yaitu bakteri – bakteri patogen yang berbahaya ditinjau dari kesehatan masyarakat

This image has an empty alt attribute; its file name is image-1.png

2. Memperpanjang daya tahan simpan bahan pangan dengan jalan mematikan bakteri pembusuk dan menonaktifkan enzim pada bahan pangan yang asam (pH <4,5).

Proses pasteurisasi dapat menghancurkan 90–99% bakteri yang ada di dalam susu. Pasteurisasi dapat merusak vitamin C dan kemungkinan menjadikan laktosa kasein dan unsur lemak pada susu menjadi kecil. Efek yang ditimbulkan dari proses pasteurisasi adalah dapat mempertahankan nilai nutrisi dan karakteristik sensori bahan pangan hasil pasteurisasi (Setya, 2012).

Pasteurisasi hanya dapat mempertahankan umur simpan bahan pangan untuk beberapa hari saja, dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna, aroma dan flavor yang mengakibatkan degradasi vitamin bahan. Pasteurisasi susu dengan suhu tinggi dapat menambah daya simpan susu segar selama 1 sampai 2 minggu (Setya, 2012).

Alat Penukar Panas Pasteurisasi

Susu Alat Penukar Panas (Heat Exchanger) menjadi alat yang paling esensial dalam proses pasteurisasi karena kebutuhan panas yang digunakan untuk pasteurisasi dihasilkan oleh alat penukar panas. Jenis alat penukar panas yang biasa digunakan dalam proses pasteurisasi adalah jenis PHE dan jenis THE.

Pemakaian alat penukar panas pada proses pasteurisasi, baik Plate Heat Exchanger (PHE), maupun Tubular Heat Exchanger (THE) memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Kelebihan dan kekurangan dari penggunaan Plate Heat Exchanger dan Tubular Heat Exchanger. Alat penukar panas jenis Plate Heat Exchanger (PHE) merupakan alat penukar panas yang paling efektif dan efisien untuk proses pasteurisasi karena memiliki luas permukaan panas yang lebih tinggi dibandingkan Tubular Heat Exchanger (THE). Hal itu juga mengakibatkan efisiensi panas yang dihasilkan oleh alat penukar panas PHE lebih dari 85%. Namun apabila dilihat dari segi investasi yang diperlukan dan skala penggunaan alat tersebut, yaitu laboratorium maka alat jenis THE lebih memiliki keunggulan dibandingkan PHE .

a). Plate Heat Exchanger (PHE)

Terdapat 3 komponen yang menyusun PHE, yaitu :

a). Lembar baja tahan karat beralur (plate)

Alat penukar panas ini terdiri dari lembar (plate) baja tahan karat (stainless steel) yang telah dicetak dengan mesin press berdaya tinggi yang membentuk alur-alur dengan motif tertentu yang dimaksudkan untuk memperbesar luas permukaan lembar baja dan terjadinya turbulensi aliran cairan. Lembar-lembar baja ini disusun dengan jumlah tertentu sesuai kebutuhan dalam suatu kerangka (frame)

b). Rangka penyusun (frame)

Suatu rangka (frame) yang menjepit seluruh susunan lembar baja. Agar setiap pasangan lembar terdapat celah yang dapat dialiri cairan maka disekeliling lembar terdapat parit guna meletakkan pita karet (gasket)

c). Pita karet (gasket)

Pita karet (gasket) terbuat dari bahan yang tahan panas/dingin, tahan karat dan non toksis (food grade). Susunan PHE tersebut dapat terdiri dari beberapa bagian (section), misalnya heating, cooling, regeneration, dll.

Pada alat plate Heat Exchanger terdiri dari 4 bagian yaitu:

  • Cooling section
  • Holding Section
  • Regenerative section (Regenerasi)

Panas yang digunakan kembali dikenal dengan “panas regenerasi”pada produk dingin yang masuk dan secara tidak langsung dipanaskan oleh panas produk yang akan keluar. Dalam hal ini produk yang masuk memerlukan sedikit panas untuk meningkatkan temperaturnya dan produk yang akan keluar memerlukan pendingin untuk menurunkan temperaturnya. Regenerasi penting dalam pasteurissasi karena energi yang digerakkan sekaligus digunakan untuk pendiginan dan pemanasan.

Regenerative effect didefinisikan sebagai persentase dari jumlah panas yang diregenerasikan.





  • Bagian Pemanasan / Heating Section

Pemanasan yang berlangsung di dalam alat PHE ini bisa diperoleh dari berbagai sumber panas antara lain:

  1. Steam heating : jarang dilakukan karena perbedaan temperatur antara uap dengan susu cukup besar sehingga menyebabkan adanya deposit susu pada plat. Ini berarti operasional PHE ini lebih singkat sebelum dibersihkan dan jarang kurang efisien dalam pemindahan panas melalui plat-plat, tetapi metode ini paling ekonomis dalam penggunaan uap panas.
  2. Water heating: pemanasan menggunakan air yang dipanaskan lebih baik, karena perbedaan temperatur antara susu dengan air lebih sedikit sehingga cukup ideal. Setelah melalui regeneration section temperatur susu yang masuk misalnya 54 C. Susu kemudian dipanaskan 72 C yang berarti panas diperlukan dari 54 C sampai 72 C sebanyak 18 C. Jumlah air yang disirkulasikan biasanya 3 x lipat dari susu, berarti air panas yang akan didinginkan sebanyak 6 C (18 C / 3x). Temperatur daari air panas yang masuk 3 C lebih panas dibanding suhu pasteurisasi. Hal ini berarti : Air panas yang didinginkan dari 75 C sampai 69 C = 6 C. Susu yang dipanaskan dari 54 C sampai 72 C = 18 C. Kelemahan dari water heating adalah pemakaian uap panas dan sumber listrik lebih banyak dibandingkan yang digunakan pada heating section.
  3. Vacuum steam heating system : Cara ini menjaga temperatur uap sedikit diatas temperatur produk yang didinginkan. Metode ini lebih ekonomis karena perbedaan temperatur dengan steam heating cukup rendah.

Pada prinsipnya semua plat di dalam PHE sama, putaran dari setiap 180 derajat diantara plat-plat disebut plat kiri dan plat kanan. Ketebalan plat antara 0.8-1.25 mm sesuai dengan keperluan. Plat tersebut dalam operasinya dibawah tekanan yang tinggi sehingga bentuknya zig-zag bergelombang. Plat-plat memiliki lubang di-empat sudutnya, tergantung bagaimana memasang plat tersebut di dalam PHE.

Jika plat dipasang dalam satu rangkaian, maka akan ada plat kanan pertama lalu plat kiri dan kemudian plat kanan lagi dan seterusnya. Bentuk plat yang zigzag bergelombang dalam operasionalnya saling mendukung. Aliran yang melalui dua plat akan tetap menempati bagian yang bersebrangan pada area yang konstan sehingga terbentuk turbulensi yang tetap menyebabkan partikel baru dalam cairan bersentuhan dengan panas yang disebarkan pada permukaan dan panas yang dipakai seragam. Plat dipasang dalam suatu bagan dimana dua cairan yang dipanaskan atau didinginkan akan selalu dipisahkan oleh plat.

b). Tubular Heat Exchanger (THE)

Sebelum diketemukan alat penukar panas PHE yang lebih kompak dan dapat diproduksi secara masal , maka alat penukar panas THE telah lebih dahulu digunakan. Perkembangan teknologi THE adalah diperkenalkannya Triple Tube THE dimana pipa terdalam dialiri media pemanas/pendingin, pipa ditengah dialiri produk dan pipa terluar dialiri media pemanas/pendingin lagi. Dengan sistem ini (dikembangkan oleh Stork-Amsterdam) koefisien pemindahan panas THE meningkat.

Alat penukar panas ini konstruksinya lebih sederhana, yaitu

1.    Pipa (tunggal atau kelompok pipa) yang dialiri produk

2.    Pipa bagian luar dengan diameter yang lebih besar (jacketed) yang dialiri media pemanas atau pendingin (double tube type THE).

a. PHE b. THE

Pustaka

Tjahjadi, C. dan H. Marta. 2011. Pengantar Teknologi Pangan. Universitas Padjajaran. Bandung.

Setya, A. W. 2012. Teknologi Pengolahan Susu. Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Slamet Riyadi. Surakarta.


Karakteristik Susu

Karakteristik Susu

1.1        Susu

Susu berarti cairan bergizi yang dihasilkan oleh kelenjar susu  dari  mamalia betina. Susu adalah sumber gizi utama bagi bayi sebelum mereka dapat mencerna makanan padat. Susu binatang (biasanya sapi) juga diolah menjadi berbagai produk seperti mentega, yoghurt, es krim, keju, susu kental manis, susu bubuk dan lain-lainnya untuk konsumsi manusia. Semua orang di dunia ini membutuhkan susu untuk menopang kehidupannya. Baik dari bayi sampai orang yang sudah lanjut usia.

Dewasa ini, susu memiliki banyak fungsi dan manfaat. Untuk umur produktif, susu membantu pertumbuhan mereka.Sedangkan untuk orang lanjut usia, susu membantu menopang tulang agar tidak keropos. Susu mengandung banyak vitamin dan protein. Oleh karena itu, setiap orang dianjurkan minum susu. Sekarang banyak susu yang dikemas dalam bentuk yang unik.Tujuan dari ini agar orang tertarik untuk membeli dan minum susu. Ada juga susu yang berbentuk fermentasi. 

2.1       Komposisi susu

Dipandang dari segi gizi, susu merupakan bahan makanan yang hampir semua sempurna dan merupakan makanan alamiah bagi hewan menyusui yang baru lahir, dimana susu merupakan satu-satunya sumber makanan pemberi kehidupan sesudah melahirkan. Secara biologis, susu merupakan sekresi fisiologis kelenjar ambing sebagai makanan dan proteksi imunologis (immunologis protection) bagi bayi mamalia.

2.1.1    Komposisi kimia Susu

Secara kimia susu adalah emulsi lemak dalam air yang mengandung gula, garam-garam mineral dan protein dalam bentuk suspense koloidal. Komponen utama susu adalah air, lemak, protein (kaseindan albumin), laktosa (gula susu) dan abu. Komponen susu selain air merupakan Total Solid (TS) dan Total Solidtanpa komponen lemak merupakan Solid non Fat (SNF). Beberapa istilah lain yang biasa digunakan sehubungan dengan komponen utama susu ini adalah plasma susu atau susu skim, yaitu bagian susu yang mengandung semua komponen kecuali lemak dan serum susu atau biasa disebut Whey, yaitu bagian susu yang mengandung semua komponen susu kecuali lemak dan kasein.

Pada umumnya kandungan air dalam susu berkisar antara 82 – 90 persen, lemak antara 2,5 – 8,0 persen, kasein antara 2,3 – 4,0 persen, gula antara 3,5 – 6,0 persen, albumin antara 0,4 – 1,0 persen dan abu antara 0,5 – 0,9 persen.

Tabel 2.1 Komposisi Susu Segar Sapi

KomponenPersentase
Air
Bahan padat (TS)
Lemak
Protein
Gula
Abu
87,25
12,75
3,80
3,50
4,80
0,65

Beberapa faktor yang mempengaruhi konsentrasi komponen-komponen dalam susu ialah mastitis, tahapan dalam periode laktasi, musim dan keadaan makanan. Variasi komposisi susu berdasarkan musim erat kaitannya dengan kombinasi pengaruh suhu dan pemberian makanan. Suhu yang tinggi dan kualitas makanan yang buruk akan menyebabkan kandungan solid non fatdalam susu menjadi rendah. Sebaliknya makanan yang berkualitas baik dan suhu rendah cenderung akan meningkatkan kandungan solid non fat dalam susu.

Susu yang dihasilkan pada awal periode laktasi mempunyai kandungan solid non fat yang tinggi, kemudian menurun pada periode laktasi 40 – 60 hari dan akan meningkat kembali secara gradual sampai bulan keenam periode laktasi, diikuti dengan kenaikan yang tajam pada akhir periode laktasi.

2.1.1.1 Air

Air yang tergantung dalam susu terutama berfungsi sebagai pelarut bagi komponen-komponen susu yang dapat larut atau membentuk suspense.

2.1.1.2 Lemak susu

Lemak susu yang juga disebut sebagai butter fat merupakan komponen yang sangat penting dalam susu, bahkan secara komersial lemak susu merupakan komponen yang sangat berharga. Flavor susu dan sebagian besar produk susu olahan terutama ditimbulkan oleh kandungan lemak dalam susu.

Lemak susu berbentuk butiran-butiran dengan diameter yang bervariasi antara 0,001 mm sampai 0,01 mm tergantung pada keturunan, tahap-tahap dalam periode laktasi dan keadaan masing-masing sapi. Butiran-butiran atau yang juga disebut globula, lemak mempunyai ukuran paling besar pada dua minggu pertama periode laktasi dan laju penurunan ukuran yang tercepat terjadi selama dua bulan berikutnya. Setelah itu laju penurunan ukuran berlangsung lambat tetapi terus terjadi secara kontinyu sampai akhir periode laktasi.

Globula lemak tersebar merata didalam susu sebagai emulsi lemak dalam air, dimana globul lemak berada dalam fase terdispersi. Setiap globul lemak dilapisi oleh lapisan tipis yang terdiri dari protein dan fosfolipida, terutama lesitin yang terdapat dalam jumlah kecil didalam susu. Adanya lapisan ini menyebabkan globul lemak tidak dapat bergabung satu sama yang lain, sehingga emulsi susu menjadi stabil. Pengadukan mekanis seperti pada proses churning dapat merusak lapisan protein fosfolipida tersebut, sehingga globula-globula lemak akan bergabung menjadi satu dan menghasilkan butter.

Asam-asam lemak terpenting yang terdapat dalam susu adalah asam butirat, kaproat, kaprilat, kaprat, laurat, miristat, palmitat, oleat, stearat dan linoleat. Adanya asam butirat dalam lemak susu menyebabkan susu mempunyai karakteristik yang berbeda karena tidak ada lemak-lemak hewan lainnya yang mengandung asam butirat. Sekitar 60 – 65 persen diantara asam-asam lemak tersebut merupakan asam lemak jenuh dan sisanya sekitar 35-40 persen merupakan asam lemak tidak jenuh.

Sebagian besar asam-asam lemak dalam lemak susu merupakan asam lemak dengan jumlah atom karbon genap, yaitu untuk asam-asam lemak jenuh mulai dari asam butirat dengan 4 atom C sampai asam kerotat dengan 26 atom C. Asam miristat, palmitat dan stearat berjumalah 72 – 78 persen dari total asam lemak jenuh dan 45 -50 persen dari total asam lemak yang terdapat dalam lemak susu. Asam-asam lemak dengan rantai bercabang, asam-asam lemak berantai lurus dengan jumlah atom C ganjil dan asam-asam lemak berantai lurus dengan jumlah atom C 20-26 terdapat dalam susu dengan konsentrasi yang sangat tinggi.

Asam-asam lemak tidak jenuh yang terdapat dalam susu mempunyai panjang rantai antara 10 – 24 atom C dan terdapat dalam konfigurasi geometris yang berbeda-beda. Asam oleat dengan satu ikatan rangkap merupakan komponen utama dalam lemak susu, yaitu mencapai sekitar 30 persen dari total asam lemak dalam susu. Sedangkan asam-asam lemak dengan dua atau lebih ikatan rangkap hanya terdapat 3 – 5 persen. Komposisi asam-asam lemak dalam lemak susu dapat dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Komposisi asam-asam lemak dalam lemak susu

Asam LemakTitik cair(0C)Rata-rata(%)
Volatil
Bersifat larut:
–          Butirat
–          Kaproat
–          Kaprilat
–          Kaprat
Bersifat tidak larut:
–          Laurat


8,41
0,11
5,43
1,04

8,0


2,93
1,90
0,79
1,57

5,85
Non-Volatil
Tidak larut
–          Mirisat
–          Palmitat
–          Steara
t–          Oleat
–          Linoleat


58,06
4,07
0,01
4,0
-17,8


18,78
15,17
14,91
31,90
4,50

Lemak-lemak yang terbentuk dari asam-asam lemak yang mudah menguap (volatila) bersifat tidak stabil dan mudah terurai, sehingga mempengaruhi flavor susu. Timbulnya bau tengik pada butter disebabkan karena terbentuknya asam lemak bebas terutama asam butirat. Cara-cara pengolahan dan penyimpanan yang baik dan diterapkan dalam industry pengolahan susu tidak menyebabkan perubahan-perubahan kimiawi yang nyata terhadap asam-asam lemak jenuh dalam susu. Sebaliknya asam-asam lemak tidak jenuh biasanya mengalami perubahan yang cukup nyata berupa kerusakan oksidatif terhada susu dan produk-produk hasil olahan susu.

Keturunan, jenis dan mutu makanan serta musim merupakan faktor-faktor utama yang mempengaruhi komposisi lemak susu. Faktor-faktor tersebut terutama berpengaruh terhadap kandungan asam butirat, palmitat, stearat dan asam oleat dalam lemak susu. Kenaikan konsentrasi asam-asam lemak dengan titik cair rendah seperti asam butirat dan asam oleat akan menghasilkan lemak susu dengan konsentrasi yang lunak, sedangkan kenaikan konsentrasi asam stearat akan menghasilkan lemak susu yang keras.

Lesitin merupakan fosfolipida utama yang terdapat dalam susu. Jenis-jenis fosfolipida lainnya seperti sefalin dan sfingomiselin hanya terdapat dalam konsentrasi yang sangat kecil. Lesitin terdapat pada bagian permukaan globul lemak dan bersama-sama dengan protein membentuk lapisan yang melindungi globul lemak sehingga tetap terdispersi dalam bentuk emulsi lemak/air. Konsentrasi lesitin berkisar antara 0,027 – 0,044 persen dalam susu, 0,013 – 0,035 persen dalam susu skim 0,14 – 1,16 persen dalam buttermilk yang dibuat dari sweet cream dan 0,10 – 0,17 persen dalam buttermilk yang dibuat dari soured cream.

2.1.1.3 Protein susu

Kasein merupakan jenis protein terpenting dalam susu dan terdapat dalam bentuk kalsium kaseinat. Kasein merupakan partikel-partikel halus berdiameter sekitar 80 µm dan membentuk suspense koloidal dalam susu. Kasein dapat diendapkan dengan asam, alkohol, renet, dan logam berat. Asam dapat memindahkan kasein dari kalsium kaseinat sehingga diperoleh endapan kasein yang terpisah dari kalsium. Pada suhu yang tinggi jumlah asam yang diperlukan untuk koagulasi kasein lebih sedikit dibandingkan jika koagulasi dilakukan pada suhu rendah. Susu segar mempunyai pH sekitar 6,6. Apabila pH tersebut diturunkan sampai pada pH 4,7, susu mulai membentuk Curd. pH 4,7 ini merupakan titik isoelektrik kasein. Berat molekul kasein berkisar antara 12.800 – 375.000.

Kasein adalah protein yang bermutu tinggi karena mengandung semua asam-asam amino esensial. Karena itu kasein baik dalam susu maupun dalam susu maupun dalam produk-produk olahan susu merupakan komponen yang penting. Kasein dalam susu terdiri dari tiga fraksi yang berbeda, yaitu α-kasein, β-kasein dan γ-kasein. Tiap fraksi mengambil bagian berturut-turut sekitar 75 persen, 22 persen dan 3 persen. Perbedaan komposisi dari ketiga fraksi disajikan dalam tabel 2.3.

Tabel 2.3 Komposisi dan sifat-sifat komponen kasein

Komposisiαβγ
Nitrogen (%)
Fosfor (%)
Sulfur (%)
Titik isoelektrik (pH)
Mobilitas (µ)
Rotasi spesifik (x   ) 025
15,58
0,99
0,75
4,7
-6,75
-90,5
15,53
0,55
0,86
4,9
-3,05
-125,2
15,40
0,11
1,03
5,8
-2,01
-131,9

Berbeda dengan kasein, albumin merupakan protein yang tidak mengandung fosfor. Pada umumnya albumin dianggap berbentuk larutan sejati dalam susu, tetapi albumin berbentuk larutan koloidal yang sangat halus. Albumin memiliki berat molekul yang lebih rendah daripada kasein, yaitu berkisar antara 1.000 – 25.000.

Pada suhu kamar, albumin tidak berkoagulasi oleh rennet atau asam, tetapi dengan pemanasan pada pH 4 – 5, albumin akan mengendap. Albumin atau lakta albumin merupakan bagian dari protein serum susu yang bersifat larut dalam larutan ammonium sulfat netral setengah jenuh atau dalam larutan magnesium sulfat jenuh. Fraksi protein serum susu (protein susu skim selain kasein), yang bersifat tidak larut dalam larutan tersebut diatas disebut fraksi globulin atau laktoglobulin. Albumin juga merupakan jenis protein yang bermutu tinggi.

Jenis protein ketiga yang terdapat pada susu ialah laktoglobulin. Konsentrasi globulin merupakan protein utama dengan konsentrasi yang lebih tinggi daripada kasein dan merupakan peranan penting dalam memberikan kekebalan bayi yang baru lahir terhadap infeksi.

Globulin memiliki unsur-unsur yang sama dengan kasein, yaitu: karbon, hydrogen, oksigen, nitrogen, sulfur dan fosfor. Globulin dapat dipisahkan dari albumin melalui pengendapan dengan garam magnesium sulfat berlebih. Disamping kasein, albumin dan globulin dalam susu juga terdapat beberapa jenis protein lainnya yang walaupun terdapat dalam konsentrasi yang sangat rendah tetapi mempunyai peranan yang cukup berarti dalam nilai gizi susu dan produk susu, yaitu laktosa.

Laktosa terdapat dalam dua macam bentuk, yaitu α-laktosa dan β-laktosa. α-laktosa dapat berupa hidrat maupun anhidrat. Apabila α-laktosa atau β-laktosa dilarutkan dalam air, masing-masing bentuk laktosa akan berubah menjadi bentuk lain sampai tercapai keseimbangan. Oleh bakteri asam laktat, laktosa akan difermentasikan menjadi asam laktat.

2.1.2    Sifat fisik susu

2.1.2.1 Rasa

Susu segar yang diproduksi dalam kondisi ideal tidak memiliki flavor yang kuat, tetapi mempunyai rasa sedikit manis yang menyenangkan. Hal ini terutama disebabkan oleh hubungan antara kandungan laktosa dan klorida dalam susu. Apabila hubungan ini terganggu, seperti pada akhir periode laktasi atau dalam kondisi mastitis, dimana kandungan klorida relatif lebih tinggi, maka flavor susu dapat dipengaruhi, antara lain susu mempunyai rasa garam.

Kandungan lemak dan protein dalam susu merupakan komponen yang membentuk flavor susu, tetapi bukan merupakan komponen utama yang menentukan rasa susu. Susu dengan kandungan lemak dan bahan padat bukan lemak (SNF) yang rendah mempunyai rasa tawar atau flat, sedangkan susu dengan lemak dan SNF yang tinggi mempunyai flavor yang lebih kuat.

Kelainan-kelainan rasa dan bau susu dapat terjadi setiap saat dan kelainan ini merupakan keadaan yang tidak normal. Beberapa penyebab rasa dan bau susu yang tidak normal adalah kondisi fisik sapi, jenis makanan yang diberikan, penyerapan bau oleh susu karena kontak dengan lingkungan yang mempunyai bau keras, penguraian komposisi susu karena pertumbuhan bakteri atau mikroba lainnya dalam susu, bau yang berasal dari benda-benda asing yang terdapat dalam susu dan perubahan-perubahan bau karena reaksi kimia.

2.1.2.2 Warna

Warna susu berkisar antara putih kebiruan sampai kuning keemasan, yaitu tergantung pada keturunan jenis makanan serta kandungan lemak dan bahan padat dalam susu. Warna putih susu berasal dari cahaya yang direfleksikan oleh globula-globula lemak, partikel koloidal kasein dan kalsium fosfat yang tesebar dalam susu. Warna kuning susu disebabkan oleh pigmen karoten yang larut dalam lemak susu. Susu yang lemaknya sudah dipisahkan atau susu dengan kandungan lemak yang rendah mempunyai kebiruan.

Pigmen lain yang terdapat dalam susu ialah riboflavin, tetapi warnanya tidak timbul sampai kandungan lemak dan kasein dalam susu dipisahkan seperti pada pembuatan keju. Pigmen ini larut dalam air dan menimbulkan warna kuning kehijauan pada whei. Beberapa mikroba dapat mempengaruhi warna susu, misalnya susu yang berwarna merah dan biru, masing-masing disebabkan oleh Serratia marcescens dan Pseudomonas cynnogenes. Timbulnya warna akibat mikroba merupakan keadaan yang tidak normal.

2.1.2.3 Titik beku

Susu mempunyai titik beku rata-rata pada suhu -0,550C sampai -0,610C. Titik beku susu dipengaruhi oleh komponen-komponen yang terlarut, terutama laktosa dan klorida. Kedua komponen ini mempunyai hubungan yang berlawanan, yaitu apabila salah satu komponen meningkat, komponen lainnya akan menurun. Kandungan lemak dan kasein dalam susu dalam susu tidak mempengaruhi titik beku susu.

Variasi kandungan laktosa dan mineral dalam susu sangat kecil, sehingga titik beku susu relatif konstan. Keadaan ini dapat digunakan untuk mengetahui ada tidaknya pemalsuan susu, yaitu pemalsuan dengan cara menambahkan air kedalam susu. Penambahan 1 persen air (v/v) kedalam susu akan meningkatkan titik beku susu sebesar 0,00550C. Susu dengan titik beku yang lebih rendah daripada -0,5250C, dapat dianggap bebas dari penambahan air.

Pembekuan menyebabkan perubahan-perubahan fisik dan flavor susu yang tidak dapat kembali ke keadaan semula. Pembekuan menyebabkan globula lemak kehilangan bentuk emulsinya. Globula lemak tersebut akan bergabung satu sama lain, menghasilkan bentuk dan ukuran lemak yang berbeda. Kasein juga akan dipengaruhi oleh proses pembekuan. Sebagian kasein dipecah dari bentuknya dalam susu sebagai kalsium kaseinat dan mengendap dalam bentuk serpihan.

2.1.2.4 Titik didih

Titik didih susu sedikit lebih tinggi daripada titik didih air murni, yaitu rata-rata 100,170C. Hal ini karena bahan-bahan yang terlarut dalam susu akan meningkatkan titik didih.

2.1.2.5 Berat jenis

Berat jenis rata-rata susu penuh yang normal adalah 1,032 pada suhu 160C. Susu lebih berat daripada air karena semua komponen padatan kecuali lemak, mempunyai berat jenis yang lebih tinggi daripada air. Pada Tabel 2.4 menunjukkan berat jenis dari berbagai komponen susu.

Tabel 2.4 Berat jenis komponen susu

Komponen SusuBerat Jenis
Sharp and Hard
Pada suhu 300C
Richmond
Pada suhu 150C
Lemak
Plasma bahan padat
Laktosa
Asam sitrat
Protein
Abu
0,91
31,59
21,630
1,680
1,350
3,500
0,93
1,61
61,666
(sebagai laktosa)
1,34
65,500

Susu normal mempunyai kisaran berat jenis antara 1,029 – 1,035. Susu dengan kandungan lemak yang rendah, sebaliknya susu dengan kandungan lemak yang tinggi mempunyai berat jenis yang tinggi pula. Hal ini terutama karena pada suhu yang normal, kenaikan kandungan lemak susu juga diikuti dengan kenailkan kandungan bahan padatan bukan lemak (SNF), sehingga gabungan berat jenis dan komponen-komponen susu lebih menentukan berat jenis daripada pengaruh tunggal lemak susu.

2.1.2.6 Panas jenis

Panas jenis dari suatu bahan merupakan rasio antara jumlah panas yang dipelukan untuk menaikkan suhu satu derajat dan jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu air dengan massa yang sama sebanyak satu derajat. Dengan mengetahui panas jenis suatu bahan, maka jumlah panas yang harus diberikan atau dipindahkan untuk menaikkan atau menurunkan suhu bahan tersebut sampai pada suhu tertentu dapat dihitung. Tabel 2.5 menunjukkan panas jenis susu dan produk susu.

Tabel 2.5 Panas jenis susu dan produk susu

ProdukPanas jenis
00C150C400C600C
Whole milk
Susu skim
Whey
Cream 15%
Cream 30%
Cream 45%
Butter
Butter fat
0,920
0,940
0,978
0,750
0,673
0,606


0,938
0,943
0,976
0,723
0,983
1,016


0,930
0,952
0,974
0,899
0,852
0,787
0,556
0,500
0,918
0,963
0,972
0,900
0,860
0,793
0,580
0,530

2.1.2.7 Tegangan permukaan

Tegangan permukaan susu penuh sebesar 55,3 dyne, susu skim sebesar 57,4 dyne dan 30 – 35% krim sebesar 49,6 dyne. Kenaikan kandungan lemak dan protein akan menurunkan tegangan permukaan susu, pasteurisasi dapat menaikkan tegangan permukaan susu sedangkan homogenisasi dapat menurunkan tegangan permukaan tersebut. Kenaikan suhu juga dapat menurunkan tegangan permukaan susu.

2.1.2.8 Viskositas

Susu dengan kandungan lemak rata-rata 4,32 persen mempunyai viskositas rata-rata 1,6314 centipoise, sedangkan susu skim mempunyai viskositas rata-rata 1,404 centipoise. Viskositas susu dipengaruhi oleh berturut-turut mulai dari yang paling besar pengaruhnya adalah kasein, lemak dan albumin. Suhu rendah akan menyebabkan kenaikan viskositas susu karena terjadi clumping dari globula-globula lemak. Pengadukan mekanis dapat memecah plumping globula lemak tesebut sehingga viskositas menurun.

Homogenisasi dapat meningkatkan susu penuh, tetapi sedikit menurunkan viskositas susu skim. Hal ini disebabkan karena homogenisasi menyebabkan globula lemak menjadi kecil, sehingga mempunyai luas permukaan yang lebih besar. Luas permukaan yang lebih besar menyebabkan lapisan film protein yang terserap pada permukaan globul lemak lebih banyak, sehingga viskositas meningkat.

Suhu pasteurisasi dapat menurunkan viskositas karena pecahnya clumpingglobula-globula lemak. Tetapi pada suhu tinggi dibawah tekanan, viskositas akan meningkat karena perubahan sifat fisik protein. Viskositas susu juga akan meningkat dengan meningkatnya kandungan lemak dalam susu.

2.1.2.9 Air terikat

Susu, krim dan produk-produk susu berbentuk cairan lainnya mengandung air terikat dalam jumlah yang cukup berarti. Kasein mengikat sekitar 50% dari kandungan total air terikat, albumin mengikat sekitar 30%, membran globula lemak 15% dan bahan padat lainnya mengikat sekitar 4% air terikat.  Pasteurisasi dapat menurunkan air terikat dalam susu, sedangkan pemeraman umumnya menaikka kandungan air terikat.

2.1.2.10 Buih

Pembentukan buih oleh susu dan produk-produk susu merupakan peristiwa yang biasa terjadi. Buih yang stabil merupakan sifat yang dikehendaki pada whipping cream. Tetapi pada proses pengisian susu kedalam kaleng atau botol dan proses pemisahan susu, terbentuknya buih tidak dikehendaki.

Protein merupakan penyebab utama terbentuknya buih. Protein teradsorbsi pada lapisan film tipis yang mengelilingi gelembung udara, sehingga udara yang terperangkap dalam gelembung tersebut menjadi stabil. Suhu rendah 20C – 40C menyebabkan pembentukan buih dengan volume yang paling besar, sedangkan suhu 160C – 320C menghasilkan volume buih yang terendah. Pengaruh suhu terhadap pembentukan buih dapat dilihat pada Tabel 2.6.

Pasteurisasi tidak mempunyai pengaruh yang berarti terhadap pembentukan buih. Tetapi homogenisasi dapat meningkatkan buih pada suhu 40 – 270C dan menurunkan volume buih pada suhu 600C. Kandungan lemak dalam susu menimbulkan efek menekan pembentukan buih, sedangkan bahan padatan bukan lemak (SNF) dapat meningkatkan pembentukan buih.

Tabel 2.6 Pengaruh suhu terhadap pembentukan buih pada susu

Lesitin mempunyai sifat memecah buih. Pengadukan krim dalam proses churning akan membebaskan sebagian besar lesitin yang kemudian akan terikut kedalam buttermilk, sehingga hanya sedikit buih yang terbentuk pada buttermilk.

Buih yang terbentuk pada susu, krim dan buttermilk terdiri dari 2 tipe, yaitu tipe protein dan buih tipe fosfolipid-protein. Buih tipe protein akan dominan pada suhu yang lebih tinggi. Apabila pembentukan buih pada susu skim dilakukan pada suhu 350C, maka penambahan lemak sampai tingkat 5 persen akan menurunkan volume dan stabilitas buih pada susu skim tersebut. Penambahan lemak lebih lanjut yaitu sampai tingkat 30% akan menaikkan volume dan stabilitas buih yang selanjutnya akan konstan jika lemak ditambahkan lagi sampai lebih dari 30%. Apabila pembentukan buih dilakukan pada suhu 60C volume buih tidak mengalami perubahan walaupun kandungan pada susu skim lemaknya dinaikkan.