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

ARTIKEL ES KRIM

KARAKTERISTIK WHEY PROTEIN SUSU

KARAKTERISTIK WHEY PROTEIN SUSU INDUSTRI PANGAN

Posted by Widiantoko, R.K

Susu sapi merupakan bahan pangan kaya zat gizi, terutama protein. Protein susu sapi terdiri dari dua jenis, yaitu protein whey dan kasein dengan komposisi 20 dan 80 persen. Pada pembuatan beberapa produk pangan, misalnya keju dan mentega, dipisahkan antara protein whey dan kasein. Kasein dan Protein whey dipisahkan melalui pengasaman pada pH 4,5-4,8. Walaupun merupakan hasil samping, protein whey masih memiliki komponen gizi dan senyawa yang dapat memberikan peran tertentu dalam pembuatan produk-produk pangan.

A. Komposisi protein whey
Protein whey berbentuk cairan yang berwarna kehijauan, sehingga komponen terbesar pada protein whey adalah air. Protein whey masih mengandung 19,3% persen /w dari seluruh fraksi protein whey susu sapi, yang didominasi β-laktoglobulin. Protein whey juga mengandung garam mineral, laktosa, protein, dan lemak dalam jumlah sedikit seperti tercantum pada Tabel 1.

Protein whey tersusun dari beberapa jenis protein yaitu β -lactoglobulin, β -lactalbumin, bovine serum albumin peptides, immunoglobulins, lactoferrin, dan lactoperoxidas (Tabel 2). Diantara protein-protein tersebut, β-laktoglobulin dan β-laktalbumin bersifat globular dan memiliki peran paling penting terhadap sifat fungsional protein whey sehingga menentukan karakter produk pangan yang dihasilkan.

Tabel  Nilai gizi protein whey

Komponen Jumlah
Laktosa 4,5 – 5
Protein 0,6 – 0,8
Lemak 0,4 – 0,5
Garam mineral 8 – 10

Tabel  Komposisi protein whey

Jenis protein Kadar (g/l)
β laktoglobulin 3,2
α-laktalbumin 1,2
Serum albumin 0,3
Immunoglobulin 0,7
Laktoferin, lisosim dan laktoperoksidase 0,8

Komponen penting yang terdapat di dalam whey :

-β-laktoglobulin
β-lactoglobulin terdapat sekitar 50% dari kandungan whey total. Protein ini memiliki banyak gugus yang mengikat mineral, vitamin larut lemak, dan bertindak sebagai protein transpor untuk senyawa lipofilik seperti tokoferol dan vitamin A. Modifikasi β-laktoglobulin menghasilkan produk yang memiliki aktivitas antivirus yang kuat

-α-lactalbumin
α-lactalbumin terkandung sekitar 25% dari kandungan protein whey total. Protein ini memiliki profil asam amino yang sangat baik, yang kaya akan lisin, leusin, treonin, triptofan dan sistin. Fungsi biologis utama dikenal dari α-lactalbumin adalah untuk memodulasi sintesis laktosa dalam kelenjar susu. Penambahan protein ini adalah sangat dianjurkan dalam susu formula bayi dan produk pangan lainnya. Beberapa peneliti menyimpulkan bahwa α-lactalbumin efektif sebagai agen anti-kanker.

-Imunoglobulin
merupakan kelompok protein kompleks yang berkontribusi secara signifikan terhadap kandungan protein serta mempunyai fungsi imunologi yang sangat penting. Senyawa ini dapat memberikan perlindungan dari beberapa penyakit pada bayi dan memiliki peran dalam upaya pengendalian penyakit pada orang dewasa. Whey protein konsentrat dapat digunakan sebagai suplemen susu bubuk karena mengandung antibodi yang cukup untuk membunuh E. coli.

-Bovine serum albumin

Bovine serum albumin (BSA) memiliki profil asam amino esensial yang komplek. BSA dapat mengikat asam lemak bebas, dan jenis lemak. BSA sangat penting dalam mempertahankan fungsi lemak. Hal ini menjadi sangat penting terutama jika dikaitkan dengan proses oksidasi lemak. Dalam beberapa penelitian dilaporkan bahwa BSA mengurangi resiko kemungkinan seseorang mengidap berbagai penyakit, seperti diabetes dan kehilangan daya tahan tubuh.

– Laktoferin
Laktoferin adalah protein yang dapat mengikat besi dan memiliki kemampuan sebagai agen antimikroba. Sistem kerja antimikrobanya adalah dengan cara mengikat zat besi dalam mikroorganisme. Keunggulan laktoferin lainnya yaitu membantu penyebaran besi dalam darah, antijamur, antivirus, dan antikanker, mengikat racun, meningkatkan efek imunomodulasi, mempercepat penyembuhan luka, dan anti-inflamasi.

-Laktoperoksidase
Laktoperoksidase telah dikenal sebagai agen antimikroba alami dalam susu, air liur dan air mata. Sistem laktoperoksidase telah terbukti baik sebagai bakterisida dan bakteriostatik terhadap berbagai jenis mikroorganisme, dan tidak memiliki efek negatif. Dalam studi klinis di bidang kedokteran gigi, laktoperoksidase terbukti mengurangi akumulasi plak, gingivitis, dan karies dini.

-Glycomacropeptide
Glycomacropeptide (GMP) merupakan bagian dari glikosilasi caseinomacropeptide (CMP), banyak terdapat dalam whey manis yang terbentuk setelah koagulasi protein oleh rennin. Sifat-sifat biologis dan fisiologis yang telah dikaitkan dengan peranan GMP meliputi: penurunan sekresi lambung, gigi penghambatan karies dan plak gigi, mendorong pertumbuhan Bifidobacteria, kontrol phenylketunoria, dan dapat menekan nafsu makan.

B. Sifat fungsional protein whey
Sifat fungsional bahan pangan merupakan kemampuannya untuk menghasilkan sifat khas pada produk yang dihasilkan. Protein memiliki sifat fungsional tertentu jika diaplikasikan pada produk pangan, demikian juga protein whey. Di atas sudah dibahas bahwa protein whey tersusun atas beberapa jenis protein, dan diantaranya ada dua jenis yang dominan berperan terhadap sifat fungsionalnya. ?-laktoglobulin terutama berperan terhadap sifat pembentukan gel, sedangkan ?-laktalbumin merupakan pengemulsi yang baik.

Sifat fungsional protein whey berkaitan dengan sfat fisik, kimia dan struktur seperti ukuran, bentuk, komposisi asam amino serta rasio hidrofobik/hidrofilik. Proses pengolahan (homogenisasi, pemanasan, pembekuan), kondisi lingkungan (pH, suhu, kekuatan ionic) serta interaksi dengan komponen lain juga mempengaruhi sifat fungsional protein. Gambar 1 menunjukkan faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fungsional protein whey.

Protein whey merupakan ingredien penting pada berbagai produk pangan misalnya olahan susu, daging dan rerotian karena sifat fungsional dan nilai gizinya yang khas. Berbagai proses pengolahan dapat mempengaruhi karakteristik protein whey sehingga memodifikasi struktur dan fungsionalitasnya, seperti kemampuan membentuk gel, buih dan sifat emulsinya. Sifat fungsional protein whey yang penting adalah kelarutan, viskositas, water holding capacity , pembentukan gel, emulsifikasi dan pembentukan buih ( foaming) seperti terlihat pada Tabel 3.

Tabel  Sifat fungsional protein whey

Sifat fungsional Peranan Aplikasi produk pangan
Water binding (hydration)
  • Hasil interaksi protein-air
  • Kemampuan protein whey dalam mengikat air meningkat dengan adanya denaturasi
Produk berbahan dasar daging, minuman, rerotian
Solubility (kelarutan)
  • Hasil interaksi protein-air
  • Protein whey dapat larut pada semua pH, kecuali jika terjadi denaturasi pada pH 5 maka tidak bersifat larut
Minuman
Gelation dan viscosity
  • Interaksi protein-protein menghasilkan pembentukan matriks dan gel
  • Viskositas tidak terlalu tinggi, kecuali mengalami denaturasi
Salad dressings, sup krim, setting cheeses, produk rerotian, gravies, olahan daging
Sifat emulsi Dapat membentuk emulsi dengan baik kecuali jika terjadi denaturasi pada pH 4-5 Sosis, sup krim, cake, salad dressing
Foaming/whipping
  • Memiliki overrun tinggi dan stabilitas buih baik
  • Sifat membentuk buih paling baik jika protein whey tidak terdenaturasi, dan tidak bersaing dengan emulsifier lain
Whipped toppings, chiffon cakes, desserts
Warna dan aroma
  • Protein whey berperan dalam reaksi pencoklatan dengan cara bereaksi dengan laktosa dan gula reduksi lain pada saat pemanasan sehingga membentuk warna coklat yang diinginkan pada produk pangan
  • Protein whey tidak memiliki rasa sehingga tidak memberikan flavor tertentu saat diaplikasikan ke produk
Permen (confectionery), rerotian, olahan susu

– Water binding dan solubility
Sifat protein whey dalam mengikat air cukup penting, karena semakin banyak jumlah air yang dapat diikat maka rendemen pengolahan akan semakin tinggi. Hal tersebut berkaitan dengan penurunan biaya produksi. Kapasitas pengikatan air whey protein tergantung pada sifat internal protein (komposisi dan konformasi asam amino) dan faktor lingkungan (pH, kekuatan ionic, suhu).

Kelarutan merupakan fungsi suhu, pH, keberadaan ion lain dan cara pelarutan. Bahan pangan umumnya meningkat kelarutannya dengan meningkatnya suhu, akan tetapi tidak demikian halnya dengan protein whey. Semakin tinggi suhu mengakibatkan terjadinya denaturasi yang akan menurunkan kelarutan.

Protein merupakan bahan pangan yang hanya sedikit larut bila berada pada titik isoelektrik, akan tetapi tidak demikian dengan protein whey. Protein whey dapat larut pada rentang pH yang luas, sehingga tepat apabila diaplikasikan pada produk minuman.

-Gelasi
Pembentukan gel dapat terjadi karena adanya panas, tekanan dan kation divalent. Gel protein whey terbentuk melalui dua tahap, yaitu tahap denaturasi protein dan pembentukan kembali jaringan dari molekul-molekul yang telah mengalami denaturasi. Sifat gel yang terbentuk dipengaruh konsentrasi, kecepatan pemanasan, tingkat denaturasi, kekuatan ionic dan adanya ion spesifik. Ion-ion spesifik seperti kalsium, natrium dan magnesium mempengaruhi pembentukan gel pada protein whey. Pada pH lebih dari 8, garam-garam klorida, terutama kalsium meningkatkan kecepatan pembentukan gel.

Ada dua jenis gel dari protein whey, yaitu gel yang terbentuk dengan adanya panas dan gel yang terbentuk pada suhu ruang. Jenis gel yang kedua disiapkan dengan cara memanaskan protein whey sampai mengalami agregasi, diikuti dengan pendinginan secara cepat pada suhu ruang. Gel akan terbentuk dengan adanya penambahan NaCl atau CaCl2 Kebanyakan gel protein terbentuk dengan adanya panas.

Gel protein whey dapat mengikat air dan zat gizi lain dalam jaringan. Kemampuan protein membentuk gel tergantung kapasitas pengikatan air, keberadaan lipid, garam dan gula. Pembentukan gel merupakan sifat fungsional yang penting dalam produk-produk roti, olahan susu, daging, surimi, dessert dan sour cream . Pada beberapa produk pangan, protein whey memberikan peran terhadap beberapa sifat fungsional yang sulit untuk didefinisikan mana yang paling penting.

-Emulsifier
Emulsi merupakan sistem yang terdiri dari dua fase cairan yang tidak saling melarutkan, dimana 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 disebut medium dispersi atau fase kontinu. Agar diperoleh fase terdispersi dan medium dispersi maka diperlukan emulsifier dan energi. Pada proses pembuatan emulsi dibutuhkan jenis emulsifier yang cocok dengan tujuan untuk memperoleh tipe emulsi yang diinginkan secara cepat dan ekonomis.

Protein whey punya peran penting sebagai emulsifier pada system pangan. Peran protein whey sebagai emulsifier ditentukan oleh konsentrasi protein, pH, kekuatan ionic, konsentrasi kalsium dan laktosa, proses pengolahan dan kondisi penyimpanan. Satu catatan penting adalah pada titik isoelektrik, protein whey membentuk emulsi yang tidak stabil, akan tetapi apabila sudah susu sudah mengalami pasteurisasi, sifat pengemulsinya tidak terpengaruh.

Peran protein whey sebagai pengemulsi kurang dibandingkan dengan kasein, akan tetapi protein whey banyak digunakan sebagai pengemulsi bahan yang memiliki berat molekul rendah. Contoh produk yang menggunakan protein whey sebagai pengemulsi adalah formula makanan bayi, minuman pengganti makan, sup dan saus.

-Foaming/whipping (kemampuan membentuk buih)
Kemampuan membentuk buih merupakan sifat protein whey yang dipengaruhi tegangan antarmuka air udara. Pemanasan protein whey pada suhu 55 sampai 60oC mengakibatkan molekul-molekulnya menyebar secara cepat pada permukaan, yang diikuti penyusunan kembali lapisan untuk memerangkap udara. Hal tersebut mengakibatkan terbentuknya buih pada produk. Terjadinya denaturasi sebagian protein whey mengakibatkan penyusunan kembali molekulmolekulnya sehingga membentuk struktur yang kaku dan meningkatkan viskositas. Pendinginan sampai dibawah 4oC menurunkan buih yang terbentuk yang diakibatkan pengaruh laktoglobulin.

Sifat membentuk buih pada protein whey terutama dipengaruhi tingkat denaturasinya. Protein whey yang tidak terdenaturasi memiliki sifat membentuk buih paling baik. Faktor lain yang mempengaruhi adalah konsentrasi ion kalsium, suhu, pH dan kadar lemak. Sifat membentuk buih protein whey memberikan peran penting pada produk rerotian dan confectionery creams .

-Memperbaiki flavor dan warna kecokelatan
Produk whey dengan kadar laktosa tinggi dan protein rendah bisa menjadi pilihan untuk tujuan ini. Misalnya dry sweet whey, whey permeate/ deproteinized whey/ DPS (dairy product solid), atau WPC34. Kandungan laktosanya yang tinggi menyebabkan reaksi Maillard (pencoklatan) meningkat. Selain itu, kemanisan dan kelembutan produk akhir juga meningkat. Whey juga membantu meminimalkan kehilangan flavor selama proses pemanggangan biscotti, rusk, savarine, dan cracker. Hal ini dikarenakan whey membuat flavor lebih tahan terhadap proses pemanggangan. Produk whey yang bisa menjadi pilihan antara lain sweet whey atau DPS. Selain itu, dry acid whey biasa digunakan untuk memberi cita rasa asam dan memperbaiki tekstur pada produk bakeri.

-Pengganti telur
Sebagai pengganti telur, WPC34 dapat digunakan pada produk cookie, misalnya viennese, chocolate chops, snickerdoodle, dan soft lemon cookies. Sedangkan WPC80 cocok untuk produk roti, cakes, cookie (jenis kering dan basah), dan muffin. Pemakaian whey ini dapat mengurangi biaya bahan baku, menyesuaikan tingkat kelembutan cookie, dan memberi tekstur yang stabil pada cookie dan biscotti. Sebelum mengganti telur dengan whey, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan. Pada kue, protein telur berperan penting pada kualitas struktur, tekstur, dan rasa produk. Komposisi adonan kue juga khas dengan jumlah gula yang tinggi, bahkan melebihi jumlah terigu. Di sisi lain, gula dapat menghambat pembentukan gluten pada adonan. Selain itu, juga menyebabkan suhu terbentuknya gluten dan gelatinisasi pati meningkat. Di sinilah protein telur berperan penting. Pembentukan struktur protein telur terjadi pada suhu yang lebih rendah, sehingga telur dapat menjaga agar pembentukan crumb tetap optimal selama pemanggangan. Oleh karena itu, sebaiknya tidak semua bagian telur digantikan dengan whey. Secara teknis, ada beberapa pertanyaan yang perlu dijawab sebelum menggunakan whey sebagai pengganti telur, yaitu:

  • Telur dalam bentuk produk apa yang diganti? Apakah bentuk bubuk atau telur segar?
  • Beberapa total kandungan protein dan air pada produk telur tersebut?
  • Apakah whey bisa memberi nilai tambah pada produk akhir?

Pertanyaan di atas perlu dijawab karena jumlah whey yang ditambahkan perlu dihitung berdasar jumlah kandungan protein dan air pada produk telur yang digunakan. Berat satu telur utuh besar sekitar 52-55 gram dan 75% nya adalah air. Sementara itu, kandungan protein telur segar sebesar 12%, sedangkan telur dalam bentuk bubuk sebesar 46%. Kandungan protein pada produk whey pun bervariasi, mulai dari 11% pada sweet whey sampai 90% atau lebih pada WPI. Kemudian, pada telur segar, air untuk mengganti cairan telur harus ditambahkan bersamaan dengan whey.

-Memperbaiki nilai gizi
Kandungan protein whey dinilai lengkap karena mengandung semua asam amino esensial yang diperlukan tubuh. Whey protein concentrate (WPC) juga kaya kalsium dan mineral lainnya. Kombinasi WPC80 atau whey protein isolate (WPI) dengan gula alkohol dan pemanis buatan mampu menurunkan penggunaan ingridien sumber karbohidrat pada produk bakeri sehingga dapat dihasilkan produk rendah karbohidrat. Selain WPC, dairy product solid (DPS) juga dapat menjadi pengganti karbohidrat. DPS juga kaya akan mineral, seperti kalsium, fosfor, potasium, dan sodium. Kandungan sodium tersebut dapat mengurangi penggunaan garam pada formulasi. Di sisi lain, kandungan mineral lainnya dapat menjadikan DPS sebagai sumber mineral tambahan. Selain itu, penggunaan WPC34 pada kue, cookie, dan muffin bisa berfungsi sebagai imitasi lemak. Fungsi imitasi lemak ini berasal dari kemampuan WPC mengikat air. Adonan produk bakeri dengan WPC memerlukan jumlah air yang lebih banyak daripada adonan tanpa WPC. Hal ini disebabkan saat proses pemanggangan, polimer protein whey akan terbuka (unfold) akibat terdenaturasi oleh panas. Terbukanya struktur protein ini menyebabkan akses ke daerah pengikatan air (water binding) pada protein meningkat sehingga daya ikat air akan bertambah. Akibatnya jumlah air yang dapat diikat juga meningkat. Jumlah air yang meningkat ini mengkompensasi jumlah lemak yang berkurang sehingga produk akhir dengan kandungan lemak lebih rendah (reduced-fat) akibat penambahan WPC tetap akan memiliki tekstur yang lembut mirip dengan adonan fullfat. Penambahan WPC ini bisa mengurangi penggunaan lemak hingga 50%. Produk whey juga bisa digunakan untuk tujuan fortifikasi protein yang umumnya digunakan pada produk olahraga dan kesehatan. Misalnya penggunaan WPC80 atau WPI pada tortilla, pizza crust, cookies, dan roti. Whey protein kaya akan asam amino rantai cabang atau branched-chain amino acids (26 mg leusin, isoleusin, dan valin per 100 gram WPC) yang dapat menyumbang 10-15% total energi yang dibutuhkan untuk olahraga berat (endurance exercise) (Chandan & Kilara 2011). Lebih lanjut, selama proses pencernaan WPC juga menghasilkan peptide bioaktif yang diketahui berperan menurunkan tekanan darah, memperbaiki imunitas, dan melawan virus dan jenis infeksi lainnya (Chandan & Kirala 2011).

-Penggunaan pada artisan bread
Penggunaan WPC34 pada artisan bread membuat penanganan (handling) adonan menjadi lebih mudah (relaxed machineability), menghasilkan crumb yang lebih lembut, warna coklat keemasan yang lebih menarik, dan cita rasa yang lebih kuat. Selain itu, juga dapat memperbaiki nilai gizi dan memperpanjang masa simpan produk. Selama proses fermentasi, laktosa pada produk whey tidak tercerna oleh khamir sehingga proses pencoklatan bisa lebih optimal dan aroma yang dihasilkan juga lebih baik. Jumlah WPC34 yang direkomendasikan berkisar 1-4% (basis tepung terigu). WPC80 atau WPC50 juga dapat digunakan dengan kisaran kurang dari 5%.

-Penggunaan pada produk whole grains
Tantangan pemakaian tepung gandum utuh untuk produk bakeri adalah rendahnya kandungan gluten. Padahal gluten merupakan pembentuk struktur adonan yang lentur dan elastis. Tanpa gluten, sifat tersebut tidak akan terbentuk. Penambahan produk whey bisa menggantikan rendahnya kandungan gluten karena whey mengandung protein yang juga memiliki sifat fungsional seperti gluten.
Selain itu, kandungan serat terlarut (soluble fiber) yang tinggi pada tepung whole grains dapat menyebabkan adonan menjadi lengket (gummy). Artinya, adonan tersebut bersifat machineability yang rendah atau sulit ditangani. Penambahan WPC pada adonan tepung whole grains dapat mengurangi kelengketan melalui daya ikat air whey yang baik.

C. Jenis-jenis protein whey
Protein whey memiliki nilai gizi dan fungsional yang baik, sehingga menarik untuk dikembangkan mulai akhir tahun 1980-an. Komposisi protein whey bervariasi, dan di pasaran dikembangkan beberapa jenis produk yang dapat diaplikasikan pada produk pangan.

Produk

Kandungan (%)

Air

Lemak

Protein

Laktosa

Abu

Dry sweet whey 4.5 1.1 12.9 73.5 8.0
Reduced lactoce whey 4.0 2.5 22.0 55.0 16.5
Demineralized whey 4.0 2.2 13.0 76.8 4.0
Dry acid whey 4.3 1.0 12.3 71.3 11.1
WPC34 3.5 4.0 34.5 51.0 7.0
WPC50 3.5 4.0 50.5 36.0 6.0
WPC80 3.5 6.0 80.5 5.0 5.0
WPI 3.5 0.5 93.0 1.0 2.0

Berdasarkan kadar proteinnya, beberapa produk dari protein whey adalah bubuk, isolate protein whey ( whey protein isolate /WPI), hidrolisat ( whey protein hidroysate / WPH), konsentrat (whey protein consentrate/WPC), ekstrak laktoglobulin dan laktalbumin dan diaplikasikan pada berbagai produk pangan. Produk-produk olahan protein whey tersebut memiliki sifat yang berbeda karena diperoleh dari teknik pengolahan yang berbeda. Diantara produkproduk tersebut, yang paling banyak digunakan adalah WPC, WPI dan WPH.

Whey powder diperoleh dengan memanfaatkan hasil pemisahan dalam proses pembuatan keju secara langsung. Whey dipisahkan dari lemak, dipasteurisasi, kemudian langsung dikeringkan sehingga diperoleh whey dalam bentuk bubuk. Seringkali, whey powder dikurangi, sehingga menghasilkan demineralized whey.

WPC merupakan produk dari protein whey yang sudah dikurangi air, mineral dan laktosanya. Proses pembuatan WPC dari protein whey menggunakan teknik separasi seperti diafiltasi, ultrafiltrasi, electrodialysis dan ionexchange. WPC memiliki kadar protein bervariasi, mulai 35 sampai 80 persen, dan masih mengandung karbohidrat dan lemak. WPC dapat digunakan dalam bentuk cair, bubuk dan konsentrat. WPC yang memiliki kadar protein 35 persen pada umumnya digunakan sebagai pengganti susu skim, baik sebagai penstabil maupun pengganti lemak. WPC tersebut memiliki peran untuk mengikat air, memberikan rasa mirip lemak dan memiliki sifat lembut seperti gelatin. Produkproduk yang menggunakan WPC misalnya yoghurt, produk bakery, makanan bayi dan permen.

WPC yang memiliki kadar protein 50, 65 atau 80 persen digunakan pada produk yang memerlukan kelarutan pada rentang pH yang las. Contoh produk tersebut adalah minuman berenergi, sup krim, produk bakery, olahan daging, produk pangan rendah lemak dan minuman yang difortifikasi protein.

WPC dalam bentuk bubuk memiliki kadar protein 80 sampai 85 persen. Bahan ini baik digunakan sebagai pengganti putih telur pada produk meringue, es krim dan topping karena bersifat ekonomis. Whey protein concentrate diproses menggunakan teknologi ultrafiltrasi untuk menyaring dan memekatkan whey hasil pemisahan dari kasein. Dalam proses tersebut, molekul-molekul berukuran besar seperti laktosa dan abu akan tereleminasi. Akibatnya, akan diperoleh konsentrasi protein yang lebih tinggi, yakni antara 25-89%, tapi umumnya adalah 80%. Ada beberapa jenis WPC yang digolongkan berdasarkan kandungan proteinnya. Misalnya WPC34 yang artinya kandungan protein berkisar 34%, WPC50 kandungan proteinnya sekitar 50%, dan WPC80 yang kandungan proteinnya berkisar 80%.

Diantara produk protein whey, WPI memiliki kadar protein paling tinggi yaitu 95 persen dan sifat fungsionalnya lebih baik dibandingkan WPC karena kadar lemak, laktosa dan garam lebih rendah, namun harganya lebih mahal dibandingkan yang lain.  Proses yang digunakan biasanya melibatkan teknologi mikro filtrasi dan ion exchange. Sehingga akan lebih banyak komponen non protein yang tereleminasi.

Referensi
De Wit. 1998. Nutritional and functional characteristics of whey proteins in food products. J. Dairy Sci. 81 (3): 597-608.

Kresic, G., Lelas, V., Rezek Jambrak, A., Herceg, Z., and Rimac, B.S. 2008. Influence of novel food processing techologies on the rheological and thermophysical properties of whey proteins. Journal of Food Engineering. 87: 64-73. 

Snezana, J., M. Bara?, and O. Ma?ej. 2005. Whey proteins. properties and possibility of application. Mljekarstvo 55 (3) 215-233

Geiser, Marjorie.-. The Wonders of Whey Protein. NSCA’s Performance Training Journal.

Johnson. 2000. US Whey Products in Snacks and Seasoning. US Dairy Export Council USA.

Keaton, Jimmy. 1999. Whey Protein and Lactose Products in Processed Meats. US Dairy  Export Council USA.

Chandan, R.C., and Kilara, A. 2011. Dairy ingredients for food processing. Iowa, US: Blackwell publishing.
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%.


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