Pembentukan Mikroemulsi pada Beverage Whitener


 

Emulsi dapat didefinisikan sebagai campuran yang stabil dari dua larutan yang immiscible yang terdiri dari  fase dispersi dan fase kontinyu.  Berdasarkan tipe fase dispersi dan fase kontinyu emulsi dapat dibagi menjadi dua tipe umum yaitu emulsi  O/W (Oil in Water) , di mana fase dispersinya adalah oil (minyak) dan  water (air) sebagai fase kontinyu dan tipe emulsi W/O (Water in Oil) terdiri dari water (air) sebagai fase dispersi dan Oil (minyak) sebagai fase kontinyu.
 
Pada emulsi kedua larutan immiscible dapat bercampur karena adanya emulsifier, yaitu suatu zat yang memiliki dua sisi  yaitu sisi yang larut air (hidrofilik) dan sisi yang tidak larut air (hidrofobik/lipofilik). Mekanisme pencampuran dua larutan yang immiscible pada suatu sistem emulsi secara umum adalah emulsifier bertindak sebagai jembatan penghubung dimana sisi hidrofilik akan berikatan dengan fase air dan sisi lipofilik berikatan dengan fase minyak menghasilkan campuran air dan minyak.
 
Mekanisme pembentukan tersebut adalah mekanisme pembentukan emulsi yang umum atau disebut makro emulsion.  Pada pembentukan micro emulsion mekanismenya menyerupai proses solubilisasi, di mana sejumlah zat yang tidak  dapat larut pada sistem akan ditempatkan pada inti bagian dalam emulsifier sehingga akan menghasilkan larutan yang semi transparan. Mekanisme micro emulsion secara umum dapat terjadi jika emulsifier membentuk micelle, di mana zat yang tidak larut akan diikatkan pada micelle emulsifier dan ditempatkan pada bagian inti sementara sisi lain dari emulsifier akan menghadap kearah sistem (Gambar 2) dan  hasilnya zat dapat terdispersi dalam sistem.   Contoh aplikasi micro emulsion ini adalah pada pembuatan Beverage whitener.
 
Proses pembentukan micro emulsion pada beverage whitener
 
Beverage Whitener menurut CODEX didefinisikan sebagai produk yang berbentuk liquid atau powder yang terbuat dari emulsi minyak tumbuhan dan air, biasanya digunakan pada minuman teh atau kopi.  Komposisi minyak tumbuhan yang digunakan bisa diambil dari minyak sawit, minyak kelapa, minyak canola, dan sebagainya.  Sementara untuk emulsifier bisa digunakan protein (caseinate) dan emulsifier konvensional (surfaktan) seperti polisorbate.  Dengan proses micro emulsion ini minyak tumbuhan yang tidak dapat bersatu dengan fase air menjadi dapat terdispersi dengan baik pada teh atau kopi dan menghasilkan efek whitening.
 
Proses pembentukan micro emulsion pada beverage whitener melibatkan pembentukan micelle casein yang akan mengembang, di mana pengembangan ini tergantung dari muatannya.  Penurunan muatan akan menyebabkan turunnya ketebalan lapisan yang teradsorbsi di minyak.   Struktur kasein yang teradsorbsi ini memiliki ujung lipofilik (hidrofobik) yang berikatan dengan permukaan minyak dan bagian hidrofilik yang menonjol keluar berikatan dengan larutan air.   Pada β casein bagian yang menonjol merupakan area N-Terminal, di mana pola ini paling banyak ditemukan pada protein. Sementara pada κ Casein pembentukan konformasi ditentukan oleh ikatan polimer disulfide.
 
Pada pembuatan beverage whitener untuk  membentuk  emulsi,   caseinate harus ditunjang oleh emulsifier konvensional (surfaktan), karena cakupan casein dalam mengikat lemak sangat terbatas sehingga dapat menimbulkan ketidak stabilan emulsi.  Ketidak stabilan  emulsi pada saat penggunaan caseinate terlalu sedikit  ditandai dengan adanya globula – globula minyak bebas pada permukaan larutan, sementara ketidak stabilan emulsi pada konsentrasi caseinate berlebih ditandai dengan adanya fenomena “creaming”.  Penambahan emulsifier konvensional akan menimbulkan adanya pencampuran micelle caseinate dengan emulsifier di permukaan minyak yang mengakibatkan adanya penambahan  lapisan emulsifier yang “compact” (Sabharwal  dan Vakaleris, 1971).
 
Pembentukan micro emulsion sendiri terjadi saat adanya aksi mekanis pada proses pencampuran dan homogenisasi pada pembuatan beverage whitener.  Tekanan yang digunakan pada proses  homogenisasi adalah  ± 250 atm, proses ini akan mereduksi ukuran  globula minyak, dan micelle casein yang berukuran lebih kecil dari globula minyak akan membentuk lapisan dimana pada bagian terluar adalah bagian hidrofilik sementara pada bagian dalam adalah bagian hidrofobik (lipofilik) yang berikatan dengan inti (Gambar 3).  Perbedaan yang terjadi setelah proses homogenisasi selain ukuran minyak globula yang mengecil adalah perbedaan komposisi material penyusun membran, proses homogenisasi ini akan membuat emulsi lebih stabil.  Kombinasi antara proses homogenisasi dan penggunaan emulsifier konvensional akan mempengaruhi efek whitening pada aplikasinya di minuman.
 
Aplikasi beverage whitener pada minuman seperti teh  atau kopi akan mendapat gangguan yang akan mempengaruhi kestabilan emulsi seperti suhu, pH dan kation – ation pengganggu, ketidak stabilan emulsi pada saat aplikasi ditandai dengan adanya creaming, flokulasi dan sedimentasi. 
 
Untuk mencegahnya biasanya ditambahkan stabilizer pada formulasi pembuatan beverage whitener  yang berfungsi sebagai buffer agent yang akan melindungi emulsi dari gangguan tersebut. Penambahan bulking agent seperti malto dextrin juga dilakukan untuk membentuk encapsulasi fat, dimana maltodextrin akan bertindak sebagai encapsulan dan protein (caseinate) juga bertindak sebagai co-encapsulant.  Teknologi spray drying digunakan untuk mengubah emulsi beverage whitener dari fase liquid menjadi fase powder, hal ini dilakukan untuk menambah umur simpan produk dan memudahkan dalam penanganan selama penyimpanan dan distribusi.  
 
Referensi
 
  • van Aken,G. A*, Blijdensteina,T.B.J, Hotruma,N.E., Colloidal destabilisation mechanisms in protein-stabilised emulsions, 2003, Current Opinion in Colloid  and Interface Science 8: 371–379
  • SABHARWAL, K and VAKALERIS, D.G., Stability of Fluid Food Emulsions. I. Effects of Emulsifiers, Electrolytes and Sodium Caseinate, 1971  JOUENAL OF DAIRY SCIENCE 55(3): 277 -282.
  • WHITEHURST, R.J. (Editor), Emulsifiers in Food Technology. 2004. Blackwell Publishing, UK
  • Dalgleish, D.G., Casein Micelles as Colloids: Surface Structures and Stabilities, 1998, J Dairy Sci 81:3013–3018

 

 
 
oleh : Asep S Nur
           QA Manager PT Santos Premium Krimer
 
 
(FOODREVIEW INDONESIA Edisi Februari 2011)

 

Artikel Lainnya

  • Jul 16, 2024

    Napindo Kembali Hadirkan Pameran dan Forum Internasional Terbesar di Sektor Peternakan, Perikanan, dan Agribisnis

    PT Napindo Media Ashatama (Napindo) kembali menyelenggarakan pameran dan forum internasional Indo Livestock dan Indo Feed, Indo Fisheries, Indo Dairy, Indo Agrotech dan Indo Vet 2024 yang akan dibuka pada 17-19 Juli 2024 di Jakarta Convention Center (JCC). Assistant Project Director Napindo, Lisa Rusli mengatakan bahwa pameran pada kali ini akan mengusung tema ketahanan pangan sebagai pilar stabilitas nasional. “Pameran ini menampilkan berbagai segmen mulai dari peternakan, pengolahan hasil ternak, kesehatan hewan ternak, hingga pameran pakan ternak, pengolahan susu, sistem kandang, kebersihan, dan pengemasan hasil olahan susu,” ujarnya dalam konferensi pers yang diselenggarakan pada Senin, 15 Juli 2024 di JCC.  ...

  • Jul 15, 2024

    Pemanfaatan Teknologi Membran dalam Produksi Peptida Bioaktif sebagai Ingridien Pangan Fungsional

    Perubahan pola konsumsi masyarakat dewasa ini memicu transformasi industri pangan. Konsumen kini lebih sadar akan kesehatan dan kelestarian lingkungan, mendorong permintaan terhadap pangan fungsional, yang tidak hanya bergizi dan menyehatkan, tetapi juga diproduksi secara berkelanjutan (sustainable). Hal ini membuka peluang bagi pengembangan teknologi pangan yang inovatif dan ramah lingkungan. ...

  • Jul 08, 2024

    SINBIOTIK & MIKROBIOTA USUS

    Kesadaran masyarakat terhadap pentingnya kesehatan terus meningkat. Hal ini mendorong mereka untuk mencari dan memahani berbagai informasi yang berkaitan dengan kesehatan. Salah satu istilah dan informasi yang kini semakin dikenal masyarakat adalah mikrobiota usus (gut microbiota). Secara umum mikrobiota diartikan sebagai komunitas mikroorganisme pada suatu ekosistem.   ...

  • Jun 28, 2024

    Analisis Sensoris untuk Evaluasi Pengembangan Produk Baru

    Untuk mengevaluasi karakterisiktik suatu produk pangan melalui indra manusia seperti aroma, tekstur, rasa, dan penampilan, sangat diperlukan adanya analisis sensoris. Metodologi analisis sensoris ini diatur dalam standar SNI. Beberapa pengujian yang umum digunakan, yakni metode uji segitiga juga uji deskrpsi. ...

  • Jun 27, 2024

    Pameran EastFood (IIFEX) & EastPack Surabaya 2024 Hadir Kembali

    Pameran tahunan terbesar di Surabaya, Pameran EastFood (IIFEX) & EastPack Surabaya 2024 resmi dibuka hari ini, Pameran ini merupakan platform Business to Business yang diharapkan dapat memperluas wawasan para pengusaha pangan dan kemasan tentang potensi pasar di mancanegara sekaligus membentuk jaringan pemasaran mendorong pelaku usaha untuk menghasilkan produk-produk berkualitas serta kompeten.  ...