STUDI PEMBUATAN FOOD ADDITIVE (PAN GREASE) DENGAN BERBAGAI KONSENTRASI PENGEMULSI Djumhawan Ratman Permana dan Padmono Citroreksoko Pusat Penelitian Bioteknologi – LIPI Jl. Raya Bogor KM. 46 Cibinong 16911 Telepon : 021 – 8754587, Faksimili : 021 – 8754588 e-mail :
[email protected] Abstrak Studi pembuatan “food additive” (pan grease) dengan berbagai pengemulsi seperti : E 471 (monodigliserida), E 476 (poligliserol polirisinoleat) dan polisorbat 60 (etoksi 20 sorbitan monostearat) dilakukan dalam persen konsentrasi pengemulsi sebagai berikut 3,0 ; 3,5 ; 4,0 ; 4,5 ; 5,0 ; 5,5 dan 6,0 % ( b /v ). Dimulai dengan pembuatan pan grease berasal dari campuran 11 % Sodium hidroksida atau NaOH ( b/v ) yang ditambah pengemulsi dan antioksidan melalui dua kali tahapan sentrifugasi serta pencampuran diukur viskositas maupun tinggi emulsi. Hasil percobaan menunjukkan bahwa pengemulsi monodigliserida dan poligliserol polirisinoleat mengalami penurunan viskositas dibandingkan standar. Pada pembuatan pan grease ini didapat konsentrasi optimum pada 3,5 % monodigliserida dan 5,5% poligliserol polirisinoleat dengan emulsi yang terbentuk cukup stabil hingga penyimpanan 48 jam pada suhu kamar. Sedangkan untuk jenis polisorbat 60 pembentukkan emulsi tidak sempurna serta tidak stabil disebabkan viskositas yang sangat rendah. Kata kunci : food additive, pan grease, pengemulsi. Abstract Studying on pan grease preparation as food additive used several emulsifier as well as: E 471 (monoglyceride), E 476 (polyglyceric polyrisinoleic acid) and polysorbic 60 (etoxy 20 sorbitan monostearic acid emulsifier concentration in 3.0 ; 3.5 ; 4.0 ; 4.5 ; 5.0 ;5.5 and 6.0 % (w/v ). Pan grease prepared using mixture between 11 % sodium hydroxide (w/v ), emulsifier, and antioxidant, on twice phase centrifugation, then measured on viscosity and height of part of emulsion. The result showed that monoglyceride and polyglyseric polyrisinoleic acid have lower viscosity than standard. Pan grease preparation optimized concentration in 3.5 % monoglyceride and 5.5 % polyglyceric polyrisinoleic acid, its have stabilized emulsion if store of room temperature in 48 hours. Pan grease preparation polysarbic 60 resulted incomplete using unstable emulsion in very low viscosity. Keywords : food additive, pan grease, emulsifier
Pendahuluan Pan grease adalah salah satu bahan additive yang ditambahkan langsung kedalam produk roti atau kue maupun bahan penunjang sebagai pemoles loyang. Kualitas pan grease pada umumnya ditentukan oleh penambahan jenis pengemulsi agar fase lemak dan fase air dapat membentuk emulsi air dalam lemak secara kompak. Menurut Belitz (1999 ; dalam Puspo 2003) mengatakan dispersi minyak dan air terdiri dari emulsi fase luar (pendispersi) merupakan fase kontinyu dan fase dalam (terdispersi) berfungsi sebagai fase nonkontinyu dalam bentuk globulan-globulan berukuran variasi akan menentukan penampakan emulsi. Pengemulsi yang baik akan mampu memulai proses emulsifikasi maupun menstabilkan emulsi atau busa dengan aksi pada permukaan bahan. Pengemulsi dalam bahan makanan selain menunjukkan aktivitas sebagai pengkompleks minyak dengan air juga interaksi dengan komponen pati (Manley, 1991; dalam Veny, 2002). Menurut Kamel (1991 ; dalam Veny, 2002) pengemulsi dalam makanan selain menurunkan tegangan permukaan interfase dengan komponen pati dan protein juga memodifikasi kristal minyak dan lemak. Daya kerja pengemulsi terutama disebabkan oleh bentuk molekulnya yang terikat dalam minyak dan air. Nilai keseimbangan pengemulsi dapat ditentukan dengan HLB (Hydrophile Lipophile Balance) dengan sistem indeks kelarutan pengemulsi pada air atau minyak, yang diklasifikasi dan dipilih (Grifin, 1948) dalam Cristina, 2000). Menurut Stuffer 1996 ; dalam Cristina (2000) pengemulsi dengan nilai HLB 2,0 – 6,5 cocok digunakan pada sistem emulsi w/o, sedangkan nilai HLB 8,5 – 12, dimana nilai HLB yang ekstrim menyebabkan pengemulsi hanya akan larut dalam fase kontinyu (Hassenhuettl, 1997). Pengaruh penggunaan pengemulsi pada pembuatan pan grease dengan konsentrasi yang berbeda diukur terhadap viskositas emulsi yang terbentuk, tinggi emulsi dan stabilitas emulsi Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan konsentrasi yang optimum sehingga diperoleh pengemulsi yang efektif efisien dan stabil dalam pembuatan “Food additive” atau pan grease.
Metodologi Pembuatan pan grease Larutan 11% Sodium hidroksida atau NaOH ( g/v ), kemudian dibuat campuran antara air dan 11% NaOH dalam gelas piala 1L, diaduk hingga homogen pada gelas piala lain timbang antioksidan BHT, pengemulsi monodigliserida (MDG), poligleserol polirisinoleat (CPR) dan etoksi 20 sorbitan monostearat (PLS 60) dengan berbagai konsentarsi 3,0 ; 3,5 ; 4,0 ; 4,5 ; 5,0 ; 5,5 ; dan 6,0 % dan minyak. Dari campuran bahan sediaan pada gelas piala kedua disentrifugasi dengan kecepatan 1500 rpm selama 5 menit. Kemudian masukkan larutan 11% NaOH digelas piala pertama ke dalam gelas piala kedua secara perlahanlahan dan disentrifugasi pada kecepatan 1500 rpm selama 25 menit. Analisis viskositas Analisis dilakukan dengan alat Viscometer Brook Field RV Type. Sebanyak 250ml produk pan grease masukkan ke dalam gelas piala diukur pada suhu 25o C sebelum dites dengan viskometer, larutan standar dibuat berdasarkan yang dikerjakan Golden dalam Miska (2003) dengan rata-rata sampel dibandingkan standar atau LCS (Laboratory Control Standar). Pengukuran tinggi emulsi Dilakukan dengan terlebih dahulu mengsentrifugasi pan grease oleh alat Sentrifuge Hettich Universal 2 S pada kecepatan 3000 rpm selama 15 menit. Setelah disentrifugasi diukur emulsi yang terbentuk. Kestabilan emulsi. Kestabilan emulsi dari berbagai konsentrasi pengemulsi diamati secara visual dan diukur perubahan tinggi emulsi dalam jangka waktu mulai 2, 4, 6, 8, 24, dan 48 jam,
aHasil dan Pembahasan Pada dasarnya viskositas dipengaruhi oleh lemak dan partikel padat. Semakin banyak jumlah lemak yang digunakan maka viskositas akan semakin rendah. Hal lain penurunan fluiditas akibat pengecilan ukuran partikel disebabkan karena peningkatan luas permukaan sudut kontak antara lemak dengan padatan. Bagian hidrofilik akan mengikat molekul air sehingga dapat meningkatkan mobilitas partikel dan menurunkan viskositas (Minifie ; dalamVeny, 2002). Dilihat dari struktur kimianya poligliserol polirisinoleat merupakan ester asam lemak dalam proses gliserol dan esterifikasi polimer asam lemak tertentu (Gambar 2). Tinggi emulsi Nilai rata-rata hasil analisis pengemulsi terhadap viskositas dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Hasil analisis berbagai konsentrasi pengemulsi terhadap viskositas
Dari Gambar 1. menunjukkan bahwa viskositas optimum untuk monodigliserida terjadi pada konsentrasi 3,5 % selanjutnya cenderung menurun dibandingkan dengan blanko yang relatif lebih stabil. Hal ini disebabkan sifat monodigliserida (MDG) cenderung hidrofobik (menyukai minyak) serta dipengaruhi asam lemak yang mengandung ikatan rangkap atau semakin tidak jenuh asam lemak penyusunnya. Sama halnya dengan poligliserol polirisinoleat (CPR) selain sebagai pengemulsi juga sebagai penurun viiskositas dan larut dalam lemak. Dilihat dari struktur kimianya poligliserol polirisinoleat merupakan ester asam lemak yang dibuat dari proses gliserol dan esterifikasi polimer dengan asam lemak tertentu. Jika dilihat dari rumus bangun ketiga pengemulsi (Gambar 2 -3 dan 4).
O CH2 – O – C – R1
CH2– O – C – R1
CH - OH
CH – OH O
CH2 - OH
Monogliserol (MAG)
CH2 – O – C – R2
Diasilgliserol (DAG)
Gambar 2. Struktur kimia mono dan diasilgliserol
O-R RO – (CH2 – CH – CH2 – O)n - R OH O O R – CH – C – O – CH2 – CH – CH2 – O – C – CH - R OH
OH
n
Gambar 3. Struktur kimia poligliserol polirisinoleat
O HCHO – C (CH2)16 CH3 R1O
CH O HC
HC
R1, R2, R3 = H R1 = H(CH2 CH2O)n R2 = H R3 = H
CH
CH
OR2
OR3
Gambar 4. Struktur kimia polioksietilin (20) sorbitan monostearat (polisorbat 60) Proses polimerisasi mengakibatkan pembesaran bagian polar gliserida sehingga cenderung lebih bersifat hidrofilik (menyukai air). Penggabungan sifat poligliserol polirisinoleat (CPR) lebih bersifat hidrofilik dan dapat larut dalam lemak sehingga pengemulsi ini mudah untuk mencapai emulsi (W/0). Sementara polisorbat 60 menunjukkan viskositas lebih rendah dibandingkan blanko maupun kedua pengemulsi lainnya. Sifat polisorbat 60 juga merupakan pengemulsi yang larut dalam air, namun karena tingkat kepolarannya tinggi menyebabkan ikatan air dan minyak. Disamping itu polisorbat 60 tidak sempurna dan kurang cocok untuk jenis produk pan grease.
Gambar 5. Berbagai konsentrasi pengemulsi terhadap tinggi emulsi
Dilihat dari Gambar 2 - 3 dan 4 adanya perbedaan untuk polisorbat 60 adalah terdiri dari 20 molekul etilenoksida (C2H4O) yang terikat langsung kepada salah satu asam lemak (asam stearat), lebih banyak mengandung gugus OH (hidroksi) sehingga polisorbat cenderung lebih mengikat H+ dari pada air (bersifat polar). Sementara untuk monogliserida (MDG) yang terdiri dari monogliserida dan gliserida terdapat gugus OH yang bebas sehingga bersifat hidrofilik dan adanya rantai asil lemak yang teresterifikasi kesatu gliserol sehingga sifat amfipilik menyebabkan monogliserida mengikat minyak secara bersamaan, sedangkan poligliserol cenderung mempunyai ikatan dengan asam lemak lebih besar, namun polimerisasi mengakibatkan pembesaran bagian polar dari gliserida (pada rantai gliserol) sehingga ikatan lebih memanjang dapat mempengaruhi viskositas. Stabilitas emulsi Pengemulsi dapat mempersatukan campuran dua cairan yang pada umumnya tidak dapat bercampur dengan menaikkan pembentukan sistem terdispersi dan menurunkan tegangan permukaan pada interfase antara dua substansi yang tidak saling bercampur. Kemampuan untuk mengatur interfase terjadi pada struktur molekulnya. Gugus yang polar dari pengemulsi memiliki afinitas untuk air sedangkan bagian asam lemak dari pengemulsi memiliki afinitas pengemulsi untuk minyak. Penambahan pengemulsi dapat mencegah terjadinya pemisahan dan bertindak sebagai stabilizer (Pomeranz, 1991 ; dalam Veny, 2002). Hasil pengamatan stabilitas emulsi pada konsentrasi optimum masing-masing pengemulsi MDG adalah 3,5 % dan CPR 5,5 % seperti dijelaskan pada Gambar 6.
Gambar 6. Stabilitas emulsi pada konsentrasi optimum
Pengemulsi monodigliserida dan poligliserol polirisinoleat dalam waktu 2 hingga 48 jam menunjukkan kestabilan emulsi yang cukup baik (Gambar / foto7).
A. Pembuatan pengemulsi pada konsentrasi optimum
B. Uji stabilitas pengemulsi pada berbagai konsentrasi optimum Gambar 7. Pembuatan beberapa pengemulsi dan uji stabilitas dalam waktu 4; 24; dan 48 jam
Menurut Winarno (1988), apabila pengemulsi lebih terikat pada air atau lebih larut dalam air (polar) akan membantu terjadinya dispersi minyak dalam air (0/W) sebaliknya pengemulsi lebih larut dalam minyak (nonpolar), terjadinya emulsi air dalam minyak (W/0) seperti halnya mentega dan margarine. Pengamatan secara fisik kedua pengemulsi dengan konsentrasi optimum terjadi sedikit “layer” yang disebabkan oleh kondisi penyimpanan, suhu, dan kelembaban yang tidak terkontrol dikarenakan pengamatan hanya dilakukan pada suhu kamar. Hasil pengukuran viskositas dan tinggi emulsi yang terbentuk dari pengaruh optimasi pengemulsi, bahwa pengaruh penambahan pengemulsi dapat menurunkan tegangan permukaan sistem minyak dan air sekitar 60 %. Menurut Berganstahl (1977) selama proses homogenisasi berlangsung interfase baru terbentuk, pengemulsi berdifusi ke dalam interfase melewati air menuju fase minyak untuk menurunkan tegangan interfasial selama pembentukan droplet berlangsung, bahan yang larut dalam air menuju fase minyak. Dari kedua pengemulsi tidak menunjukkan perbedaan yang nyata, namun secara pengamatan fisik kedua pengemulsi pada konsentrasi optimum lebih stabil.
Kesimpulan Dari hasil penelitian yang diamati dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Konsentrasi optimum pengemulsi monodigliserida 3,5 % dan poligliserol polirisinoleat 5,5 % berdasarkan pengukuran viskositas menunjukkan konsentrasi yang efektif. 2. Pengemulsi monodigliserida dan poligliserol polirisinoleat memiliki tinggi emulsi maupun stabilitas penyimpanan yang baik dibandingkan kontrol dalam waktu sampai dengan 48 jam pada suhu ruang. 3. Dalam penelitian ini terjadi proses penyabunan yang memerlukan dilakukan pengukuran pH, karena dapat mempengaruhi viskositas maupun emulsi yang terbentuk. 4. Kestabilan pengemulsi dalam suatu produk dapat teruji lebih sempurna, apabila dilakukan pengujian pada suhu lebih ekstrim ( 25-40oC ) maupun penyimpanan dalam waktu relatif lama (1 tahun). Ucapan terima kasih Ucapan terimakasih disampaikan kepada saudari Eli Rosita di Tangerang yang telah membantu dalam penelitian ini. Daftar Pustaka Bergenstahl, B. (1997), Physicochemical Aspects of an Emulsifier Functionality, didalam Food Emulsifier And Their Application, Chapman & Hall, New York, p.:147-16 Miska, H.L. (2003), Pengkajian Pengawetan Sampel Air untuk Pemeriksaan Nitrat dan Nitrit dengan Menggunakan Kertas Saring 0,4 mm. Skripsi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Nusa Bangsa, Bogor, hal. : 21. Puspo, E.G. (2003), Pengaruh Penambahan Air terhadap Sintesis Emulsifier dan Kelapa Sawit dengan Enzim Indigenous, Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, hal. :10-11 Veny, E. (2002), Studi Aplikasi dan Stabilizer dalam Krim, Skripsi Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, hal. : 5-6 Winarno, F.G. (1988), Kimia Pangan dan Gizi, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, hal. : 86, 101-105 Cristina, D. (2000), Karakteristik dan Aplikasi Emulsifier Campuran Mono dan Diasigliserol dari Destilat Asam Lemak Minyak Sawit, Skripsi, Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, hal: 6-8 : 10-11. Hasenhuttl, G.L. (1997), Emulsifier Trends For The Future di dalam Food Emulsifiers and Their Application, Chapman & Hall., p. : 1-9 ; 211-216.
