FOOD ADDITIVES (II)
FOOD ADDITIVES(II)
Kimia Pangan 2011/2012
Zat yang digunakan untuk memberikan atau meningkatkan warna suatu produk pangan, sehingga menciptakan image tertentu dan membuat produk lebih menarik (International Food Information Council Foundation/IFIC, 1994)BTP dapat memperbaiki atau memberi warna pada pangan (Depkes, 1999)
PEWARNAPewarna Sintetis yang sudah tidak boleh digunakan sebagai BTP :
Ponceau 3RAmaranthSudan IBenzil violet 4BPEWARNABerdasarkan asalnyaPewarna alamiIdentik alamiSintetikBerdasarkan sifat fisiknyaBerdasarkan bentukGranularBubuk halusKristalPastaCairBerdasarkan kelarutanPewarna larut air (water soluble dye)Larut minyak (oil soluble dye)Tidak larut dalam sebagian besar pelarut (lake)
PEWARNAKelompokWarnaSensitif terhadapKlorofilHijau, coklatAsam, panas, alkali, logamKarotenoidKuning, jingga, merahSinar, oksigen, asam, panasAntosianinMerah, birupH, panas, sinar, logamFlavonoidKuningOksigen, asam kuat, panasBetalainMerah, kuningPanas, alkali, logamSifat dan Kestabilan Beberapa Kelompok Pewarna AlamiPEWARNAPewarna sintesis dapat digolongkan berdasarkan struktur molekulnya:AzoTriatilmetanaIndigoidArilmetanaSantinQuinolinAntraquinonFenolPEWARNAPEWARNA
Sepit alizarin aluminiumdisulfonat
PewarnaKestabilan terhadapSinarOksidasipHEritrosinSangat rendahRendahSangat rendahMerah alluraSangat baikRendahBaikKuning FCFSedangRendahBaikTartrazinBaikRendahBaikHijau FCFRendahSangat rendahBaikBiru berlianRendahSangat rendahBaikIndigotinSangat rendahSangat rendahSangat rendahKestabilan Beberapa Pewarna SintetisPEWARNATujuan penggunaan pewarna:Membantu memperbaiki variasi warna alami atau perubahan warna selama pengolahan dan penyimpananMenguatkan kesan atau mengidentifikasi perisa terkaitMemperbaiki variasi atau ketidaknormalan produk karena penyimpanan, pengolahan, pengemasan, distribusi guna mempertahankan keseragaman penampilan dan meningkatkan penerimaanMembantu mempertahankan identitas atau karakter yang dikenal dari produk pangan tersebutPEWARNAPencampuran Beberapa Pewarna Sintesis Menghasilkan Warna yang DiinginkanKomposisi (% b/b)WarnaBiru BerlianEritrosinMerah AlluraTartrazinKuning FCFStroberi595Kuning telur8515Hijau mint2575Ungu2080Coklat104545PEWARNAKetidakhomogenan Warna Produk Pangan dan PenyebabnyaMasalahPenyebabPresipitasi larutan pewarna atau minuman yang diberi pewarnaKonsentrasi pewarna melebihi batas kelarutanReaksi kimiaSuhu rendahpHTimbul bercak pada roti kering/permenPewarna belum larut sempurnaMenggunakan pewarna cair yang sudah mengendapKadar lemak dalam produk terlalu banyakPEWARNAPerubahan Warna Produk Pangan Selama Pengolahan dan PenyimpananPEWARNAMasalahPenyebabKusamKonsentrasi pewarna melebihi batas kelarutanTipe produkSuhu tinggiPucatProduk terkena sinar matahari langsungProduk mengalami kontak dengan logam tertentu selama pelarutan, pengolahan, atau penyimpananKondisi proses tidak bersihSuhu proses terlalu tinggiPewarna bereaksi dengan oksidator/ reduktorAdanya zat kimia tertentuPewarna tidak stabil pada kondisi iniSenyawa yang mampu menghambat dan menghentikan proses fermentasi , pengasaman, atau bentuk kerusakan lainnya, atau bahan yang dapat memberikan perlindungan bahan pangan dari pembusukan Jenis pengawet : Anorganik : sulfit, hidrogen peroksida, nitrat, dan nitritOrganik : asam sorbat, asam propionat, asam benzoat, asam asetat, dan epoksidaHasil metabolit (biologis)Pengawet yang banyak dijual di pasaran dan digunakan mengawetkan berbagai bahan pangan adalah benzoat (Na-Benzoat atau K-Benzoat)
PENGAWETLegalitasGRAS (Generally Recognized as Safe) -> tidak berefek toksik seperti garam, gula, lada dan cukaADI (Acceptable daily Intake) -> ditetapkan batas penggunaan hariannyaPENGAWETSifat anti mikrobaGangguan sistem genetikMenghambat sintesa dinding sel atau membranPenghambat enzimPeningkatan nutrien esensial
PENGAWETMekanisme Kerja Bahan PengawetBerbeda-bedaMenghambat atau menghentikan pertumbuhan mikrobaEfektifitas asam menurunkan pH tergantung pada kekuatan (strength), yaitu derajat ionisasi asam dan konsentrasi (jumlah asam dalam volume tertentu [molaritas])
PENGAWETJenis asam yang biasanya digunakan sebagai pengawet yaitu asam lemahSemua asam lemah mempunyai nilai pKa: konstanta keseimbangan antara asam dalam keadaan tak terdisosiasi dengan asam dalam bentuk terdisosiasiPada asam lemah akan terjadi kesetimbangan: HCOOH H+ + HCOO- tak terdisosiasi terdisosiasiPENGAWETAsam dalam bentuk tak terdisosiasi dapat langsung berdifusi ke dalam membran sel mikrobaDi dalam sel mikroba, asam tersebut akan terdisosiasi (di dalam sel mokroba, kondisi pHnya netral, sehingga pH > pKa), akan membentuk anion dan kation yang bersifat toksik dan menghambat berbagai fungsi metabolisme kerusakan sel mikrobaJika pH < pKa akan menggeser kesetimbangan ke arah kiri, sehingga pembentukan asam tak terdisosiasi lebih banyak
PENGAWETSaat pH = pKa, maka akan terbentuk 50% asam tak terdisosiasi dan 50% asam terdisosiasiContoh: asam cuka (CH3COOH) memiliki pKa = 4.75, sehingga pada pH = 4.75 akan terjadi kesetimbangan: CH3COOH H+ + CH3COO- tak terdisosiasi terdisosiasi (50 %) (50 %)Jika asam cuka digunakan untuk mengawetkan produk mayonaise (pH 3), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri dan menyebabkan asam dalam bentuk tidak terdisosiasi lebih banyakPENGAWETPENGAWETAsam organikpKaSolubilitas (g/100 g)ADI (mg/kg BB)Asam asetat4.75Mudah larutCPPBAsam sitrat3.1Mudah larut
CPPBAsam laktat3.1Mudah larut
CPPBAsam sorbat4.80.16 (20 C)25Nilai pKa beberapa asam organik sebagai pengawet makanan
Asam Benzoat dan garamnya (Na dan K)Efektif pada 2.5 4.0 kurang efektif pada pH > 4.5pKa = 4.2Banyak diaplikasikan pada produk pangan dengan keasaman tinggiContoh produk : minuman berkarbonasi, minuman biasa, sirup, margarin, pikel, kecap, selai, jeli, bahan pengisi pai,roti, dan salad buah
PENGAWETAsam Benzoat dan garamnya (Na dan K)Antiseptik, antifungal, antipiretikFungsi utama sebagai antimikotikMenghambat produksi aflatoksin oleh stain kapang Aspergillus flavus
PENGAWETAsam dan Garam SorbatEfektif dalam melawan kapang, khamir, dan berbagai jenis bakteriTidak berpengaruh pada flavor & aroma produkTidak mempengaruhi bioavailabilityAktivitas optimum pada pH6.0 6.5PENGAWETSodium SulfitSensitif terhadap uap air dan udaraBersifat mutagenMenyebabkan iritasi mata, kulit, dan saluran pernafasaSulfit pada pH tinggu dapat berfungsi sebagai penghambat Escherichia coli, tetapi ion tersebut tidak efektif untuk khamir PENGAWETNatrium NitritMerupakan butiran NaNo2Berwarna putih hingga kuning pucatFungsi utama -> mencegah pertumbuhan dan produksi toksin dari Clostridium botulinumBerfungsi toksik, karsinogenik, dan menyebabkan iritasiPENGAWETPENGAWETNisinDiproduksi selama pertumbuhan bakteri Lactococcus lactis & Streptococcus lactisMemiliki sifat antibiotikSangat efektif melawan bakteri Gram positif dan bakteri pembentuk sporaCukup populer pada produk susu dan kejuFLAVORFlavor adalah keseluruhan persepsi yang melibatkan beberapa indera, seperti bau, rasa, penglihatan, perasa, dan pendengaran dalam waktu yang sama saat mengonsumsi suatu bahan pangan sehingga memberikan kesan tertentu (Lindsay,1996)Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 22/Menkes/Per/IX/88 tentang Bahan Tambahan Pangan, penyedap rasa dan aroma, dan penguat rasa didefinisikan sebagai bahan tambahan pangan yang dapat memberikan, menambah atau mempertegas rasa dan aromaPenyedap rasa merupakan gabungan semua perasaan yang terdapat dalam mulut, termasuk mouth-feelMouth-feel suatu bahan pangan adalah perasaan kasar-licin, lunak-liat, dan cair-kentalFLAVORTujuan penggunaan flavorMengubah aroma hasil olahan dengan penambahan aroma tertentu selama pengolahan, misalnya keju dan yoghurtModifikasi, pelengkap, atau penguat aromaMenutupi atau menyembunyikan aroma bahan pangan yang tidak disukaiMembentuk aroma baru atau menetralisir bila bergabung dengan komponen dalam bahan pangan
FLAVORIstilah-istilahODOR : sensasi yang diterima oleh indera penciumanTASTE: sensasi yang diterima oleh indera perasaTRIGEMINAL: sensasi yang menyenangkan yang diterima oleh saraf trigerminal di area mulut, mata, dan nasal cavityAROMA: sensasi yang menyenangkan yang diterima indera penciumanOFF-FLAVOR: sensasi yang tidak menyenangkan yang diterima oleh indera penciuman, terjadi karena kerusakan internal bahan panganTAINTS: sensasi yang tidak menyenangkan yang diterima oleh indera penciuman, terjadi karena kerusakan eksternal bahan panganFLAVORIstilah-istilahODORANT: komponen yang mampu memberikan aromaTHRESHOLD: konsentrasi terendah dari suatu senyawa yang masih dapat memberikan kontribusi terhadap bauFLAVOR ENHANCERS: senyawa yang mampu memperkuat flavor senyawa lain apabila dilakukan kombinasiFLAVOR MODIFIER: senyawa yang dapat memodifikasi penerimaan aroma atau rasa, terutama asam dan manisFLAVORJenis bahan penyedapPenyedap alamiBumbu, herbal, daunMinyak esensial dan turunannyaOleoresinIsolat penyedapPenyedap Sari BuahEkstrak Tanaman atau HewanPENYEDAP RASAFLAVORJenis bahan penyedapPenyedap sintetisKomponen yang secara alami terdapat dalam tanaman: minyak cengkeh, minyak kayu manis, minyak jeruk Zat yang diisolasi dari penyedap alami: contoh eugenol dari cengkehZat yang dibuat secara sintetis tetapi juga identik atau sama dengan zat yang terdapat secara alamiZat sitetis yang terdapat secara alami : contoh allyl kaproat
FLAVORSenyawa yang dapat memperlambat oksidasi di dalam bahan panganMengurangi ketengikan oksidatif dan polimerisasiPenggunaan : lemak hewani, minyak nabati, produk daging, produk ikan, produk daging, produk pangan berkadar lemak tinggi, dllAntioksidan yang diizinkan:Asam askorbat, asam eritrobat, askorbil palmitat, BHA (Butil hidroksianisol), BHT (butil hidroksitoluen), dilauril tiodipropionat, propil gallat, timah (II) Klorida, alpha tokoferol, tokoferol campuran pekat
5. ATIOKSIDANANTIOKSIDANAntioksidan alami dan antioksidan sintetikAntioksidan alam: turunan fenol, koumarin, tokoferol, difenol, dihidro flavon, kathekin, nonfenol, asam askorbatAntioksidan sintetik : butil hidroksilanisol, butilhidroksittoluen, propil gallat, etoksiquinANTIOKSIDANANTIOKSIDANPemilihan penggunaan antioksidanLemak Hewani -> BHAMinyak Nabati -> BHA, BHT, propil gallatProduk Pangan dengan Kadar Lemak Tinggi -> BHA, BHT, propil gallat, asam sitratProduk Daging -> BHA, asam sitratProduk Ikan -> GallatProduk Lain-lain -> BHT, ethoxiquinANTIOKSIDANANTIOKSIDANMekanisme AntioksidanInhibitorAntioksidan dengan formula AH bereaksi dengan rantai pembawa radikal bebas membentuk produk inertPada umumnya, antioksidan dapat menghentikan rantai reaksi oksidatif dengan:(1) Donasi elektron pada radikal peroksi(2) Donasi atom hidrogen pada radikal peroksi(3) Adisi pada radikal peroksi sebelum atau sesudah terjadi oksidasi parsialANTIOKSIDANMekanisme AntioksidanPemecahan PeroksidaDekomposisi katalitik hidroperoksida yang mula-mula terdapat dalam sistem, atau mungkin terbentuk sebagai akibat serangan langsung oksigen pada substrat atau pada inhibitor; hasil stabil primer proses dekomposisi bukan radikal bebasBeberapa senyawa sulfur merupakan pemecah peroksida yang efektif. Peranan ini dapat berupa reaksi transfer satu elektron, dan struktur permulaannya mungkin hanya prekursor inhibitor aktifPada konsentrasi tinggi pemecah peroksida menjadi relatif lebih efektif daripada inhibitor dan pada konsentrasi yang rendah relatif kurang efektifANTIOKSIDANPengemulsi: Bahan yang dapat mengurangi kecepatan tegangan permukaan dan tegangan antara dua fase yang dalam keadaan normal tidak saling melarutkan, menjadi dapat bercampur dan selanjutnya membentuk emulsiCiri-ciri pengemulsi berhubungan dengan sifat ampifilik, yaitu berhubungan tergantung dengan struktur molekulnya, harus mempunyai gugus yang mempunyai fungsi sebagai hidrofilik (kemampuan untuk bergabung dengan air). Sifat lipofilik merupakan sifat yang sangat dominan pada pengemulsi pangan, tetapi keseimbangan antara hidrofilik dan lipofilik dapat bermacam-macam tergantung pada komposisi kimianyaPENGEMULSI, PEMANTAP DAN PENGENTALTujuan penggunaan pengemulsiMengurangi tegangan permukaan minyak dan air, yang mendorong pembentukan emulsi dan pembetukan keseimbangan fase antara minyak, air, dan pengemulsi pada permukaan yang memantapkan antar emulsiSedikit mengubah sifat-sifat tekstur teknologi produk pangan, dengan pembentukan senyawa kompleks dengan komponen pati dan proteinMemperbaiki tekstur produk pangan yang bahan utamanya lemak dengan mengendalikan keadaan polimorf lemakPENGEMULSI, PEMANTAP DAN PENGENTALContoh pengemulsi, pemantap dan pengentalLesitin pada kuning telurGelatinGum arabPektinPatiEkstrak Rumput LautAlginKaragenanPENGEMULSI, PEMANTAP DAN PENGENTALBTP yang dapat mengikat logam dalam makananMekanisme kerja:Logam terdapat dalam bahan alami dalam bentuk senyawa kompleks misalnya : Mg dalam klorofil, Fe sebagai feritin, Co sebagai vitamin B12Ion-ion logam itu dapat lepas dari ikatan kompleksnya karena proses hidrolisis maupun terdegradasiIon logam yang bebas mudah bereaksi dan mengakibatkan perubahan warna, ketengikan, kekeruhan, dan perubahan rasaSekuesteran akan mengikat ion logam sehingga bahan menjadi stabilSEKUESTERANSekuesteran dapat menghambat proses oksidasiSinergik anti oksidan karena menghilangkan ion-ion logam yang mengkatalis proses oksidasiPenambahan sekuesteran pada sayuran sebelum blanching mencegah perubahan warna dan dapat melepas ion Ca dari pektin dinding sel sehingga sayuran menjadi lunakEDTA sangat efektif mengkelat ion logam, untuk mencegah kekurangan mineral dalam tubuh di dalam garam EDTA ditambahkan juga Ca dalam bentuk garam EDTA dari Na dan CaSEKUESTERANSEKUESTERAN43Contoh sekuesteran EDTAAsam fosfatAsam sitratDinatrium sitratNatrium pirofosfatStearil sitratTrikalcium fosfatSEKUESTERANSEKUESTERAN44THANK YOU
