TEKNOLOGI EMULSI1. TUJUAN PERCOBAAN Mahasiswa dapat mengetahui
teknologi emulsi berbagai jenis produk pangan seperti eskrim.
Mahasiswa dapat mengetahui mekanisme kerja emulsifier didalam
teknologi pangan.
2. DASAR TEORI
Emulsi adalah suatu sistem yang terdiri atas dua fase cairan
yang tidak saling melarutkan, dimana satu cairan terdispersi dalam
bentuk globula (fase terdispersi) didalam cairan lainnya (fase
kontinyu). Berdasarkan jenis fase kontinyu dan fase terdispersinya
dikenal dua tipe emulsi yaitu emulsi tipe O/W dan tipe W/O.
Agar fase terdispersi dan fase kontinyu dapat bercampur sempurna
dibutuhkan komponen ketiga disebut Emulsifier, komponen ini
berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan antara kedua fase
(interacial tension) sehingga keduanya mudah membentuk emulsi.
Tegangan permukaan mempunyai peranan yang besar sekali dalam
pembentukan emulsi. Bila tegangan interfacial turun dibawah 10
dyne/cm, maka emulsi dapat dibentuk. Bila tegangan interfacial
mendekati nol emulsi terbentuk secara spontan. Seringkali juga
ditambahkan stabilizier kedalam emulsi untuk meningkatkan
viskositas fase kontinyu sehingga emulsi menjadi lebih stabil.
Pada dasarnya emulsifier adalah surfaktan yang memiliki dua
gugus, satu gugus hidrofilik yang bersifat polar dan satu gugus
lipofilik yang bersifat nonpolar. Griffin mengembangkan konsep HLB
(Hydrophilic Lipophilic Balance) untuk menentukan jenis emulsifier
apa yang cocok digunakan pada suatu sistem emulsi. HLB
menggambarkan rasio berat gugus hidrofilik dan lipofilik didalam
molekeul emulsifier. Emulsifier yang memeiliki nilai HLB antara 3-6
akan membentuk emulsi tipe W/O, sedangkan emulsifier yang bernilai
HLB tertentu dapat dihitung dengan formulasi berikut:% A =
Dimana :A = Emulsifier A
B = Emulsifier B
X = Nilai HLB yang diinginkan
Contoh beberapa jenis Emulsifier
Nama UmumNama KimiaHLBIF
GMSGlycerol Monostearater3.85.52
BGMOGlycerol Monooleat2.85.09
Span 60Sorbitan Monostearater4.75.64
Span 80Sorbitan Monooleat4.35.02
Tween 60Polyoxyethylene Monostearater14.92.42
Tween 80Polyoxyethylene Monooleat152.24
Tiga sifat fisik emulsi yang perlu dikenal adalah :
1) Penampakan, sifat ini erat hubungannya dengan ukuran partikel
emulsi.
2) Viskositas, tergantung pada persentase fase kontinyu, ukuran
partikel fase terdispersi dan jenis serta konsentrasi
emulsifier.
3) Dispersibilitas dan daya emulsi yang nilainya tergantung pada
jenis fase kontinyu.Hubungan antara ukuran partikel emulsi dengan
penampakan
Ukuran PartikelPenampakan
MakroglobulaKedua fasenya dapat dibedakan
> 1.0 MikronTampak putih seperti susu
0.1 1 MikronTampak biru keputihan
0.05 0.1 MikronAbu-abu agak sedikit transparan
< 0.05 MikronTransparan
Berdasarkan kestabilannya emulsi dibagi menjadi tiga jenis yaitu
:
1) Emulsi Temporer yang membutuhkan pengocokan kuat sebelum
digunakan
2) Emulsi Semi Permanen yang berbentuk kental seperti eskrim
3) Emulsi Permanen yang memiliki viskositas tinggi
Kerusakan emulsi akibat perubahan stabilitas dapat terjadi
melalui proses creaming, flocculation dan coalescence. Fenomena
creaming meliputi floatasi atau sedimentai akibat gaya gravitasi
flokulasi adalah pengelompokkan butiran kecil menjadi butiran yang
lebih besar yang terjadi setelah flokulasi dan bersufat
irreversible. Pemecahan emulsi dapat dipicu oleh adanya pemanasan,
penambahan elektrolit, pengadukan mekanis dan sentrifusi kecepatan
tinggi.Pada dasarnya emulsi dibuat dari campuran bahan lipofilik
dan bahan hidrofilik. Sebelum dibuat emulsi, bahan lipofilik
umumnya dipanaskan dulu pada suhu yang cukup tinggi (5-10o C diatas
titik air komponen penyusunannya yang mempunyai titik cair
teritinggi). Bahan hidrofilik lebih baik dipanaskan 2-3o C diatas
suhu bahan lipofilik untuk mencegah pendinginan dan kristalisasi.
Bila dalam formulasi emulsi emulsi O/W terdapat garam atau asam ada
baiknya jika bahan hidrofilik dibagi dua, dimana bagian yang
terakhir sedikit saja untuk melarutkan garam atau asam dan
ditambahkan setelah emulsi primer yang baik mulai terbentuk.
Dalam pembuatan emulsi urutan dan laju penambahan bahan sangat
penting diperhatikan agar didapatkan hasil akhir yang diinginkan.
Untuk membuat emulsi tipe O/W, lazim dipakai teknik inversi dimana
bahan lipofilik dicampur hingga homogen dengan emulsifier.
Kepadanya lalu ditambahkan bahan hidrofilik sedikit demi sedikit.
Pada proses ini mula-mula viskositas emulsi akan meningkat hingga
suatu titik dimana terjadi pembalikkan tipe emulsi yang disebut
titik inversi, melewati titik ini viskositas akan menurun secara
drastis.
Peralatan utama yang umum digunakan untuk emulsifikasi di
industri pangan adalah mixer, homogenizer tekanan, gilingan koloid
atau ultrasonik homogenizer. Peralatan tersebut berfungsi untuk
memecah atau mendispersikan fase terdispersi kedalam fase kontinyu.
Pemilihan peralatan emulsifikasi harus mempertimbangkan faktor
viskositas emulsi pada berbagai tahap pembuatan, input energi
mekanis yang dibutuhkan dan kebutuhan alat penukar panas.
Metode Pembekuan Emulsi
Pada dasarnya siat-sifat emulsi yang kita buat bergantung pada
beberapa faktor, yaitu
1. komposisi bahan yang digunakan,
2. jenis bahan yang menjadi medium dispersi,
3. jenis dan jumlah emulsifier, prosedur dan kondisi pengolahan
serta macam-macam peralatan yang digunakan.
Dari ketiga faktor tersebut, faktor kedua yang terakhir
merupakan faktor yang terpenting yang harus diawasi.
1. Penentuan Medium DispersiSifat-sifat medium dispersi pada
umumnya akan menjadi sifat-sifat emulsi. Jika emulsi yang
diinginkan dapat larut dalam air, mudah mengering, dapat meresap
pada bahan-bahan yang terbuat dari selulosa, seperti kertas dan
serat tekstil, serta mempunyai sifat-sifat sama dengan air, maka
medium dispersinya haruslah air. Jika sifat-sifat yang diinginkan
adalah sebaliknya, maka medium dispersinya haruslah minyak atau
pelarut minyak.
Pada umumnya lebih mudah membuat emulsi yang stabil dalam jangka
waktu lama bila tipenya minyak dalam air dibandingkan dengan bila
tipenya air dalam minyak. Pada pembuatan emulsi , tipe emulsi apa
yang akan terbentuk tergantung pada perbandingan air dan minyak,
jenis bahan yang terdapat pada kedua fase dan nilai HLB emulsifier
yang digunakan. Dari ketiga faktor tersebut, dua faktor yang
terakhir merupakan faktor-faktor penting yang harus diawasi.
2. Pemilihan Jenis BahanJenis dan jumlah masing-masing bahan
yang digunakan untuk membuat emulsi bergantung pada tujuan
penggunaannya. Pada dasarnya bahan-bahan digunakan untuk membuat
emulsi dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu bahan hidrofilik,
lipofilik, dan emusifier.
Bahan Lipofilik terdiri dari minyak, lemak, lilin, pelarut non
polar, bahan-bahan yang larut lemak (zat warna, obat-obatan,
pestisida dan lain-lain) serta emulsifier yang mudah larut dalam
lemak. Pada banyak kejadian bahan lipofilik yang akan digunakan
harus dipanaskan dahulu supaya cair atau larut bersama-sama dengan
bahan bahan lain. Bila hal itu dilakukan, suhunya harus cukup
tinggi untuk menjamin tidak adanya pemisahan bahan-bahan atau
kristalisasi ( 5-10C diatas titik cair dari bahan yang mempunyai
titik cair tertinggi).
Pemilihan jenis bahan dan jumlah yang digunakan tergantung pada
tujuan penggunaan emulsi dan sifat-sifat emulsi yang diinginkan,
Kecuali untuk bahan-bahan aktif, bahan-bahan yang akan digunakan
biasanya diseleksi menurut sifat-sifatnya, seperti mudah tidaknya
bahan tersebut menghasilkan emulsi yang stabil. Sebagai contoh
minyak nabati biasanya sulit mengemulsi dibandingkan dengan minyak
mineral dan pelarut non polar yang mengandung klor lebih sulit
mengemulsi dari pada hanya mengandung hidrokarbon biasa. Karena
masalah pembuatan emulsi lebih kompleks (serta penyimpanan dan
transportasinya) dibandingkan dengan pembuatan larutan, maka cara
pembuatan terbaik adalah memilih bahan-bahan dasar yang mudah
diemulsifikasi bila hal tersebut memungkinkan.
Bahan Hidrofilik yang biasa digunakan didalam emulsi adalah air,
garam-garam, pelarut polar, bahan-bahan yang larut dalam air (zat
warna, obat-obatan, pestisida, dll) serta emulsifier yang mudah
larut dalam air. Pada waktu pembuatan emulsi, bila bahan lipofilik
dipanaskan, maka lebih baik memanaskan bahan hidrofilik 2-3 C
diatas suhu bahan lipofilik dengan tujuan mencegah pendinginan dan
kristalisasi. Bila didalam formula suatu emulsi minyak dalam air
terdapat garam atau asam, maka ada baiknya bahan hidrofiliknya
dibagi menjadi dua bagian, bagian yang terakhir cukup sedikit saja
untuk melarutkan garam atau asam dan ditambahkan setelah emulsi
primer yang baik terbentuk.
Emulsifier merupakan suatu langkah maju didalam bidang teknologi
pembuatan emulsi dengan menggunakan teori HLB dalam proses
pemilihannya. Sistem ini diciptakan berdasarkan beberapa percobaan
empiris dan merupakan perbaikan dari pernyataan yang menyatakan
bahwa untuk membuat emulsi minyak didalam air lebih baik
menggunakan emulsifier yang larut air dan demikian sebaliknya.
Peneratan teori ini didalam proses pembuatan emulsi ternyata dapat
mengeliminir sebagian besar dari jumlah percobaan yang seharusnya
dibuat.
Proses Pembuatan EmulsiProses pembuatan emulsi dapat
bermacam-macam tergantung pada tujuan yang ingin dicapai, namun
prinsipnya proses tersebut melibatkan dua hal pokok, yaitu
penurunan tegangan permukaan oleh emulsifier dan input energi
mekanis. Pada umumnya kalau terjadi penurunan tekagangan permukaan
, maka pembentukan emulsi akan lebih mudah terjadi sehingga input
energi mekanis yang dibutuhkan semakin berkurang. Demikian
sebaliknya, bila jumlah emulsifier yang ditambahkan hanya sedikit,
maka untuk membentuk emulsi yang stabil diperlukan lebih banyak
input energi mekanis
1. Pengolahan Skala LaboratoriumPengolahan skala labolatorium
patut mendapat perhatian karena sering menemui kesulitan, terutama
dalam usaha meniru teknik pengolahan skala pabrik. Sebagai contoh,
proses pembuatan emulsi yang agak kental dengan peralatan skala
labolatorium sebenarnya membutuhkan input energi yang sangat tinggi
per satuan volume emulsi. Bila proses pembuatan emulsi tersebut
menggunakan waring lendor, maka sebagian dari energi yang diberikan
akan dipakai untuk mendisfersikan sejumlah besar udara kedalam
sistem emulsi. Karena itu peralatan emulsi di labolatorium sering
tidak memberikan hasil yang sama dengan pengolahan di pabrik.
2. Pengolahan Skala PabrikJika proses pembuatan emulsi pada
skala labolatorium telah dikerjakan mendekati sama dengan keadaan
pabrik, maka nantinya hanya akan terdapat masalah-masalah biasa
yang pada banyak kejadian dapat dipecahkan dengan mudah. Dengan
dasar pembuatan di labolatorium, maka penetapan suatu prosedur
pembuatan emulsi pada skala pabrik akan lebih mantap. Dalam hal ini
perlu diperhatikan bahwa sering kali perbedaan kecil didalam
prosedur dapat menyebabkan produk akhir yang berbeda total.
ES KRIMEskrim merupakan makanan berupa semi padat yang biasanya
terbuat dari susu sapi atau dapat juga dibuat dengan santan atauun
margarin. Menurut Standar Nasional Indonesia, eskrim adalah sejenis
makanan semi padat yang dibuat dengan cara pembekuan tepung eskrim
atau campuran susu, lemak hewani maupun nabati, gula dan dengan
atau tanpa bahan makanan lain yang diizinkan. Eskrim adalah buih
setengah beku yang mengandung lemak teremulsi dan sedikit udara.
Sel-sel udara yang ada berperan untuk memberikan tekstur lembut
pada eskrim tersebut. Tanpa adanya udara, emulsi beku tersebut akan
menjadi terlalu dingin dan terlalu berlemak.Bahan utama dari eskrim
adalah lemak (susu), gula, padatan non-lemak dari susu (termasuk
lactosa) dan air. Sebagai tambahan, pada produk komersil diberi
emulsifier yang biasanya digunakan lesifin, gliserol monostearater
atau lainnya. Emulsifier ini berguna untuk membangun distribusi
struktur lemak dan udara yang menentukan dalam membentuk sifat rasa
atau tekstur halus dan pelelehan yang baik. Untuk stabilizernya
bisa digunakan polisakarida dan ini berfungsi sebagai penambah
viskositas. Sedangkan pewarna dan perasa biasanya bervariasi
tergantung dengan selera pasar.
Bahan-bahan tersebut dicampur, dipasteurisasikan,
dihomogenasikan dan didinginkan dengan cepat. Setelah emulsi minyak
dalam air tersebut dibiarkan dalam waktu yang lama, kemudian
dilewatkan dalam kamar yang suhunya cukup rendah untuk membekukan
sebagian campuran. Pada saat yang sama, udara dimasukkan dengan
cara dikocok. Tujuan dari pembekuan dan aerasi ini ialah untuk
membentuk buih yang stabil. Jika buih terlalu sedikit maka produk
akan tampak basah, namun jika terlalu banyak maka produknya akan
tampak kering. Sel-sel udara pada eskrim harus berukuran sekitar
100 mikron. Jika sel udaranya terlalu besar, maka eskrim akan cepat
meleleh, sedangkan jika sel udaranya terlalu kecil maka buihnya
akan terlalu stabil dan akan meninggalkan head ketika
meleleh.Eskrim memiliki struktur koloid yang kompleks, karena
merupakan buih dan juga emulsi. Buih padat terjadi karena adanya
lemak emulsi dan juga karena adanya kerangka dari kristal-kristal
es yang kecil dan terdispersi didalam larutan makromolekular berair
yang telah diberi gula. Peranan emulsifier (misal: gliserol
monostearater komersial) adalah untuk membantu stabilisasi
terkontrol dari emulsi didalam freezer. Molekul emulsifier akan
menggantikan membran protein, satu ujung molekulnya akan melarut di
air, sedangakan ujung satunya akan melarut di lemak.
Perubahan-perubahan polimorfis lemak pada eskrim selama penyimpanan
menyebabkan perubahan bentuk pada globula awalnya, yang
berkombinasi dengan film protein yang sedikit terlepas dan
menyebabkan terjadinya penggumpalan pada saat didalam freezer.
Bahan penstabil dalam pembuatan eskrim merupakan kolodi
hidrofilik yang dapat menurunkan konsentrasi air bebas dengan cara
menyerap air tersebut sehingga akan mengurangi kristalisasi es,
memperkecil kristal es dan dapat meningkatkan kehalusan tekstur.
Jenis-jenis penstabil yang biasa digunakan dalam frozen dessert
terbagi menjadi beberapa kategori, misalnya protein yaitu gelatin
dan plant exudates, arabik yaitu ghatti, karaya, tragacant ums dan
sed gums, sedangkan locust (carob) yaitu bean dan psyllium,
microbial gums, seaweed, pectin dan high methoxyl.
3. PERALATAN DAN BAHAN
Alat yang Digunakan : Mixer, Kompor, Baskom, Panci, Sendok,
Pengaduk, Timbangan, Gelas Ukur, Mangkuk Plastik dan Parutan.
Bahan yang Digunakan :
Susu Kental Manis, Susus Bubuk Skim, Air, Telur, Gula Pasir,
Garam, Agar-Agar Powder dan Coklat Batangan.4. PROSEDUR
PERCOBAAN
Mencampurkan susu kaleng kental manis dengan telur dan gula
pasir. Lalu dikocok dengan mixer hingga rata.
Mencampurkan bahan yang telah di mixer dengan susu bubuk, garam,
agar-agar powder dan air secara sedikit demi sedikit. Lalu diaduk
rata.
Memasukkan adonan kedalam panci lalu dimasak dengan api sedang
sambil diaduk terus menerus sampai adonan menjadi kental.
Selahi mengaduk adonan, memasukkan coklat batangan yang telah
diparut secukupnya kemudian mengaduk rata.
Melelehkan coklat batangan yang dicampurkan dengan margarin
Setelah adonan kental, mematikan kompor kemudian memindahkan
panci kedalam baskom berisi air dingin.
Setelah adonan dingin, memasukkan adonan eskrim kedalam cup
kecil lalu sampel tersebut ditimbang.
Meneteskan secara perlahan coklat yang telah dicairkan kedalam
eskrim.
Memasukkan eskrim kedalam freezer untuk didinginkna selama 1-1,5
jam.
Setelah eskrim jadi, menimbang sampel dan melakukan analisa
perhitungan modal dan jumlah eskrim yang didapat.5. DATA
PENGAMATAN
PERLAKUANPENGAMATAN
Pencampuran adonan EskrimAdonan berwarna putih, cair dan berbau
enak khas eskrim.
Pemanasan adonan EskrimAdonan berwana kecoklatan, sedikit kental
dan berbau enak khas eskrim.
Pendinginan adonan EskrimBertekstur lembut dengan butiran
kristal kecil.
6. ANALISA PERCOBAAN
Berdasarkan percobaan yang dilakukan mengenai Teknologi Emulsi
yang bertujuan untuk mengetahui teknologi emulsi produk eskrim
serta mempelajari mekanisme kerja emulsifier dalam teknologi
pangan. Emulsi adalah suatu sistem yang terdiri dari dua fase
cairan yang tidak saling melarutkan, dimana satu cairan terdispersi
dalam bentuk globula didalam cairan lainnya.
Hal pertama yang dilakukan adalah mencampurkan bahan-bahan
menjadi satu dimana salah satu bahannya yaitu telur dan gula,
dimixer untuk menimbulkan sifat emulsi dan berbuih karena gula
berperan menjadi emulsifier sedangkan telur mengandung lesitin.
Emulsifier berfungsi untuk menurunkan tegangan antar permukaan
(fase terdispersi dan fase kontinyu) agar dapat bercampur dengan
sempurna dan membentuk emulsi. Selain itu, emulsifier berguna untuk
membangun distribusi struktur lemak dan udara yang dapat berperan
memberikan kelembutan pada tekstur yang dihasilkan eskrim.
Setelah bahan dicampur, bahan dihomogenkan dan diaduk rata.
Tujuan dari pengadukan ialah untuk memasukkan udara kedalam
campuran, dimana sel-sel udara tersebut meberikan peran untuk
membentuk tekstur yang lembut pada eskrim. Tanpa adanya udara
emulsi beku eskrim akan terlalu basah dan berlemak.
Proses terakhir yaitu pembekuan, dimana air dalam campuran
adonan tadi dibekukan menjadi kristal es sedikit keras namun halus.
Disini, emulsifier berperan untuk menstabilisasikan emulsi didalam
freezer. Molekul emulsifier akan menggantikan membran protein, satu
ujung molekulnya akan melarut di air, sedangkan ujung satunya akan
melarutkan lemak. Eskrim yang dihasilkan pada percobaan ini
bertekstur halus lembut dan tidak terlalu keras. Hal ini
dikarenakan pada eskrim tersebut ditambahkan bahan penstabil berupa
agar-agar powder yang merupakan koloid hidrofilik yang dapat
menurunkan konsentrasi air bebas dengan cara menyerap air tersebut
sehingga dapat mengurangi kristalisasi es.
Menurut analisis secara ekonomi, dengan modal Rp. 34.700,-
dihasilkan 33 cup eskrim dengan harga jual setiap cup yaitu Rp.
2.000. Keuntungan yang didapat yaitu Rp. 31.300.
7. KESIMPULAN
Dari praktikum yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
Eskrim merupakan sejenis makanan semi padat yang mengandung
lemak teremulsi yang dibuat dengan cara pembekuan tepung eskrim
atau campuran dari susu, lemak dan gula.
Emulsifier berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan anatara
kedua fase (fase terdispersi dan fase kontinyu) agar dapat
bercampur sempurna dan membentuk emulsi.
Campuran bahan terlebih dahulu dihomogenkan dengan cara
pengadukan agar udara dapat masuk kedalamnya, karena udara berperan
sebagai pembentuk tekstur yang lembut dan halus pada eskrim.
Pada proses pembekuan, emulsifier akan membantu stabilisasi
terkontrol dari emulsi didalam freezer.8. DAFTAR PUSTAKA Jobsheet.
2014. Penuntun Praktikum Teknologi Pengolahan Pangan. Politeknik
Negeri Sriwijaya. Palembang
http://indrajid21.blogspot.com/2014/02/laporan-pembuataneskrim.html
http://febritoni.blogspot.com/2013/10/laporan-praktikum-teknik-emulsi.htmlGAMBAR
ALAT
Kompor
Timbangan
Baskom
Mixer
Panci
Gelas UkurLaporan Tetap Teknologi Pengolahan Pangan
Teknologi Emulsi
OLEH :
KELOMPOK IIKELAS : 4 KCIndo Billak
(061330400346)Kiki Risky Midia
(061330400347)Mardian
(061330400349)Pusta Aryani
(061330400353)Susi Susanti
(061330400358)
Wahyu Sisilia Deviana
(061230400359)
DOSEN PEMBIMBING
: Ir. Hj. Sofiah, M.TJurusan Teknik Kimia
Politeknik Negeri Sriwijaya
2015