Food Additive (Bahan Tambahan Pangan/BTP)

Kuliah ITP

Pendahuluan

• Bermacam bahan kimia yang ditambahkan pada pangan agar diperoleh efek khusus yang diinginkan

• Bahan tambahan seperti garam, bumbu dan senyawa sulfit telah banyak digunakan sejak dahulu untuk menjaga mutu pangan dan membuat pangan lebih enak di indera

• BTP harus dianalisa toksikologi sebelum diberi izin untuk digunakan. Biasanya dipakai hewan percobaan untuk menentukan dampak dari BTP tersebut

• Tingkat terendah (tidak memproduksi efek toksik) = no-effect level (NOEL).

• Ada 4 kategori BTP : nutritional additives, processing agents, preservatives, dan sensory agents. Banyak BTP masuk lebih dari satu kategori.

Selain pemrosesan, apa yang berpengaruh thd mutu?

Jenis BTP menurut cara pengaplikasiannya

Beda BTP alamiah dan sintetis

Kategori BTP menurut fungsinya

• nutritional additives,

• processing agents,

• preservatives, dan

• sensory agents

Nutritional additives

• Nutritional additives digunakan untuk memperbaiki zat gizi yang hilang atau berkurang selama pemrosesan, bisa juga untuk fortifikasi atau pengayaan untuk memperbaiki kekurangan seseorang terhadap zat gizi tertentu.

• Fortifikasi makanan dimulai th 1924 saat iod ditambahkan dalam garam. Vitamin juga banyak ditambahkan untuk memperbaiki nilai gizi

• Contohnya vitamin A dan D ditambahkan pada produk hewani dan sereal, vit B ditambahkan pada tepung, sereal, pasta, dan vit C ditambahkan pada minuman rasa buah, sereal, permen.

• Aditif yang lain termasuk essential fatty acid linoleic acid, mineral seperti Ca dan Fe dan dietary fibre.

Processing agents

function typical chemical agent typical product

Anticaking sodium aluminosilicate salt

Bleaching benzoyl peroxide flour

Chelating ethylenediaminetetraacetic dressings, mayonnaise, sauces,

acid (EDTA) dried bananas

Clarifying bentonite, proteins fruit juices, wines

Conditioning potassium bromate flour

Emulsifying lecithin ice cream, mayonnaise,

bakery products

Leavening yeast, baking powder, bakery products

baking soda

Moisture control glycerol marshmallows, soft candies,

(humectants) chewing gum

pH control citric acid, lactic acid certain cheeses, confections,

jams and jellies

Stabilizing and pectin, gelatin, carrageenan, dressings, frozen desserts,

thickening gums (arabic, guar, locust confections, pudding

bean) mixes, jams and jellies

• Beberapa agen ditambahkan untuk mendukung proses atau mempertahankan konsistensi produk

• Emulsifier digunakan untuk menjaga keseragaman dispersi misal lemak dalam air

• Stabilizers dan thickeners memiliki fungsi yang bermacam-macam pada makanan.Kebanyakan stabilizer dan thickener adalah polisakarida seperti pati atau protein seperti gelatin

• Fungsi utama : pencipta jel yang mampu menciptakan peningkatan kekentalan produk dan menstabilkan emulsi dengan melindungi komponen minyak atau membuat pelarut lebih kental

• Chelating, or sequestering, melindungi dari reaksi enzimatik yang memicu pembusukan selama pengolahan dan penyimpanan. Chelating ini mengikat mineral agar mineral tersebut tidak mampu memicu aktivitas enzim

Preservative/pengawet

• Food preservatives dikelompokkan menjadi 2: antioxidants and antimicrobials,

• Antioksidan adalah senyawa yang menunda atau mencegah pembusukan makanan yang disebabkan proses / mekanisme oksidatif.

• Antimicrobial agents mencegah pertumbuhan mikroorganisme yang tidak dikehendaki pada makanan

Antioksidan

chemical agent mechanism of action

Antioxidants

Ascorbic acid oxygen scavenger

Butylated hydroxyanisole (BHA) free radical scavenger

Butylated hydroxytoluene (BHT) free radical scavenger

Citric acid enzyme inhibitor/metal chelator

Sulfites enzyme inhibitor/oxygen scavenger

Tertiary butylhydroquinone (TBHQ) free radical scavenger

Tocopherols free radical scavenger

Antimicrobials

Acetic acid disrupts cell membrane function

(bacteria, yeasts, some molds)

Benzoic acid disrupts cell membrane function/inhibits

enzymes (molds, yeasts, some bacteria)

Natamycin binds sterol groups in fungal cell

membrane (molds, yeasts)

Nisin disrupts cell membrane function (gram-

positive bacteria, lactic acid-producing

bacteria)

Nitrates, nitrites inhibits enzymes/disrupts cell membrane

function (bacteria, primarily Clostridium

botulinum)

Propionic acid disrupts cell membrane function (molds,

some bacteria)

Sorbic acid disrupts cell membrane function/inhibits

enzymes/inhibits bacterial spore

germination (yeasts, molds, some

bacteria)

Sulfites and sulfur dioxide inhibits enzymes/forms addition

compounds (bacteria, yeasts, molds)

antioksidan

• Proses oksidasi makanan melibatkan penambahan atom oksigen atau keluarnya atom H dari molekul yang ada pada makanan

• Dua jenis oksidasi yang berkontribusi besar pada proses pembusukan adalah autoxidationof unsaturated fatty acids (autooksidasi pada asam lemak tak jenuh) dan oksidasi karena enzim.

• autoxidation dari unsaturated fatty acids melibatkan reaksi antara ikatan ganda antar karbon dengan molekul oksigen (O2). Hasilnya dikenal sebagai radikal bebas, yang sangat reaktif, menciptakan senyawa yang menyebabkan bau dan rasa tidak enak

• Antioksidan yang bereaksi dengan radikal bebas (disebut “free radical scavengers”) menghambat autooksidasi.

• These antioxidants include the naturally occurring tocopherols (vitamin E derivatives) and the synthetic compounds butylated hydroxyanisole (BHA), butylated hydroxytoluene (BHT), and tertiary butylhydroquinone (TBHQ).

• Specific enzymes may also carry out the oxidation of many food molecules.

• The products of these oxidation reactions may lead to quality changes in the food. For example, enzymes called phenolases catalyze the oxidation of certain molecules (e.g., the amino acid tyrosine) when fruits and vegetables, such as apples, bananas, and potatoes, are cut or bruised.

• The product of these oxidation reactions, collectively known as enzymatic browning, is a dark pigment called melanin.

• Antioxidants that inhibit enzyme-catalyzed oxidation include agents that bind free oxygen (i.e., reducing agents), such as ascorbic acid (vitamin C), and agents that inactivate the enzymes, such as citric acid and sulfites.

antimikrobia

• Penggunaan Antimikrobia biasanya dikombinasikan dengan cara pengawetan yang lain misalnya pendinginan atau pemvakuman.

• Garam Dapur (NaCl), mungkin adalah antimikrobia tertua yang dipakai manusia.

• Asam organik, termasuk asetat, benzoat, propionat dan sorbat dipergunakan untuk melawan mikroorganisme pada makanan berpH rendah.

• Nitrat dan nitrit digunakan untuk menghambat bacterium Clostridium botulinum pada daging yang dicuring (e.g., ham dan bacon).

• Sulfur dioxide dan sulfit digunakan pada buah, dan produk buah.

Sensory agents (terkait dg penerimaan inderawi)

• Warna makanan sangat penting karena warna mempengaruhi penerimaan (citarasa dan mutu secara keseluruhan)

• Pemrosesan bisa mengubah warna asli atau warna alamiah sebuah produk makanan

• Karena itulah pada beberapa makanan, penambahan zat warna tertentu dilakukan misal pada minuman ringan, permen es krim, dll

• Pewarna digolongkan menjadi 2: alami dan sintetis. Pewarna alami berasal dari tumbuhan, hewan atau mineral. Sementara pewarna sintetis umumnya berasal dari senyawa turunan minyak bumi

Natural colorants

chemical class colour plant source pigment products

Anthocyanins red strawberry (Fragaria pelargonidin beverages,

species) 3-glucoside* confections,

preserves, fruit

products

blue grape (Vitis species) malvidin beverages

3-glucoside*

Betacyanins red beetroot (Beta vulgaris) betanin dairy products,

desserts, icings

Carotenoids** yellow/orange annatto (Bixa orellana) bixin dairy products,

margarine

yellow saffron (Crocus sativus) crocin rice dishes, bakery

products

red/orange paprika (Capsicum annuum) capsanthin soups, sauces

orange carrot (Daucus carota) beta-carotene bakery products,

confections

red mushroom (Cantharellus canthaxanthin sauces, soups,

cinnabarinus) dressings

Phenolics orange/yellow turmeric (Cuycuma longa) curcumin dairy products,

confections

*Plus other similar compounds. **Many carotenoids used as food colorants are chemically

synthesized.

Pewarna dari tumbuhan

• Masalah:

– Warna sering tidak seragam

– Tidak stabil kena panas dan cahaya

– Supplai tidak berkesinambungan

– Reaktif

– Seringkali membawa aroma dan citarasa

– Banyak yang tidak larut dalam air

Synthetic colorants

common name designation products

United States European Union

Allura Red AC FD&C Red No. 40 . . . gelatin, puddings,

dairy products,

confections,

beverages

Brilliant Blue FCF FD&C Blue No. 1 E133 beverages, confections,

icings, syrups,

dairy products

Erythrosine FD&C Red No. 3 E127 maraschino cherries

Fast Green FCF FD&C Green No. 3 . . . beverages, puddings,

ice cream, sherbet,

confections

Indigo Carmine FD&C Blue No. 2 E132 confections,

ice cream,

bakery products

Sunset Yellow FCF FD&C Yellow No. 6 E110 bakery products,

ice cream, sauces,

cereals, beverages

Tartrazine FD&C Yellow No. 5 E102 beverages, cereals,

bakery products,

ice cream, sauces

• Synthetic colorants are water-soluble and are available commercially as powders, pastes, granules, or solutions.

• Special preparations called lakes are formulated by treating the colorants with aluminum hydroxide. They contain approximately 10 to 40 percent of the synthetic dye and are insoluble in water and organic solvents. Lakes are ideal for use in dry and oil-based products. The stability of synthetic colorants is affected by light, heat, pH, and reducing agents. A number of dyes have been chemically synthesized and approved for usage in various countries. These colorants are designated according to special numbering systems specific to individual countries. For example, the United States uses FD&C numbers (chemicals approved for use in foods, drugs, and cosmetics), and the European Union (EU) uses E numbers. The following Table shows the most commonly used synthetic dyes.

Pewarna sintetis

• Pewarna sintetis:

– Larut dalam air

– Tersedia dalam bentuk bubuk, pasta, atau larutan atau granula

• Pewarna sintetis ada 2

– Lake

– Dye

– Lake Dispersion

fortifikasi

• Food fortification is the public health policy of adding micronutrients (essential trace elements and vitamins) to foodstuffs to ensure that minimum dietary requirements are met.

• Kebijakan untuk menambahkan mikronutrien pada makanan untuk memastikan kebutuhan harian minimum terpenuhi

contoh

• Garam beryodium

• Asam folat ditambahkan pada tepung terigu

• Niasin ditambahkan pada roti tawar

• Vitamin D ditambahkan pada margarin

• Fluoride ditambahkan pada air atau pasta gigi

• Calcium ditambahkan pada jus buah dan beras.

Suplementasi

• Bahan yang dikonsumsi dengan tujuan memperbaiki diet dan memberikan zat gizi tertentu misal vitamins, minerals, serat, asam lemak atau asam amino yang mungkin tidak tercukupi dari makanan.

• Some countries define dietary supplements as foods, while in others they are defined as drugs or natural health products.

Enrichment

• Enrichment berarti vitamin atau mineral ditambahkan pada makanan. Vitamin dan minerla ini ditambahkan untuk menggantikan vitamin dan mineral asli yang hilang karena atau selama proses.

• Sebagai contoh: jika makanan aslinya/awalnya memiliki zat besi, tapi zat besi hilang selama proses, makanan itu dapat dienrichment untuk menambahkan zat besi sampai pada kadar awal.

• Consumers often think enriched means 'added vitamins and minerals'. This assumption is incorrect. Enriched merely means to replace what was lost during the refining process.

• 1 buah Jeruk vit c nya : 30 mg

• Jeruk itu dibuat nutrisari kandungan vit C nya turun menjadi 5 mg

• Ditambahi 25 mg vit C dari luar

• Produk jadinya vit C = 30 mg