05c teknologi (emulsions science seafood products)

THP 333 Diversifikasi dan Pengembangan Produk Perikanan/Kuliah Ke-3c1 1

SINERGI… bukanlah penjumlahan

Bambang Riyanto 1

EMULSIONS SCIENCE

Oleh : Bambang Riyanto

Bambang Riyanto 2


CAPAIAN PEMBELAJARAN DAN KARAKTER YANG DIKEMBANGKAN Kognitif : Mampu menjelaskan sains dan teknologi (K)

ekstraksi, konsentrasi serta pengembangan produk pengolahan berbasis daging ikan lumat (minced fish) atau surimi

Afektif : Mampu bekerjasama dan mengembangan

konsep dan kreativitas (A) dalam pembuatan produk baru yang potensial untuk dikomersialkan dan memberi sumbangan dalam penciptaan kedaulatan pangan protein ikani.

Psikomotorik : Mampu mempraktekkan dan mengaplikasikan (P)

produk bernilai tambah hasil perairan dalam pembuatan produk baru yang potensial untuk dikomersialkan dan memberi sumbangan dalam penciptaan kedaulatan pangan protein ikani.

Bambang Riyanto 3

•  TUTORIAL DAN DISKUSI

•  COLLABORATIVE LEARNING (CBL)

•  PROJECT BASED LEARNING (PJBL) MODEL PROYEK : KOOPERATIF DAN KOLABORATIF GAGASAN KELOMPOK PENGEMBANGAN PRODUK

STRATEGI/METODE PEMBELAJARAN

Bambang Riyanto 4


ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI KOGNITIF PERFORMANCE ASSESMENT/ASESMEN KINERJA 1.  UJIAN TENGAH SEMESTER 2.  QUIS

Bambang Riyanto 5

ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI AFEKTIF DISKUSI DAN PEMBUATAN RESUME (RUBRIC-DESKRIPTIF DAN HOLISTIK)

Bambang Riyanto 6


DISKUSI DAN PEMBUATAN RESUME DISKUSI 1.  Bagaimana emulsi dapat berperan dalam pengembangan

produk perikanan. Bagaimana dengan emulsifier, terutama emulsifier dari bahan laut.

2. Bagaimana prinsip emulsi pada produk seafood, ice cream

dan mayonnaise

Bambang Riyanto 7

PENILAIAN AUTENTIK (RUBRIK DESKRIPTIF) (85%)

Bambang Riyanto 8


LINGKARI SALAH SATU PILIHAN NILAI DIMENSI

KONTRIBUSI PADA HASIL TUGAS DAN TUGAS YANG DIBERIKAN 5 A. Sangat Berkontribusi 3 B. Berkontribusi sama dan adil 2 C. Hanya memberi kontribusi yang ada

KEPEMIMPINAN 5 A. Inisiatif dan terlihat memberikan perhatian yang besar dalam

menyelesaikan tujuan bersama 3 B. Bertanggungjawab pada tujuan dan menerima pembagian yang

adil 2 C. Kurang memberikan perhatian dan tidak sesuai dengan arah

tujuan KERJASAMA

5 A. Menghargai pendapat orang lain dan sangat berkontribusi dalam diskusi kelompok

3 B. Menghargai pendapat orang lain dan berkontribusi dalam diskusi kelompok

2 C. Tidak berkontribusi pada diskusi kelompok atau sering gagal berpartisipasi

NILAI TOTAL !

PENILAIAN UNTUK SESAMA ANGGOTA TIM (15%)

Bambang Riyanto 9

ASSESSMENT KOMPETENSI/KEMAMPUAN DIRI PSIKOMOTORIK 1.  PRAKTIKUM

2.  MODEL PROYEK : KOOPERATIF DAN KOLABORATIF GAGASAN KELOMPOK PENGEMBANGAN PRODUK

Bambang Riyanto 10


KOMPETENSI DASAR

Bambang Riyanto 11

1.  Definition 2.  Types of Emulsions 3.  Advantages/Disadvantages 4.  Test of Identifications 5.  Emulsifying Agents 6.  Types of Emulsifying Agents 7.  Theories of Emulsification 8.  Preparation of Emulsions 9.  Stability of Emulsions

Bambang Riyanto 12


Bambang Riyanto 13

PUSTAKA

David Julian McClements. 2015. Food Emulsions: Principles, Practices, and Techniques, Third Edition. CRC Press

1. DEFINITION

Bambang Riyanto 14


EMULSI

Suatu sistem heterogen yang tidak stabil secara termodinamika, yang terdiri dari paling sedikit dua fase cairan minyak dan air yang tidak bercampur, dimana salah satu fase terdispersi dalam fase lainnya secara seragam dalam bentuk tetesan – tetesan kecil dengan ukuran diameter 0,1 – 100 nm yang distabilkan dengan emulgator/surfaktan yang cocok (sesuai)

Bambang Riyanto 15

Bambang Riyanto 16


Bambang Riyanto 17

Bambang Riyanto 18


Bambang Riyanto 19

INTERNAL PHASE OR EXTERNAL PHASE IN EMULSIONS

Ø  The dispersed liquid is known as the Internal

or Discontinuous phase. Ø  Whereas the dispersion medium is known as

the External or Continuous phase

Bambang Riyanto 20


BASED ON SIZE OF LIQUID DROPLETS Ø  Macroemulsions 0.2 – 50 mm

Ø  Microemulsions 0.01 – 0.2 mm

Bambang Riyanto 21

Bambang Riyanto 22


Bambang Riyanto 23

2. KEUNTUNGAN EMULSI

Bambang Riyanto 24


1) Bahan yang mempunyai susunan yang tidak menyenangkan dapat dibuat dengan formulasi emulsi.

2) Menjadi lebih mudah diabsorpsi 3) Memiliki derajat elegansi tertentu 4) Formulator dapat mengontrol penampilan, viskositas, dan

kekasaran (greasiness) 5) Untuk pemberian secara intravena 6)  Aksi emulsi dapat diperpanjang 7)  Memiliki keuntungan biaya yang penting dari pada

preparat fase tunggal

Bambang Riyanto 25

3. TIPE – TIPE EMULSI

Bambang Riyanto 26


TIPE – TIPE EMULSI A. MINYAK DALAM AIR (M/A)

suatu emulsi dimana minyak terdispersi sebagai tetesan – tetesan dalam fase air

B. AIR DALAM MINYAK (A/M) Suatu emulsi dimana air teridispersi sebagai tetesan – tetesan dalam medium pendispersinya yaitu fase minyak

C. EMULSI GANDA Tipe ini dikembangkan berdasarkan pencegahan pelepasan bahan aktif. Dalam tipe ini dihadirkan 3 fase, yaitu •  air dalam minyak dalam air (a/m/a) atau •  minyak dalam air dalam minyak (m/a/m)

Bambang Riyanto 27

Bambang Riyanto 28


Bambang Riyanto 29

Bambang Riyanto 30


Bambang Riyanto 31

4. CARA MEMPREDIKSI

TIPE EMULSI

Bambang Riyanto 32


a.  Jika surfaktan (emulgator) larut dalam air, maka

akan terbentuk emulsi minyak dalam air (o/w). Begitu juga sebaliknya jika surfaktan (emulgator) larut dalam minyak, maka akan terbentuk emulsi air dalam minyak (w/o)

b.  Emulsi air dalam minyak (w/o) dapat terbentuk jika jumlah air < 40 % dari volumenya. Jumlah yang lebih tinggi dari 40 % akan membentuk tipe emulsi minyak dalam air (o/w)

c.  Walaupun airnya hanya 20 – 30 %, emulsi minyak dalam air (o/w) akan tetap terbentuk jika air ditambahkan pada proses pencampuran

d. Berdasarkan viskositas. Emulsi yang terbentuk didasarkan pada viskositas setiap fase. Peningkatan viskositas akan membentuk fase luar

Bambang Riyanto 33

5. IDENTIFICATION TEST FOR EMULSIONS

(CARA MENENTUKAN EMULSI)

Bambang Riyanto 34


a. Uji pengenceran (Dilution test) Tergantung pada bahan yang akan diencerkan. Jika emulsi minyak dalam air, maka diencerkan dengan air. Begitu juga sebaliknya jika emulsi air dalm minyak diencerkan dengan minyak b. Uji konduktifitas (Electrical conductivity Test) Air merupakan penghantar listrik yang baik. Jika sepasang elektroda dihubunngkan dengan sebuah lampu dan sumber listrik, kemudian dimasukkan ke dalam emulsi. Apabila lampunya menyala maka tipe emulsi minyak dalam air dan jika lampunya tidak menyala maka tipe emulsi air dalam minyak c. Uji kelarutan warna Suatu pewarna larut air akan larut dalam fase berair dari emulsi dan zat warna yang larut minyak akan ditarik oleh fase minyak.

Bambang Riyanto 35

d. Uji fluoresensi (Fluorescence Test) Minyak jika dipaparkan pada sinar UV akan berfluoresensi. Jika emulsi dipaparkan pada lampu UV dan semuanya berfluoresensi / berpendar maka emulsi tipe air dalam minyak. Tetapi jika emulsi dipaparkan pada lampu UV dan fluoresensinya berbintik – bintik maka emulsi tipe minyak dalam air e. Uji arah creaming Creaming adalah pemisahan antara 2 fase. Jika arah creamingnya ke bawah maka tipe emulsi yang terbentuk adalah air dalam minyak. Tetapi jika arah creaming ke atas maka tipe emulsi yang terbentuk adalam minyak dalam air f. Uji kertas saring / COCl2 (Cobalt Chloride Test) Kertas saring yang dijenuhkan dengan COCl2 dan dikeringkan (biru) berubah menjadi merah muda, bila emulsi minyak dalam air ditambahkan.

Bambang Riyanto 36


6. THEORIES OF EMULSIFICATION

(TEORI EMULSIFIKASI)

Bambang Riyanto 37

Many theories have been advanced to account for the way or means by which the emulsion is stabilized by the emulsifier.

Bambang Riyanto 38


•  Tekanan yang menyebabkan tetesan dari cairan yang mempunyai bentuk pada permukaan paling bawah dengan hubungannya dengan ukuran yaitu bentuk bola

•  dua tetesan dalam kontak satu sama lain, mereka berkoalesen membentuk satu tetesan yang lebih besar karena hasil ini dalam penurunan total permukaan

Bambang Riyanto 39

1)  Electric Double Layer Theory. 2)  Phase Volume Theory. 3)  Hydration Theory of Emulsions 4)  Oriented wedge theory. 5)  Adsorbed Film and Interfacial tension Theory 6)  Surface Tension Theory

Bambang Riyanto 40


6. FENOMENA KETIDAKSTABILAN EMULSI

Bambang Riyanto 41

Bambang Riyanto 42


7. EMULGATOR

Bambang Riyanto 43

•  Emulgator adalah bahan aktif permukaan yang

menurunkan tegangan antar muka antara minyak dan air dan mengelilingi tetesan terdispersi dengan membentuk lapisan yang kuat untuk mencegah koalesensi dan pemisahan fase terdispersi.

•  Bahan pengemulsi adalah bahan yang digunakan untuk pembentukan proses emulsifikasi pada waktu pembuatan dan pengontrolan saat penyimpanan.

•  Bahan pengemulsi adalah bahan yang ditambahkan untuk mencegah koalesensi sampai pada tingkat yang tidak nyata

PENGERTIAN

Bambang Riyanto 44


a.  Harus efektif pada permukaan dan mengurangi tegangan antar muka sampai di bawah 10 dyne/cm.

b.  Harus diabsorbsi cepat di sekitar tetesan terdispersi sebagai lapisan kental mengadheren yang dapat mencegah koalesensi

c.  Memberikan tetesan-tetesan yang potensialnya listriknya cukup sehingga terjadi saling tolak-menolak

d.  Harus meningkatkan viskositas emulsi

e. Harus efektif pada konsentrasi rendah

SIFAT-SIFAT EMULGATOR

Bambang Riyanto 45

MEKANISME KERJA EMULGATOR (Lachman : 1034)

•  Penurunan Tegangan Permukaan •  Pembentuk Lapisan Antarmuka •  Penolakan Elektrik •  Padatan Terbagi Halus

Bambang Riyanto 46


1) CHEMICAL STRUCTURE: • Synthetic Emulsifying Agents • Natural Emulsifying Agents • Finely Dispersed Solids • Auxilary Agents

2) MECHANISM OF ACTION: • Monomolecular • Multi-molecular • Solid particle films.

CLASSIFICATION OF EMULSIFYING AGENTS

Bambang Riyanto 47

SYNTHETIC EMULSIFYING AGENTS

1) ANIONIC (pH > 8) ü  Sodium stearate ü  Potassium laurate ü  Sodium dodecyl sulfate ü  Sodium sulfosuccinate. ü  Sodium or potassium oleate ü  Triethanolamine stearate ü  sodium lauryl sulfate

2) CATIONIC (pH 3-7) ü  Benzalkonium chloride, ü  Benzethonium chloride ü  Quaternary ammonium salts

3) NON IONIC (pH 3-10) ü  Polyglycol, ü  Fatty acid esters, ü  Lecithin. ü  Sorbitan esters (Spans). ü  Polyoxyethylene derivatives of sorbitan

esters (Tweens), ü  Glyceryl esters.

Bambang Riyanto 48


VEGETABLE DERIVATIVES: ü  Acacia ü  Tragacanth ü  Agar ü  Pectin ü  Carrageenan ü  Lecithin

ANIMAL DERIVATIVES ü  Gelatin ü  Lanolin ü  Cholesterol

NATURAL EMULSIFYING AGENTS

Bambang Riyanto 49

ü  These agents form a particulate layer around dispersed particles. Most will swell in the dispersion medium to increase viscosity and reduce the interaction between dispersed droplets. Most commonly they support the formation of o/w emulsions, but some may support w/o emulsions. For Instance,,

ü  Bentonite ü  Veegum, ü  Hectorite, ü  Magnesium Hydroxide, ü  Aluminum Hydroxide ü  Magnesium Tri silicate.

FINELY DIVIDED OR FINELY DISPERSED SOLID PARTICLE EMULSIFIERS

Bambang Riyanto 50


Water

OilBambang Riyanto 51

CLASSIFICATION OF EMULSIONS BASED ON MECHANISM OF ACTION

1)  Monomolecular film: To reduce the interfacial tension Oil droplets are surrounded by a coherent monolayer of the surfactant which prevents coalescence. If the emulsifier is ionized, the presence of strong charge may lead to repulsion in droplets and hence increasing stability. Adsorbed at oil/water interface to form

2) Multimolecular film or Hydrophillic Colloids

3) Finely divided solid particles: They are adsorbed at the interface between two immiscible liquid phases to form Particulate film.

Bambang Riyanto 52


Bambang Riyanto 53

8. METODE PEMBUATAN EMULSI

Bambang Riyanto 54


1.  METODE GOM BASAH (WET GUM METHODS) Gom didispersikan ke dalam air kemudian ditambahkan minyak dan dicampur hingga merata

2.  METODE GOM KERING (DRY GUM METHODS) Gom didispersikan terlebih dahulu dalam minyak kemudian ditambahkan air dan dicampur hingga merata

3. METODE BOTOL (BOTTLE METHOD) Minyak dimasukkan dulu dalam botol besar lalu segera ditambahkan gom kering dan dikocok dengan cepat. Penting untuk menambahkan air dengan segera setelah gom terdispersi. Emulsi utama akan dibentuk melalui pengocokan.

4. METODE BEAKER (BEAKER METHOD) Masing-masing emulgator dimasukkan dalam beker terpisah diatas water batch dan dipanaskan sampai suhunya 70o C. Setelah itu kedua emulgator mencapai suhu yang sama maka fase internal dimasukkan dalam fase eksternal dengan pengadukan dan terus diaduk sampai minyaknya hampir dingin, kalau tidak, maka lapisan minyak akan naik kepermukaan campuran dan memadat membentuk cake, maka sedapat mungkin terdispersi secara seragam sampai sediaan jadi.

5. IN SITU SOAP METHOD

Bambang Riyanto 55

Bambang Riyanto 56


9. HLB

(HIDROFILIK LIFOFILIK BALANCE)

Bambang Riyanto 57

Sistem HLB adalah keseimbangan antara sejumlah emulgator hidrofilik dan lipofilik

PENGERTIAN

Bambang Riyanto 58


•  HLB adalah •  Angka yang menunjukkan perbandingan antara

senyawa hidrofilik (suka air) dengan senyawa oleofilik (suka minyak).

•  Semakin besar harga HLB berarti semakin banyak kelompok senyawa yang suka air. artinya, emulgator tersebut lebih mudah larut dalam air dan demikian sebaliknya.

•  Kegunaan suatu emulgator ditinjau dari harga HLB-nya.

Bambang Riyanto 59

Nilai HLB dari fase minyak suatu emulsi, misalnya minyak, lilin dan lain-lain harus dipertimbangkan pertama adalah penentuan HLB apa yang cocok dari emulgator atau campuran emulgator yang dibutuhkan untuk menghasilkan emulsi yang stabil.

KEGUNAAN HLB

Bambang Riyanto 60


Bambang Riyanto 61

Bambang Riyanto 62


CARA MENENTUKAN HLB

1. FASE I Menentukan HLB yang dibutuhkan secara kira-kira. Caranya dibuat 5 macam atau lebig emulsi suatu zat cair dengan sembarang campuran surfaktan dengan klas kimia yang sama. Dari hasil emulsi dapat dibedakan salah satu yang terbaik diperoleh HLB kira-kira. Bila semua emulsi baik atau jelek maka percobaan diulang dengan mengurangi atau menambah emulgator. 2. FASE II Membuat 5 macam emulsi lagi dengan nilai HLB di sekitar HLB yang diperoleh dari fase I. dari kelima emulsi, dipilih hasil yang terbaik, maka diperoleh nilai HLB yang ideal. 3. FASE III Membuat 5 macam emulsi lagi dengan nilai HLB yang ideal dari fase II dengan menggunakan bermacam-macam surfaktan atau campuran surfaktan. Dari emulsi yang paling baik, dapat diperoleh campuran surfaktan mana yang paling baik / ideal Bambang Riyanto 63

A % b = [(x – HLB b) : HLB a – HLB b] x 100 % B % a = [100% – A%] Keterangan : x = Harga HLB yang diminta (HLB Butuh) A = Harga HLB tinggi B = Harga HLB rendah

Bambang Riyanto 64


CONTOH : Tween 80 (15) (X – 4,5) X Span 80 (4,5) (15 – X)

A % b = [(x – HLB b) : HLB a – HLB b] x 100 % B % a = [100% – A%] Keterangan : x = Harga HLB yang diminta (HLB Butuh) A = Harga HLB tinggi B = Harga HLB rendah

(X – 4,5) : (15 – X) = 70 : 30 = 7 : 3 (X – 4,5) 3 = 7 (15 – X) 3X – 13,5 = 105 – 7X 10X = 118,5 X = 11,85 Jadi HLB Campuran = 11,85

Bambang Riyanto 65

10. ANEKA PRODUK PANGAN EMULSI

Bambang Riyanto 66


MICROSTRUCTURE OF FOOD EMULSIONS

Bambang Riyanto 67

Bambang Riyanto 68


MAYONNAISE

Bambang Riyanto 69

Bambang Riyanto 70


Bambang Riyanto 71

ICE CREAM

Bambang Riyanto 72


Bambang Riyanto 73

Bambang Riyanto 74


Ice cream by cryo-SEM. Author: H. D. Goff. The cross section shows 4 microscopic phases of frozen ice cream: ice crystals (blue - C), air bubbles (A), fat droplets (F) and the unfrozen phase (S - yellow).

Bambang Riyanto 75

SOSIS

Bambang Riyanto 76


Bambang Riyanto 77

Bambang Riyanto 78


Bambang Riyanto 79

Hot processed meat emulsions (liver patées and liver sausages) •  mono-diglycerides •  distilled mono-diglycerides

Cold processed meat emulsions (frankfurters, wieners, hotdog sausages, bolognas and mortadella) •  citric acid esters

Bambang Riyanto 80


TOTAL QUALITY

NUTRITIVE VALUE CONTENT AND COMPOSITION OF PROTEINS DIGESTIBILITY AND BIOLOGICAL VALUE OF PROTEINS CONTENT OF HEAVY METALS RESIDUES OF ORGANIC SOLVENTS PRESENCES OF PATHOGENIC MICROFLORA PRESENCES OF TOXINS

TECHNOLOGICAL VALUE WATER HOLDING CAPACITY SOLUBILITY VISCOSITY OF WATER DISPERSIONS FOAMING CAPACITY GEL FORMING ABILITY FIBRE FORMING CAPACITY FAT EMULSIFYING CAPACITY EMULSION STABILIZING CAPACITY ABILITY TO INTERACT WITH OTHER PROTEINS

SENSORY QUALITY

COLOUR ODOUR

FLAVOUR STABILITY OF SENSORY

CHARACTERISTICS ABILITY TO IMPART SENSORY PROPERTIES TO OTHER FOOD

CONSTITUENTS

THE ATTRIBUTES OF QUALITY OF CONCENTRATED FISH PROTEIN PRODUCTS

Bambang Riyanto 81

THE FORMATION OF A FISH SAUSAGE FORMULATION FISH MEAT

PROTEINS IN THE TISSUE STRUCTURE, LIPIDS, EXTRACTIVES, WATER

FORMATION OF LIPID-PROTEIN STRUCTURES

SOLUBILIZATION OF GLOBULIN

HYDRATION AND SWELLING OF COLLAGEN FIBRES

HYDRATION AND SWELLING OF MICROFIBRILS

SOLUBILIZATION OF ALBUMINS

DISINTEGRATION OF THE TISSUE STRUCTURE

FORMATION OF FISH-PROTEIN AGGREGATES

FORMATION OF LIPID-PROTEIN STRUCTURES

SALTS WATER

FAT FAT

MIN

CIN

G A

ND

MIX

ING

IN A

SIL

EN

T C

UTT

ER

HOMOGENOUS FISH SAUSAGE FORMULATION Water solution of proteins, salts, and other extractives, scraps of various connective tissue membranes,

fragments of and intact whole myofibrils or bundles of them, aggregates of myofilaments, other particulate, fat and protein aggregates Bambang Riyanto 82


FISH SAUSAGE FORMULATION Colloidal liquid-solid system, behaving as non-Newtonian liquid with pseudoplastic

properties, plastic body, a viscous liquid with elastic properties, or a viscoelastic solid

THERMO- HYDROLYSIS

COAGULATION OF ALBUMINS

DEHYDRATION

SHRINKING OF COLLAGEN

JELLING OF MYOFIBRILLAR PROTEINS

STABILIZATION OF LIPID-PROTEIN STRUCTURES

DENATURATION OF PROTEINS

AGGREGATION AND PRECIPITATION OF PROTEINS

H2O

NON-COLLAGEN PROTEINS GELATIN

LIPIDS H2O

FISH SAUSAGE Jellied structure, displaying the rheological properties of a viscoelastic plastic solid

CHANGES IN A SAUSAGE FORMULATION DUE TO HEATING C

HA

NG

ES

DU

RIN

G C

OO

KIN

G

Bambang Riyanto 83

TERIMA KASIH

Bambang Riyanto 84

05c teknologi (emulsions science seafood products)

Food

Transcript of 05c teknologi (emulsions science seafood products)