SISTEM DISPERSI PANGAN

DefinisiAdalah sistem partikel diskrit dalam fase kontinyu (cairan)

Sistem campuran 2 komponendengan ukuran > larutan sejati tetapi < ukuran komponen dalam campuran kasar (sistem koloid).

Yang umum dijumpai pada produk pangan :EmulsiBusa

Busa dan emulsi sama2 melibatkan agen aktif permukaan ( utk pembentukan dan penstabil)

Beberapa Tipe Sistem Dispersi

Setelah sistem cair dibuat, fase kontinyu bisa berubah padat.Contoh :Pada margarin, fase kontinyu minyak mengandung jaringan yang terdiri dari agregat kristalPada coklat, partikel kakao dan gula berada pada matrik lemak yang mengkristal

SUSPENSIDefinisi :Sistem dispersi ini memiliki fase terdispersi berupa padatan dan fase kontinyu berupa cairan.

Contoh :susu skim (misel kasein dalam serum),Kristal lemak dalam minyakjus buah dan sayuran (sel, gabungan sel, dan potongan sel dalam cairan).Soup

Ketidak Stabilan SuspensiPerubahan Ukuran PartikelPerubahan susunan Partikel-partikel terdispersi

GELTerdiri dari 2 fase kontinyu :Fase kontinyu yang terdiri dari partikel-partikel makro molekulFase kontinyu Cair

Destabilisasi Gel :Perubahan suhuPerubahan kimia pada Geling agentPerubahan gugus bermuatan atau peribahan pH atau penambahan GaramPenambahan zat-zat yang dapat menarik air

SIFAT-SIFAT GELSebagian menyerupai sifat cairan ( menghantarkan arus listrik, mendifusikan zat warna )

Sebagian menyerupai zat padat ( memiliki struktur tertentu )

Gel minimal terdiri atas 1 % zat padat dan 99 % cair ( air )

Faktor yang mempengaruhi pembentukan GelSifat partikel koloidnyaKonsentrasi fase padatSuhupHPenambahan garamAgitasi

SIFAT-SIFAT PRAKTIS GELThermo-reversibelSineresis, yaitu kehilangan air secara spontan dari suatu gelcontoh :Yoghurt : tampak pemisahan air pada bagian atasnya sineresis disebabkan oleh :Kontraksi volume gel yang disebabkan oleh kompresiPerubahan pH

Contoh bahan pangan dalam bentuk GEL1. Plastic Fats (Lemak dalam bentuk plastis)Jika minyak (trigliserida) didinginkan, lemak kristal akan terbentuk dan akan teragregasi. Ikatan antar kristal terjadi karena adanya ikatan van der waals.

2. Caseinate gelsSusu mengandung Kasein dalam bentuk misel. Misel kasein ini dapat teragregasi dengan cara menurunkan pH menjadi sekitar 4.6 (pH isolelektrik) atau dengan enzim proteolisis yang memisahkan molecul-Kasein.

3. GelatinDari semua gel pada bahan pangan, gelatin mendekati bentuk gel yang ideal. Gelatin berasal dari protein kolagen yang kaya akan asam amino proline.

4.Gel dari PolisakaridaTidak seperti gel pada gelatin, gel dari polisakarida memiliki rantai polisakarida yang kaku. Hal ini mengakibatkan polisakarida membentuk larutan dengan kekentalan yang tinggi. Gel dari polisakarida terbentuk dari kombinasi ikatan silang dari polisakarida

5.Globular Proteins.Beberapa protein globular membentuk gel akibat panas yang bersifat irreversible. Ikatan dalam gel dapat berupa ikatan S-S (atau ikatan kovalen lain), rantai garam dan ikatan hidrophobik.

Gel Patipati + air dipanaskan dalam air berlebih tergelatinisasi. Selanjutnya pemanasan akan melelehkan mikrokristal (amilopektin) dan mengeluarkan amilosa. Granula yang membengkak akan tetap utuh selama pendinginan kecuali pengadukan yang sangat kuat dilakukan. Selanjutnya amilosa akan membentuk jaringan gel dimana granula yang membengkak akan terperangkap. Pada konsentrasi pati yang lebih tinggi akan menghasilkan tipe gel yang berbeda

JENIS STRUKTUR GEL POLISAKARIDAIkatan silang pada molekul polisakarida terdiri dari 3 jenis :1. Heliks tunggal (amilosa dan amilopektin)2. Heliks ganda ( K-karagenan)3. Model egg box (polisakarida bermuatan (alginat)

EMULSIEmulsi adalah sistem dispersi cair dalam cair, fase terdispersinya tersebar sebagai butiran dalam fase kontinyu.

Sistem emulsi terbagi menjadi :Oil in Water (o/w)Water in Oil (w/o)

Identifikasi Jenis EmulsiCara Konduksi

Cara Pewarnaan

Cara Pengenceran

Cara Flouresensi

Cara konduksiEmulsi jenis o/w dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan emulsi w/o tidak, kecuali jika fase terdispersinya lebih dari 60 %. Dua elektroda dimasukkan kedalam emulsi dan arus listrik diukur melalui amper meter dengan menggunakan lampu.

Cara PewarnaanCara ini didasarkan pada kemampuan suatu warna untuk larut dalam suatu fase kontinyu. Sedikit zat warna ( larut air= Coal tar dys atau metilen blue ) atau (larut lemak=sudan III), dicampurkan ke dalam emulsi dan dilihat dibawah mikroskop. Jika warna yang digunakan larut dalam air, pada emulsi o/w seluruh fase kontinyu akan berwarna, demikian pula bila digunakan zat warna yang larut dalam lemak pada emulsi w/o.

Cara PengenceranPengenceran suatu emulsi dengan air atau minyak dapat menentukan jenis emulsi. Pada emulsi o/w bila ditambahkan air, sifatnya tidak berubah. Sebaliknya emulsi w/o sifatnya tidak berubah jika ditambahkan minyak.

Cara FlouresensiDibawah sinar ultraviolet, flouresensi yang seragam terlihat pada emulsi w/o pada emulsi o/w flouresensi tidak merata.

SIFAT FISIK EMULSIUkuran ButiranPenampakanSifat Reologis emulsia. Viskositas fase kontinyub. Viskositas fase terdispersic. Konsentrasi dari fase terdispersi

1. Ukuran ButiranUkuran butiran tergantung pada :

1. Jenis dan konsentrasi zat pengemulsi

2. Perlakuan mekanis seperti penggilingan koloid dan homogenisasi

3. Waktu penyimpanan

2. PenampakanPenampakan emulsi tergantung pada :1. Bahan yang digunakan

2. Warna fase kontinyu

3. Perbedaan indeks refraksi dari dua fase

4. Ukuran partikel fase terdispersi

3. Sifat Reologis EmulsiViskositas Fase Kontinyuviskositas emulsi hampir sama dengan viskositas fase kontinyu jika fase ini lebih dari setengah volume emulsi

2. Viskositas Fase Terdispersiviskositas fase terdispersi berpengaruh hanya jika fase tersebut memiliki sifat seperti cairan

Konsentrasi dari fase terdispersijika fase terdispersi ditingkatkan volumenya dari fase kontinyu maka viskositas nyata dari emulsi akan meningkat

LAPISAN TIPIS ANTAR PERMUKAAN DAN ZAT PENGEMULSIJika zat pengemulsi ditambahkan pada suatu fase dari suatu emulsi, suatu lapisan tipis ( film ) yang kuat antar permukaan emulsi akan terbentuk mengelilingi masing-masing butiran selama emulsifikasi.

Zat pengemulsi memiliki gugus polar dan non polar sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan

Gugus Polar : karboksil, hidroksil, ester, ionik, amino

Gugus non polar : gugus aromatik maupun alifatik

EFEK ELEKTROVISKOSButiran-butiran dalam suatu emulsi bisa memiliki muatan dua lapis pada antar permukaannya. Muatan ini umumnya ditimbulkan oleh ionisasi, adsorpsi, kontak friksi dan memiliki pengaruh terhadap viskositas.

Jika suatu emulsi digeserkan muatan listrik yang mengelilingi 2 lapisan akan mengalami gesekan dan interaksi antara ion-ion pada muatan listrik 2 lapisan akan berpengaruh hal ini menyebabkan hilangnya energi dan meningkatnya viskositas

PEMBENTUKAN EMULSIMendispersikan satu fase cairan dalam cairan lain secara mekanis

Fase cairan ditambah porsinya oleh pengadukan hingga terbentuk 2 butiran berbentuk bola

Memecahkan butiran yang berukuran besar menjadi butiran kecil dengan homogenizer

ZAT PENSTABILJenis :Zat pengemulsi yang berorientasi pada antar permukaan minyak air

Partikel halus yang teradsorpsi pada batas permukaan

Hidrokoloid yang dapat terdispersi dalam air yang akan meningkatkan viskositas dari fase kontinyu

Syarat sifat zat pengemulsi pangan :

Mampu mengurangi tegangan antar permukaan dibawah 10 dyne/cmMampu dengan cepat diadsorpsi pada antar permukaanMemiliki grup hidrofil dan hidrofob yang seimbangBisa memberi potensial elektrokinetik yang besarBisa berfungsi secara efektif pada konsentrasi rendahTahan terhadap perubahan kimiaTidak berbau, tidak berwarna dan tidak beracunEkonomis

Contoh Zat PengemulsiGaram dari asam lemakNatrium stearoil-2- lactilat ( ionik )Fosfolipid ( ionik )Protein ( ionik )Ester Gliserol (non- ionik )Ester Poligliserol ( non-ionik )Padatan halus ( bubuk )Hidrokoloid

Stabilitas EmulsiEmulsi dapat distabilkan dengan cara :Menambah lapisan yang kuat pada permukaan masing-masing butiranPenambahan muatan listrik pada permukaan butiranPenambahan viskositas dari fase kontinyu

Sistem HLB untuk Formulasi EmulsiHLB adalah Hidrophile-Lipophile Balance yaitu perbandingan persentasi berat grup hidrofil dan hidrofob dalam molekul zat pengemulsi.

Zat pengemulsi dengan HLB < 9 tergolong lipofil; HLB antara 11 20 tergolong hidrofil, HLB diatas 8 dan dibawah 11 tergolong intermediate

Persamaan HLB

HLB = 20 ( 1- S) A s= Bilangan penyabunanA= Bilangan Asam

Nilai HLB Zat Pengemulsi

Kemampuan Zat Pengemulsi Terdispersi dalam Air dg Berbagai Nilai HLB