Teknologi Pengolahan Enkapsulasi4 Juni 2013 pukul 2:21

1.            Definisi Enkapsulasi

Enkapsulasi adalah proses atau teknik untukmenyalut inti yang berupa suatu senyawa aktif baik itu padat, cair, gas,ataupun sel dengan

suatu bahan pelindung tertentu yang dapat mengurangikerusakan senyawa aktif tersebut. Enkapsulasi membantu memisahkan

material intidengan lingkungannya hingga material tersebut terlepas (release) kelingkungan. Material inti yang dilindungi

disebut core dan struktur yangdibentuk oleh bahan pelindung yang menyelimuti inti disebut sebagai dinding,membran, atau kapsul

(Kailasapathy 2002, Krasaekoopt et al. 2003).Kapsul merupakan bahan semipermeabel, tipis, berbentuk bulat dan kuat

dengandiameter bervariasi dari beberapa mikrometer hingga millimeter (Anal dan Singh2007).

Enkapsulasi banyak digunakan dalam produksi flavor kering,padahal sebagian besar senyawa flavor yang digunakan dalam industri

berbentukcair (pada suhu kamar). Untuk produk makanan dan minuman seperti campuran kuedan sup, kristal jelly, campuran minuman

kering, dan minuman sarapan pagiinstan, penggunaan bumbu cair tidak dapat diterapkan. Oleh karena itu, perlu adanyapenyajian

komponen penyedap dalam bentuk bubuk kering yang free-flowing. Hal ini dapat diatasi dengan teknologi enkapsulasi.

Selain keuntungan besar dari perubahan wujud dari cairmenjadi padat, keuntungan lainnya dari teknik enkapsulasi dalam bahan

makanan adalah(Versic, 1988b;. Greenblatt et al, 1993; DeZarn, 1995):

1.     pengendalian pelepasan bahan terenkapsulasi (misalnya, pelepasan flavoryang bertahap selama di microwave)

2.     peningkatan stabilitas suhu, kelembaban,oksidasi dan cahaya (misalnya,perlindungan aspartam selama pembakaran, mencegah

oksidasi beta-karoten,perlindungan selama pembekuan dan thawing, dan peningkatan umur simpan);

3.     menutupiflavor yang tidak diinginkan (misalnya, menutupi rasa kaliumklorida untuk suplemen gizi);

4.     mengurangi interaksi negatif dengan senyawa lain (misalnya,mikroenkapsulasi seperti Acidulants sebagai asam sitrat, asam laktat,

dan asamaskorbat untuk mempertahankan warna, tekstur, nutrisi konten, dan rasa makanan,dan enkapsulasi kolin klorida untuk

menghambat interaksi dengan vitamin dalamdaya tahan tubuh), dan

5.     mendorong penanganan lebih mudah dari inti atau bahan interior denganmencegah lumping, meningkatkan flowability, kompresi,

dan sifat pencampuran,mengurangi dustiness inti partikel, dan memodifikasi kerapatan partikel.

 

2.            BahanPelapis untuk Enkapsulasi

Bahan pelapis untuk enkapsulasiadalah bahan polimer yang alami ataupun sintetis, tergantung pada bahan yang akan dilapisi dan

karakteristikyang diinginkan dari hasil akhir mikrokapsulnya. Komposisi pelapis adalahpenentu utama sifat fungsional mikrokapsul dan

metode yang akan digunakan untukmeningkatkan kinerja bahan tertentu. Bahan pelapis yang efektif harus memilikisifat reologi yang

baik pada konsentrasi tinggi dan mudah direkayasa selamaproses enkapsulasi. Jadi bahannya harus diseleksi terlebih dahulu agar

emulsidan dispersinya stabil dengan bahan aktif, dan tidak bereaksi ataupun mendegradasibahan aktif selama pengolahan dan

penyimpanan. Selain itu, harus ditentukan sifatkelarutan kapsul dan pelepasan bahan aktifnya.

Bahan pelapis untuk enkapsulasi bahan makanandapat dibagi menjadi karbohidrat, selulosa, gum, lipid, dan protein.

Misalnya,enkapsulasi dengan metode spray drying dan ekstrusi terutama bergantung padakarbohidrat yang digunakan untuk susunan

enkapsulasi. Gum, biasanya digunakansebagai pembentuk tekstur bahan, menstabilkan emulsi, mengontrol kristalisasi,dan

menghambat sineresis (pelepasan air dari makanan yang dibuat), dengan demikianmeningkatkan sifat coating. Lipid umumnya

digunakan untuk enkapsulasi bahanlarut air. Bahan Protein juga efektif dalam encapsulasi bahan makanan. Secarakhusus, gelatin

digunakan dalam coacervation.

3.            Jenisbahan makanan yang dapat dienkapsulasi

a.        Penyedap

b.       Asam, basa, buffer

c.        Lipid

d.       Zat redoks (pemutihan,pematangan)

e.        Enzim dan mikroorganisme

f.        Pemanisbuatan

g.       Ragi

h.       Pengawet

i.         Pewarna

j.         Cross-linking dan settingagents

k.       Bahan dengan rasa dan aromayang tidak diinginkan

l.         Minyak atsiri, asam amino,vitamin, mineral

 

4.            Stukturdan mekanisme pelepasan  mikroenkapsulasi

Mikrokapsul dapat dibagi menjadi tiga klasifikasi utamaberdasar konformasinya yaitu: strukturpartikel tunggal (teratur atau tidakteratur),

struktur agregat, dan struktur multi-walled.Sebuah bidang bahan aktif yang dikelilingi oleh dinding atau membran tebal yangseragam,

menyerupai cangkang telur ayam, inilah yang disebut struktur partikeltunggal. Struktur agregat terbentuk ketika beberapa partikel inti

yang berbedayang tertutup dalam dinding kapsul yang sama. Ketika kapsul berstruktur multi-walled, lapisan konsentris yangberbeda

memiliki komposisi yang sama, atau sangat berbeda,. Dalam hal ini,beberapa dinding ditempatkan di sekitar inti untuk mencapai

berbagai tujuanyang berkaitan dengan pembuatan kapsul, penyimpanan berikutnya, dan pelepasanterkontrol (Shahidi dan Han, 1993).

Dengan cara ini, mikrokapsul akan memilikikemampuan untuk mempertahankan suatu zat dalam keadaan halus dan

melepaskannyasaat diperlukan.

Parameter yang mempengaruhi laju pelepasan bahan inti(diadaptasi dari Shahidi dan Han, 1993).

Sifatpelapis    : Kepadatan, kristalinitas,orientasi, kelarutan, plastisizer tingkat, cross-linking, pretreatments

Sifatkapsul     : Ukuran, tebal dinding,konfigurasi, kesesuaian, lapisan coating, pasca perawatan

Parameterpercobaan : Suhu, pH, kelembaban, pelarut, tindakan mekanis, perbedaan tekananparsial (di dalamdan di luar lapisan)

1.            Spray Drying

Spray Drying didefinisikan sebagai suatu proses perubahan daribentuk cair ke bentuk partikel-partikel kering oleh suatu proses

penyemprotanbahan ke dalam medium pengeringan yang panas. Produk kering yang dihasilkandari proses pengeringan ini dapat

berupa bubuk, butiran atau gumpalan. Hal initergantung dari sifat fisik dan kimia bahan yang dikeringkan, kondisipengeringan, dan

disain spray dryer yang digunakan.

Prinsip mikroenkapsulasi spray drying adalah dengan mendispersikan bahan intike dalam larutan penyalut. Kemudian pelarut penyalut

dikeringkan denganmenyemprotkan campuran tersebut menggunakan udara panas. Udara panastersebut akan menguapkan pelarut

penyalut sehingga terbentuk mikrokapsul .

Pada proses pengeringan dengan spray-dryer, bahan yang akan disemprotkandalam bentuk kabut, luas permukaan bahan yangkontak

dengan medium pengering dapat lebih besar, sehingga proses penguapan airdapat berlangsung dengan baik. Penyemprotan bahan

dipengaruhi oleh bentukpenyemprot, kecepatan alir produk dan sifat produk. Proses pengeringan dengan spray dryer ada4 tahap

proses yaitu :

1.       Pengabutan (atomisasi) adalah proses untuk merubahbahan yang semula cair atau pasta menjadi tetes kecil (droplet).

2.       Kontaknya antara tetes-tetes bahan dengan udara panas.

3.       Penguapan air dari bahan sampai diperoleh kandunganair yang  sesuai dengan yang diinginkan.

4.       Pengambilan produk dari alat.

 

Walaupun pada metode inimenggunakan suhu yang tinggi namun tidak ada atau hanya sedikit kehilanganzat-zat volatil karena

penguapan. Teori difusi selektif dariRulsken dan Thijssen (1972) dan Reineccius dkk. (1982) menerangkan, mengenai retensi zat pada

pengeringan droplet, pertama,terbentuknya lapisan film yang mengelilingi droplet yang bersifat permeableterhadap air, tetapi

imipermeabel terhadap komponen volatil. Kedua, airdiuapkan dari droplet, difusif dari komponen zat dalam sistem droplet

menurundrastis dibandingkan dengan air, oleh karena itu faktor pengontrol terhadapkehilangan adalah lebih pada ukuran molekul dari

pada titik didih. Jadiwalaupun beberapa komponen zat relatip lebih volatil dan mempunyai titik didihlebih rendah daripada air, namun

akan tetap bertahan selama proses pengeringan.

Pada spray drying dihasilkan perubahan zat dengan induksipanas yangminimal, sebab bahan core dilindungi oleh enkapsulan.

Selamapengeringan,emulsi zat dan air dikeringkan dengan cepat, dimana air akan menguap danenkapsulan akan melapisi

bahan  sehingga dapat melindungi bahan dariberbagai kerusakan .

Kecepatan pengeringan danpembentukan crust pada permukaan droplet akan mempengaruhijumlah flavor yang akan terperangkap

dalam mikrokapsul. Dengan meningkatkansuhu inlet dalam spray dryer maka dapat meningkatkan jumlahbahan yang

terperangkap. Banyak faktor yang mempengaruhikehilangan bahan  selama pengeringan, beberapa hal yang palingpenting adalah sifat

darienkapsulan, jumlah inti dalam spraydrying(suhu inlet dan oulet).Kehilangan zat sebagian besar terjadi sebelum pembentukan

lapisan filmsemipermeabel, dan juga ketika droplet hancur atau retak karena parameterpengeringan yang kurang baik.

Pada mikroenkapsulasidengan spray dryer sebagian partikel yang terkena panas ataukontaklangsung hanya terjadi beberapa detik

saja. Penguapan air yang cepat darilapisan pelindung selama pembentukan partikel memungkinkan isi bahan aktifdidalamnya

mengalami pemanasan dibawah suhu 100 ºC, meskipun temperatur yang digunakan dalam spraydryer lebih tinggi, oleh karena itu

keuntungan utama darimikroenkapsulasi dengan spraydrying adalahkemampuannya untuk mengeringkan banyak senyawa yang labil

terhadap panas .

Keuntungan lain yang didapat padapenggunaan metode spray drying adalah produk akhir akan menjadi kering tanpamenyentuh

permukaan logam yang panas, temperatur produk akhir rendah, walaupun suhu udara pengeringyang digunakan relatif

tinggi,penguapan terjadi pada permukaan yang luas, sehingga waktu pengeringan yangdibutuhkan relatif singkat, produk akhir

dapatberupa bubuk yang stabil sehingga memudahkan penanganan.  Dalam enkapsulasi zat, spray dryingmerupakan teknik yang

banyak digunakan karenaekonomis, simpel dan fleksibel .

Pada metode freeze drying hampir sama dengan metode spraydrying, perbedaannya adalah dalam cara mengeringkan penyalutnya.

Pengeringanpenyalut pada spray drying dipengaruhi oleh penguapanpelarut yang cepat dari bahan pelarut. Sedangkan pengeringan

penyalut padafreezedrying dilakukan dengan membekukan secara termal suatu bahan penyalut yang melebur atau

denganmemadatkan suatu penyalut yang dilarutkan dengan memasukan campuran bahan intipenyalut bukan pelarut. Penghilangan

bahan bukan pelarut atau pelarut dariproduk tersalut kemudian dilaksanakan dengan teknik peresapan, ekstraksi, ataupenguapan.

6.       Ekstruksi

Bila ekstruksi digunakan untuk mengenkapsulasi flavor,maka emulsi flavor akan mati pada tekanan kurang dari 700 kPa dan suhu

yanglebih rendah dari 115 ºC. Hal ini berbeda bila ingin memproduksi produk serealyang umumnya menggunakan pada proses

ekstruksinya menggunakan suhu dan tekanantinggi. Ekstruksi sendiri telah banyak digunakan untuk “membungkus” ataumelapisi rasa

(sekitar 100 jenis), vitamin C, dan warna (Dziezak, 1988). Denganmenggunakan metode ini, bahan penyedap atau bahan inti lainnya

tidak perludikemas secara ketat, karena terkunci ke dalam matriks rantai panjang molekulyang memiliki efek sama sebagai dinding

kapsul kontinyu (Heath, 1978). Prosesterdiri dari penyebaran bahan inti dalam massa karbohidrat cair, kemudianmelalui serangkaian

dies ke dalam bak dehidrasi cairan. Setelah menghubungkancairan, bahan pelapis yang membentuk matriks encapsulasi mengeras

untukmenjebak bahan inti (Shahidi dan Han, 1993). Filamen diekstrusi kemudiandipisahkan dari bentuk cair, dikeringkan untuk

mengurangi kadar air, danukuran.

            Sebuah proses ekstrusi yang khasbanyak digunakan dalam proses ekstruksi pada enkapsulasi flavor. Campuranhidrolisat gula

pati dilebur oleh panas, dan emulsifier ditambahkan untukmemfasilitasi pembentukan emulsi serta berguna untuk menjaga stabilitas.

Antioksidansering ditambahkan ke minyak penyedap flavor untuk memberikan stabilitas selamapengolahan suhu relatif tinggi. Minyak

penyedap digabungkan sekitar 10%berdasarkan massa hidrolisat. Campuran diaduk secara merata dalam wadahtertutup di bawah

nitrogen untuk membentuk emulsi bebas oksigen yang kemudiandimasukkan ke dalam minyak mineral atau sayuran panas selanjutnya

didinginkandengan cepat untuk pembekuan dan digiling dengan ukuran partikel yangdiinginkan. Bahan dasar dicuci dengan pelarut

untuk menghilangkan minyak dipermukaan dan dikeringkan dalam keadaan vakum. Sebuah inovasi untuk proses iniadalah untuk

membuang emulsi ke dalam bak pelarut dingin dengan agitasi yangcukup untuk mengurangi ukuran partikel. Oleh karena itu, tidak

diperlukan menghaluskandan mencuci produk kembali.

Tinggi-DE sirup jagung, kombinasi sukrosa,dan maltodekstrin sering digunakan sebagai matriks enkapsulasi. Pati makananyang

dimodifikasi dengan sifat emulsifikasi dapat digunakan untuk menggantikansukrosa, sehingga menghasilkan produk bebas gula yang

memiliki beberapakelebihan dalam memasarkan produk makanan jadi. Karena semua bahan-bahanmatriks cukup higroskopis, bahan

anti-penggumpalan seperti fosfat trikalsiumatau silika pyrogenic dianjurkan untuk menjaga produk akhir yang mengalir bebaspartikel

(Reineccius, 1994).

            Keuntungan utama dari ekstrusiadalah perlindungan yang luar biasa dari cita rasa (flavor) terhadap oksidasi.Sebuah studi masa

simpan dilakukan oleh Swisher pada minyak kulit jeruk yangtelah diekstrusi menunjukkan bahwa umur simpan adalah lebih dari 4

tahun. Inijauh lebih unggul daripada metode lain yang digunakan untuk enkapsulasi aroma(Reineccius, 1994). Karena umur simpan

yang sangat panjang, produk diekstrusipada flavor sangat direkomendasikan untuk digunakan dalam campuran minuman danmakanan

penutup meja kristal (Heath, 1978). Flavor yang diekstrusi akan larutdalam air panas, sehingga cocok digunakan dalam berbagai

produk makanan kering seperticampuran minuman, campuran kue, makanan penutup gelatin campuran, dan campurankoktail

(Dziezak, 1988). Keuntungan lain dari ekstrusi dibandingkan denganmetode lainnya adalah mampu menghasilkan bagian yang terlihat

dari beberapapotongan, yang mungkin signifikan hanya dalam hal pemasaran (Reineccius, 1994).

            Kekurangan dari metode ekstrusimeliputi biaya yang relatif tinggi, pemuatan aroma rendah, kelarutan yangrendah dalam air

dingin, dan suhu proses yang tinggi. Biaya pengolahan yangdiperkirakan hampir dua kali lipat dibandingkan dengan pengeringan

semprot.Pemuatan rasanya saat ini sekitar 8-12% lebih rendah dari proses pengeringansemprot yang mampu memuat aroma sebesar

20%. Produk hasil ekstruksi tidak mudahlarut dalam air dingin dan tidak stabil dalam aplikasi minuman karena ukuranpartikel yang

besar (rata-rata 3,3-6,0 pM). Selanjutnya, penyedap untuk menjadidiekstrusi harus mampu menahan suhu 110-120 ºC untuk jangka

waktu yang panjang(Reineccius, 1994).

7. Kesatuan Molekular dalam Siklodekstrin

            Seperti namanya, dimasukkan dalamsiklodekstrin adalah satu-satunya metode enkapsulasi yang terjadi pada tingkatmolekuler

(Risch, 1995). Siklodekstrin yang dimodifikasi secara enzimatikmolekul pati (Hedges et al., 1995). Interior molekul dibentuk oleh

atomhidrogen dan atom oksigen jembatan glikosidik, yang memberikan karakterhidrofobik rongga dan berinteraksi dengan berbagai

molekul organik atau gugus.Guest molekul, dengan dimensi yang cocok untuk muat di dalam interior, dapatdimasukkan ke dalam

molekul siklodekstrin untuk membentuk zat-siklodekstrinkompleks. Interaksi ini melalui kelompok hidrofobik atau kelompok molekul

yangcock dengan dinding rongga siklodekstrin.

            Siklodekstrin dapat diproduksi daripati melalui fermentasi oleh mikroorganisme seperti bacillus macerans danBacillus circulans.

Enzim dalam mikroorganisme ini disebutcyclodextrintransglycosidase mengubah pati terhidrolisis sebagian menjadi tigasiklodekstrin

yang khas yaitu alpha-, beta-, dan gamma-siklodekstrin dimanamasing-masing mengandung enam, tujuh, atau delapan cincin molekul

glukosa(Reineccius, 1994). Tergantung pada enzim yang digunakan dan kondisi di manareaksi dilakukan, campuran jenis siklodekstrin

berbeda atau satu jenissiklodekstrin dapat dibentuk. Siklodektrin beta (β) merupakan siklodekstrindominan diproduksi oleh banyak

enzim dan telah ditemukan untuk menjadi yangpaling cocok untuk masuknya molekul rasa.

            Bentuk siklodekstrin seperti kerucutterpotong berongga. Kelompok-kelompok hidroksil dari monomer glukosa yangterletak di

pinggiran molekul dan diarahkan jauh dari rongga cincinsiklodekstrin yang berinteraksi dengan air dan memberikan sifat kelarutan

padasiklodekstrin. Kekuatan mengikat yang terlibat dalam pembentukan kompleksmeliputi van der Waals, interaksi hidrofobik, dan

interaksi dipol-dipol (Hedgeset al., 1995).

Dalam larutan berair, bagian dalam siklodekstrinditempati oleh molekul air yang dapat dengan mudah digantikan oleh molekul lainyang

kurang polar. Biasanya, satu molekul siklodekstrin akan mencakup satumolekul lain, sehingga pemuatan molekul lain tergantung pada

berat rata-ratamolekul lain. Kompleks siklodekstrin relatif stabil dan kelarutannya dalamlarutan air sangat kurang sehingga akan mudah

mengendap dan dipisahkan(Reineccius, 1994). Berbagai macam molekul organik mampu membentuk kompleksdengan siklodekstrin,

yang meliputi senyawa alifatik, turunan fenil, cincinterkonjugasi, dan senyawa heterosiklik (Hedges et al., 1995). Dimensi molekuldari

beberapa komponen aroma dan bobot molekul β-siklodekstrin komplekstercantum dalam Tabel 7.1.

Tabel7.1 Molekul dimensi dari beberapa komponen aromadan bobot molekul β-siklodekstrin kompleks mereka (dimodifikasi

dariReineccius, 1994).

            Berikutini merupakan deskripsi singkat dari sebuah proses untuk inklusi molekul bahanpenyedap oleh siklodekstrin.

Pertama,etanol : campuran air sebesar 2 : 1disiapkan dan dipanaskan hingga bersuhu 50-55 ◦ C. β-siklodekstrin ditambahkanke dalam

larutan pada konsentrasi larut lebih dari 10 % (berat). Segera setelahpenambahan bahan penyedap, kompleks β-siklodekstrin, disertai

molekul flavormulai mengendap. Dengan agitasi kontinyu, suhu larutan diperbolehkan untukturun ke suhu kamar dan akhirnya sampai

4 ◦ C dalam lemari es. Untukpembentukan efisien dan pengendapan kompleks, suhu harus rendah. Kompleks,dingin endapan

dikumpulkan dari pelarut dengan menyaring, pertama dikeringkandengan udara, dan kemudian dikeringkan pada 50 ◦ C selama 16 jam.

Produk akhiradalah bebas-mengalir siklodekstrin/aroma kompleks yang mengandung 6-15% bahanpenyedap (b/ b).

            Siklodekstrinmemberikan perlindungan yang luar biasa untuk cita rasa yang terlindungi dalamhal kehilangan penguapan dan

oksidasi. Kerugian senyawa flavor pada umumnyakarena jumlah kehilangan senyawa lebih besar selama pembentukan kompleks

danatau selama proses pengeringan berlanjut. Setelah kompleks terbentuk, cukupstabil dalam penguapan. Telah dilaporkan bahwa

hanya sekitar 5% dari hilangnyavolatil termasuk ada setelah penyimpanan pada suhu kamar selama 2 tahun. Rasadisertakan juga

sangat stabil terhadap oksidasi. Setelah 10 tahun penyimpanan,beberapa siklodekstrin/aroma kompleks yang ditemukan masih

memiliki kualitassensorik baik dalam hal evaluasi kualitas organoleptik.

            Selainmenggunakan sebagai matriks enkapsulasi untuk rasa, siklodekstrin memilikiaplikasi lain dalam industri makanan karena

afinitas variabel mereka untuksenyawa rasa yang berbeda. Misalnya, β-siklodekstrin telah digunakan untukmenghilangkan zat pahit

dari jus jeruk dan jeruk. Ini juga telah digunakanuntuk menghilangkan cita rasa dari beras tua, bau dan rasa dari produk

kedelai(Reineccius, 1994). β-siklodekstrin juga dapat digunakan untuk mengembalikanaroma minyak dari sumber daya alam, seperti

minyak bawang merah dan bawangputih. Rasa pahit hop dan astringency dari hidrolisat protein dapat sepenuhnyaditutupi dengan

menambahkan β-siklodekstrin (Hedges et al., 1995).

            Siklodekstrinsangat mahal dan memiliki pemuatan aroma rendah (6-15% rasa pada basis kering)bila dibandingkan dengan

proses pesaing lainnya. Saat ini, siklodekstrin tidakdisetujui untuk digunakan makanan di Amerika Serikat dan Eropa Barat

ketikamereka berada di Jepang dan Eropa Timur (Heath dan Reineccius, 1986).Siklodekstrin akan digunakan dalam aplikasi yang

sangat khusus dimana prosesbersaing gagal atau cita rasa dihargai sangat tinggi harus dilindungi.

8. COACERVATION

            Coacervationadalah kimia koloid yang dapat didefinisikan sebagai "miscibility parsialdari dua atau lebih cairan isotropik optik,

dimana salah satunya dalam keadaankoloid" dan merupakan salah satu teknik tertua untuk enkapsulasi. Hal inidianggap sebagai

microcapsulation dengan proses yang baik dimana bahan pelapissepenuhnya mengelilingi inti dengan lapisan kontinyu (Soper, 1995).

            Mekanismedasar dalam metode ini adalah pembentukan emulsi dan selanjutnya pengendapanfase kontinyu di sekitar tetesan

fase terputus-putus. System yang bekerjaterdiri dari tiga fase, yang mencakup pelarut, bahan yang akan dikemas, danbahan pelapis.

Ada tiga tahapan utama dalam proses coacervation (Heath, 1978;Heath dan Reineccius, 1986; Raja, 1995; Shay, 1994):

1.        Pembentukan tiga fase bercampur saat pencampuran dalam kondisi yangterkendali. Pada bumbu makanan, penggunaan bahan

pelapis secara ketat dibatasioleh peraturan bahan aditif makanan; hanya gelatin digunakan dalam kebanyakansituasi.

2.        Deposisi bahan pelapis di sekitar bahan inti. Ini melibatkan penyerapanantarmuka dari fase hidrofilik pada tetesan bahan inti.

Untuk membentuk kapsul,pH dan suhu harus disesuaikan sehingga saat encapsulant keluar dari solusidapat mengental dan

membentuk dinding sel. Pada tahap ini dinding sel masihcair dan perlu pengerasan.

3.        Penyusutan dan pemadatan lapisan cairan untuk membentuk mikrokapsulpadat. Ini dapat dilakukan melalui pemanasan,

desolvation, atau teknik silang.

Gambar8.1 Tiga tahapan utama microcapsulasi olehcoacervation (diadaptasi dari Shay, 1994): (a) pembentukan tiga fase bercampur,

(b) pengendapan bahan pelapis di sekitar bahan inti, dan (c) pembentukanmikrokapsul yang solid melalui penyusutan dan solidifikasi.

Coacervation diklasifikasikan menjadi coaservation sederhana dan kompleks. Coacervationsederhana berupa sistemyang mengandung

hanya satu koloid terlarut (misalnya, hanya gelatin), sedangkancoacervation kompleks dengan systemmengandung lebih dari satu

terlarut (misalnya, gelatin dan akasia gusi). Untuk coacervation sederhana, non-solvent ataubahan kimia lain perlu ditambahkan untuk

kelarutan dengan zat terlarut koloid.Kemudian, presipitasi protein berlangsung dan fase coacervation kaya protein terbentuk.

Coacervation adalah teknik yang dapat menghasilkanpartikel dengan ukuran dari sub-mikron. Jumlah pelapisan dapat

disesuaikan,dengan demikian, kekuatan aroma akhir dari produk akhir terkontrol. Rilis rasayang diencapsulasi dapat dicapai dengan

pecahnya dinding kapsul, panas atauair, atau reaksi kimia, tergantung pada sifat dan penggunaan akhir (Shay,1994). Dengan efisiensi

85 - 90%, maka dapat diharapkan bernilai ekonomis danaplikatif dalam enkapsulasi bahan makanan. Teknik ini telah digunakan untuk

beberapaenkapsulasi rasa khusus dan telah dievaluasi sebagai teknologi enkapsulasiflavor yang potensial. Biaya tinggi dan masalah

dalam menemukan bahan pelapisiadalah dua alasan utama yang menyebabkan aplikasinya dalam industri makananterbatas (Dziezak,

1988; Graves dan Weiss, 1992).

            Coacervation, juga disebut "fasepemisahan" dapat lebih diklasifikasikan sebagai air dan fase non-aquous.Pemisahan

tergantung pada apakah air digunakan sebagai pelarut. Pemisahan airadalah yang paling umum karena komponen rasa merupakan

komponen inti (sebagaibahan inti) yang hidrofobik di alam. Bahan pelapis harus larut dalam pelarutdan produk makanan jadi umumnya

memiliki sistem berair (Heath dan Reineccius,1986). Hal ini dimungkinkan untuk microencapsulasi bahan inti hidrofilik dalampelapis

larut minyak, yang disebut baik mikroenkapsulasi air dalam minyak ataupemisahan fase organik. Setelah bahan inti polar tersebar

dalam, pelarutorganik non-polar pada suhu tinggi, bahan pelapis larut minyak kemudiandilarutkan dalam pelarut. Dengan menurunkan

suhu, bahan pelapis polimer akanmuncul sebagai fasecoacervateterpisah dan membentuk lapisan di sekeliling partikel inti. Lapisan ini

secarabertahap akan memperkuat dan tetap larut dalam pelarut dingin. Proses inibiasanya diterapkan dalam industri farmasi,

menggunakan etilselulosa sebagaibahan pelapis, dan belum disetujui untuk digunakan dalam industri makanan(Graves dan Weiss,

1992).

            Coacervation adalah teknik enkapsulasiyang efisien tapi mahal. Ini mungkin satu-satunya metode yang dapatmenghasilkan

partikel yang dapat dienkapsulasi dari ukuran sub-mikron. Jumlahpelapisan dapat disesuaikan, dengan demikian, kekuatan aroma dari

produk akhirdapat dikontrol. Pelepasan rasa enkapsulasi dapat dicapai dengan pecahnya fisikdari dinding kapsul, panas atau air, atau

reaksi kimia, tergantung pada sifatdan penggunaan akhir (Shay, 1994). Dengan muatan tinggi yang khas (85-90%),maka dapat

diharapkan bahwa akan ekonomis untuk memiliki berbagai aplikasidalam enkapsulasi bahan makanan, tapi seperti tidak terjadi: telah

digunakanuntuk hanya beberapa enkapsulasi rasa khusus dan dievaluasi sebagai teknologienkapsulasi flavor potensial. Biaya tinggi

dan masalah menemukan bahan makananpelapis disetujui adalah dua alasan utama yang membatasi aplikasi dalamindustri makanan

(Dziezak, 1988; Graves dan Weiss, 1992).

 

9. EkstrusiSentrufugal

            SouthwestResearch Institute (San Antonio, TX) mengembangkan konsep enkapsulasi yang unikpada tahun 1960 dan metode

ini telah dipatenkan (Sparks, 1981; Schlameus,1995). Ekstrusi sentrifugal adalah proses kerja ekstrusi cair di mana digunakansaluran

konsentris yang berisi kepala ekstrusi berputar. Melalui tabung pengisikonsentris, baik pelapis dan bahan inti yang dipompa secara

terpisah menuju kesaluran yang dipasang pada permukaan perangkat lainnya. Bahan inti mengalirmelalui pusat tabung, sementara

bahan pelapis mengalir melalui tabung lainnya.Seluruh perangkat terpasang pada poros berputar sehingga kepala berputardisekitar

sumbu vertikal. Pada kepala berputar, bahan inti dan bahan pelapisyang kerja diekstrusi melalui lubang saluran konsentris sebagai inti

bahanpelapis yang menutupi bagian dalam. Kepala ekstrusi berputar, terjadi gayasentrifugal impelers batang luar, menyebabkan ia

masuk ke partikel berbentukbola kecil. Dengan aksi tegangan permukaan, bahan pelapis mengelilingi bahaninti, membentuk lapisan

kontinyu (Graves dan Weiss, 1992). Sementara tetesanberada yang berada dalam putaran, dinding pelapis cair mengeras

melaluipenguapan pelarut dari dinding larutan karena tetesan dibentuk oleh pecahnyacairan, proses ini hanya cocok untuk bahan

dalam bentuk cair atau dalam keadaanbubur. Tetesan memiliki berbagai ukuran partikel yang sempit (dalam ± 10% daridiameter rata-

rata).

            Kapsuldikumpulkan di pada tempat datar yang bergerak, yang memiliki dampak bantalandan menyerap kelembaban lapisan

yang tidak diinginkan. Sebuah cincin sempitditempatkan di sekitar mulut pipa semprot umumnya digunakan untuk

mengumpulkankapsul. Jika diperlukan, dapat berisi baik padatan atau larutan cairan, yangdapat meredam dampak, melindungi partikel,

dan melayani fungsi tambahan. Patidapat menyerap kelembaban berlebih dan berfungsi sebagai pelapis. Pelarut yangcocok mampu

menghubungkan secara silang bahan yang dapat mengeras ataumengurangi kelarutannya jika lapisan gelatin digunakan (Graves dan

Weiss, 1992;Schlameus, 1995; Sparks, 1981).

            Untukhasil enkapsulasi yang baik, kedua bahan inti dan pelapis harus memenuhibeberapa persyaratan khusus. Materi inti cair

harus dapat dipompa, dan jenisberikut cairan yang dapat digunakan antaralain:

1)    bahan yang cair pada suhu kamar;

2)    padatan yang dapat mencair pada suhu di bawah 80 ºC;

3)    dispersi halus dibagi padatan dalam cairan.

            Bahanpelapis harus pembentuk film yang bagus dan mampu dengan cepat mengeras, mampumengumpulkan kapsul, memiliki

viskositas dan "serabut" sebagai mengendalikanfaktor. Untuk kedua inti dan bahan pelapis, viskositas mereka harus cukuprendah

(hingga beberapa ribu sentipoise) sehingga memungkinkan alirandiekstrusi mereka untuk masuk ke tetesan. Untuk bahan pelapis,

viskositasrendah juga memungkinkan pembentukan tetesan tanpa bagian akhir yang berlebihanatau mampu merangkai antara kapsul

individu dengan kapsul lainnya (Schlameus,1995). Sejumlah inovatif, sistem pangan disetujui pelapisan telah dirumuskanuntuk

membungkus produk seperti rasa, bumbu, vitamin, dan banyak lainnya. Intiyang khas dan bahan pelapis yang tercantum dalam Tabel

9.1

Ekstrusi sentrifugal adalah proses murah dan sangat baikuntuk menghasilkan partikel dengan diameter 400 - 2.000 µm. Tingkat

produksinyatinggi (sampai 22,5 kg permikrokapsul mulut pipa per jam), dengan ujung salurantersedia 16 saluran. Hal ini dimungkinkan

untuk menampung larutan cair dalambahan berpelapis lilin, masalah yang ada yaitu sulit bagi beberapa proses.Bahan berserabut tidak

memungkinkan untuk dapat dipecah/diuraikan secara bersihatau tidak bersisa dan bahan yang memiliki satu lapisan tidak cocok

untukproses ini (Sparks, 1981).

10. Pelapis dengansuspensi udara (Air Suspension Coating)

            Pelapisdengan suspensi udara (Air Suspension Coating) juga disebut pelapisan dengancara semprot atau pengolahan dengan

cara alas cairan (fluidized bed processing)dan umumnya digunakan untuk enkapsulasi bahan padat (Graves dan Weiss,

1992).Biasanya teknologi enkapsulasi ini digunakan untuk produksi secara komersialdan menjadi yang terbesar pada urutan kedua

produk dikemas dalam industrimakanan. Hal tersebut karena fleksibilitas yang baik untuk berbagai bahandengan inti yang berbeda,

pelapisan dengan suspensi udara telah berhasilditerapkan untuk enkapsulasi kandungan dari makanan. Wurster adalah

seorangprofesor farmasi di Universitas Wisconsin, yang pertama kali mengembangkan prosesini pada tahun 1950 dan digunakan untuk

pelapisan tablet dalam farmasi. Sejakitu, dia telah menjadi lebih populer terutama karena ketersediaan secarakomersial dari peralatan

yang sesuai dengan partikel berbahan cair. Banyakmodifikasi telah dibuat dari bentuk asli metodenya dan sebagian besardifokuskan

pada metode yang berbeda yang digunakan untuk memisahkan lapisansehingga mencapai teknologi enkapsulasi yang baik atau

karakteristik pada bahandengan sifat khusus. Namun, konsep dasar Wurster tidak berubah, yaitupenyemprotan tetesan aerosol untuk

penimpaan dan memberikan mantel (lapisan)partikel padat (Graves and Weiss, 1992).

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.1, partikel padatyang akan dikemas memasuki aliran udara, dipanaskan atau didinginkan, di

bagianbawah ruang pelapis (coating chamber) dan diangkat oleh aliran udara ke atasbergerak ke ruangan  di atas. Di bagianatas

ruangan partikel menetap kembali ke sisi ruangan karena aliran udara lebihlambat dan menunggu untuk didaur ulang. Sebuah kabut

halus dari bahan pelapis,yang dicairkan atau dilarutkan dalam pelarut menguap, dikabutkan melalui nozelsemprot ke ruang udara dan

disimpan pada partikel sementara mereka ditangguhkan.Setiap partikel secara bertahap ditutupi dengan film bahan pelapis

denganmembuat melewati banyak ke dalam wilayah semprot. Gerakan partikel dari bawahke atas ruang melalui aerosol adalah secara

acak, sehingga memungkinkan untuklapisan yang agak seragam pada partikel. Aliran udara yang konstan, yangmemiliki pengaturan

suhu dan kelembaban terkontrol, memungkinkan bahan lipidmeleleh sehingga lapisan/pelapis menimpa partikel yang mendingin dan

mengerasatau dalam kasus lapisan dilarutkan oleh pelarut yang menguap. Filter berporidi atas untuk perangkap ruangan partikel kecil

di udara dan mengembalikanmereka ke proses untuk pelapisan lanjut. Produk akhir akan dikeluarkan dariruangan, didinginkan, dan

dilewatkan melalui prosedur pengeringan akhir sebelumkemasan (Graves dan Weiss, 1992; DeZarn, 1995).

            Sejumlahparameter dari operasi yang penting harus dipertimbangkan untuk mencapai hasilyang optimal. Volume udara yang

digunakan untuk fluidisasi adalah variabelkunci dalam suatu proses karena mengontrol ketinggian partikel tersuspensi diwilayah

pelapisan (coating) dan memberikan gerakan alas yang tepat untuklapisan yang seragam. Variabel lain yang penting dalam

enkapsulasi adalah suhuudara: suhu yang tepat meningkatkan cairan yang keluar (wetout) atau permukaanpenyebaran bahan pelapis

ke partikel, sementara hasil temperatur yang salahakan menyebabkan dalam cakupan lengkap dengan bahan pelapis

sehinggamenghasilkan produk-produk berkualitas enkapsulasi yang jelek. Parameteroperasi lainnya termasuk bagian dari ukuran

semprot, tinggi nozzle, tingkatsemprot dan temperatur, dan atomisasi suhu udara dan tekanan (DeZarn, 1995).

            Sifatfisik partikel juga harus diselidiki untuk menentukan kelayakan menggunakanteknologi alas fluida (fluid bed

technology).Bentuk dan ukuran partikel sangat penting untuk kualitas produk enkapsulasiakhir. Secara umum, partikel yang lebih bulat,

semakin baik enkapsulasi yangdihasilkan. Hal ini dapat dijelaskan dengan dua cara: (a) tepi tajam bisamenonjol melalui permukaan

lapisan yang diterapkan dan menjadi rentan terhadappada produk, dan (b) jumlah luas permukaan yang diperlukan untuk

cakupanberkurang karena bentuk yang lebih bulat sehingga lapisan lebih tebal. Partikeldengan bentuk tidak teratur biasanya

memerlukan modifikasi struktur untukmemperbaiki bentuk mereka sebelum menggunakan metode ini (DeZarn, 1995).

            Telahditemukan bahwa partikel padat dengan ukuran distribusi partikel sempit dansegi yang baik adalah yang paling cocok

untuk enkapsulasi dalam teknik alasfluida (fluid bed technology). Meskipun dimungkinkan untuk membungkus partikelukuran mulai dari

35 sampai 5.000 μm, kisaran ukuran partikel terbaik adalahantara 50 dan 500 μm. Ukuran partikel maksimum yang diijinkan tergantung

padakapasitas turbin dari alas fluida (fluid bed), sedangkan ukuran partikelminimum tergantung pada porositas dari filter udara keluar.

Untuk serbuk halus,aglomerasi pada tahap awal tidak dapat dihindari, tetapi lapisan yang efektifdapat dicapai nanti. Karena partikel

yang lebih besar memiliki luas permukaankurang dari yang kecil, mereka akan memiliki bahan pelapis tebal daripadapartikel yang lebih

kecil berdasarkan berat pelapis (coating dan) sehingga itulebih baik daripada enkapsulasi (DeZarn, 1995).

            Ketikamemilih bahan pelapis yang sesuai, sejumlah faktor harus dipertimbangkan.Viskositas, stabilitas termal, dan pembentuk

film dari kemampuan bahan pelapissangat penting. Pelapis harus memiliki viskositas yang tepat untuk dipompa dandiatomizable, harus

dapat menahan suhu pengolahan berkisar 15 dan 75 ºC, dandapat tersebar di permukaan partikel (DeZarn, 1995). Pelapis dapat dipilih

dariturunan selulosa, dekstrin, pengemulsi, lipid, atau derivatif protein dan pati,sementara dalam keadaan cair atau dilarutkan dalam

pelarut yang mudahterevaporasi (evaporable) (Dziezak, 1988). Bahan idealnya cocok untuk pelapisan(coating) panas yang meleleh

adalah minyak sayur yang terhidrogenasi ataustearines, seperti kedelai, biji kapas, kelapa, dan kanola (asam rendaherusat), asam

lemak, berbagai pengemulsi, dan lilin lebah atau lilin carnauba.Tingkat pelapisan berkisar dari 5 sampai 50%, tergantung pada ukuran

partikelbahan inti dan tingkat perlindungan yang dibutuhkan. Umumnya digunakan bahanpelapis yang larut dalam air adalah

maltodekstrin, pati, gusi, dan turunanselulosa. Tingkat lapisan mereka juga berkisar dari 5 sampai 50%, tetapi padaumumnya tidak

melebihi 30% karena waktu proses mahal dan lama termasuk dalammenghilangkan air dari bahan pelapis (DeZarn, 1995).

            Metodeini dapat digunakan untuk pelapis lemak sekunder pada bahan yang sudah dikemasdalam memperoleh perasa dengan

sifat termal rilis. Hal ini memberikanperlindungan tambahan yang sangat baik untuk bahan inti pada enkapsulasi dankelarutan/daya

leleh (meltability) oleh proses pelapisan sekunder. Kerugianutama dari metode ini adalah biaya tambahan karena proses batch yang

panjang,yang memakan waktu 2-12 jam untuk menyelesaikan. Ada juga sejumlah besar bahanpelapis yang diperlukan untuk

memastikan lapisan lengkap, yang menghasilkanpengenceran pada bahan inti dan biaya tambahan (Reineccius, 1994; Dziezak,1988).

�6s �[�� disetujui untuk digunakan dalam industri makanan(Graves dan Weiss, 1992).

 

            Coacervation adalah teknik enkapsulasiyang efisien tapi mahal. Ini mungkin satu-satunya metode yang dapatmenghasilkan

partikel yang dapat dienkapsulasi dari ukuran sub-mikron. Jumlahpelapisan dapat disesuaikan, dengan demikian, kekuatan aroma dari

produk akhirdapat dikontrol. Pelepasan rasa enkapsulasi dapat dicapai dengan pecahnya fisikdari dinding kapsul, panas atau air, atau

reaksi kimia, tergantung pada sifatdan penggunaan akhir (Shay, 1994). Dengan muatan tinggi yang khas (85-90%),maka dapat

diharapkan bahwa akan ekonomis untuk memiliki berbagai aplikasidalam enkapsulasi bahan makanan, tapi seperti tidak terjadi: telah

digunakanuntuk hanya beberapa enkapsulasi rasa khusus dan dievaluasi sebagai teknologienkapsulasi flavor potensial. Biaya tinggi

dan masalah menemukan bahan makananpelapis disetujui adalah dua alasan utama yang membatasi aplikasi dalamindustri makanan

(Dziezak, 1988; Graves dan Weiss, 1992).

 

9. EkstrusiSentrufugal

            SouthwestResearch Institute (San Antonio, TX) mengembangkan konsep enkapsulasi yang unikpada tahun 1960 dan metode

ini telah dipatenkan (Sparks, 1981; Schlameus,1995). Ekstrusi sentrifugal adalah proses kerja ekstrusi cair di mana digunakansaluran

konsentris yang berisi kepala ekstrusi berputar. Melalui tabung pengisikonsentris, baik pelapis dan bahan inti yang dipompa secara

terpisah menuju kesaluran yang dipasang pada permukaan perangkat lainnya. Bahan inti mengalirmelalui pusat tabung, sementara

bahan pelapis mengalir melalui tabung lainnya.Seluruh perangkat terpasang pada poros berputar sehingga kepala berputardisekitar

sumbu vertikal. Pada kepala berputar, bahan inti dan bahan pelapisyang kerja diekstrusi melalui lubang saluran konsentris sebagai inti

bahanpelapis yang menutupi bagian dalam. Kepala ekstrusi berputar, terjadi gayasentrifugal impelers batang luar, menyebabkan ia

masuk ke partikel berbentukbola kecil. Dengan aksi tegangan permukaan, bahan pelapis mengelilingi bahaninti, membentuk lapisan

kontinyu (Graves dan Weiss, 1992). Sementara tetesanberada yang berada dalam putaran, dinding pelapis cair mengeras

melaluipenguapan pelarut dari dinding larutan karena tetesan dibentuk oleh pecahnyacairan, proses ini hanya cocok untuk bahan

dalam bentuk cair atau dalam keadaanbubur. Tetesan memiliki berbagai ukuran partikel yang sempit (dalam ± 10% daridiameter rata-

rata).

            Kapsuldikumpulkan di pada tempat datar yang bergerak, yang memiliki dampak bantalandan menyerap kelembaban lapisan

yang tidak diinginkan. Sebuah cincin sempitditempatkan di sekitar mulut pipa semprot umumnya digunakan untuk

mengumpulkankapsul. Jika diperlukan, dapat berisi baik padatan atau larutan cairan, yangdapat meredam dampak, melindungi partikel,

dan melayani fungsi tambahan. Patidapat menyerap kelembaban berlebih dan berfungsi sebagai pelapis. Pelarut yangcocok mampu

menghubungkan secara silang bahan yang dapat mengeras ataumengurangi kelarutannya jika lapisan gelatin digunakan (Graves dan

Weiss, 1992;Schlameus, 1995; Sparks, 1981).

            Untukhasil enkapsulasi yang baik, kedua bahan inti dan pelapis harus memenuhibeberapa persyaratan khusus. Materi inti cair

harus dapat dipompa, dan jenisberikut cairan yang dapat digunakan antaralain:

1)    bahan yang cair pada suhu kamar;

2)    padatan yang dapat mencair pada suhu di bawah 80 ºC;

3)    dispersi halus dibagi padatan dalam cairan.

            Bahanpelapis harus pembentuk film yang bagus dan mampu dengan cepat mengeras, mampumengumpulkan kapsul, memiliki

viskositas dan "serabut" sebagai mengendalikanfaktor. Untuk kedua inti dan bahan pelapis, viskositas mereka harus cukuprendah

(hingga beberapa ribu sentipoise) sehingga memungkinkan alirandiekstrusi mereka untuk masuk ke tetesan. Untuk bahan pelapis,

viskositasrendah juga memungkinkan pembentukan tetesan tanpa bagian akhir yang berlebihanatau mampu merangkai antara kapsul

individu dengan kapsul lainnya (Schlameus,1995). Sejumlah inovatif, sistem pangan disetujui pelapisan telah dirumuskanuntuk

membungkus produk seperti rasa, bumbu, vitamin, dan banyak lainnya. Intiyang khas dan bahan pelapis yang tercantum dalam Tabel

9.1

11. Spray Chilling

            SprayChilling dan pendinginan semprot sangat mirip dengan proses spray dryingenkapsulasi dalam keduanya melibatkan

penyebaran bahan inti menjadi bahanpelapis cair dan penyemprotan melalui nozel yang dipanaskan dalam lingkunganyang terkendali

(Dziezak, 1988). Yang membedakan antara Spray Chilling dengan Spray drying pada suhu udara (didinginkanatau dibekukan) yang

digunakan dalam ruang pengering serta jenis lapisanditerapkan. Udara sejuk atau dingin dalam ruang menyebabkan material

pelapisuntuk memperkuat sekitar inti. Bahkan, tidak ada penguapan air dari bahanpelapis di ruang udara pengeringan. Dalam semprot

secara dingin, bahan pelapisyang paling sering digunakan adalah minyak nabati cair difraksinasi danterhidrogenasi dengan titik leleh 32

– 42 ºC, sedangkan minyak nabati ataubahan lain dengan titik leleh 45 – 122 ºC sering digunakan dalam pendinginansemprot (Risch,

1995).

            Keduametode hanya berbeda dalam titik leleh bahan pelapis yang digunakan. Merekayang paling sering digunakan untuk

membungkus makanan padat aditif, sepertivitamin, mineral, atau asam. Produk akhir dari metode semprot dingin yang tidaklarut air

tetapi dapat melepaskan isinya pada sekitar titik leleh pada bahanpelapis. Ini disebut mengendalikan dalam membuat proses yang

cocok untukpelapisan sekunder rasa dengan Spraydrying untuk menghambat hilangnya komponen volatil mereka selama prosestermal

(Dziezak, 1988; Graves andWeiss, 1992; Risch, 1995). Produk-produk Spray chilling memiliki aplikasi dalamproduk bakery, campuran

sup kering, dan makanan yang mengandung tingkat tinggilemak (Dziezak, 1988).

            Metode Spray chilling dapat digunakan untukmelindungi rasa (enkapsulasi) dengan hanya mencampur rasa dengan lemak

dankemudian menyemprotkan rasa / solusi lemak menjadi spray dryer udara dingin. Produk akhir adalah rasa yang mengalirbebas

pada bubuk yang dikemas dengan lemak. Namun, ada hambatan sedikit atauhilangnya rasa secara difusi jika rasa yang larut dalam

lemak. Atau, lemak ataulilin yang lipofilik di alam dan bercampur dengan rasa dapat digunakan sebagaicarrier, tetapi sulit untuk

menemukan bahan murah seperti di food grade. Metodeini juga berguna untuk merangkum rasa berair dan menghasilkan air-dalam-

lemakemulsi (Reineccius, 1994).

            Keduametode ini relatif murah dan menyediakan jenis enkapsulasi yang dapat digunakanuntuk rilis terkendali bahan inti.

Dengan kemungkinan memilih titik leleh bahanpelapis, properti rilis diinginkan termal tersedia, yang penting untuk panganbahan dalam

aplikasi makanan banyak.

 

12. Sentrifugasipemisahan suspensi

            MetodeSentrifugasi pemisahan pelapis (CSS), disebut juga sebagai  pemisahan suspensi berotasi, pertama kalidikembangkan

oleh Sparks pada tahun 1987. Terdiri dari alat penyemprot denganpiringan yang berputar dan suspensi inti partikel dalam cairan

pelapis akanmelewati alat ini. Dua jenis ukuran partikel yaitu, partikel inti yang lebihbesar dengan lapisan bahan pelapis dan tetesan

kecil dari bahan pelapis murni,terbentuk di tepi penyemprot dengan piringan berputar yang dipasang dibagianatas pengeringan atau

pendinginan. Mereka hanya dapat dipisahkan oleh gerakanlintasan mereka dari piringan berputar dan keduanya dipadatkan ketika

merekajatuh melalui ujungnya. Bahan pelapis yang berukuran lebih kecil dihilangkanuntuk daur ulang dengan menggunakan saringan

atau siklon (Sparks et al., 1995).Prinsip di balik proses ini diilustrasikan pada Gambar 12.1

n lebavza ���[nauba.Tingkat pelapisan berkisar dari 5 sampai 50%, tergantung pada ukuran partikelbahan inti dan tingkat

perlindungan yang dibutuhkan. Umumnya digunakan bahanpelapis yang larut dalam air adalah maltodekstrin, pati, gusi, dan

turunanselulosa. Tingkat lapisan mereka juga berkisar dari 5 sampai 50%, tetapi padaumumnya tidak melebihi 30% karena waktu

proses mahal dan lama termasuk dalammenghilangkan air dari bahan pelapis (DeZarn, 1995).

 

            Metodeini dapat digunakan untuk pelapis lemak sekunder pada bahan yang sudah dikemasdalam memperoleh perasa dengan

sifat termal rilis. Hal ini memberikanperlindungan tambahan yang sangat baik untuk bahan inti pada enkapsulasi dankelarutan/daya

leleh (meltability) oleh proses pelapisan sekunder. Kerugianutama dari metode ini adalah biaya tambahan karena proses batch yang

panjang,yang memakan waktu 2-12 jam untuk menyelesaikan. Ada juga sejumlah besar bahanpelapis yang diperlukan untuk

memastikan lapisan lengkap, yang menghasilkanpengenceran pada bahan inti dan biaya tambahan (Reineccius, 1994; Dziezak,1988).

CSS adalah proses dengan tingkat produksi berkelanjutantinggi yang memerlukan beberapa detik hingga beberapa menit untuk bahan

intimenuju mantel. Ini telah mengurangi waktu proses dan penggunaan bahan pelapisberkurang (karena recycle) bila dibandingkan

dengan metode pelapis udarasuspensi. Ini dapat melapisi partikel dari berbagai ukuran lebar, dari 30 µmsampai beberapa milimeter,

dengan lapisan ketebalan mulai dari 30 – 2 µm(Dziezak, 1988; Sparks et al, 1995;. Reineccius, 1994). Proses ini sangatefisien, karena

menangani setiap partikel hanya sekali dan menghasilkanpartikel dilapisi sedikit. larutan food grade, suspensi, atau bahan meltable

sepertilemak dan digliserida dapat digunakan sebagai bahan pelapis secara langsungtanpa menggunakan pelarut (Sparks et al, 1995).

            CSSmerupakan metode pelapis yang efektif untuk aplikasi makanan banyak. Hal inidapat digunakan untuk melapisi pengering

semprot pada flavor untuk retensi yangbaik pada profil rasa dan kehilangan senyawa yang kurang stabil selamapenyimpanan jangka

panjang. Efisien lapisan jika pengering semprot partikelinti dari ukuran partikel yang lebih besar (hingga 100 pM). Namun, untuk

partikelberukuran lebih kecil mungkin ada jumlah yang diterima dari tetesan bahanpelapis murni dalam produk akhir ketika CSS

digunakan. Hal ini disebabkandistribusi ukuran tetesan bahan pelapis yang tidak terpakai, yang memilikibeberapa tumpang tindih

dengan bahwa dari bahan inti dilapisi, dan dengandemikian siklon daur ulang tidak memberikan diameter penghentian yang

tajam(Sparks et al., 1995) .

13. Freeze drying

            Freeze drying merupakan proses yangdiinginkan untuk dehidrasi hampir semua bahan yang sensitif terhadap panas,salah satu

contohnya flavor. Freezedrying telah digunakan untuk esensi mengenkapsulasi larut air dan aromaalami (Shahidi dan Han, 1993).

Karena proses dehidrasi seluruh selesai dalamkondisi suhu rendah dan tekanan rendah, dianggap bahwa proses tersebut

harusmemiliki retensi tinggi senyawa volatil. Telah diusulkan untuk produksi bubukaroma jeruk sebagai bahan rasa alami hanya dengan

melarutkan campuran berbagaipadatan sirup jagung dan gula dalam larutan aroma dan kemudian akan melaluipengeringan beku,

mempertahankan aroma dalam carrier.

 

14. Co-Kristalisasi

            Co-kristalisasiproses aplikasi dimana sukrosa digunakan sebagai matriks untuk penggabunganbahan inti. Ini melibatkan

kristalisasi spontan, yang menghasilkan agregatkristal mikro atau fondant berukuran mulai dari 3 - 30 µm, sementara penjebakannon-

sukrosa dalam bahan dalam atau di antara kristal sukrosa (Shahidi dan Han,1993). Sebuah konsentrat sirup sukrosa jenuh dicampur

dengan jumlah yang telahditetapkan bahan inti. Bahan inti itu sendiri akan menyediakan, melalui agitasimekanik, nukleasi untuk

kristalisasi gula. Bahan encapsulasi yang dibuang darikapal dan kemudian dikeringkan dengan kadar air yang diinginkan. Inti akantetap

berlokasi terutama di celah antara kristal.

15. Keterangan akhir

            Penggunaanmetode enkapsulasi telah dijelaskan dengan sangat luas dan cenderung tumpangtindih. Misalnya, seseorang dapat

mengecualikan proses tertentu dan lain-lainmendukung didasarkan pada karakteristik material yang akan dikemas, metode danpola

rilis, masalah kesehatan dan keselamatan, atau masalah ekonomi. Dalampenerapan metode enkapsulasi yang berbeda untuk bahan

makanan, kesehatan dankeselamatan faktor harus dipertimbangkan terlebih dahulu. Hanya bahan disetujuioleh US Food and Drug

Administration (FDA) harus digunakan dan "GenerallyRecognized As Safe" (GRAS) daftar harus dikonsultasikan. Setiap prosesatau

bahan yang sebelumnya tidak disetujui harus disampaikan ke FDA, yangpersetujuan persyaratan mencakup metode penghapusan

pelarut, kondisipenyimpanan, penanganan metode dan seterusnya (Sparks, 1981).

            Meskipunbanyak teknik yang tersedia untuk enkapsulasi bahan makanan, beberapa kebutuhandalam industri makanan masih

belum terselesaikan (Reineccius, 1994). Teknologienkapsulasi baru diperlukan dan bahan pelapis baru memiliki fungsi yang

berbedasesuai dengan apa yang diinginkan. Diharapkan teknik enkapsulasi baru, lebihbaik dan lebih ekonomis akan dikembangkan

dalam 10 tahun ke depan. Namun, jikateknik yang tersedia tetap sama, pasar untuk merangkum dalam industri makananakan terus

tumbuh pada tingkat dipercepat karena manfaat yang signifikan(Graves dan Weiss, 1992).

an pe�2sd���[n kecil dari bahan pelapis murni,terbentuk di tepi penyemprot dengan piringan berputar yang dipasang dibagianatas

pengeringan atau pendinginan. Mereka hanya dapat dipisahkan oleh gerakanlintasan mereka dari piringan berputar dan keduanya

dipadatkan ketika merekajatuh melalui ujungnya. Bahan pelapis yang berukuran lebih kecil dihilangkanuntuk daur ulang dengan

menggunakan saringan atau siklon (Sparks et al., 1995).Prinsip di balik proses ini diilustrasikan pada Gambar 12.1

 

n lebavza ���[nauba.Tingkat pelapisan berkisar dari 5 sampai 50%, tergantung pada ukuran partikelbahan inti dan tingkat

perlindungan yang dibutuhkan. Umumnya digunakan bahanpelapis yang larut dalam air adalah maltodekstrin, pati, gusi, dan

turunanselulosa. Tingkat lapisan mereka juga berkisar dari 5 sampai 50%, tetapi padaumumnya tidak melebihi 30% karena waktu

proses mahal dan lama termasuk dalammenghilangkan air dari bahan pelapis (DeZarn, 1995).

 

            Metodeini dapat digunakan untuk pelapis lemak sekunder pada bahan yang sudah dikemasdalam memperoleh perasa dengan

sifat termal rilis. Hal ini memberikanperlindungan tambahan yang sangat baik untuk bahan inti pada enkapsulasi dankelarutan/daya

leleh (meltability) oleh proses pelapisan sekunder. Kerugianutama dari metode ini adalah biaya tambahan karena proses batch yang

panjang,yang memakan waktu 2-12 jam untuk menyelesaikan. Ada juga sejumlah besar bahanpelapis yang diperlukan untuk

memastikan lapisan lengkap, yang menghasilkanpengenceran pada bahan inti dan biaya tambahan (Reineccius, 1994; Dziezak,1988).