TEKNOLOGI MIKROENKAPSULASI FLAVOR MOH. TAUFIK, STP, STP, MSI
PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
SUBTOPIK Mikroenkapsulasi Teknik Mikroenkapsulasi Bahan Penyalut Latihan
SUBTOPIK Mikroenkapsulasi Teknik Mikroenkapsulasi Bahan Penyalut Latihan
MIKROENKAPSULASI
Aplikasi Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi di Bidang Pangan
Aplikasi enkapsulasi dalam dunia pangan dilakukan oleh Scultz dan tim 1956an
Scultz dan tim menyalut minyak sitrus menggunakan sukrosa dan dekstrosa Scultz menghasilkan produk minyak sitrus yang stabil dan cita rasa tidak berubah selama penyimpanan selama enam bulan.
Mikroenkapsulasi di Bidang Pangan Mikroenkapsulasi memiliki beberapa bidang aplikasi yang pada umumnya pada industri makanan terutama industri flavor (Madene et al . 2006) Dalam industri pangan, proses mikroenkapsulasi dilakukan untuk 1. Melindungi komponen flavor 2. Melindungi rasa inti 3. Memudahkan penanganan
Keuntungan Mikroenkapsulasi Dengan adanya lapisan dari zat penyalut Zat inti terlindungi dari pengaruh luar Mikroenkapsulasi dapat mencegah perubahan warna dan bau serta dapat mencegah stabilitas zat inti dalam jangka waktu lama Dapat dicampur dengan komponen lain untuk membentuk kesatuan
Tantangan Mikroenkapsulasi Proses penyalutan yang kurang sempurna atau tidak merata Mempengaruhi pelepasan flavor Dibutuhkan teknologi mikroenkapsulasi Harus dilakukan pemilihan bahan penyalut dan pelarut yang sesuai
Mikroenkapsulasi Mikroenkapsulasi Suatu proses penyalutan
bahan-bahan yang berbentuk padat, cair, ataupun gas dengan menggunakan sebuah bahan penyalut. Mikroenkapsulasi
bertujuan untuk melindungi bahan inti (agar tetap aman dan tidak rusak) dari pengaruh lingkungan dan pelepasan inti dari penyalu Prinsip mikroenkapsulasi ini sama seperti suatu sel, dimana inti sel dilindungi oleh dinding sel.
Mikroenkapsulasi Zat aktif yang tersalut dalam mikrokapsul disebut core (inti). Inti memiliki wujud padat atau cairan yang memiliki sifat permukaan hidrofilik ataupun hidrofobik. Sedangkan zat penyalut atau dinding penyalut mikrokapsul disebut skin atau shell (pengkapsul).
Mikroenkapsulasi Kapsul dapat dikatakan berukuran mikro jika ukuran diameter partikelnya 1-1000 μm (Singh 2010) Jenis single core , dapat diperoleh dengan cara coacervation , droplet co- extrusion dan pemasukan molekul, sedangkan jenis multiple core diperoleh dengan cara spray drying . Bentuk mikrokapasul tidak selalu berbentuk bola, dapat berbentuk persegi panjang maupun tidak beraturan.
TEKNIK MIKROENKAPSULASI
Komponen Mikrokapsul
Pelarut
Bahan inti
Bahan penyalut
1. Bahan Inti Inti adalah bahan spesifik yang akan disalut Dapat berupa
zat padat, cair ataupun gas Bahan inti cair dapat terdiri dari bahan terdispersi atau bahan terlarut Bahan inti padat dapat berupa zat tunggal atau campuran zat lain (stabilizer, pengisi dll) Bahan inti yang digunakan sebaiknya tidak larut atau tidak bereaksi dengan bahan penyalut
2. Pelarut Pelarut Bahan yang digunakan
untuk melarutkan bahan penyalut dan mendispersikan bahan inti Pelarut dapat berupa pelarut tunggal atau pelarut campuran Pelarut campuran Campuran azeotrop Pelarut dengan komposisi dan titik didih yang tetap dimana selama proses penguapan komposisi campuran tidak berubah
3. Penyalut Bahan penyalut harus mampu memberikan suatu lapisan tipis yang kohesif dengan bahan inti Tidak berekasi dengan bahan inti Pada umumnya digunakan 3-30% dengan ketebalan dinding penyalut 0.1-60 mikrometer
Teknik Mikroenkapsulasi Teknik mikroenkapsulasi sangat banyak sekali Secara
umum teknik ini dibagi menjadi dua macam, yaitu secara fisik dan kimia. Teknik fisik meliputi spray drying, spray cooling, freeze drying, spinning disk, fluidized bed, extrusion dan co-crystallization teknik kimia meliputi coaservation , enkapsulasi molekular dan liposome entrapment .
Teknik Mikroenkapsulasi Teknik yang sering digunakan di industri pangan adalah
spray
drying . Proses mikroenkapsulasi dengan metode pengering semprot memiliki banyak keuntungan (Reineccius 1988) 1. Ketersediaan peralatan yang sederhana 2. Biaya proses relatif rendah 3. Pilihan yang luas dalam penggunaan bahan penyalut 4. Kemampuan retensi dan retensi bahan volatil yang baik
Pengering Semprot
Pengering Semprot
Pengering Semprot Teknik pengeringan semprot merupakan suatu proses pengeringan untuk mengurangi kadar air suatu bahan sehingga dihasilkan produk berupa bubuk melalui penguapan cairan Pengeringan semprot terdiri dari 3 tahap proses utama, yaitu proses 1. Atomisasi 2. Pengeringan 3. Pengumpulan bubuk kering yang dihasilkan.
1. Atomisasi Atomisasi adalah suatu proses yang akan memaksa bahan atau umpan melalui nozel atau atomizer (alat penyemprot), sehingga mengubah cairan menjadi butiran-butiran kecil Bahan (umpan) yang akan diatomisasi dalam kondisi yang bisa dipompa ( pumpable ), homogen dan tidak terdapat kotoran (impurities ). Biasanya umpan disiapkan dalam bentuk larutan, suspensi/dispersi atau emulsi.
Atomisasi Atomisasi merupakan proses paling penting untuk pengeringan semprot Proses ini akan memperluas permukaan pengeringan, semakin halus ukuran droplet, maka akan semakin cepat proses penguapan Peningkatkan efisiensi pengeringan.
Atomisasi Terdapat tiga tipe atomizer yang umum digunakan pada pengeringan semprot 1. Penyemprot piringan berputar (rotary wheel ) Proses atomisasi terjadi dengan memanfaatkan energi sentrifugal 2. Pressure nozzle Proses atomisasi dengan energi tekanan 3. Two-fluid nozzle Proses atomisasi dengan menggunakan energi kinetik
2. Tahap Pengeringan Bahan
Begitu disemprotkan dari atomizer, maka butiran-butiran halus tersebut seketika terpapar dengan panas pada ruang pemanas Penyebar udara (air disperser ) Mendorong dan menyebarkan udara panas ke dalam ruang pengering Pemanasan seragam
3. Tahap Pengumpulan Bubuk Kering
Setelah penyemprotan dan pengeringan, bubuk kering akan keluar Butiran berukuran kecil dan kering Kemungkian bisa terikut pada arus udara menuju ke sistem pembuangan Diperlukan sistem siklon pemisah butiran halus kering dan udara
BAHAN PENYALUT
Bahan Penyalut
Bahan penyalut adalah bahan-bahan yang berfungsi sebagai penyalut bahan inti (bahan aktif) dalam proses enkapsulasi Bahan penyalut yang umum digunakan untuk proses enkapsulasi adalah bahan yang berbasis dasar karbohidrat, protein, gum, lemak, dan bahan anorganik. Kelas
Jenis
Karbohidrat
Pati, dekstrin, sukrosa, CMC (karboksilmetilselulosa), etil selulosa, metil selulosa, nitro selulosa, dan asetil selulosa
Gum
Gum arab, agar, natrium alginat, karagenan
Protein
Gluten, kasein, gelatin, albumin
Lemak
Tristearin, asam stearat, monogliserida
Bahan anorganik
Kalsium fosfat, silikat
1. Maltodekstrin Maltodekstrin
(C 6H12O5)n H2O didefinisikan sebagai produk hidrolisat pati (polimer sakarida tidak manis) dengan panjang rantai rata-rata 5-10 unit/molekul glukosa. Keunggulan 1. Kelarutan tinggi dalam air 2. Memiliki viskositas rendah pada konsentrasi tinggi 3. Memiliki flavor release yang bagus/cepat 4. Larut dalam air dingin dengan sempurna 5. Memiliki harga yang terjangkau dan mudah diperoleh 6. Flavor dan rasa manis pada maltodekstrin sangat rendah sehingga dapat cepat hilang dalam penggunaannya Kelemahan : Maltodekstrin tidak memiliki kemampuan dalam emulsifikasi Tidak efektif untuk menstabilkan minyak Maltodekstrin dikombinasi dengan bahan seperti gum arab atau pati termodifikasi lainnya untuk keperluan stabilitas emulsi
2. Gum Arab Gum merupakan hasil sekresi bagian kulit atau batang tanaman (Acacia ), yang berupa cairan kental dan akan menjadi padat bila dibiarkan dingin Komponen penyusun gum arab antara lain adalah gula-gula sederhana seperti D-galaktosa, L-arabinosa, L-rhamnosa, dan unit asam glukoronat Keunggulan 1. Gum arab mudah larut ketika diaduk dalam air. 2. Gum ini sifatnya unik jika dibandingkan dengan gum lain dikarenakan kemampuannya yang dapat membentuk larutan dengan kekentalan yang rendah sehingga dapat membentuk larutan dengan konsentrasi sampai 50%. 3. Gum arab dapat mempertahankan flavor dari makanan yang dikeringkan dengan metode spray drying karena gum ini dapat membentuk lapisan yang dapat melindungi dari proses perubahan dekstruktif Kelemahan : Harganya yang cukup mahal dan ketersediaannya terbatas serta ketahanan oksidasinya rendah
3. Natrium Kaseinat
Natrium kaseinat (Na-Kas) salah satu contoh senyawa protein susu yang merupakan bahan penyalut yang potensial. Keunggulan Natrium Kaseinat 1. Natrium kaseinat dilaporkan mempunyai stabilitas panas yang cukup baik (~140°C) 2. Natrium kaseinat memiliki kemampuan emulsifikasi yang baik 3. Kelarutan dalam air tinggi Kelemahan : Memiliki viskositas yang tinggi sehingga Mempersulit proses pengering semprot Banyak penelitian telah menelaah penggunaan natrium kaseinat sebagai penyalut. Seperti pada penelitian minyak jeruk, retensi flavor yang diperoleh cukup baik.
LATIHAN
Latihan 1.
2. 3.
4.
5.
Kenapa digunakan emulsifier (Tween 80) dalam proses mikroenkapsulasi oleoresin ampas jahe! Menurut kalian nilai mana yang seharusnya lebih besar, analisis kadar total oil mikrokapsul atau analisis kadar surface oil mikrokapsul? Jelaskan! Bagaimana cara mengukur efisiensi proses enkapsulasi? Kenapa efisiensi enkapsulasi meningkat dengan makin menurunnyakonsentrasi enkapsulan yang digunakan. Jelaskan! Menurut kalian, mengapa terjadi perbedaan profil senyawa volatif sebelum dan sesudah mikroenkapsulasi. Jelaskan! Jika kalian sebagai penulis jurnal tersebut, parameter apa yang ingin kalian tambahkan di jurnal tersebut. Jelaskan!
