Teknologi Pengolahan Enkapsulasi 4 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. a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. l.
Jenisbahan makanan yang dapat dienkapsulasi Penyedap Asam, basa, buffer Lipid Zat redoks (pemutihan,pematangan) Enzim dan mikroorganisme Pemanisbuatan Ragi Pengawet Pewarna Cross-linking dan settingagents Bahan dengan rasa dan aromayang tidak diinginkan 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 βsiklodekstrin (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 ratarata). 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 ratarata). 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-dalamlemakemulsi (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 penjebakannonsukrosa 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).
