kimfis pbl 4
DESCRIPTION
KimfisTRANSCRIPT
Makro emulsi terpenting adalah minyak dalam air (W/O). Pada emulsi W/O, air
membentuk fase kontinyu yang mendeskripsikan tetes minyak, sperti susu.
Makroemulsi padabesaraan panjang gelombang sinar tampak 0.5 -1.0 biasanya
buram/tidak tembus cahaya karena tetes-tetesnya cukup besar untuk
menghamburkan (scatter) sinar. Hal ini menjadi alasan kenapa susu berwarna
putih. Komposisi utama susu adalah air dan lemak. Air berfungsi sebagai pelarut.
Pada susu tiap butir lemak (globula)dikelilingi oleh selaput protein yang dapat
memelihara kestabilan emulsi. Globula ini menentukan proses pemisahan susu,
pembuatan keju dan penggumpalan susu.
A. Jelaskan apa itu emulsi dan emulsifier ? Jelaskan faktor-faktor yang
mempengaruhi kestabilan emulsi ?
Jawab :
Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersinnya berupa fase cair dengan
medium pendispersinya bisa berupa zat padat, cair, ataupun gas. Suatu campuran yang
tidak stabil secara termodinamis, dari dua cairan yang pada dasarnya tidak saling
bercampur karena sifat kepolarannya yang berbeda. Terdiri dari paling sedikit dua fase
sebagai globul-globul dalam fase cair lainnya. Sistem ini biasanya distabilkan dengan
bantuan emulgator.
Komponen utama dalam suatu emulsi adalah fase minyak, fase air, dan emulgator.
Ketiga komponen tersebut dapat disatukan dalam bentuk emulsi W/O (Water in Oil), atau
emulsi O/W (Oil in Water) tergantung pada kelarutan emulgator yang digunakan.
Emulgator yang senderung water soluble akan menghasilkan emulsi bertipe O/W
sedangkan emulgator yang bersifat lipo soluble akan menghasilkan emulsi bertipe W/O.
Fase Minyak dapat memuat semua komponen yang larut dalam lemak sedangkan fase air
dapat memuat semua komponen yang larut air.
Emulsifier
Pada umumnya emulsi bersifat tidak stabil, yaitu dapat pecah atau lemak dan air akan
terpisah, tergantung dari keadaan lingkungannya. Emulsi ada dua macam yaitu emulsi air
dalam lemak atau emulsi water in oil dan emulsi lemak dalam air atau emulsi oil in water.
Untuk menstabilkan sistem emulsi biasanya ditambahkan emulsifier. Emulsifier adalah
zat-zat yang dapat mempertahankan sistem emulsi. Emulsifier atau zat pengemulsi
merupakan zat untuk membantu menjaga kestabilan emulsi minyak dan air.
Umumnya emulsifier merupakan senyawa organik yang memiliki dua gugus, baik
yang polar maupun nonpolar sehingga kedua zat tersebut dapat bercampur.
“ Emulsifier adalah substansi yang berfungsi untuk menjaga kestabilan emulsi karena
memiliki bagian hidrofilik dan hidrofobik dengan meningkatkan kestabilan kinetik
(IUPAC,1997).”
Faktor-faktor yang mempengaruhi kestabilan emulsi
Kestabilan emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu
1. Gaya tarik-menarik yang dikenal dengan gaya London-Van Der Waals. Gaya
ini menyebabkan partikel-partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan
mengendap.
2. Gaya tolak-menolak yang disebabkan oleh pertumpang-tindihan lapisan ganda
elektrik yang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid.
Faktor yang mempengaruhi kestabilan emulsi yaitu sebagai berikut :
1. Tegangan antarmuka rendah
Tengangan antar muka disebabkan karena gaya kohesi dari tiap cairan berbeda,
semakin besar gaya kohesinya maka akan semakin sulit kedua cairan bercampur. Oleh
sebab itu untuk memberntuk emulsi yang stabil diperlukan emulsifier yang dapat
menurunkan tegangan permukaan.
2. Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka
Emulgator akan diserap pada batas antara air dan minyak, sehingga terbentuk lapisan
film yang akan membungkus partikel fase dispers. Dengan terbungkusnya partikel
tersebut maka usaha antara partikel yang sejenis untuk bergabung menjadi terhalang.
Dengan kata lain fase dispers menjadi stabil.
3. Tolakkan listrik double layer
Jika minyak terdispersi kedalam air, satu lapis air yang langsung berhubungan
dengan permukaan minyak akan bermuatan sejenis, sedangkan lapisan berikutnya akan
bermuatan yang berlawanan dengan lapisan didepannya. Dengan demikian seolah-olah
tiap partikel minyak dilindungi oleh dua benteng lapisan listrik yang saling berlawanan.
Benteng tersebut akan menolak setiap usaha dari partikel minyak yang akan
menggandakan penggabungan menjadi satu molekul besar. Karena susunan listrik yang
menyelubungisesama partikel akan tolak menolak dan stabilitas emulsi akan bertambah.
Terjadinya muatan listrik disebabkan oleh salah satu dari ketiga cara dibawah ini.
Terjadinya ionisasi dari molekul pada permukaan partikel.
Terjadinya absorpsi ion oleh partikel dari cairan disekitarnya.
Terjadinya gesekan partikel dengan cairan disekitarnya.
4. Viskositas tinggi.
Ukuran partikel yang didistribusi partikel menunjukan peranannya dalam
menentukan viskositas emulsi . Umumnya emulsi dengan partikel yang makin halus
menunjukan viskositas yang makin besar dibandingkan dengan emulsi dengan partikel
yang lebih kasar.
5. Denaturisasi protein
Denaturasi protein akibat pemanasan dapat menyebabkan rusaknya stabilitas emulsi.
Protein merupakan agen pengemulsi karena memiliki gugus hidrofilik maupun
hidrofobik. Ketika protein terdenaturasi,
kelarutan protein menjadi berkurang karena lapisan protein bagian dalam yang bersifat
hidrofobik berbalik keluar sedangkan bagian hidrofilik yang tadinya di bagian luar
terlipat ke dalam.
Stabilitas emulsi tergantung dari ukuran partikel, perbedaan densitas kedua fase
(minyak dan air), pemakaian emulsifier dan suhu pengolahan.
B. Bagaimana cara mengukur kestabilan emulsi ?
Jawab :
Emulgator merupakan komponen yang paling menentukan tipe, penampilan, maupun
stabilitas emulsi. Sifat utama suatu emulgator adalah memiliki gugus hidrofil dan gugus
lipofil. Dengan adanya kedua gugus ini, suatu emulgator memiliki suatu harga
keseimbangan hidrofil – lipofil atau HLB (Hydrophilic – Lipophilic Balance). HLB inilah
yang sangat mempengaruhi tipe, penampilan, dan stabilitas emulsi.
Metode yang dapat digunakan untuk menilai efisiensi emulgator yang ditambahkan
adalah metode HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance).
(B1 x HLB1) + (B2 x HLB2) = (B campuran x HLB campuran)
B = Berat emulgator
Pemilihan emulgator dengan harga HLB tertentu akan menghasilkan emulsi yang
stabil.
Tabel Range harga HLB
C. Makroemulsi dikenal bersifat stabil, apakah makroemulsi memiliki
kecenderungan untuk memisah menjadi dua fase ? Kalau ya, bagaimana hal itu
dapat terjadi dan apa yang anda ketahui mengenai demulsifikasi ?
Jawab :
Jenis-jenis Emulsi Berdasarkan ukuran partikel fasa terdispersi Ada 2(dua) jenis,
yaitu:
Mikro emulsi dengan ukuran partikel (0,0001-0,1) m.
Makro emulsi dengan ukuran partikel (0,1-50) m.
Secara fisik bila emulsi tersebut kelihatan buram (tidak jernih) berarti termasuk
makro emulsi, sedangkan bila emulsi kelihatan jernih dan tembus pandang merupakan
mikro emulsi.
Bentuk makro emulsi lebih banyak di gunakan dalam teknologi pangan. Pada
umumnya kenampakan makro-emulsi adalah tidak jernih karena perbedaan indeks bias
antara kedua fase ( terdispersi dan pendispersi ) dan ukuran diameter globula- globula
yang lebih besar daripada ukuran gelombang sinar yang dapat di lihat. Contoh
makroemulsi adalah susu sapi, santan, lateks dan kuning telur. Kecenderungan
makroemulsi terpisah menjadi komponen-komponennya karena ukuran partikel yang
lebih besar. Laju pemisahan ditingkatkan oleh makin besarnya ukuran partikel fase
dalam, makin besarnya perbedaan kerapatan antara kedua fase, dan berkurangnya
viskositas dari fase luar.
Demulsifikasi
Emulsi dapat mengalami kerusakan (Demulsifikasi) dimana rusaknya emulsi ini
disebabkan faktor suhu, rusaknya emulgator sendiri, penambahan elektrolit sehingga
semua ini akan dapat menyebabkan timbulnya endapan atau terjadi sedimentasi atau
membentuk krim.
Bentuk – bentuk ketidak stabilan dari emulsi sendiri ada beberapa macam yaitu
sebagai berikut :
Flokulasi, karena kurangnya zat pengemulsi sehingga kedua fase tidak tertutupi oleh
lapisa pelindung sehingga terbentuklah flok –flok atau sebuah agregat.
Koalescens, yang disebabkan hilangnya lapisan film dan globul sehingga terjadi
pencampuran.
Kriming, adanya pengaruh gravitasi membuat emulsi memekat pada daerah
permukaan dan dasar.
Inversi massa (pembalikan massa ) yang terjadi karena adannya perubahan
viskositas.
Breaking/demulsifikasi, lapisan film mengalami pemecahan sehingga hilang karena
pengaruh suhu.
Gambar Demulsifikasi
D. Apa penyebab susu berwarna putih ?
Susu mengandung total protein sebesar 3,3%. Protein susu mengandung 9 asam
amino esensial. Ada 2 kategori utama protein berdasarkan komposisi kimia dan sifat
fisiknya. Kasein (82%) dan protein serum/whey (18%)
Protein pada susu merupakan sistem koloid yang sistem terdispersi dan
pendispersinya adalah zat cair (emulsi). Emulsi sistem ini tidak terlalu stabil oleh sebab
itu diperlukan adanya emulgator.
Susu merupakan salah satu jenis makro emulsi oleh sebab itu pada sistem emulsi
susu memiliki ukuran globula yang relatif besar, akibat ukuran globula yang besar maka
cahaya yang datang dapat dihamburkan, peristiwa ini biasa disebut sebagai efek Tyndall.
Kasein pada susu menyebabkan susu menjadi berwarna putih karena kasein dan asam
lemak dapat membiaskan semua cahaya. Cahaya alami yang terdapat pada susu berasal
dari kasein dan lemak, panjang gelombang yang mampu dilihat manusia sangat
mempengaruhi tampilan warna yang ditangkap mata. Asam lemak dan kasein dapat
menghamburkan berbagai panjang gelombang tertentu sehingga semua warna yang
terlihat pada susu akan terlihat putih.
Warna susu putih kebiru-biruan, disebabkan pemantulan cahaya oleh globula lemak
yang terdispersi, kalsium kasein dan fosfat koloidal. Susu yang dihilangkan atau kadar
lemaknya rendah, warna kebiru-biruan lebih tampak. Karoten menyebabkan susu
berwarna kuning, terutama untuk susu yang kandungan lemaknya tinggi.