sistem dispersi bahan pangan
DESCRIPTION
kimia panganTRANSCRIPT
SISTEM DISPERSI SISTEM DISPERSI PANGANPANGAN
DefinisiAdalah sistem partikel diskrit dalam fase
kontinyu (cairan)
Sistem campuran ≥ 2 komponendengan ukuran > larutan sejati tetapi < ukuran
komponen dalam campuran kasar (sistem koloid).
Yang umum dijumpai pada produk pangan :1. Emulsi2. Busa
Busa dan emulsi sama2 melibatkan agen aktif permukaan ( utk pembentukan dan penstabil)
Beberapa Tipe Sistem Dispersi
Suspensi, solCairanPadat
asapGasPadat
EmulsiCairanCairan
kabut, aerosol (bukan pangan)
GasCairan
busaCairanGas
Tipe DispersiFase Pendispersi/kontinyuFase Terdispersi
Setelah sistem cair dibuat, fase kontinyu bisa berubah padat.
Contoh : Pada margarin, fase kontinyu
minyak mengandung jaringan yang terdiri dari agregat kristal
Pada coklat, partikel kakao dan gula berada pada matrik lemak yang mengkristal
SUSPENSI
Definisi :Sistem dispersi ini memiliki fase terdispersi berupa padatan dan fase kontinyu berupa cairan.
Contoh :1. susu skim (misel kasein dalam serum),2. Kristal lemak dalam minyak3. jus buah dan sayuran (sel, gabungan sel, dan
potongan sel dalam cairan).4. Soup
Ketidak Stabilan Suspensi
Perubahan Ukuran Partikel Perubahan susunan Partikel-partikel
terdispersi
GELTerdiri dari 2 fase kontinyu :1. Fase kontinyu yang terdiri dari partikel-partikel makro
molekul2. Fase kontinyu Cair
Destabilisasi Gel :1. Perubahan suhu2. Perubahan kimia pada Geling agent3. Perubahan gugus bermuatan atau peribahan pH atau
penambahan Garam4. Penambahan zat-zat yang dapat menarik air
SIFAT-SIFAT GELSIFAT-SIFAT GEL
1.1. Sebagian menyerupai sifat cairan Sebagian menyerupai sifat cairan ( menghantarkan arus listrik, ( menghantarkan arus listrik, mendifusikan zat warna )mendifusikan zat warna )
2.2. Sebagian menyerupai zat padat Sebagian menyerupai zat padat ( memiliki struktur tertentu )( memiliki struktur tertentu )
3.3. Gel minimal terdiri atas 1 % zat padat Gel minimal terdiri atas 1 % zat padat dan 99 % cair ( air )dan 99 % cair ( air )
Faktor yang mempengaruhi
pembentukan Gel
1. Sifat partikel koloidnya2. Konsentrasi fase padat3. Suhu4. pH5. Penambahan garam6. Agitasi
SIFAT-SIFAT PRAKTIS GEL
1. Thermo-reversibel2. Sineresis, yaitu kehilangan air secara spontan dari suatu gel
contoh :Yoghurt : tampak pemisahan air pada bagian atasnya
sineresis disebabkan oleh :a. Kontraksi volume gel yang disebabkan oleh kompresib. Perubahan pH
Contoh bahan pangan dalam bentuk GEL1. Plastic Fats (Lemak dalam bentuk plastis)
Jika minyak (trigliserida) didinginkan, lemak kristal akan terbentuk dan akan teragregasi. Ikatan antar kristal terjadi karena adanya ikatan van der waals.
2. Caseinate gelsSusu mengandung Kasein dalam bentuk misel. Misel kasein ini dapat teragregasi dengan cara menurunkan pH menjadi sekitar 4.6 (pH isolelektrik) atau dengan enzim proteolisis yang memisahkan molecul-Kasein.
3. GelatinDari semua gel pada bahan pangan, gelatin mendekati bentuk gel yang ideal. Gelatin berasal dari protein kolagen yang kaya akan asam amino proline.
4. Gel dari PolisakaridaTidak seperti gel pada gelatin, gel dari polisakarida memiliki rantai polisakarida yang kaku. Hal ini mengakibatkan polisakarida membentuk larutan dengan kekentalan yang tinggi. Gel dari polisakarida terbentuk dari kombinasi ikatan silang dari polisakarida
5. Globular Proteins.Beberapa protein globular membentuk gel akibat panas yang bersifat irreversible. Ikatan dalam gel dapat berupa ikatan S-S (atau ikatan kovalen lain), rantai garam dan ikatan hidrophobik.
6. Gel Patipati + air dipanaskan dalam air berlebih tergelatinisasi. Selanjutnya pemanasan akan melelehkan mikrokristal (amilopektin) dan mengeluarkan amilosa. Granula yang membengkak akan tetap utuh selama pendinginan kecuali pengadukan yang sangat kuat dilakukan. Selanjutnya amilosa akan membentuk jaringan gel dimana granula yang membengkak akan terperangkap. Pada konsentrasi pati yang lebih tinggi akan menghasilkan tipe gel yang berbeda
JENIS STRUKTUR GEL POLISAKARIDA
• Ikatan silang pada molekul polisakarida terdiri dari 3 jenis :
• 1. Heliks tunggal (amilosa dan amilopektin)• 2. Heliks ganda ( K-karagenan)• 3. Model egg box (polisakarida bermuatan (alginat)
EMULSIEMULSI
Emulsi adalah sistem dispersi cair Emulsi adalah sistem dispersi cair dalam cair, fase terdispersinya dalam cair, fase terdispersinya tersebar sebagai butiran dalam fase tersebar sebagai butiran dalam fase kontinyu.kontinyu.
Sistem emulsi terbagi menjadi :Sistem emulsi terbagi menjadi :1.1. Oil in Water (o/w)Oil in Water (o/w)2.2. Water in Oil (w/o)Water in Oil (w/o)
Identifikasi Jenis Emulsi
1. Cara Konduksi
2. Cara Pewarnaan
3. Cara Pengenceran
4. Cara Flouresensi
SIFAT FISIK EMULSISIFAT FISIK EMULSI
1.1. Ukuran ButiranUkuran Butiran
2.2. PenampakanPenampakan
3.3. Sifat Reologis emulsiSifat Reologis emulsi
a. Viskositas fase kontinyua. Viskositas fase kontinyu
b. Viskositas fase terdispersib. Viskositas fase terdispersi
c. Konsentrasi dari fase c. Konsentrasi dari fase terdispersiterdispersi
LAPISAN TIPIS ANTAR PERMUKAAN DAN ZAT PENGEMULSI
Jika zat pengemulsi ditambahkan pada suatu fase dari suatu emulsi, suatu lapisan tipis ( film ) yang kuat antar permukaan emulsi akan terbentuk mengelilingi masing-masing butiran selama emulsifikasi.
Zat pengemulsi memiliki gugus polar dan non polar sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan
Gugus Polar : karboksil, hidroksil, ester, ionik, amino
Gugus non polar : gugus aromatik maupun alifatik
EFEK ELEKTROVISKOS
Butiran-butiran dalam suatu emulsi bisa memiliki muatan dua lapis pada antar permukaannya. Muatan ini umumnya ditimbulkan oleh ionisasi, adsorpsi, kontak friksi dan memiliki pengaruh terhadap viskositas.
Jika suatu emulsi digeserkan muatan listrik yang mengelilingi 2 lapisan akan mengalami gesekan dan interaksi antara ion-ion pada muatan listrik 2 lapisan akan berpengaruh hal ini menyebabkan hilangnya energi dan meningkatnya viskositas
PEMBENTUKAN EMULSI
Mendispersikan satu fase cairan dalam cairan lain secara mekanis
Fase cairan ditambah porsinya oleh pengadukan hingga terbentuk 2 butiran berbentuk bola
Memecahkan butiran yang berukuran besar menjadi butiran kecil dengan homogenizer
ZAT PENSTABIL
Jenis :1. Zat pengemulsi yang berorientasi pada antar
permukaan minyak – air
2. Partikel halus yang teradsorpsi pada batas permukaan
3. Hidrokoloid yang dapat terdispersi dalam air yang akan meningkatkan viskositas dari fase kontinyu
Syarat sifat zat pengemulsi pangan :
1. Mampu mengurangi tegangan antar permukaan dibawah 10 dyne/cm
2. Mampu dengan cepat diadsorpsi pada antar permukaan
3. Memiliki grup hidrofil dan hidrofob yang seimbang4. Bisa memberi potensial elektrokinetik yang besar5. Bisa berfungsi secara efektif pada konsentrasi rendah6. Tahan terhadap perubahan kimia7. Tidak berbau, tidak berwarna dan tidak beracun8. Ekonomis
Contoh Zat PengemulsiContoh Zat Pengemulsi
1.1. Garam dari asam lemakGaram dari asam lemak2.2. Natrium stearoil-2- lactilat ( ionik )Natrium stearoil-2- lactilat ( ionik )3.3. Fosfolipid ( ionik )Fosfolipid ( ionik )4.4. Protein ( ionik )Protein ( ionik )5.5. Ester Gliserol (non- ionik )Ester Gliserol (non- ionik )6.6. Ester Poligliserol ( non-ionik )Ester Poligliserol ( non-ionik )7.7. Padatan halus ( bubuk )Padatan halus ( bubuk )8.8. HidrokoloidHidrokoloid
Stabilitas Emulsi
• Emulsi dapat distabilkan dengan cara :
1. Menambah lapisan yang kuat pada permukaan masing-masing butiran
2. Penambahan muatan listrik pada permukaan butiran
3. Penambahan viskositas dari fase kontinyu
Sistem HLB untuk Formulasi Emulsi
HLB adalah Hidrophile-Lipophile Balance yaitu perbandingan persentasi berat grup hidrofil dan hidrofob dalam molekul zat pengemulsi.
Zat pengemulsi dengan HLB < 9 tergolong lipofil; HLB antara 11 – 20 tergolong hidrofil, HLB diatas 8 dan dibawah 11 tergolong intermediate
Persamaan HLB
HLB = 20 ( 1- S ) A s= Bilangan penyabunanA= Bilangan Asam
Nilai HLB Zat PengemulsiZat Pengemulsi Nilai HLB
Kalium oleat 20.0
Natrium oleat 18.0
Poli-oksi etilen sorbitan mono oleat 15.0
Poli-oksi etilen sorbitan mono stearat 14.9
Gum akasia 11.9
Gum tragacanth 11.9
Metil selulosa 10.5
Poli-oksi etilen sorbitan mono tristearat 10.0
Gelatin 9.8
Mono dan digliserida (61-69 % mono) 3.5
Gliserol monostearat 3.4
Asam oleat 1.0
Kemampuan Zat Pengemulsi Terdispersi dalam Air dg Berbagai Nilai HLB
Kemampuan Terdispersi Nilai HLB
Tak dapat terdispersi 1-4
Kurang terdispersi 3-6
Dengan pengadukan dispersi terlihat seperti susu
6-8
Dispersi stabil seperti susu 8-10
Dispersi tembus cahaya 10-13
Larutan yang jernih > 13