TUGAS
“Kimia pangan dan hasil pertanian”
Oleh :
FRIDA MASLIKHAH (101710101064)
KELAS A
JURUSAN TEKNOLOGI HASIL
PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI
PERTANIAN
UNIVERSITAS JEMBER
TAHUN 2011
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bahan pangan pada umumnya
tidak dikonsumsi dalam bentuk seperti bahan mentahnya, tetapi sebagian besar
diolah menjadi berbagai bentuk dan jenis pangan lain. Selain untuk menambah
ragam pangan, pengolahan pangan juga bertujuan untuk memperpanjang masa simpan
bahan pangan tersebut. Penangan bahan pangan yang tidak benar dapat
mengakibatkan kerusakan yang cukup tinggi.
Semua makluk hidup memerlukan
makanan untuk pertumbuhan dan mempertahankan kehidupannya. Bakteri, khamir dan
kapang, insekta dan rodentia (binatang pengerat) selalu berkompetisi dengan
manusia untuk mengkonsumsi persediaan pangannya. Senyawa organik yang sangat
sensitif dalam bahan pangan, dan keseimbangan biokimia dari senyawa tersebut,
akan mengalami destruksi oleh hampir semua variabel lingkungan di alam. Panas
dan dingin, cahaya, oksigen, kelembaban, kekeringan, waktu, dan kandungan enzim
dalam bahan pangan itu sendiri, semua cenderung merusakkan bahan pangan.
Karagenan digunakan secara luas dalam industri pangan.
Karagenan dapat diekstraksi dari protein dan lignin rumput laut dan dapat
digunakan dalam industri pangan karena karakteristiknya yang dapat berbentuk
geli, bersifat mengentalkan, dan menstabilkan material utamanya. Karagenan
sendiri tidak dapat dimakan oleh manusia dan tidak memiliki nutrisi yang diperlukan
oleh tubuh. Oleh karena itu, karagenan hanya digunakan dalam industri pangan
karena fungsi karakteristiknya yang dapat digunakan untuk mengendalikan
kandungan air dalam bahan pangan utamanya, mengendalikan tekstur, dan
menstabilkan makanan.
1.2 Rumusan Masalah
1.
Apa saja
yang merupakan penyebab terjadinya penurunan tekstur pada es krim?
2.
Bagaimanakah
karakteristik karagenan sehingga sangat berperan dalam pembuatan es krim?
1.3 Tujuan.
1.
Mengetahui kemungkinan-kemungkinan
penyebab terjadinya penurunan tekstur pada
es krim.
2.
Mengetahui peranan karagenan dalam pembuatan es krim.
BAB 2 TINJAUAN
PUSTAKA
Karagenan merupakan suatu istilah
untuk polisakarida yang diperoleh melalui ekstraksi alkali (dan
modifikasi) dari alga
merah (Rhodophyceae) kebanyakan
berasal dari genus Chondrus, Euchema, Gigartina, dan
Iridaea. Rumput laut yang berbeda menghasilkan karagenan yang berbeda pula.
Karagenan dibuat
dari rumput laut
yang dikeringkan, rumput
laut diayak untuk menghilangkan kotoran-kotoran seperti
pasir dan kemudian
dicuci. Setelah melalui perlakuan dengan larutan
basa panas (contohnya
5-8% kalium hidroksida),
selulosanya dihilangkan dari karagenan dengan menggunakan proses sentrifugasi
dan filtrasi. Larutan karagenan yang didapat dipekatkan melalui evaporasi,
kemudian dikeringkan dan dipisahkan lagi menurut spesifikasinya.
Proses pengolahan karagenan hasil
ekstraksi beberapa spesies rumput laut merah, dilakukan melalui beberapa
tahapan proses seperti pemanenan, yang diikuti dengan pengeringan, pembersihan, dan pengemasan.
Dalam pabrik, rumput laut disortir, diperiksa mutunya dan disimpan. Sebelum
mengalami proses pengolahan, terlebih dahulu diperiksa secara manual kemudian
dicuci untuk menghilangkan organisme laut dan kotoran lain, dan kemudian
diekstrak dengan alkali panas. Pada saat carrageenan larut, kemudian difiltrasi
dengan membran ultrafiltasi. Karagenan diendapkan dengan klorid kalium atau
alkohol untuk memisahkannya. Kemudian dikeringkan dan digiling menjadi ukuran
partikel yang sesuai. Tepung carrageenan distandardisasi sesuai spesifikasi
pelanggan sebelum pengiriman.
Karagenan dijual dalam bentuk
bubuk, warnanya bervariasi dari putih sampai kecoklatan bergantung dari bahan
mentah dan proses yang digunakan. Ukuran karagenan umumnya sebesar 60 mesh.
Karagenan tidak dapat
larut dalam pelarut
organik seperti alkohol,
eter dan minyak. Kelarutan dalam
air bergantung pada
struktur karagenan, media,
dan suhu. Umumya, gel karagenan harus dipanaskan sementara non-gel karagenan dapat larut dalam
air dingin.
Terdapat beberapa karagenan yang
berbeda dalam struktur kimia dan sifatnya sehingga berbeda dalam penggunaannya.
Secara komersial disebut dengan iota,
kappa dan lambda. Penggunaan yang berhubungan
dengan kemampuan membentuk larutan kental atau gel adalah sebagai berikut:
·
Kappa, gel yang keras dan kaku, dihasilkan dari kappaphycus cottonii
·
Iota, gel yang lembut, dihasilkan dari Eucheuma spinosum
·
Lambda, membentuk
gel jika dicampurkan
dengan protein daripada dicampur dengan
air, digunakan untuk
mengentalkan produk.
Perbedaan utama yang mempengaruhi
sifat carrageenan iota, kappa dan lambda adalah jumlah dan posisi group ester sulfat pada unit
galaktosa. Makin tinggi ester sulfate maka temperatur kelarutan karagenan makin
rendah dan menghasilkan kekuatan gel yang makin rendah pula atau menghambat
pembentukan gel.
Kappa dan
iota merupakan jenis
karagenan yang dapat
membentuk gel. Pembentukan
gel terjadi saat
rantai dari satu karagenan
bertemu dengan rantai lain
yang sama untuk membentuk double
heliks, kemudian double heliks ini akan saling bergabung membentuk jaringan
tiga dimensi. Sedangkan untuk lambda karagenan tidak membentuk gel.
Ketika gel karagenan didinginkan
di bawah suhu pembentukan gel, gel
karagenan bersifat sangat stabil pada pH yang biasa terdapat dalam produk pangan. Jika pH kurang dari 4,3
viskositas akan menurun jika
suhu yang digunakan
tinggi. Pada produk
olahan pangan yang mengalami
pemanasan dan mempunyai
pH rendah, biasanya
karagenan ditambahkan pada saat produk telah mengalami pemanasan.
Karagenan banyak digunakan untuk
produk makanan dan non pangan Sebagai produk rumah tangga dan convenience food, Karagenan
banyak dikembangkan, seperti
Processed Meat, Poultry and Seafood, Dairy Products (chocolate milk, frozen
desserts, UHT milks, flans, puddings, low fat cheese, cheese analogs) Cold Milk
Powders (diet powder mixes, nutritional beverage mixes) Water Gel Desserts,
Toothpaste, Pet Foods, Controlled Release Products (air freshener gels).
Karagenan banyak
digunakan dalam produk-produk
berbasis susu karena
dapat membentuk kompleks dengan
kalsium dan protein
susu. Karagenan dapat mengentalkan dan membantu mensuspensi partikel
coklat dalam susu
coklat. Karagenan juga digunakan
sebagai penstabil dalam es krim, untuk menjaga dari thawing dan
pembekuan kembali, dan kemampuan untuk menahan lebih banyak air. Karagenan
digunakan dalam custard (puding dengan susu dan telur) untuk
mengentalkannya seperti pada
puding. Karagenan membantu
krim untuk tetap berbusa, dapat digunakan untuk mengentalkan minuman dan
digunakan pada adonan
roti dan pastries.
Istilah es krim sendiri sering
digunakan untuk menunjuk ke makanan penutup (dessert) beku dan makanan ringan,
tapi sebenarnya digunakan untuk menunjuk ke makanan penutup beku dan makanan
ringan yang terdiri dari lemak susu. Es krim adalah sebuah makanan beku dibuat
dari produk dairy seperti krim atau sejenisnya, digabungkan dengan perasa dan
pemanis. Campuran ini didinginkan dengan mengaduk sambil mengurangi suhunya
untuk mencegah pembentukan kristal es besar. Es krim berbentuk buih setengah
beku yang mengandung lemak teremulsi dan udara. Sel-sel udara yang ada
berperanan untuk memberikan texture lembut pada es krim tersebut. Tanpa adanya
udara, emulsi beku tersebut akan menjadi terlalu dingin dan terlalu berlemak.
Bahan utama dari es krim adalah lemak susu, gula, padatan non-lemak dari susu,
termasuk laktosa dan air. Sebagai tambahan, pada produk komersil diberi
emulsifier, stabiliser, pewarna, dan perasa. Emulsifier biasanya digunakan
lesitin, gliserol monostearat atau yang lainnya. Emulsifier ini berguna untuk
membangun distribusi struktur lemak dan udara yang menentukan dalam membentuk
sifat rasa/tekstur halus dan pelelehan yang baik. Stabilisernya bisa digunakan
polisakarida dan ini berfungsi sebagai penambah viskositas. Sedangkan pewarna
dan perasa bisanya bervariasi tergantung pada selera pasar. Jika ingin diberi
rasa durian diberi perasa durian dan pewarna kuning. Bahan-bahan tersebut dicampur,
dipasteurisasikan, dihomogenasikan, dan didinginkan dengan cepat.
BAB 3 PEMBAHASAN
Ganggang merah dengan nama latin Eucheuma
cottonii merupakan bahan utama pembuatan karagenan. Karagenan sama
seperti agar-agar, karena diolah dari rumput laut, tentu halal dan aman bila
digunakan dalam produk makanan. Fungsi utama karagenan adalah sebagai bahan
penstabil. Artinya produk makanan tersebut menjadi stabil sistem emulsinya.
Tidak seperti: agar-agar yan sifat gelling nya kuat. karagenan sifat pembentuk
gelnya agak lemah daripada agar-agar. Tentunya berbeda dengan Gelatin. Terutama
gelatin yang berasal dari babi. Produk makanan yang dibuat kental, stabil
konsistensi dan kenampakannya dengan dicampur gelatin babi, walaupun alami namun
produk olahan yang memakai gelatin sebagai bahan pengemulsi tidak halal.
Karagenan adalah salah satu produk olahan dari rumput
laut yang prospektif untuk dikembangkan di Indonesia karena dapat memberikan
nilai tambah tinggi. Dalam industri makanan, karaginan berfungsi sebagai bahan
tambahan makanan yang berperan sebagai pengemulsi, penstabil, pengental, dan
pembentuk gel.Terkait dengan masalah tersebut dan peran yang dimiliki
karaginan, maka penelitian ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh penambahan
karaginan (kappa dan iota) terhadap kualitas es krim. Adanya penambahan
karaginan diharapkan dapat mengontrol pencairan, menstabilkan emulsi,
memperpanjang masa simpan, dan mencegah terbentuknya kristal es.
Es krim yaitu produk susu beku
yang dibuat dari campuran susu, gula, bahan pemantap, baha penyedap rasa serta
aroma dengan atau tanpa penambahan bahan makanan lainnya (bahan pengemulsi dan
pewarna) dan dikemas dalam plastik atau pengemas khusus. Komposisi es krim antara lain
sebagai berikut :
Komposisi
|
Jumlah (%)
|
Lemak
|
10-12
|
Protein
|
3,8-4,5
|
Karbohidrat
|
20-21
|
Air
|
62-64
|
Total Padatan
|
36-38
|
Stabilizer
|
0,2-0,5
|
Emulsifier
|
0-0,3
|
Mineral
|
0,8
|
Es krim sebagai salah satu produk olahan berbasis
susu, mempunyai nilai gizi tinggi yang disukai oleh semua kalangan, mulai
anak-anak sampai dewasa. Es krim adalah makanan bergizi dan sumber energi yang
terkonsentrasi, tetapi karena kandungan lemak dan gulanya yang tinggi, maka es
krim tidak seimbang dan tidak boleh dijadikan bagian utama dari diet. Pada
pembuatan es krim masih juga terdapat permasalahan dimana es krim mempunyai
kecepatan meleleh tinggi sehingga kurang disukai oleh konsumen karena es krim akan
segera mencair pada suhu ruang.
Es krim dapat pula dibagi
berdasarkan jenis yang terdapat secara umum di pasaran. Pembagian ini biasanya
digunakan bagi kalangan industri. Jenis-jenis es krim berikut berdasarkan jenisnya di pasaran :
Karakteristik
|
Economy
Brands
|
Standard
Brands
|
Premium
Brands
|
Super Premium Brands
|
Kandungan lemak
|
Min. 10%
|
10-12%
|
12-15%
|
15-18%
|
Total solid
|
Min. 36%
|
36-38%
|
38-40%
|
>40%
|
Overrun
|
Maks. 120%
|
100-120%
|
60-90%
|
25-50%
|
Biaya
|
Rendah
|
Menengah
|
Mahal
|
Tinggi
|
Es krim tidak lain berupa busa (gas yang terdispersi dalam
cairan) yang diawetkan dengan pendinginan. Walaupun es krim tampak sebagai
wujud yang padu, bila dilihat dengan mikroskop akan tampak ada empat komponen
penyusun, yaitu padatan globula lemak susu, udara (yang ukurannya tidak lebih
besar dari 0,1 mm), kristal-kristal kecil es, dan air yang melarutkan gula,
garam, dan protein susu.
Berbagai standar
produk makanan di dunia membolehkan penggelembungan campuran es krim dengan
udara sampai volumenya menjadi dua kalinya (disebut dengan maksimum 100 persen
overrun). Es krim dengan kandungan udara lebih banyak akan terasa lebih cair
dan lebih hangat sehingga tidak enak dimakan.
Bila kandungan lemak susu terlalu rendah, akan membuat es
lebih besar dan teksturnya lebih kasar serta terasa lebih dingin. Emulsifier
dan stabilisator dapat menutupi sifat-sifat buruk yang diakibatkan kurangnya
lemak susu dan dapat memberi rasa lengket.
Nancy Johnson dari Philadelphia adalah orang yang pertama
menciptakan alat pembuat es krim. Alat yang ia ciptakan adalah ember dari kayu
yang di dalamnya ada wadah lebih kecil dari logam. Wadah logam ini dapat
diputar dengan menggunakan pedal. Ruang di antara wadah kecil dan ember kayu
diisi dengan campuran es dan garam. Alat-alat yang modern saat ini pun masih
menggunakan prinsip yang sama.
Pembuatan es krim sebenarnya sederhana saja, yakni
mencampurkan bahan-bahan dan kemudian mendinginkannya. Air murni pada tekanan 1
atmosfer akan membeku pada suhu 0°C. Namun, bila ke dalam air dilarutkan zat
lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun
memerlukan suhu di bawah 0°C. Misalkan adonan es krim dimasukkan dalam wadah
logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukkan es.
Awalnya, suhu es itu akan kurang dari 0°C. Namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara
akan segera naik suhunya mencapai 0°C dan sebagiannya akan mencair. Suhu
campuran es dan air tadi akan tetap 0°C selama esnya belum semuanya mencair.
Seperti disebut di atas, jelas campuran es krim tidak membeku pada suhu 0°C
akibat sifat koligatif penurunan titik beku.
Bila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi,
kita mendapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan
garam yang kita taburkan. Dengan demikian, kristal es akan terapung di larutan
garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku yang lebih rendah dari
0°C, es akan turun suhunya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata
lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya
lebih rendah dari 0°C sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku.
Tapi, kalau
campuran itu hanya dibiarkan saja mendingin tidak akan dihasilkan es krim,
melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal-kristal es yang tidak akan
enak kalau dimakan. Bila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses
pembekuan tadi adonan harus diguncang-guncang. Pengocokan atau pengadukan
campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang
baik. Proses pengguncangan ini bertujuan ganda.
Pertama, untuk mengecilkan ukuran kristal es yang terbentuk; semakin kecil
ukuran kristal esnya, semakin lembut es krim yang terbentuk. Kedua, dengan
proses ini akan terjadi pencampuran udara ke dalam adonan es krim.
Gelembung-gelembung udara yang tercampur ke dalam adonan inilah yang
menghasilkan busa yang seragam (homogen).
Es krim yang berkualitas tinggi agak tahan terhadap
pelelehan pada saat dihidangkan pada suhu kamar. Kecepatan meleleh es krim
secara umum dipengaruhi oleh stabilizer, emulsifier, keseimbangan
gula dan bahan-bahan susu serta kondisi pembuatan dan penyimpanan yang dapat
menyebabkan kerusakan protein. Stabilizer polisakarida menaikkan
kekentalan fasa cair, seperti juga gula pada padatan non-lemak dari susu.
Stabiliser juga dikatakan dapat memperlambat pertumbuhan kristal-kristal es
selama penyimpanan. Hal ini karena jika kristal-kristal es terlalu besar maka
akan terasa keras. Tingginya kandungan mineral dan laktosa mengakibatkan produk
akan terasa lebih asin. Sedangkan kandungan laktosa yang tinggi akan
meninggalkan kesan berpasir ketika dikonsumsi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi tekstur es krim adalah
ukuran, bentuk dan distribusi dari kristal es dan partikel lainnya yang
membentuk body es krim. Tekstur es krim yang disukai adalah halus,
ditunjukkan oleh kelembutan seperti beludru dan terasa lembut di mulut. Tekstur
yang lembut pada es krim sangat dipengaruhi oleh komposisi campuran, pengolahan
dan penyimpanan.
Penstabil atau yang biasanya disebut dengan stabilizer
merupakan suatu kelompok dari senyawa dan biasanya stabilizer yang
digunakan adalah golongan gum polisakarida. Fungsi utama
penstabil adalah mengikat air dan menghasilkan kekentalan yang tepat unluk
mengatasi pembentukan kristal es dan kristal laktosa. Penstabil berperan dalam
meningkatkan kekuatan bentuk es krim, tekstur dan berpengaruh terhadap suhu
leleh produk. (Arbuckle dan Marshall, 1996). Stabilizer akan bertnggung jawab untuk
menambah viskositas dalam campuran fase tidak beku dari es krim. Beberapa fungsi
utama dari stabilizer ialah:
- Mengatur pembentukan dan ukuran dari kristal es selama pembekuan dan penyimpanan, mencegah pertumbuhan kristal es yang kasar dan grainy.
- Mencegah penyebaran atau distribusi yang tak merata dari lemak solid yang lain.
- Mencegah pelelehan yang berlebih, bertanggung jawab terhadap bentuk body, kelembutan dan kesegaran.
Macam-macam stabilizer yang dapat ditambahkan
dalam pembuatan es krim selain gelatin adalah agar, sodium alginat, gum acacia,
gum karaya, guar gum, locust bean gum, karagenan, carboxymethyl
cellulose (CMC), dan lain-lain.
Jumlah penambahan karagenan dalam
produk es krim tertentu adalah dalam jumlah sedikit. Contoh: penambahan
karagenan sejumlah 150-200 ppm atau 0,0015 – 0,002% atau 0,15-0,2 mg dalam
produk olahan susu, mencegah pemisahan whey atau cairan susu. Seperti pada
produk ice cream, krim keju, milk shakes, susu coklat dll. Mekanisme proses
penstabilan karagenan pada produk olahan es krim dapat terlihat pada
gambar berikut :
Bulatan-bulatan hitam di atas adalah molekul susu (emulsi
protein, lemak) sedang yang terlihat seperti cacing tersebut adalah
helix-karagenan. Penambahan karagenan pada es krim yang berbasis susu tersebut menjadi nampak stabil tidak memisah selama
proses pembuatan atau penyimpanan.
Meningkatkan kekentalan
(viskositas) dapat dilakukan dengan pemerangkapan udara, tekstur dan suhu
dimana es krim meleleh. Diantara penstabil yang dapat digunakan pada pembuatan es krim, ada dua
yang berstatus syubhat yaitu gelatin dan gum xanthan, sedangkan lainnya tidak
masalah karena berasal dari tanaman (berbagai jenis gum), rumput laut
(karagenan, alginat, agar-agar) dan turunan selulosa (CMC dan mikrokristalin;
selulosa sendiri berasal dari tanaman). Gelatin dapat diperoleh dari babi, sapi
atau ikan, sedangkan xanthan gum adalah hasil fermentasi sehingga kehalalannya
tergantung kepada media yang digunakan pada waktu pembuatan xanthan gum
tersebut.
KESIMPULAN
Penambahan karagenan pada es krim yang berbasis susu tersebut adalah sebagai penstabil
agar es krim tidak memisah selama proses pembuatan atau penyimpanan. Jumlah
penambahan karagenan dalam produk es krim tertentu adalah dalam jumlah sedikit.
Penstabil atau yang biasanya disebut
dengan stabilizer merupakan suatu kelompok dari senyawa dan biasanya stabilizer
yang digunakan adalah golongan gum polisakarida. Fungsi utama
penstabil adalah mengikat air dan menghasilkan kekentalan yang tepat unluk
mengatasi pembentukan kristal es dan kristal laktosa. Penstabil berperan dalam
meningkatkan kekuatan bentuk es krim, tekstur dan berpengaruh terhadap suhu
leleh produk. Dengan karagenan es krim lebih tahan sehingga tidak mudah
meleleh.
DAFTAR PUSTAKA
Arbuckle, W.S.
1977. Ice Cream Third Edition. West Port : Avi
Publishing Company.
Hadiwiyoto, S.
1983. Hasil-hasil Olahan Susu, Ikan, Daging dan Telur.
Yogyakarta : Penerbit Liberty.
Idris, S. 1992. Pengantar
Teknologi Pengolahan Susu. Malang : Fakultas Perternakan Universitas
Brawijaya.
Marshall, R.T. and
W.S. Arbuckle. 1996. Ice Cream, 5th edition.
New York : International Thomson Publishing.
Winarno, F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi.
Jakarta : Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama.
