1.1.Latar Belakang
Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil / VCO) secara definisi adalah minyak yang tidak mengalami proses hidrogenasi, sehingga ekstraksi minyak kelapa ini dilakukan dengan proses dingin yaitu secara fermentasi, pancingan, sentrifugasi, pengeringan parutan kelapa secara cepat, dan lain-lain (Darmoyuwono, 2006). Hasil beberapa penelitian menunjukkan bahwa VCO mengandung asam lemak rantai sedang (medium chain fatty acid, MCFA) yaitu asam kaplirat (C-8), asam kaprat (C-10), dan asam laurat (C-12), masing-masing sebanyak 5,0%-10,0%; 4,5%-8,0% dan 43%-53% (Sutarmi dan Rozaline, 2005).
Asam lemak rantai sedang (medium chain fatty acid, MCFA) dapat menjaga kesehatan tubuh serta ampuh menangkal berbagai penyakit seperti kanker, penyakit jantung, kolesterol, dan stroke, di samping itu ternyata kandungan antioksidan di dalam VCO pun sangat tinggi, seperti tokoferol dan betakaroten yang dapat mencegah penuaan dini dan menjaga vitalitas tubuh (Sutarmi dan Rozaline, 2005).
| 1 |
Mikrokapsul merupakan partikel padat berukuran 3 sampai 800 μm. Mikrokapsul terdiri dari bahan inti yang disalut oleh lapisan penyalut. Proses pembuatan mikrokapsul dinamakan mikroenkapsulasi, yaitu penyalutan bahan inti berupa partikel-partikel kecil suatu padatan atau tetesan-tetesan cairan atau gas dalam lapisan penyalut (Ghosh, 2006). Gum arab merupakan salah satu polimer alam yang biasa dipakai sebagai bahan penyalut dalam metode mikroenkapsulasi. Gum arab sangat efektif sebagai pengemulsi karena fungsinya sebagai koloid penyalut dan banyak digunakan dalam berbagai macam o/w emulsi pangan (Glicksman, 1982).
Salah satu teknik mikroenkapsulasi adalah metode emulsi. Metode emulsi dapat meningkatkan efisiensi enkapsulasi dari bahan inti yang tidak larut air dalam bentuk emulsi minyak dalam air (Benoit, et al., 1996).
Dalam pembuatan VCO bubuk ini diperlukan bahan pengemulsi untuk membentuk emulsi antara minyak dengan bahan penyalut dan air. Pengemulsi didefinisikan sebagai bahan yang aktif pada lapisan permukaan yang mampu menyerap interfase minyak-air dan melindungi butiran emulsi dari agregasi. Pengemulsi yang umum digunakan dalam industri pangan yaitu surfaktan, biopolimer ampifilik, dan bahan-bahan aktif permukaan. Prinsip kerja dan peran surfaktan dalam emulsi pangan yaitu untuk meningkatkan stabilitas dan formasi emulsi (McClements, 2000). Tween 80 merupakan surfaktan atau bahan pengemulsi non-ionik yang telah banyak digunakan dalam berbagai produk emulsi pangan dengan konsentrasi tertentu (Rowe, Sheskey dan Weller, 2003).
Prinsip pembuatan VCO bubuk yaitu dengan mengemulsikan VCO dan gum arab menggunakan surfaktan jenis tween 80 sebagai bahan pengemulsi yang selanjutnya dikeringkan melalui oven vakum, sehingga diharapkan VCO dapat tersalut dan dapat dikeringkan untuk menghasilkan VCO bubuk dengan karakteristik yang baik dan disukai panelis.
1.2. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat diidentifikasikan masalah sebagai berikut : konsentrasi tween 80 berapakah yang dapat menghasilkan VCO bubuk berkarakteristik baik dan disukai oleh panelis.
1.3. Maksud dan Tujuan Penelitian
Maksud dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik VCO bubuk dari berbagai konsentrasi tween 80. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan konsentrasi surfaktan tween 80 yang tepat sehingga dihasilkan VCO bubuk berkarakteristik baik dan disukai oleh panelis.
1.4. Kegunaan Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi bagi masyarakat mengenai alternatif mengkonsumsi VCO dan industri mengenai penganekaragaman (diversifikasi) produk berbahan baku Virgin Coconut Oil (VCO).
2.1. Virgin Coconut Oil (VCO)
Virgin Coconut Oil (VCO) adalah minyak kelapa murni yang berasal dari kelapa tua segar yang diolah pada suhu kurang dari 60 0C tanpa proses hidrogenasi dan pemutihan sehingga menghasilkan minyak yang tidak berwarna dan berbau khas kelapa (Gani, Harlinawati dan Dede, 2005).
Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) merupakan salah satu hasil olahan dari buah kelapa (Cocos nucifera). Menurut Codex Stan (1999) dikutip oleh Simanjuntak (2007), Codex Alimentarius mendefinisikan bahwa virgin oil sebagai lemak dan minyak makan yang diperoleh dengan tidak mengubah sifat alami minyak, minyak diperoleh hanya dengan perlakuan mekanis dan pemakaian panas minimal. Menurut Alamsyah (2005), istilah virgin digunakan untuk membedakan bahwa minyak yang dihasilkan berbeda dengan minyak kelapa pada umumnya, VCO diolah dari bahan baku kelapa segar tanpa proses penyulingan, yang berarti suhu prosesnya lebih rendah dan tanpa penggunaan bahan kimia. Gambar VCO disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Virgin Coconut Oil (VCO)
| 4 |
Minyak VCO merupakan lipid yang pada suhu kamar berwujud cairan, sedangkan lemak merupakan lipid yang pada suhu kamar berwujud padat. Perubahan suhu akan menyebabkan perubahan lemak menjadi minyak, dan sebaliknya. Keduanya merupakan lipid atau asam lemak yang mengandung trigliserida. Minyak ini tahan terhadap panas, cahaya, oksigen, dan proses oksidasi sehingga dapat disimpan dalam jangka waktu lama (Gani, Harlinawati dan Dede, 2005).
2.1.1. Kandungan Nutrisi dan Manfaat Virgin Coconut Oil (VCO)
Hasil beberapa penelitian menyatakan bahwa minyak kelapa murni mengandung asam lemak rantai sedang yang berfungsi untuk menjaga kesehatan tubuh serta ampuh dalam menangkal berbagai penyakit seperti kanker, penyakit jantung, kolesterol tinggi dan stroke. Asam laurat dan asam jenuh berantai pendek seperti asam kaprat, asam kaprilat, dan asam miristat yang terkandung dalam minyak kelapa murni dapat berperan positif dalam proses pembakaran nutrisi makanan menjadi energi (Sutarmi dan Rozaline, 2005).
Kandungan utama VCO adalah 50% asam laurat dan 7% asam kaprat. Keduanya merupakan asam lemak rantai sedang. Di samping itu, ternyata kandungan antioksidan di dalam minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil) pun sangat tinggi seperti tokoferol dan betakaroten. Antioksidan ini berfungsi untuk mencegah penuaan dini dan menjaga vitalitas tubuh (Setiaji dan Prayugo, 2006). Menurut Sulistyo (2005), VCO adalah satu-satunya minyak makan di bumi ini yang mengandung asam laurat dalam jumlah yang paling tinggi dan setara dengan air susu ibu (ASI).
Di dalam tubuh, asam laurat akan diubah menjadi monolaurin dan asam kaprat diubah menjadi monokaprin. Senyawa monogliserida tersebut memiliki sifat antivirus, antibakteri, antijamur (Gani, et al., 2005), dan antioksidan (Santos, 2005).
Standar mutu minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) mengacu pada Asian and Pasific Coconut Community (APCC). Kedua badan ini telah membuat standar kualitas minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO), baik dilihat dari produk maupun proses pembuatannya. Standar mutu minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) menurut Asian Pasific Coconut Comunity (APCC) dapat dilihat pada Tabel 1.
2.1.2. Pembuatan Virgin Coconut Oil (VCO)
Santan kelapa merupakan emulsi minyak dalam air yang distabilkan oleh protein dan beberapa jenis ion yang terserap pada batas permukaan antara air dan minyak. Emulsi tersebut tidak akan pernah pecah karena masih ada tegangan muka protein air yang lebih kecil dari protein minyak. Minyak kelapa murni baru bisa keluar bila ikatan emulsi tersebut dirusak (Setiaji dan Prayugo, 2006).
Proses pembuatan VCO dilakukan dengan merusak protein pada emulsi santan. Menurut Setiaji dan Prayugo (2006), ada beberapa metode pembuatan VCO yaitu sentrifugasi, pengasaman, enzimatis, dan pancingan.
1) Sentrifugasi
Sentrifugasi merupakan salah satu pembuatan VCO dengan cara mekanik. Upaya yang dilakukan untuk memutuskan ikatan lemak-protein pada santan dilakukan dengan pemutaran (pemusingan) yaitu dengan gaya sentrifugal. Kunci dari pembuatan VCO dengan sentrifugasi yaitu kecepatan pemutaran, yaitu 20.000 rpm selama 15 menit.
Tabel 1. Standar Mutu Virgin Coconut Oil (APCC)
| Karateristik | Standar APCC |
| Densitas Indeks Refraksi pada 40OC Kelembaban maksimal (%) Maks. Kadar kotoran (%) Bilangan Penyabunan Bilangan Iod Maks. Bahan tidak tersabunkan (%) Maks. Bilangan Asam Min. Bilangan Polenske | 0,915 -0,920 1,4480 – 1,4492 0,1 – 0,5 0,05 250 -260 min 4,1 – 11,00 0,2 – 0,5 0,5 13 |
| Komposisi Asam Lemak | |
| Asam kaproat (C 6:0) (%) Asam kaprilat (C 8:0) (%) Asam kaprat(C 10:0) (%) Asam laurat (C 12:0) (%) Asam miristat (C 14:0) (%) Asam palmitat (C 16:0) (%) Asam palmitoleat (C 16:1) (%) Asam stearat (C 18:0) (%) Asam oleat (C 18:1) (%) | 0,4 - 0,6 5,0 -10,0 4,5 - 8,0 43,0 - 53,0 16,0 – 21,0 7,5 – 10,0 2,0 – 4,0 5,0 - 10,0 1,0 – 2,5 |
| Warna Asam lemak bebas (%) Bilangan peroksida meq/kg minyak Total Plate Count Bau dan rasa Bahan Mudah Menguap pada 105oC (%) Besi (mg/kg) Tembaga (mg/kg) Timah (mg/kg) Arsenik (mg/kg) | Bersih seperti air 0,5 3 - Bebas dari bau dan rasa asing,tengik 0,2 5 0,4 0,1 0,1 |
Sumber : Setiaji dan Prayugo (2006)
2) Enzimatis.
Cara ini merupakan pemisahan minyak dalam santan tanpa pemanasan. Ikatan protein minyak yang berada pada emulsi santan bisa juga dipecah dengan bantuan enzim. Enzim yang bisa digunakan untuk memecah ikatan lipoprotein dalam emulsi lemak, yaitu papain (pepaya), bromelin (nanas) dan enzim protease yang berasal dari kepiting sungai.
3) Pengasaman
Pengasaman merupakan salah satu upaya pembuatan VCO dengan cara membuat suasana emulsi (santan) dalam keadaan asam. Asam memiliki kemampuan untuk memutus ikatan lemak-protein. Asam yang dicampurkan ke dalam santan hanya bisa bekerja dengan maksimal bila kondisi pH sesuai.
4) Pancingan
Ikatan protein-lemak yang berada pada santan diputus dengan pancingan VCO yang sudah jadi. Setelah beberapa lama didiamkan, minyak dalam santan pun akan keluar dengan sendirinya.
2.2. Mikroenkapsulasi
Mikroenkapsulasi adalah suatu proses penyalutan bahan-bahan inti yang berbentuk cair atau padat dengan menggunakan suatu bahan penyalut khusus yang membuat partikel-partikel inti mempunyai sifat fisika dan kimia seperti yang dikehendaki. Bahan penyalut yang berfungsi sebagai dinding pembungkus bahan inti tersebut dirancang untuk melindungi bahan-bahan terbungkus dari faktor-faktor yang dapat menurunkan kualitas bahan tersebut (Rosenberg, 1997).
Menurut Antara (1994), mikroenkapsulasi merupakan langkah atau aktivitas yang secara umum mirip dengan teknologi pengemasan, dalam hal ini pengemasan zat padat, zat cair, atau gas ke dalam suatu bentuk mikrokapsul yang sewaktu-waktu dapat melepaskan zat-zat tersebut dalam kondisi tertentu. Bakan (1994) menambahkan bahwa pada proses mikroenkapsulasi bahan-bahan inti tersebut dibungkus oleh dinding polimer tipis. Proses mikroenkapsulasi umumnya bertujuan untuk menghasilkan partikel-partikel padatan yang telah dilapisi oleh bahan penyalut tertentu.
Mikrokapsul merupakan produk dari proses mikroenkapsulasi berukuran antara nanometer dan millimeter serta memiliki bentuk bulat atau tak beraturan. Keistimewaan mikrokapsul adalah karena ukuran mikroskopiknya sehingga memiliki luas permukaan yang tinggi (Yoshizawa, 2004).
Mikrokapsul terdiri dari bahan inti yang disalut oleh suatu lapisan atau matriks. Bahan inti suatu mikrokapsul berupa partikel padat, cairan, atau gas; di antaranya enzim, protein, sel hidup, minyak atsiri, vitamin, pigmen, monomer, katalis, dan lain-lain. Lapisan penyalut dapat berupa polimer, di antaranya poli-asam laktat, poli-asam glikolat, poli-asam laktat-glikolat, poli-etilen glikol, dan kitosan. Pelepasan bahan inti melalui lapisan penyalut tergantung dari ketebalan dan besar pori-pori lapisan penyalut (Ghosh, 2006).
Morfologi dasar mikrokapsul dapat diklasifikasikan menjadi tiga tipe, yaitu tipe satu inti, banyak inti, dan matriks.Mikrokapsul tipe satu inti mengandung lapisan yang mengelilingi bahan inti, kapsul banyak inti mempunyai banyak bahan inti yang dilindungi oleh lapisan, sedangkan pada tipe matriks, bahan inti didistribusikan secara homogen dalam bahan lapisan penyalut. Morfologi mikrokapsul dapat memengaruhi struktur internal mikrokapsul dan sangat dipengaruhi oleh pemilihan bahan penyalut dan metode mikroenkapsulasi (Ghosh, 2006).
2.2.1. Metode Mikroenkapsulasi
Secara umum, metode mikroenkapsulasi terbagi menjadi dua, yaitu proses kimia dan proses fisika. Proses kimia terdiri dari emulsifikasi polimerisasi interfasial, polimerisasi in-situ, dan kompleks koaservasi. Proses fisika terdiri dari spray drying, fluidized-bed, ekstrusi, pemisahan suspensi dengan cara rotasi atau spinning disk (Thies, 1996), dan metode penggilingan (Tewes, et al., 2006). Beberapa teknik dalam mikroenkapsulasi dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Teknik dalam Mikroenkapsulasi
| Proses kimia | Proses fisika | |
| Fisiko-kimia | Fisiko-mekanik | |
| Suspensi, dispersi dan emulsi | Koaservasi | Spray-drying |
| Polimerisasi | Pembentukan lapis demi lapis (LBL) | Multiple nozzle spraying |
| Polikondensasi | Enkapsulasi solid-gel | Teknik sentrifugal |
| | Superkritikal CO2-assisted mikroenkapsulasi | Enkapsulasi vakum |
| | | Enkapsulasi elektrostatik |
Sumber : Bakan (1994)
A. Teknik Mikroenkapsulasi Proses Kimia
1) Emulsifikasi
Metod emulsifikasi terdiri dari beberapa jenis, yaitu:
a. Emulsi minyak dalam air
Pada emulsi minyak dalam air, polimer penyalut dilarutkan dalam pelarut organik, seperti metilen klorida atau kloroform. Bahan inti dilarutkan atau didispersikan dalam pelarut yang sama, kemudian keduanya dicampurkan. Campuran bahan inti dan polimer penyalut dicampurkan dengan fasa air yang mengandung surfaktan sehingga membentuk emulsi minyak dalam air.
Bahan inti yang dapat dienkapsulasi dengan metode ini adalah bahan inti yang bersifat lipofil, seperti hormon steroid, sitostatik, anti-inflamatori, dan neuroleptik. Sifat fisikokimia bahan inti seperti koefisien partisi, derajat ionisasi, atau sifat surfaktan akan memengaruhi emulsi yang terbentuk (Benoit, et al., 1996).
Multi emulsi merupakan suatu sistem yang kompleks dimana terjadi proses emulsi berulang. Tipe utama multi emulsi dalam emulsi air dalam minyak dalam air (A/M/A) dan emulsi minyak dalam air dalam minyak (M/A/M). Pada proses multi emulsi digunakan dua surfaktan yaitu surfaktan hidrofil dan lipofil dengan kombinasi konsentrasi.
Metode multi emulsi dapat meningkatkan efisiensi enkapsulasi dari bahan inti yang tidak larut air dalam bentuk emulsi minyak – air – minyak (M/A/M) serta bahan inti yang larut air dalam bentuk emulsi air – pelarut organik – air (A/M/A). Mikrokapsul padat didapat melalui penguapan atau ekstraksi pelarut, pencucian, dan pengeringan. Metode emulsi A/M/A digunakan untuk enkapsulasi peptida, seperti agonis leuteinizing hormone – releasing hormone (leuprolida asetat), somatostatin, dan protein di dalam poli-asam hidroksi, seperti poli-(D,L-laktida), poli-(D,L-laktida-koglikolida), atau poli-(L-laktida) (Benoit, et al., 1996).
c. Emulsi Anhidrat
Teknik emulsi anhidrat disebut juga sebagai emulsi minyak dalam minyak (M/M). Obat yang bersifat lipofil dan polimer didispersikan di dalam pelarut organik yang mudah menguap, seperti asetonitril dan aseton, kemudian diemulsikan ke dalam minyak yang tak dapat bercampur, seperti minyak mineral dan minyak sayur, atau pelarut organik yang tidak mudah menguap yang mengandung surfaktan dengan nilai HLB (hydrophile-lipophile balance) rendah.
Mikrokapsul didapat melalui proses penguapan atau ekstraksi pelarut organik yang mudah menguap dan pencucian di dalam pelarut lain seperti n-heksan untuk menghilangkan media pendispersi. Proses ini mencegah hilangnya bahan obat yang larut dalam air (Benoit, et al., 1996).
2) Polimerisasi Interfasial
Pada proses polimerisasi interfasial, lapisan penyalut dibentuk pada permukaan tetesan atau partikel inti melalui polimerisasi monomer reaktif dengan penambahan katalis enkapsulasi. Prosedur polimerisasi interfasial yaitu terjadinya reaksi polimerisasi yang cepat pada permukaan antara dua monomer reaktif. Contohnya yaitu reaksi antara isosianat dengan senyawa amina yang membentuk lapisan poliurea; asam klorida dan senyawa amina yang membentuk lapisan poliamida atau nilon; isosianat dengan hidroksil yang mengandung monomer yang terlarut dalam fasa air akan membentuk lapisan poliuretan.
Bahan inti yang dapat dienkapsulasi menggunakan metode ini antara lain larutan pewangi, perasa, dan bahan obat. Bila bahan inti yang dienkapsulasi berupa larutan maka perlu ditambahkan reaktan ke dalam larutan inti. Contoh reaktan tersebut adalah senyawa amina larut air yang dilarutkan ke dalam fasa air. Campuran tersebut kemudian didispersikan ke dalam pelarut yang tidak larut air sampai terbentuk tetesan-tetesan. Reaktan yang larut pada pelarut organik seperti isosianat dan asam klorida ditambahkan pada fasa organik untuk memulai polimerisasi pada permukaan sehingga terbentuk lapisan penyalut (Thies, 1996).
3) Polimerisasi In-situ
Pembentukan lapisan penyalut pada metode polimerisasi in-situ terjadi karena reaksi polimerisasi monomer-monomer tanpa penambahan katalis (reactive agent) ke dalam bahan inti. Polimerisasi terjadi pada fasa kontinyu di permukaan bahan inti yang terdispersi.
Polimerisasi in-situ menghasilkan kapsul dengan ukuran kecil, yaitu antara 3 sampai 6 µm, yang mengandung inti parfum serta kapsul besar yang mengandung minyak mineral untuk penggunaan kosmetik (Benoit, et al., 1996).
B. Teknik Mikroenkapsulasi Proses Fisika
1) Kompleks Koaservasi
Metode ini berdasarkan kemampuan polimer kationik dan anionik berinteraksi dalam pelarut air untuk membentuk kompleks koaservasi. Kompleks koaservasi digunakan untuk memproduksi mikrokapsul yang mengandung bahan inti berupa minyak wangi, cairan kristal, atau perasa.
Tiga tahapan dasar dalam proses ini adalah penyiapan dispersi atau emulsi; enkapsulasi partikel inti; dan stabilisasi partikel yang telah dienkapsulasi. Pertama-tama, bahan inti didispersikan ke dalam larutan polimer kationik kemudian larutan polimer anionik ditambahkan ke dalam dispersi tersebut. Endapan bahan penyalut di sekitar partikel inti terjadi ketika kedua polimer membentuk kompleks. Proses ini dipengaruhi oleh penambahan garam atau perubahan pH, suhu, atau pengenceran medium (Ghosh, 2006).1) Spray Drying
Spray drying merupakan metode mikroenkapsulasi dimana partikel inti didispersikan dalam larutan polimer kemudian disemprotkan ke dalam ruangan yang panas. Bahan lapisan penyalut mengeras menyalut partikel inti karena penguapan pelarut sehingga dihasilkan mikrokapsul tipe inti banyak atau matriks. Metode ini umumnya digunakan untuk menyalut minyak, pewangi, dan perasa. Efisiensi enkapsulasi material inti antara 50 – 60 % (Ghosh, 2006). Gambar proses spray drying.1) Fluidized-bed
Teknik ini digunakan untuk mengenkapsulasi partikel padat dan partikel higroskopis dengan adanya perubahan panas. Larutan penyalut disemprotkan pada partikel inti dan penguapan yang cepat membantu pembentukan lapisan luar partikel inti. Ketebalan dan pembentukan lapisan penyalut dapat disesuaikan dengan keinginan. Teknik fluidized-bed memiliki tiga tipe, yaitu penyemprotan dari atas (top spray), penyemprotan dari bawah (bottom spray), dan penyemprotan tangensial (tangential spray) (Ghosh, 2006).1) Ekstrusi
Bahan inti dan lapisan penyalut yang keduanya berupa cairan dipompa melalui tube konsentris dan membentuk tetesan-tetesan yang dipengaruhi oleh vibrasi. Setiap tetesan mengandung bahan inti yang dikelilingi oleh cairan penyalut. Lapisan penyalut akan mengeras dengan adanya ikatan silang, pendinginan, atau penguapan pelarut (Thies, 1996).1) Pemisahan Suspensi dengan Cara Rotasi
Pada proses pemisahan suspensi dengan cara rotasi, bahan inti didispersikan dalam larutan penyalut yang dialirkan ke dalam cakram yang berotasi. Setiap partikel inti disalut dengan lapisan film penyalut yang dialirkan ke tepi cakram yang berotasi. Mikrokapsul dihasilkan ketika lapisan penyalut memadat karena proses pendinginan. Metode ini dapat digunakan untuk berbagai material dengan volume besar, dapat dilakukan dengan cepat, serta ekonomis. Ukuran mikrokapsul yang dihasilkan kurang dari 150 µm (Benoit, et al., 1996).1) Metode Penggilingan
Metode penggilingan merupakan teknik enkapsulasi bebas pelarut dilakukan untuk mengatasi permasalahan residu pelarut pada bahan aktif dan formulasi farmasetika. Proses ini diawali dengan peleburan serbuk polimer kemudian diakhiri dengan tahap sferonisasi.
Polimer dileburkan kemudian obat didispersikan ke dalamnya. Suhu yang digunakan melebihi titik leleh polimer yang dipilih. Hasil pelelehan kemudian dibekukan. Material beku digiling menggunakan rotor speed mill. Tahap sferonisasi dilakukan karena proses penggilingan menghasilkan mikrokapsul yang berbentuk tidak beraturan dan memiliki rentang ukuran yang lebar.
Tahap sferonisasi dapat dilakukan dengan dua cara yaitu proses mekanik dan pemanasan. Proses mekanik menggunakan silinder ekstrudat yang disimpan di atas cakram kemudian dipecah menjadi partikel-partikel kecil. Partikel yang dihasilkan berukuran lebih dari 200 µm sedangkan pada proses pemanasan, partikel didispersikan ke dalam larutan tween, kemudian dikeringkan dengan spray dryer, dan dengan cepat didinginkan untuk menghasilkan mikropartikel yang berbentuk bulat.
Polimer yang dapat digunakan antara lain poli-asam laktat, poli-asam glikolat, poli-(DL-asam laktat-glikolat), poli-etilen glikol, poli-(asam α-hidroksi-karboksilat), dan eter-selulosa (Tewes, et al., 2006).
Teknik mikroenkapsulasi sudah merambah pada industri-industri pangan. Bahan-bahan ingredien pangan yang biasa dienkapsulasi adalah asidulan, pewarna, pemanis, pengembang, flavor, vitamin, mineral, dan lemak/minyak. Proses mikroenkapsulasi memiliki beberapa bidang aplikasi umumnya pada industri makanan. Industri makanan menerapkan teknik mikroenkapsulasi ini dengan berbagai alasan yaitu untuk menjaga kestabilan dari bahan inti (Hustiany, 2006).
Beberapa keuntungan yang diperoleh dari penggunaan mikroenkapsulasi ini yaitu aroma terlindungi dengan sempurna dan jika dilakukan dengan tepat maka warna alami dari bahan akan bertahan lama, mempunyai umur simpan yang lama dalam berbagai kondisi, siap untuk dicampurkan pada campuran makanan, bebas dari kebusukan, higienis, dan berkadar air rendah, sedangkan kerugiannya adalah penampakan flavor mungkin akan berbeda dari bahan alaminya dan biaya proses ini relatif mahal (Bakan, 1994).
2.2.2. Bahan Penyalut
Bahan penyalut adalah bahan-bahan yang berfungsi untuk menyalut atau membungkus bahan inti selama proses pemadatan atau pengeringan, selain untuk memperbesar volume dan meningkatkan jumlah total padatan juga dapat mencegah kerusakan bahan oleh panas karena waktu kontak yang lama (Bakan, 1994). Jenis bahan penyalut yang biasa digunakan dalam proses mikroenkapsulasi dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Jenis Bahan Penyalut yang Biasa Digunakan pada Proses Mikroenkapsulasi.
| Golongan | Jenis |
| Gum | Gum arab, agar, Natrium alginat, karagenan |
| Karbohidrat | Pati, dekstrin, sukrosa, sirop jagung, CMC, ethyl selulosa, metil selulosa, nitro selulosa, asetil selulosa, asetat phitat selulosa, asetat butilat phitat selulosa |
| Lemak | Lilin, parafin, tristearin, asam stearat, monogliserida, digliserida, lilin tawon, minyak, lemak, minyak kertas. |
| Bahan anorganik | Kalsium phospat, silikat, tanah liat |
| Protein | Gluten, kasein, gelatin, albumin |
Sumber : Antara (1994).
Pemilihan bahan penyalut mikrokapsul (bahan pengenkapsulasi) yang tepat akan menentukan sifat fisikokimia mikrokapsul yang dihasilkan. Persyaratan bahan pengenkapsulasi antara lain :
1. Enkapsulan harus mempunyai sifat kehilangan komponen aktif yang rendah selama proses berlangsung (Quellet, Taschi, dan Ubink, 2001).
2. Komponen enkapsulan harus terdispersi dalam larutan pengenkapsulasi secara merata dengan ukuran kecil (Quellet et al., 2001).
3. Enkapsulasi dengan cara spray dyer, maka pengenkapsulasi dengan viskositas rendah akan meningkatkan efisiensi pengeringan (Rosenberg, 1997).
4. Pengenkapsulasi harus mempunyai sistem pengendalian pelepasan komponen aktif selama penyimpanan, terutama untuk flavor yang sangat dipengaruhi oleh aktivitas air dan suhu penyimpanan (Quellet et al., 2001).
5. Bahan pengenkapsulasi harus aman, tidak membahayakan kesehatan, murah dan mudah diaplikasikan (Rosenberg, 1997).
6. Bahan pengenkapsulasi harus mempunyai sifat fungsional spesifik, seperti sifat emulsi, pembentukan film, dan membentuk larutan konsentrasi tinggi, dan lain-lain (Rosenberg, 1997).
Pemilihan bahan penyalut sangat menentukan sifat fisika dan kimia mikrokapsul. Bahan penyalut harus mampu memberikan suatu lapisan tipis yang kohesif dengan bahan inti, dapat bercampur secara kimia namun tidak bereaksi dengan bahan inti, serta mampu memberikan sifat penyalutan yang diinginkan, seperti kekuatan, fleksibilitas, impermeabilitas, sifat-sifat optik, dan stabilitas (Bakan, 1994).
2.3. Gum Arab
Gum arab (gum akasia) merupakan gum alami yang paling dikenal. Gum arab berasal dari getah alami yang dihasilkan dari berbagai spesies pohon akasia. Banyak spesies Acacia yang ditemukan, hanya tiga jenis yang dimanfaatkan secara komersial yaitu Acacia senegal, Acacia seyal, dan Acacia laeta (Fardiaz, 1989).Menurut Phillips dan William (2000), gum arab merupakan kompleks heteropolisakarida yang terdiri dari D-galaktopiranosa, L-ramnoporanosa, L-arabinofuranosa, dan asam D-glikoronat serta sejumlah kecil protein (2%).
Gum arab atau dikenal juga dengan nama gum akasia adalah gum alami yang paling dikenal. Gum arab banyak digunakan untuk makanan dan kebutuhan industri, seperti sebagai pemantap emulsi, pengkapsulan citarasa dan minyak parfum, permen gum, dan sebagainya. Gum oleh FDA dimasukkan ke dalam kelompok GRAS (Generally Recognized as Safe) sebagai bahan pangan penolong dengan batas – batas tertentu yang aman digunakan untuk makanan (Fardiaz, 1989).
Gum arab dihasilkan dari pohon akasia yang merupakan getah kental kering yang diperoleh dari batang dan ranting tanaman gum arab dapat dilihat pada Gambar 8, sedangkan untuk batang gum dengan getah yang mengering dapat dilihat pada Gambar 9. Produk yang dihasilkan dengan cara ini adalah berupa tepung gum arab bersih yang halus.
Batang Gum Arab
Gambar 9. Batang Gum dengan Getah yang Mengering
(Wikipedia, 2008)
Gum arab mudah larut ketika diaduk dalam air. Gum ini memiliki sifat yang unik jika dibandingkan dengan gum lain, hal ini dikarenakan gum arab dapat membentuk larutan dengan kekentalan rendah sehingga dapat membentuk larutan dengan konsentrasi sampai dengan 50% (Phillips dan William, 2000). Gum lain akan membentuk larutan yang sangat kental pada konsentrasi rendah (1-5%) dan gum arab baru mencapai kekentalan maksimum pada konsentrasi 40-50%. Rendahnya kekentalan ini berhubungan dengan kompleks dari gum arab (Fardiaz, 1989).
Gum arab mencapai kekentalan maksimum pada pH 4,5 – 5,5. Pada pH kurang dari 4,5 dan lebih besar dari 5,5 menyebabkan kekentalannya rendah. Elektrolit dalam larutan gum arab juga mengakibatkan turunnya kekentalan meskipun dalam larutan yang sangat encer. Penurunan kekentalan ini lebih nyata pada larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi (Fardiaz, 1989).
Menurut Sujana (1985) viskositas larutan gum arab dipengaruhi pH, suhu, garam, dan elektrolit. Viskositas dan berat jenis gum arab akan menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Penurunan viskositas proporsional dengan pengikatan valensi kation yang berarti penurunan tegangan permukaan akan memberi kondisi sistem emulsi yang baik.
Penerapan gum arab yang paling penting adalah untuk mengikat citarasa khususnya dalam produk – produk yang dikeringkan dengan alat pengering semprot atau spray dryer. Dalam produk tersebut komponen citarasa terperangkap dalam kapsul – kapsul (encapsulated) sehingga citarasanya menjadi stabil dan tahan lama. Selama proses pengeringan, air diuapkan dan komponen citarasa menjadi terbungkus dengan film dari gum sehingga komponen citarasa dapat terlindung dari pengaruh luar sampai produk kering ini dilarutkan dalam air (Glicksman, 1982).
Gum arab banyak digunakan untuk berbagai penerapan di industri, khususnya industri pangan. Beberapa sifat fungsionalnya yang diterapkan dalam industri pangan adalah sebagai pengikat citarasa, pelapis pelindung, dan banyak digunakan dalam produk-produk seperti kembang gula, minuman, dan produk-produk bakeri (Fardiaz, 1989).
Gum arab sangat efektif sebagai bahan pengemulsi karena fungsinya sebagai koloid penyalut dan telah banyak ditemukan penggunaannya dalam berbagai macam minyak dalam air (o/w) emulsi pangan. Gum ini memproduksi emulsi yang stabil dengan minyak dalam berbagai kondisi pH dan terdapatnya elektrolit tanpa membutuhkan bahan penstabil tambahan (Glicksman, 1982).
2.4. Pengemulsi
Emulsi adalah suatu dispersi atau suspensi suatu cairan dalam cairan yang lain, yang molekul-molekul kedua cairan tersebut tidak saling berbaur tapi saling antagonistik (Winarno, 1984). Menurut McClements (2000), emulsi dalam pangan dikenal sebagai dua cairan yang tidak saling berbaur atau bercampur. Diameter butiran dalam emulsi pangan umumnya berkisar antara 0,1-50 µm. Emulsi adalah suatu sistem dispersi atau koloid yang terdiri dari partikel-partikel cair (titik tetesan berdiameter 10-5-10-7cm). Menurut Man (1997), emulsi merupakan sistem heterogen terdiri atas cairan yang tidak tercampurkan yang terdispersi dengan baik dalam cairan lain, berbentuk tetesan dengan diameter biasanya lebih dari 0,1 µm. Stabilitas sistem ini minimum yang dapat diperkuat dengan senyawa aktif permukaan dan beberapa senyawa lain.
Air dan minyak merupakan cairan yang tidak saling berbaur tetapi saling terpisah karena mempunyai berat jenis yang berbeda. Pada suatu emulsi biasanya terdapat 3 bagian utama, yaitu bagian yang terdispersi yang terdiri dari butir-butir yang biasanya terdiri dari lemak, bagian kedua disebut media pendispersi yang dikenal sebagai continous phase; yang biasanya terdiri dari air, dan ketiga adalah emulsifier yang berfungsi menjaga agar butir minyak tetap tersuspensi di dalam air (Winarno, 1984).
Pengemulsi merupakan senyawa aktif permukaan yang mampu menurunkan tegangan antar permukaan antara antar udara-cairan atau antar cairan-cairan (Man, 1997). Menurut Glicksman (1982), bahan pengemulsi adalah semua bahan atau senyawa yang dapat membantu pembentukan emulsi, sekaligus berfungsi mempertahankan emulsi tersebut. Cara kerja bahan ini ialah menurunkan tegangan permukaan dengan cara membentuk lapisan pelindung yang menyelubungi butiran, sehingga senyawa yang tidak larut akan mudah terdispersi di dalam sistem.
Ciri-ciri kimiawi pengemulsi yaitu dalam struktur molekulnya harus mempunyai gugus yang dapat bergabung dengan air atau hidrofilik (suka air) dan gugus lainnya mempunyai kemampuan bergabung dengan lemak atau lipofilik (suka minyak). Sifat lipofilik pada umumnya merupakan sifat yang dominan pada emulsi pangan tetapi kesetimbangan hidrofilik dan lipofilik dapat bermacam-macam (Tranggono, 1990). Menurut Man (1997), pengemulsi dapat disesuaikan untuk digunakan dalam banyak sistem emulsi makanan. Barangkali yang paling luas dipakai ialah golongan monogliserida yang diperoleh dengan cara gliserolisis lemak.
Daya kerja emulsifier terutama disebabkan oleh bentuk molekulnya yang dapat terikat baik pada minyak maupun air. Cara kerja emulsifier adalah sebagai berikut : bila butir-butir lemak telah terpisah karena adanya tenaga mekanik (antara lain pengocokan), maka butir-butir lemak yang terdispersi tersebut segera diselubungi oleh selaput tipis emulsifier. Bagian molekul emulsifier yang non polar terikat pada lapisan luar butir-butir lemak, sedangkan bagian yang polar menghadap pelarut (air, continous phase) (Fardiaz, 1989).
Emulsi dapat terbentuk dengan bantuan bahan yang bersifat sebagai pengemulsi yang mempunyai fungsi mengurangi tegangan permukaan sehingga dalam pengadukan, energi yang dibutuhkan untuk membentuk emulsi dapat dikurangi (Fardiaz, 1989). Menurut Ansel (1989), emulsi dapat disiapkan dengan beberapa cara tergantung pada sifat komponen emulsi dan perlengkapan yang tersedia. Dalam ukuran kecil emulsi dapat disiapkan dengan menggunakan suatu stamper dan mortir porselen, blender mekanik, mixer, milk shake mixer, atau homogenizer tangan.
Emulsifier dibedakan berdasarkan nilai HLB-nya, HLB (Hydrophile-lipophile balance) adalah ukuran yang menyatakan sifat kecocokannya pada fase kontinyu dari emulsi. Emulsifier yang memiliki nilai HLB kurang dari 7 memiliki kelarutan yang lebih tinggi di minyak sehingga emulsifier ini cocok untuk emulsi w/o. Sebaliknya emulsifier dengan nilai HLB lebih dari 7 cocok untuk emulsi o/w. Nilai HLB bervariasi antara 1-40. Emulsifier dengan nilai HLB 7 berarti emulsifier tersebut memiliki tingkat kelarutan yang sama dalam air dan minyak. Secara umum semakin panjang rantai alifatik dari emulsifier maka nilai HLB semakin menurun, sedangkan semakin polar emulsifier maka semakin besar nilai HLB (Man, 1997). Nilai HLB pada beberapa surfaktan yang biasa digunakan dalam bahan pangan dapat dilihat pada Tabel 4.
Emulsifier atau surfaktan disebut juga sebagai molekul kecil yang dapat mengaktifkan permukaan yang terdiri dari “kepala” grup hidrofilik yang memiliki daya tarik untuk air serta terhubung dengan “ekor” grup lipofilik yang memiliki daya tarik kuat untuk minyak. Prinsip kerja dan peran surfaktan dalam emulsi pangan ialah untuk meningkatkan susunan dan stabilitas emulsi (McClements, 2000).
Tabel 4. Nilai HLB Beberapa Tipe Surfaktan
| Nama surfaktan | Nilai HLB | Keterangan |
| Tween 20 (Polioksietilen sorbitan monolaurat) | 16,7 | Cairan |
| Tween 40 (Polioksietilen sorbitan monopalmitat) | 15,6 | Cairan minyak |
| Tween 60 (Polioksietilen sorbitan monostearat) | 14,9 | Semipadat seperti minyak |
| Tween 65 (Polioksietilen sorbitan tristearat) | 10,5 | Padat seperti lilin |
| Tween 80 (Polioksietilen sorbitan monooleat) | 15,0 | Cair seperti minyak |
| Tween 85 (Polioksietilen sorbitan trioleat) | 11,0 | Cair seperti minyak |
| Span 20 (Sorbitan monolaurat) | 8,6 | Cairan minyak |
| Span 60 (Sorbitan monostearat) | 4,7 | Padat seperti malam |
| Span 80 (Sorbitanmonooleat) | 4,3 | Cairan minyak |
| Arlacel 85 (Sorbitan) | 3,7 | Cairan minyak |
| Gom | 8,0 | Padat atau serbuk |
| TEA (Trietanolamin) | 12,0 | Cair |
Sumber : Syamsuni (2005)
Karakteristik dari berbagai jenis surfaktan bergantung pada sifat dari grup kepala dan ekornya. Grup kepala dapat memiliki sifat anionik, kationik, zwitterionik, atau non-ionik walaupun sebagian besar surfaktan yang digunakan dalam industri pangan di antaranya yaitu non-ionik (contoh : monoglycerides, tweens, polysorbates, spans, acetic acid ester monoglycerides/ACETEM, lactic acid ester monoglycerides/LACTEM), anionik (contoh : garam asam lemak, garam stearyl lactylate, diacetyl tartaric acid ester monoglycerides/DATEM, citric acid ester ester monoglycerides/CITREM), atau zwitterionik (contoh : lesitin). Grup ekor biasanya terdiri dari satu atau lebih rantai hidrokarbon yang memiliki sekitar 10 - 20 atom karbon setiap rantainya. Rantai surfaktan dapat bersifat jenuh atau tidak jenuh, linier atau bercabang, alifatik atau aromatik tetapi sebagian besar surfaktan memiliki satu atau dua rantai linier alifatik yang dapat besifat jenuh atau tidak jenuh. Setiap jenis surfaktan memiliki sifat fungsional yang ditentukan oleh struktur molekulnya yang unik dan lingkungan fisikokimia yang beroperasi di dalamnnya (McClements, 2000).
Menurut Ibnuhayyans (2008), Surfaktan (surface active agents) merupakan zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan mempunyai orientasi yang jelas sehingga cenderung pada rantai lurus. Sabun merupakan salah satu contoh dari surfaktan. Molekul surfaktan mempunyai dua ujung yang terpisah, yaitu ujung polar (hidrofilik) dan ujung non-polar (hidrofobik). Surfaktan dapat digolongkan menjadi dua golongan besar yaitu surfaktan yang larut dalam minyak dan surfaktan yang larut dalam air.
1. Surfaktan yang larut dalam minyak
Ada tiga yang termasuk dalam golongan ini, yaitu senyawa polar berantai panjang, senyawa fluorokarbon, dan senyawa silikon.
2. Surfaktan yang larut dalam pelarut air
Golongan ini banyak digunakan antara lain sebagai zat pembasah, zat pembusa, zat pengemulsi, zat anti busa, detergen, zat flotasi, pencegah korosi, dan lain-lain. Ada empat yang termasuk dalam golongan ini, yaitu surfaktan anion yang bermuatan negatif, surfaktan yang bermuatan positif, surfaktan nonion yang tak terionisasi dalam larutan, dan surfaktan amfoter yang bermuatan negatif dan positif bergantung pada pH-nya.
Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan mematahkan ikatan-ikatan hidrogen pada permukaan. Hal ini dilakukan dengan menaruh kepala-kepala hidrofiliknya pada permukaan air dengan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi permukaan air. Sabun dapat membentuk misel (micelles), suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul sabun bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar, sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air. Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air, tetapi dengan mudah akan tersuspensi di dalam air (Ibnuhayyans, 2008).
2.5. Tween 80
Polisorbat 80 atau tween 80 dengan nama kimia Polioksietilen sorbitan monooleat merupakan serangkaian bagian ester asam lemak dari sorbitol. Polisorbat terdiri atas 20 unit oxyethylene yang merupakan surfaktan nonionik hidrofilik. Tween 80 biasa digunakan secara umum sebagai bahan pengemulsi dalam pengolahan emulsi minyak dalam air yang stabil. Polisorbat juga digunakan sebagai bahan pemerlarut untuk berbagai bahan termasuk minyak esensial dan vitamin yang larut minyak serta sebagai bahan pembasah dalam suspensi oral dan parenteral (Rowe, et al., 2003).
Menurut Rowe et al. (2003), Polisorbat stabil dalam elektrolit dan asam lemah, sedangkan pada asam kuat dapat terjadi saponifikasi. Polisorbat bersifat higroskopis dan seharusnya diperiksa dari air untuk lebih lanjut dalam penggunaannya dan dikeringkan jika diperlukan. Selain itu, dari beberapa jenis polyoxyethylene surfaktan apabila disimpan dalam jangka lama dapat terjadinya pembentukan peroksida. Polisorbat dibuat dari sorbitol melalui tiga tahapan proses. Mula-mula air dipindahkan dari sorbitol untuk membentuk sorbitan (sorbitol siklik anhidrat). Kemudian sorbitan secara parsial dilakukan esterifikasi dengan asam lemak seperti asam oleat atau stearik untuk menghasilkan hexitan ester. Selanjutnya, etilen oksida ditambahkan dalam katalis untuk menghasilkan polisorbat. Struktur kimia tween 80 dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Struktur Kimia Tween 80
(Wikipedia, 2009)
Tween 80 termasuk dalam bahan tambahan makanan yang biasa digunakan secara luas dalam produk pangan dan farmasi. Bahan ini digolongkan dalam surfaktan non-ionik dan diaplikasikan pada produk pangan tertentu serta secara umum diakui sebagai bahan tambahan makanan yang aman (GRAS). Selain itu, tween 80 juga tidak menyebabkan iritasi dan memiliki tingkat toksisitas yang rendah atau bersifat non-irritant dan non-toxic. Menurut WHO pemasukan harian yang dapat diterima oleh manusia yaitu 25 mg/kg berat badan, artinya orang dewasa dengan berat 70 kg dapat mengkonsumsi 1.750 mg tween 80 setiap harinya dalam jangka waktu lama tanpa adanya efek racun. Berdasarkan tingkat keamanannya tween 80 telah diakui oleh beberapa negara di Eropa, Amerika, Cina dan Jepang sebagai bahan tambahan makanan yang aman. Tween 80 biasa digunakan dalam pembuatan es krim, acar, preparasi vitamin/mineral, shortening, whipped toppings, gelatin dessert cottage cheese, saus barbeque, dll (Anonim, 2007). Penggunaan polisorbat/tween dalam produk pangan dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Penggunaan Polisorbat/Tween dalam Produk Pangan
| Penggunaan | Konsentrasi (%) |
| Emulsifying agent (Pengemulsi) Digunakan sendiri dalam emulsi (M/A). Digunakan dalam emulsi (M/A) dengan pengemulsi hidrofilik. | 1-15 1-10 |
| Solubilizing agent (Pemerlarut) | 1-10 |
| Wetting agent | 0,1-3 |
Sumber : Rowe et al. (2003)
Prinsip pembuatan VCO bubuk yaitu dengan mikroenkapsulasi. Menurut Barbossa (2005), enkapsulasi merupakan proses dimana lapis tipis kontinyu terbentuk disekitar partikel padat, cairan atau gas yang secara keseluruhan ditahan dalam dinding kapsul. Bahan penyalut yang biasa digunakan yaitu bahan polimer.
Bahan penyalut yang biasa digunakan dalam industri pangan untuk mengkapsulkan minyak atau lemak adalah karbohidrat, lilin, gum, gelatin, dan protein (Bakan, 1994). Menurut Glicksman (1982), gum arab adalah tetesan yang kering dan bergetah yang diperoleh dari pohon akasia. Gum arab ini merupakan polimer alam yang tidak larut dalam minyak dan juga tidak larut pada hampir semua pelarut organik. Sedangkan menurut Benita (1996), gum arab merupakan senyawa anionik yang dapat bereaksi dengan polimer lain untuk membentuk dinding (koaservasi).
| 33 |
Menurut McClements (2000), surfaktan atau pengemulsi dapat berinteraksi dengan biopolimer. Tween 80 merupakan salah satu contoh surfaktan nonionik yang biasa dipakai pada berbagai produk emulsi pangan. Afeli (1998) mengemukakan bahwa tween 80 dapat digunakan untuk menghasilkan mikrokapsul yang efektif. Konsentrasi polisorbat atau tween 80 yang digunakan untuk membentuk emulsi minyak dalam air (M/A) dengan kombinasi pengemulsi hidrofilik lain yaitu 1-10% (Rowe et al., 2003). Safarina (2008) menggunakan pengemulsi tween 80 sebanyak 5% dalam penelitiannya terhadap mikroenkapsulasi VCO dengan kitosan sebagai bahan penyalutnya.
Menurut Jaya (2005), tween 80 dapat lebih efektif dan efisien dalam pembentukan emulsi yang stabil dibandingkan jenis tween lainnya. Pembentukan emulsi dan penggunaan bahan pengemulsi pada emulsi minyak dalam air berdasarkan pada nilai HLB (Hydrophile-lipophile balance). Tween 80 memiliki nilai HLB yang cukup tinggi dimana semakin tinggi nilai HLB pengemulsi maka akan lebih bersifat hidrofilik sehingga akan lebih efektif pada pembentukan emulsi minyak dalam air (Man, 1997).
Pada pembuatan VCO bubuk ini proses pengeringan dilakukan menggunakan oven hampa udara (oven vacuum drying), dimana baki atau tempat bahan pangan dipanaskan secara konduksi dari rak-rak penyangga, seluruh ruangan pengeringan berada dalam kondisi hampa udara, dan bahan yang dikeringkan tidak bergerak. Keuntungan dalam pengeringan hampa udara didasarkan pada penguapan yang terjadi lebih cepat pada tekanan rendah daripada tekanan tinggi serta suhu yang lebih rendah (Wirakartakusumah, Djoko dan Nuri, 1989). Pemilihan alat pengering berupa oven hampa udara didasarkan pada penelitian Safarina (2008) yang menggunakan oven biasa untuk pengeringan VCO bubuk selama 48 jam sehingga dengan penggunaan oven hampa udara ini diharapkan proses pengeringannya dapat berjalan lebih cepat.
Montesqrit (2008) mengemukakan minyak yang ditambahkan dalam mikroenkapsulasi minyak ikan sebanyak 25% dari berat campuran bahan penyalut dan air yang menghasilkan nilai efisiensi enkapsulasi sebesar 77,50%.
Telah dilakukan percobaan pendahuluan pembuatan VCO bubuk. Percobaan pendahuluan terdiri dari tiga tahap yaitu: (1) menentukan perbandingan konsentrasi gum arab dan air, (2) konsentrasi tween 80 yang digunakan, (3) menentukan jumlah VCO yang digunakan.
Pada percobaan pertama dilakukan pembuatan VCO bubuk dengan perbandingan gum arab dan air yaitu 50:50, VCO 25% dari berat campuran bahan penyalut dan air, serta penggunaan tween 80 dengan konsentrasi 4% dan 6% dari berat campuran bahan penyalut dan air dengan suhu 600C dan lama pengeringan 1 jam yang didasarkan pada penelitian sebelumnya mengenai tepung madu. Berdasarkan percobaan ini dihasilkan VCO bubuk dengan kenampakan kurang baik; berwarna kuning kecoklatan dan masih banyak terdapat minyak pada permukaannya. Hasil dari percobaan ini belum memenuhi target dimana produk yang diinginkan yaitu VCO bubuk berwarna putih, kering, dan tidak berminyak,
Sehingga dilakukan percobaan berikutnya dengan meningkatkan perbandingan gum arab dan air menjadi 60:40 dan konsentrasi tween 80 menjadi 5% dan 10% agar terlihat perbedaan yang signifikan pada hasilnya. Berdasarkan percobaan kedua dapat disimpulkan bahwa karakteristik VCO bubuk yang dihasilkan lebih baik dari percobaan sebelumnya; berwarna putih kekuningan dan memiliki minyak yang lebih sedikit pada permukaannya. Pada sampel dengan konsentrasi tween 80 5% memiliki kenampakan yang lebih baik dan memiliki lebih sedikit minyak pada permukaannya dibandingkan sampel dengan konsentrasi tween 80 10%.
Pada percobaan tahap ketiga dilakukan untuk memperbaiki tekstur dari hasil percobaan sebelumnya dengan hasil berupa VCO bubuk yang masih sedikit berminyak. Percobaan dilakukan dengan membandingkan konsentrasi VCO yang ditambahkan berupa 10% dan 25% dengan konsentrasi tween 80 5% dan perbandingan bahan penyalut yang sama dengan percobaan sebelumnya. Berdasarkan percobaan ini dihasilkan VCO bubuk dengan karakteristik yang diinginkan yaitu berwarna putih, kering dan tidak terdapat minyak pada permukaannya, akan tetapi memiliki aroma kelapa yang tidak kuat dibandingkan dengan sampel dengan konsentrasi VCO 25%. Berdasarkan hal tersebut maka konsentrasi VCO yang akan digunakan dalam percobaan utama yaitu sebanyak 15% dari berat campuran bahan penyalut dan air.
Berdasarkan hasil percobaan pendahuluan, maka pada percobaan utama akan dilakukan pembuatan VCO bubuk dengan perbandingan gum arab dan air 60:40 dengan konsentrasi tween 80 : 3%, 4%, 5%, 6%, dan 7%.
3.2. Hipotesis
Berdasarkan kerangka pemikiran di atas, dapat ditarik hipotesis sebagai berikut : ”Konsentrasi tween 80 memengaruhi beberapa karakteristik VCO bubuk yang dihasilkan”.
4.1Tempat dan Waktu
Percobaan pendahuluan telah dilakukan pada bulan Agustus 2009 - Oktober 2009 di Laboratorium Pilot Plan, sedangkan percobaan utama telah dilakukan pada bulan Januari 2010 – Maret 2010. Penelitian utama dilakukan di Laboratorium Pilot Plan, Laboratorium Kimia Pangan, Laboratorium Keteknikan Pengolahan Pangan dan Laboratorium Gizi dan Penilaian Indera, Jurusan Teknologi Industri Pangan, Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran.
4.2. Bahan dan Alat
4.2.1. Bahan Percobaan
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah : Minyak Kelapa Murni (Virgin Coconut Oil, VCO) diproduksi oleh PT. Mikro Tradika Aphrodita, gum arab, air dan tween 80. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis adalah AgNO3 0,1 N, HCl 0,1 N, aquades, toluene, heksan.
4.2.2. Alat Percobaan
| 38 |
4.3. Metode Penelitian
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimen dengan analisis deskriptif dan dilanjutkan dengan analisis regresi dan korelasi untuk meramalkan (memprediksi) variabel terikat (Y) bila variabel bebas (X) diketahui. Variabel terikat (Y) adalah kriteria pengamatan VCO bubuk dan variabel bebas (X) adalah konsentrasi tween 80. Untuk pengujian organoleptik menggunakan metode percobaan (Experimental method) dengan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan panelis sebagai ulangan. Penelitian ini dilakukan dengan 5 perlakuan dan 2 kali ulangan, yaitu :
A : Konsentrasi tween 80 = 3%
B : Konsentrasi tween 80 = 4%
C : Konsentrasi tween 80 = 5%
D : Konsentrasi tween 80 = 6%
E : Konsentrasi tween 80 = 7%
Analisis yang digunakan dipilih dari beberapa model regresi yang dianggap dapat mewakili hasil pengamatan, yaitu model regresi yang memiliki nilai R2 (koefisien determinasi) paling besar (antara 0,75-0,99). Perhitungan nilai R2 dilakukan dengan menggunakan rumus :
Keeratan hubungan antara variabel X (konsentrasi tween 80) dan variabel Y (kriteria pengamatan) ditentukan dengan koefisien korelasi (r) yang dihitung dengan menggunakan rumus:
Keterangan:
- Nilai r negatif (-), menyatakan korelasi tak langsung yang artinya jika variabel X (konsentrasi tween 80) semakin besar, maka akan menyebabkan variabel Y (kriteria pengamatan) semakin kecil.
- Nilai r positif (+), menyatakan korelasi langsung yang artinya jika variabel X (konsentrasi tween 80) semakin besar, maka akan menyebabkan variabel Y (kriteria pengamatan) semakin besar pula.
Berikut adalah persamaan matematik dari beberapa model regresi yang digunakan (Sudjana, 1996) :
Linier : Ŷi = a + bXi
Logaritmik : Ŷi = a + bLogXi
Kuadratik : Ŷi = a + bXi + cXi2
Kubik : Ŷi = a + bXi + cXi2 + dXi3
Eksponensial : Ŷi = aebXi
dimana:
Ŷ = kriteria pengamatan (variabel terikat)
a = intercept
b = angka arah atau koefisien regresi yang menunjukkan angka laju peningkatan atau penurunan variabel terikat yang didasarkan pada variabel bebas. Bila b (+) maka naik dan bila b (-) maka terjadi penurunan.
c = angka arah atau koefisien regresi yang menunjukkan laju perubahan rata-rata Ŷi jika Xi2 berubah pada keadaan variabel lain tetap. Bila c positif (+) maka untuk setiap perubahan Xi2 sebesar 1 satuan, Ŷi rata-rata bertambah sebesar c, bila c negatif (-) maka untuk setiap perubahan Xi2 sebesar 1 satuan, Ŷi rata-rata berkurang sebesar c.
d = angka arah atau koefisien regresi yang menunjukkan laju perubahan rata-rata Ŷi jika Xi3 berubah pada keadaan variabel lain tetap. Bila d positif (+) maka untuk setiap perubahan Xi3 sebesar 1 satuan, Ŷi rata-rata bertambah sebesar d, bila negatif (-) maka untuk setiap perubahan Xi3 sebesar 1 satuan, Ŷi rata-rata berkurang sebesar d.
e = 2,71828
X = konsentrasi tween 80 (variabel bebas)
Perhitungan dan pengolahan data dibantu dengan menggunakan program aplikasi SPSS versi 15.0.
Pada pengujian organoleptik dilakukan menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan panelis sebagai ulangan dengan 5 perlakuan dan 15 kali ulangan. Analisis ragam Rancangan Acak Kelompok (RAK) yang dilakukan dalam percobaan ini dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 6. Analisis Ragam Rancangan Acak Kelompok (RAK)
| Sumber Ragam | DB | JK | KT | Fh | F0,5 |
| Ulangan/ Panelis | 14 | (SX.j2/5)- (Y..2/75) | JKU/5 | KTU/KTG | 1,88 |
| Perlakuan | 4 | (SXi.2/15) – (Y..2/75) | JKP/3 | KTP/KTG | 2,55 |
| Galat | 56 | JKT – JKU – JKP | JKG/15 | | |
| Total | 74 | SYij2 – (Y..2/60) | | | |
Sumber : Gaspersz (1991)
Uji F pada taraf 5% digunakan untuk mengetahui ada tidaknya keragaman antar perlakuan, jika Fh (F hitung) ≤ F 0,5 maka dinyatakan tidak ada keragaman antar perlakuan, sedangkan jika Fh > F 0,5, maka dinyatakan ada keragaman antar perlakuan, selanjutnya dilakukan pengujian lanjutan berupa Uji Beda Jarak Nyata Duncan untuk mengetahui beda pengaruh antar perlakuan. Tahap-tahap pengujiannya meliputi :
1. Menyusun nilai tengah perlakuan dalam urutan menaik.
2. Menghitung galat baku dari nilai tengah perlakuan dengan rumus:
| Sx |
3. Menentukan nilai SSR untuk taraf nyata 5%.
4.
| Sx |
5. Nilai tengah perlakuan terbesar dikurangkan dengan LSR terbesar. Untuk nilai tengah yang dinyatakan tidak berbeda nyata, dihitung selisih nilai tengah perlakuan tersebut dengan nilai tengah perlakuan terbesar, kemudian bandingkan dengan LSR yang sesuai. Apabila selisih tersebut lebih besar, maka perlakuan tersebut dinyatakan berbeda nyata. Demikian seterusnya untuk nilai tengah perlakuan terbesar kedua, ketiga, dst. Pada perlakuan yang tidak berbeda nyata, dapat ditandai dengan garis bawah.
4.4. Pelaksanaan Percobaan
4.4.1. Percobaan Pendahuluan
Percobaan pendahuluan dilakukan untuk menetapkan perlakuan yang akan digunakan dalam penelitian utama. Percobaan pendahuluan dilakukan dalam tiga tahap, yaitu
1) Menentukan kisaran perbandingan antara gum arab dan air,
2) Menentukan konsentrasi tween 80 yang digunakan
3) Menentukan jumlah VCO yang ditambahkan.
4.4.2. Percobaan Utama
Percobaan utama dilakukan untuk menentukan konsentrasi tween 80 yang tepat terhadap beberapa karakteristik fisik, kimia dan organoleptik VCO bubuk yang dihasilkan. Adapun tahapan proses yang dilakukan dalam percobaan utama adalah :
1) Pencampuran bahan-bahan
Mula-mula gum arab dicampurkan dengan air yang telah ditentukan perbandingannya yaitu 60:40 (%b/b), kemudian ditambahkan VCO sebanyak 15% berat campuran bahan penyalut dan air, terakhir ditambahkan tween 80. Adapun konsentrasi tween 80 yang digunakan adalah 3%, 4%, 5%, 6%, dan 7% dari berat campuran bahan penyalut dan air.
Campuran bahan-bahan tersebut dimasukkan ke dalam loyang dan ditempatkan rak-rak penyangga dalam oven hampa udara (oven vacuum drying). Kondisi pengeringan yang digunakan dalam penelitian ini adalah suhu 600C, tekanan 25 in.Hg dan waktu pengeringan selama 1 jam.
3) Pengecilan ukuran
Hasil dari pengeringan dilakukan pengecilan ukuran dengan menggunakan alat grinder. Pengecilan ukuran ini bertujuan untuk menghaluskan ukuran bubukyang dihasilkan sehingga akan meningkatkan rendemennya.
4) Penyeragaman ukuran
Hasil dari pengecilan ukuran, kemudian dilakukan penyeragaman ukuran dengan dilakukan proses pengayakan menggunakan ayakan 40 mesh. Pengayakan ini bertujuan untuk mendapatkan ukuran dari VCO bubuk yang seragam. VCO bubuk yang tertahan pada ayakan selanjutnya dilakukan pengecilan ukuran lagi (digrinder) lalu diayak kembali dengan ayakan 40 mesh. Proses ini terus dilakukan sampai didapatkan jumlah yang maksimal dari VCO bubuk yang lolos ayakan 40 mesh.
5) Pengemasan
VCO bubuk yang telah diseragamkan ukurannya dikemas dalam plastik PE yang selanjutnya dimasukkan ke dalam wadah yang telah diisi dengan silika gel dan ditutup dengan rapat.
Diagram proses pembuatan VCO bubuk secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 11.
4.5. Kriteria Pengamatan
A. Pengamatan Utama
1) Analisis kimia :
- Kadar air metode thermogravimetri (Sudarmadji, Haryono dan Suhardi, 1996).
- Kadar minyak tidak terkapsul (Wanasundara dan Shahidi, 1995).
- Kadar minyak terkapsul metode soxhlet (AOAC, 1995)
- Efisiensi enkapsulasi (Lin, Lin, dan Hwang, 1995).
2) Analisis fisik :
- Laju higroskopis. (GEA Niro Research Laboratory, 2005).
- Tingkat higroskopisitas. (GEA Niro Research Laboratory, 2005)
- Warna dengan metode Hunter menggunakan alat Chromameter CR 300 (Man, 1997)
3) Uji organoleptik :
- Uji Hedonik terhadap rasa, warna dan aroma dari VCO Bubuk, (Soekarto, 1985).
Analisis Komposisi Asam Lemak Metode Kromatografi Gas pada VCO bubuk (AOAC, 1995).
| Gum arab dan air dengan perbandingan 60:40 (%b/b) |
| Pencampuran |
| VCO 15% (b/b) |
| Tween 80 : 3%, 4%, 5%, 6% dan 7% (b/b) |
| Pengeringan dengan oven vacuum drying, T= (600C) ; t = (1 jam); P = (25 in Hg) |
| Pengecilan ukuran menggunakan grinder |
| VCO bubuk |
| Penyeragaman ukuran 40 mesh |
Gambar 11. Diagram Proses Pembuatan VCO bubuk
Keterangan : % b/b menunjukkan fraksi berat berdasarkan bahan pengisi + air
Pengamatan Utama
5.1.1 Rendemen
Presentase rendemen mikrokapsul diperhitungkan berdasarkan berat mikrokapsul yang dihasilkan dibagi dengan bahan yang digunakan, yaitu VCO, gum arab, air, dan tween 80.
Data dan perhitungan rendemen serta analisis regresi rendemen VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 12. Model regresi yang paling cocok ternyata model regresi linier dengan persamaan Ŷ = 86,87 + 1,209X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap rendemen VCO bubuk disajikan pada Gambar 12.
Gambar 12. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Rendemen VCO Bubuk
| 47 |
Rendemen VCO bubuk yang dihasilkan berkisar antara 59,42 – 63,91%. Rendemen tertinggi diperoleh pada penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 7% sedangkan rendemen terendah diperoleh dari penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 3%. Peningkatan rendemen yang berbanding lurus dengan penambahan konsentrasi tween 80 disebabkan oleh meningkatnya massa padatan seiring dengan penambahan tween 80, selain itu peningkatan rendemen diduga akibat banyaknya pula minyak yang tersalutkan dalam mikrokapsul setiap perlakuannya.
5.1.2 Kadar Air
Data dan perhitungan serta analisis regresi kadar air VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 13. Model regresi yang paling cocok ternyata model regresi linier dengan persamaan Ŷ = 1,444 + 0,438X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap kadar air VCO bubuk disajikan pada Gambar 13.
Model regresi tersebut memiliki nilai koefisien determinasi (R2) 0,764 (lebih besar dari 0,75) yang berarti pengaruh konsentrasi tween 80 terhadap kadar air adalah sebesar 76,4% sedangkan sisanya sebesar 23,6% ditentukan oleh variabel lain. Koefisien korelasi (r) sebesar 0,874 menunjukkan bahwa kadar air dan konsentrasi tween 80 memiliki hubungan yang sangat erat. Koefisien korelasi (r) yang positif menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi tween 80, kadar air VCO bubuk semakin tinggi.
Gambar 13. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kadar Air VCO Bubuk
Kadar air pada VCO bubuk yang dihasilkan berkisar antara 2,3 – 4,5%. Kadar air tertinggi diperoleh pada penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 7% sedangkan kadar terendah diperoleh dari penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 3%. Peningkatan kadar air yang berbanding lurus dengan penambahan konsentrasi tween 80 diduga akibat semakin banyaknya emulsi yang terbentuk antara minyak dan air. Menurut McClements (2000), tween 80 memiliki sifat hidrofilik atau sangat mudah terdispersi dalam air, sehingga penambahan tween 80 akan berpengaruh pada jumlah air yang dapat diikat dan diemulsikan dengan minyak.
Kadar air VCO bubuk yang dihasilkan berkisar antara 2,3 – 4,5%, mengacu pada SNI (SNI 2970 : 1999) susu bubuk berkadar air maksimal 5% sehingga kadar air VCO bubuk yang dihasilkan telah sesuai dengan standar susu bubuk. Afeli (1998) menghasilkan minyak ikan tuna bubuk berkadar air 0,7 – 1,76% menggunakan spray dryer. Pemilihan metode dan alat pengering juga dapat memengaruhi kadar air dari produk yang dihasilkan. Kadar air yang rendah pada mikrokapsul yang dihasilkan membuatnya lebih tahan terhadap kerusakan mikrobiologis. Mikrokapsul yang basah mudah ditumbuhi oleh kapang (Kristiani, 1997).
5.1.3 Kadar Minyak Tidak Terkapsul
Minyak yang terekstrak dalam analisis kadar minyak dapat dibedakan atas dua yaitu minyak yang terdapat dalam mikrokapsul dan minyak yang terdapat pada permukaan atau di luar mikrokapsul. Minyak yang terdapat dalam mikrokapsul disebut minyak terkapsul, sedangkan minyak yang terdapat pada permukaan mikrokapsul dikenal dengan minyak tidak terkapsul (Montesqrit, 2008).
Perhitungan kadar minyak tidak terkapsul bertujuan menghitung berapa banyak minyak yang tidak terkapsulkan yang dapat memengaruhi kualitas dan daya tahan simpan produk. Data dan perhitungan serta analisis regresi kadar minyak tidak terkapsul VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 14. Model regresi yang paling cocok ternyata model regresi linier dengan persamaan Ŷ = 3,105 – 0,239X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap kadar minyak tidak terkapsul VCO bubuk disajikan pada Gambar 14.
Model regresi tersebut memiliki nilai koefisien determinasi (R2) 0,978 (lebih besar dari 0,75) yang berarti pengaruh konsentrasi tween 80 terhadap kadar minyak tidak terkapsul adalah sebesar 97,8% sedangkan sisanya sebesar 2,2% ditentukan oleh variabel lain. Koefisien korelasi (r) sebesar -0,989 menunjukkan bahwa kadar minyak tidak terkapsul dan konsentrasi tween 80 memiliki hubungan yang sangat erat. Koefisien korelasi (r) yang negatif menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi tween 80, kadar minyak tidak terkapsul VCO bubuk semakin rendah.
Kadar minyak tidak terkapsul pada VCO bubuk yang dihasilkan berkisar antara 1,41 – 2,36% dari berat mikrokapsul yang dihitung berdasarkan dalam padatan kering. Kadar minyak tidak terkapsul tertinggi diperoleh pada penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 3% sedangkan kadar terendah diperoleh dari penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 7%. Semakin rendahnya kadar minyak tidak terkapsul yang dihasilkan berbanding terbalik dengan penambahan konsentrasi tween 80, diduga bahwa semakin banyak penambahan tween 80 maka semakin tinggi minyak yang terkapsul dan berbanding terbalik dengan kadar minyak tidak terkapsul.
Gambar 14. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kadar Minyak Tidak Terkapsul VCO Bubuk
Menurut Anandaraman dan Reneccius (1987), kandungan minyak tidak terkapsul yang rendah menguntungkan karena mikrokapsul lebih stabil untuk penyimpanan. Sebaliknya kadar minyak tidak terkapsul tinggi tidak menguntungkan karena mikrokapsul tersebut lebih mudah teroksidasi (Barrow, 2005).
5.1.4 Kadar Minyak Terkapsul
Kadar minyak terkapsul berarti jumlah kandungan minyak yang terdapat dalam mikrokapsul. Data dan perhitungan serta analisis regresi kadar minyak terkapsul VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 15. Model regresi yang paling cocok ternyata model regresi linier dengan persamaan Ŷ = 3,996 + 1,735X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap kadar minyak terkapsul VCO bubuk disajikan pada Gambar 15.
Gambar 15 . Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kadar Minyak Terkapsul VCO Bubuk
Model regresi tersebut memiliki nilai koefisien determinasi (R2) 0,958 (lebih besar dari 0,75) yang berarti pengaruh konsentrasi tween 80 terhadap kadar minyak terkapsul adalah sebesar 95,8% sedangkan sisanya sebesar 4,2% ditentukan oleh variabel lain. Koefisien korelasi (r) sebesar 0,979 menunjukkan bahwa kadar minyak terkapsul dan konsentrasi tween 80 memiliki hubungan yang sangat erat. Koefisien korelasi (r) yang positif menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi tween 80, kadar minyak terkapsul VCO bubuk semakin tinggi.
Kadar minyak terkapsul pada VCO bubuk yang dihasilkan berkisar antara 9,62 – 16,93% dari berat mikrokapsul yang dihitung berdasarkan dalam padatan kering. Kadar minyak terkapsul tertinggi diperoleh pada penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 7% sedangkan kadar terendah diperoleh dari penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 3%. Semakin tingginya kadar minyak terkapsul yang dihasilkan berbanding lurus dengan penambahan konsentrasi tween 80, diduga bahwa semakin banyak penambahan tween 80 maka semakin tinggi minyak yang terkapsul atau dengan kata lain semakin banyak emulsi yang terbentuk selama proses mikroenkapsulasi antara minyak dan air.
Secara termodinamika, emulsi dari dua fase cair tidak bersifat stabil sehingga istilah ‘emulsi yang stabil’ mengacu pada proses pemisahan yang berjalan lambat sedemikian sehingga proses tersebut tidak teramati pada selang waktu tertentu yang diinginkan. Stabilitas emulsi merupakan fenomena sistem yang sangat luas (McClements, 2000).
Kestabilan emulsi merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan keberhasilan proses mikroenkapsulasi. Pembentukan emulsi suatu bahan pangan dapat dibantu dengan menambahkan emulsifier ke dalam sistem. Pada penelitian yang dilakukan oleh Wanasundara dan Shahidi (1995) menunjukkan bahwa tween 80 dapat digunakan untuk menghasilkan mikrokapsul yang efektif. Penggunaan emulsifier dapat menurunkan tegangan permukaan antar bahan sehingga memungkinkan pencampuran minyak dan bahan penyalut dapat berjalan dengan baik (Montesqrit, 2008).
Selain jenis dan jumlah emulsifier, kestabilan emulsi dipengaruhi oleh tegangan permukaan antar kedua fase, sifat zat yang teradsorpsi pada lapisan interfasial, besar muatan listrik partikel, ukuran partikel, volume fase terdispersi, viskositas medium pendispersi, perbedaan densitas kedua fase serta kondisi penyimpanan (Bennet, 1947 dikutip Juliesti, 2000).
Kandungan minyak ini penting diketahui untuk mempermudah pengaplikasiannya dalam bahan pangan yang akan diperkaya dengan produk mikrokapsul. Menurut Lin et al. (1995) dan Thies (1996), imbangan minyak dan tingkat emulsifier yang digunakan dapat memengaruhi jumlah minyak terkapsul. Penggunaan emulsifier dapat menurunkan tegangan permukaan sehingga memungkinkan pencampuran minyak dan dengan bahan penyalut dapat berjalan dengan baik sehingga dapat menghasilkan kadar minyak terkapsul yang lebih tinggi (Montesqrit, 2008).
5.5 Efisiensi Enkapsulasi
Efisiensi enkapsulasi adalah kemampuan minyak untuk tersaluti oleh bahan penyalut, semakin tinggi efisiensi enkapsulasi berarti semakin banyak minyak yang tersaluti oleh bahan penyalut.
Data dan perhitungan serta analisis regresi efisiensi enkapsulasi VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 16. Model regresi yang paling cocok ternyata model regresi linier dengan persamaan Ŷ = 17,23 + 10,09X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap efisiensi enkapsulasi VCO bubuk disajikan pada Gambar 16.
Model regresi tersebut memiliki nilai koefisien determinasi (R2) 0,961 (lebih besar dari 0,75) yang berarti pengaruh konsentrasi tween 80 terhadap rendemen adalah sebesar 96,1% sedangkan sisanya sebesar 3,9% ditentukan oleh variabel lain. Koefisien korelasi (r) sebesar 0,980 menunjukkan bahwa efisiensi enkapsulasi dan konsentrasi tween 80 memiliki hubungan yang sangat erat. Koefisien korelasi (r) yang positif menyatakan bahwa semakin tinggi konsentrasi tween 80, rendemen VCO bubuk semakin tinggi.
Efisiensi enkapsulasi yang diperoleh berkisar antara 48,92 – 92,3%. Efisiensi enkapsulasi tertinggi diperoleh pada penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 7% sedangkan efisiensi terendah diperoleh dari penambahan konsentrasi tween 80 sebanyak 3%. Pada penelitian Safarina (2008), VCO bubuk yang dihasilkan memiliki efisiensi enkapsulasi sebesar 81,52%.
Gambar 16. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Efisiensi Enkapsulasi VCO Bubuk
Efisiensi enkapsulasi sangat dipengaruhi oleh rendemen. Semakin tinggi rendemen yang dihasilkan, semakin tinggi pula efisiensi enkapsulasi (Lianawati, 1998). Selain itu nilai efisiensi enkapsulasi juga dipengaruhi oleh kadar minyak terkapsul, total padatan, serta jumlah minyak yang digunakan (Montesqrit, 2008).
Semakin tinggi efisiensi enkapsulasi berarti semakin banyak minyak yang diperangkap oleh bahan penyalut. Selanjutnya Matsuno dan Imagi (1991) menambahkan mikrokapsul dengan nilai efisiensi enkapsulasi yang tinggi akan terlindungi dari oksidasi dan mempunyai daya simpan yang lebih lama.
5.1.6 Laju Higroskopis
Laju higroskopis merupakan kecepatan bahan menyerap uap air dari lingkungan sekitar dalam satuan gram per jam. Data dan perhitungan serta analisis regresi laju higroskopis VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 17. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap laju higroskopis VCO bubuk disajikan pada Gambar 17.
Laju higroskopis VCO bubuk berkisar 0,0123 – 0,0149 g/jam, artinya setiap jam-nya VCO bubuk mampu menyerap air dari lingkungannya sebesar 0,0123 – 0,0149 gram. Berdasarkan kurva regresi dapat dilihat bahwa penambahan konsentrasi tween 80 tidak memengaruhi laju higroskopis VCO bubuk.
Gambar 17. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Laju Higroskopis VCO Bubuk
5.1.7 Tingkat Higroskopisitas
Tingkat higroskopis adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap uap air pada kondisi dengan kelembaban udara terkontrol. Data dan perhitungan serta analisis regresi tingkat higroskopisitas VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 18. Model regresi yang didapat tidak ada yang cocok untuk menggambarkan hubungan antara tingkat higroskopisitas dan konsentrasi tween 80 oleh karena itu, disajikan model regresi liniernya dengan persamaan Ŷ = 28,44 + 0,397X*. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap tingkat higroskopisitas VCO bubuk disajikan pada Gambar 18.
Model regresi tersebut memiliki nilai koefisien determinasi (R2) 0,690 (lebih kecil dari 0,75) yang berarti pengaruh konsentrasi tween 80 terhadap tingkat higroskopisitas adalah sebesar 69% sedangkan sisanya sebesar 31,% ditentukan oleh variabel lain. Koefisien korelasi (r) sebesar 0,830 menunjukkan bahwa tingkat higroskopisitas dan konsentrasi tween 80 memiliki hubungan yang erat.
Gambar 18. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Tingkat Higroskopisitas VCO Bubuk
Menurut klasifikasi yang dikeluarkan oleh GEA Niro Research Laboratory tahun 2005 bahwa bahan dengan tingkat higroskopisitas < 10% tergolong bahan yang tidak higroskopis (non hygroscopic), 10,1%¾15% bahan tergolong sedikit higroskopis (slightly hygroscopic), 15,1%¾20% bahan tergolong higroskopis (hygroscopic), 20,1%¾25% bahan tergolong sangat higroskopis (very hygroscopic), dan >25% bahan tergolong sangat higroskopis sekali (extremely hygroscopic)
Tingkat higroskopisitas VCO bubuk berkisar antara 29,28 – 31,26%, artinya produk mampu menyerap uap air dari lingkungan sekitar 29,28 – 31,26% dari berat bahan dengan nilai tingkat higroskopis rata-rata sebesar 30,27%. Tingkat higroskopis VCO bubuk lebih besar dari 25%, hal ini menunjukkan bahwa produk memiliki sifat sangat higroskopis sekali.
Berdasarkan Gambar 18. dapat dilihat bahwa tingkat higroskopisitas cenderung meningkat. Peningkatan tingkat higroskopisitas diduga diakibatkan oleh semakin banyaknya penambahan tween 80. Menurut Rowe et al. (2003), polisorbat atau tween sangat larut atau terdispersi dalam air, sehingga diduga bahwa penambahan tween 80 akan meningkatkan tingkat higroskopisitas VCO bubuk.
5.1.8 Warna
Pengukuran terhadap warna dapat dilihat langsung secara visual tetapi pengukuran tersebut cenderung bersifat subjektif. Cara pengukuran warna yang lebih teliti dilakukan dengan menggunakan komponen warna dalam besaran value, hue, dan chroma (Winarno, 1997). Nilai value menunjukkan gelap terangnya warna, nilai hue mewakili panjang gelombang yang dominan yang akan menentukan apakah warna tersebut merah, hijau, atau kuning, sedangkan chroma menunjukan intensitas warna. Ketiga komponen ini diukur dengan menggunakan chromameter yang mengukur nilai kromatisitas permukaan suatu bahan. Dalam penelitian ini pengukuran warna VCO bubuk menggunakan chromameter. Parameter yang digunakan pada pengukuran dengan menggunakan chromameter yaitu L, a, dan b.
5.1.8.1 Tingkat Kecerahan (nilai L)
Analisis regresi tingkat kecerahan VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 19. Model regresi yang didapat tidak ada yang cocok untuk menggambarkan hubungan antara tingkat kecerahan dan konsentrasi tween 80 oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa penambahan tween 80 tidak berpengaruh terhadap tingkat kecerahan VCO bubuk. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap tingkat kecerahan VCO bubuk disajikan pada Gambar 19.
Gambar 19. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Tingkat Kecerahan VCO Bubuk
Berdasarkan Gambar 19. dapat dilihat bahwa kurva regresi cenderung menurun meskipun tidak signifikan. Penurunan tingkat kecerahan diduga diakibatkan oleh semakin banyaknya penambahan tween 80 yang memiliki warna sedikit gelap.
5.1.8.2 Intensitas warna (chroma)
Analisis regresi intensitas warna VCO bubuk selengkapnya disajikan pada Lampiran 20. Model regresi yang didapat tidak ada yang cocok untuk menggambarkan hubungan antara intensitas warna dan konsentrasi tween 80 oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa penambahan tween 80 tidak berpengaruh terhadap intensitas warna VCO bubuk. Kurva regresi konsentrasi tween 80 terhadap intensitas warna VCO bubuk disajikan pada Gambar 20.
Gambar 20. Kurva Regresi Konsentrasi Tween 80 Terhadap Intensitas Warna VCO Bubuk
5.1.9 Pengamatan Terhadap Sifat Organoleptik (Hedonik/Kesukaan)
5.1.9.1 Kesukaan Terhadap Warna
Berdasarkan hasil uji statistik dapat dilihat pada Lampiran 21, menunjukkan bahwa konsentrasi tween 80 yang ditambahkan memberikan pengaruh yang berbeda nyata antar perlakuan terhadap kesukaan warna VCO bubuk. Hasil uji statistik warna VCO bubuk dapat dilihat pada Tabel 7.
Berdasarkan Tabel 17, panelis menilai warna VCO bubuk dengan rentang 3,1 - 4,2 yang berarti warna VCO bubuk yaitu biasa sampai suka. Warna VCO bubuk yang dihasilkan yaitu warna putih sedikit kekuningan.
Tabel 7. Pengaruh Penambahan Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kesukaan Warna VCO Bubuk
| Perlakuan | Rata-rata | Hasil |
| A : 3% | 3,8 | a |
| B : 4% | 4,0 | a |
| C : 5% | 4,2 | a |
| D : 6% | 3,7 | a |
| E : 7% | 3,1 | b |
Keterangan : Nilai rata-rata perlakuan yang ditandai dengan huruf kecil yang sama tidak berbeda nyata menurut uji jarak berganda Duncan pada taraf 5%.
5.1.9.2 Kesukaan Terhadap Aroma VCO
Berdasarkan hasil uji statistik dapat dilihat pada Lampiran 21, menunjukkan bahwa konsentrasi tween 80 yang ditambahkan memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata antar perlakuan terhadap kesukaan aroma VCO bubuk. Hasil uji statistik aroma VCO bubuk dapat dilihat pada Tabel 8
Tabel 8. Pengaruh Penambahan Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kesukaan Aroma VCO Bubuk
| Perlakuan | Kode | Rata-rata | Hasil |
| A : 3% | 806 | 4,1 | a |
| B : 4% | 544 | 3,9 | a |
| C : 5% | 255 | 3,9 | a |
| D : 6% | 907 | 3,8 | a |
| E : 7% | 429 | 3,6 | a |
Keterangan : Nilai rata-rata perlakuan yang ditandai dengan huruf kecil yang sama tidak berbeda nyata menurut uji jarak berganda Duncan pada taraf 5%.
Berdasarkan Tabel 17, panelis menilai aroma VCO bubuk dengan rentang 3,6 - 4,1 yang berarti aroma VCO bubuk yaitu biasa sampai suka. Aroma VCO bubuk yang dihasilkan yaitu aroma khas kelapa. Menurut Glicksman (1982), gum arab dapat mempertahankan flavor dan aroma dari bahan yang dikeringkan.
Perbedaan utama minyak kelapa murni (VCO) dengan minyak kelapa komersial adalah bau harum dan rasanya. Minyak kelapa murni berbau harum dan rasa kelapanya khas. Sementara minyak kelapa komersial tidak mempunyai sifat yang khas akibat proses pemurnian (Gani, et al, 2005)
Menurut Kartika (1988), aroma dari bahan makanan dapat memengaruhi penerimaan konsumen terhadap suatu produk, dimana produk makanan yang memiliki aroma yang disukai akan dapat diterima oleh konsumen. Aroma suatu produk makanan atau minuman dapat berasal dari bahan-bahan yang digunakan serta perpaduan antara aroma bahan-bahan penyusunnya.
5.1.9.3 Kesukaan Terhadap Rasa VCO
Berdasarkan hasil uji statistik dapat dilihat pada Lampiran 21, menunjukkan bahwa konsentrasi tween 80 yang ditambahkan memberikan pengaruh yang berbeda nyata antar perlakuan terhadap kesukaan rasa VCO bubuk. Hasil uji statistik rasa VCO bubuk dapat dilihat pada Tabel 9
Penilaian kesukaan rasa dilakukan dengan pencicipan VCO bubuk yang telah disediakan dalam piring kecil. Berdasarkan Tabel 17, panelis menilai rasa VCO bubuk dengan rentang 1,0 – 1,9 yang berarti rasa VCO bubuk yaitu sangat tidak disukai. Hal tersebut dikarenakan VCO bubuk yang dihasilkan memiliki rasa pahit, diduga rasa pahit ini timbul akibat dari penggunaan tween 80. Menurut Rowe et al. (2003), polisorbat memiliki aroma tertentu serta rasa yang pahit.
Tabel 9. Pengaruh Penambahan Konsentrasi Tween 80 Terhadap Kesukaan Rasa VCO Bubuk
| Perlakuan | Kode | Rata-rata | Hasil |
| A : 3% | 806 | 1,9 | a |
| B : 4% | 544 | 1,9 | a |
| C : 5% | 255 | 1,2 | bc |
| D : 6% | 907 | 1,3 | b |
| E : 7% | 429 | 1,0 | c |
Keterangan : Nilai rata-rata perlakuan yang ditandai dengan huruf kecil yang sama tidak berbeda nyata menurut uji jarak berganda Duncan pada taraf 5%.
5.2 Pengamatan Penunjang Penentuan Komposisi Asam Lemak VCO Bubuk
Asam laurat dan asam lemak jenuh berantai pendek seperti asam kaprat, kaplirat dan miristat yang terkandung dalam VCO dapat berperan positif dalam proses pembakaran nutrisi makanan menjadi energi. Fungsi lain dari zat ini, antara lain sebagai antivirus, antibakteri dan antiprotozoa (Fife, 2005).
VCO bubuk yang digunakan dalam penentuan komposisi asam lemak ini ialah VCO bubuk dengan kandungan minyak terkapsul terbesar yaitu 15,2% pada VCO bubuk dengan perlakuan penambahan tween 80 sebanyak 7%. Komposisi asam lemak VCO bubuk dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Komposisi Asam Lemak VCO Bubuk
| Jenis Asam Lemak | Jumlah (%) | |
| Fraksi minyak | VCO Bubuk | |
| Asam Lemak Jenuh : Asam Kaprilat Asam Kaprat Asam Laurat Asam Miristat Asam Palmitat Asam Stearat | 3,40 3,65 21,97 14,14 14,90 6,80 | 0,57 0,61 3,65 2,35 2,48 1,13 |
| Asam Lemak Tidak Jenuh : Asam Oleat | 2,55 | 0,42 |
Berdasarkan Tabel 10, VCO bubuk yang dihasilkan memiliki kandungan asam laurat sebesar 21,97% berdasarkan fraksi minyak atau 3,65% dalam VCO bubuk. Nilai asam laurat ini memang belum memenuhi standar mutu VCO APCC tetapi menurut Kabara (2008) beberapa riset mengenai kandungan asam laurat VCO kadarnya lebih rendah yaitu pada kisaran 20-25%, sehingga diduga kadar asam laurat pada VCO yang digunakan berada dalam kisaran tersebut.
Nilai asam laurat pada VCO bubuk ini juga diduga mengalami penurunan akibat kerusakan pada VCO selama penyimpanan. Kerusakan atau ketengikan pada minyak/lemak terdiri dari 3 tipe, yaitu: oksidatif, hidrolisis, dan enzimatis (Ketaren, 1986). Menurut Fife (2005), struktur kimia VCO yang terdiri dari single bond (ikatan tunggal), minyak ini bersifat tahan terhadap panas, cahaya, oksigen, dan tahan terhadap proses degradasi. Dengan sifat itu, VCO dapat disimpan dengan mudah pada suhu kamar selama bertahun-tahun akan tetapi kerusakan/ketengikan masih dapat terjadi pada VCO yang diakibatkan oleh proses hidrolisis yang juga menyebabkan rusaknya kandungan asam lauratnya.
Ketengikan hidrolisis yang disebabkan oleh air dalam minyak maupun udara bebas. Dengan adanya air, lemak dapat terhidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak. Reaksi itu dipercepat oleh basa, asam, dan enzim-enzim. Proses hidrolisis mudah terjadi pada minyak yang berasal dari bahan dengan kadar air tinggi. Oleh karena itu semakin rendah kadar air maka semakin baik kualitas VCO. Banyak produk VCO asal jadi yang tidak menghiraukan higienitas. Peralatan tidak steril berpotensi kontaminasi mikroorganisme menghasilkan aroma VCO asam, tidak beraroma harum kelapa (Rizkika, 2007).
6.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, perlakuan penambahan berbagai konsentrasi tween 80 dalam pembuatan VCO bubuk menunjukkan hubungan linier positif dengan rendemen, kadar air, kadar minyak terkapsul, efisiensi enkapsulasi, tingkat higroskopisitas, dan menunjukkan hubungan linier negatif dengan kadar minyak tidak terkapsul, tetapi tidak menunjukkan hubungan linier dengan laju higroskopis dan warna (L, a, b). Berdasarkan uji hedonik penambahan tween 80 memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap kesukaan warna dan rasa tetapi memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap kesukaan aroma
Penambahan konsentrasi tween 80 3 – 7% menghasilkan VCO bubuk dengan rendemen sebesar 59,42 – 63,91%, kadar air sebesar 2,3 – 4,53 (%b/k), kadar minyak tidak terkapsul sebesar 1,41 – 2,37%, kadar minyak terkapsul sebesar 9,36% - 15,2%, efisiensi enkapsulasi sebesar 49,92 – 92,3%, tingkat higroskopisitas sebesar 29,28 – 31,26%, dan kesukaan terhadap warna dinilai biasa sampai suka oleh panelis, serta memiliki kandungan asam laurat sebesar 21,97% berdasarkan fraksi minyak atau 3,65% dalam VCO bubuk.
6.2. Saran
| 66 |
Tidak ada komentar:
Posting Komentar