Buah arben merupakan buah yang kaya pigmen antosianin. Pigmen antosianin dapat dimanfaatkan sebagai bahan pewarna makanan. Pigmen antosianin yang masih berbentuk cair menyulitkan penanganan dan masa simpannya relatif singkat. Optimasi proses produksi bubuk pigmen antosianin dengan teknik mikroenkapsulasi akan menghasilkan bubuk pigmen yang lebih mudah penanganannya dan lebih stabil. Penelitian ini bertujuan untuk menetapkan jenis bahan penyalut dan konsentrasinya sehingga dihasilkan bubuk pigmen antosianin dengan karakteristik yang baik serta menguji stabilitas bubuk pigmen yang dihasilkan terhadap suhu pengolahan, pH dan sistem pangan. Bahan penyalut yang digunakan untuk mikroenkapsulasi antosianin buah arben adalah dekstrin dan gum arab. Metode penelitian yang digunakan adalah metode penelitian deskriptif dengan 6 perlakuan, yaitu dekstrin dengan konsentrasi 6%, 8% dan 10 % (b/v) dan gum arab dengan konsentrasi 6%, 8% dan 10% (b/v) dengan 2 kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan perlakuan penyalutan dengan dekstrin 6% menghasilkan bubuk pigmen antosianin dengan karakteristik terbaik dengan nilai a 31,05, menghasilkan warna strong red, waktu larut 13,91 detik, rendemen 1,4828%, kelarutan dalam air 97,95% serta kadar air 1,84%. Intensitas warna larutan pigmen antosianin stabil terhadap suhu pengolahan, baik pasteurisasi maupun sterilisasi dan setelah penyimpanan selama 5 hari intensitas warnanya relatif stabil. Larutan pigmen antosianin stabil pada pH asam dan menunjukkan intensitas warna merah maksimal pada pH 3 serta larut dengan baik dalam larutan sejati.
1.1. Latar Belakang
Warna memegang peranan penting pada penampakan bahan makanan. Bersama dengan rasa dan tekstur, warna sangat berperan dalam penerimaan suatu bahan pangan. Awalnya, zat warna yang banyak digunakan adalah zat warna alami yang berasal dari tumbuhan dan hewan. Namun kini, zat warna sintetik lebih banyak digunakan karena lebih murah dan lebih stabil.
Pewarna makanan harus memiliki syarat aman dikonsumsi, artinya kandungan bahan pada pewarna tersebut tidak mengakibatkan gangguan pencernaan maupun kesehatan saat dikonsumsi dalam jumlah sedikit ataupun banyak serta tidak menunjukkan bahaya apabila dikonsumsi secara terus menerus. Oleh sebab itu, kadang suatu bahan pewarna sintetik diperbolehkan dipakai, tetapi di kemudian hari tidak diperkenankan (Hidayat, 2006). Berdasarkan hal tersebut, kini penggunaan pewarna yang berasal dari pigmen alami banyak dikembangkan. Salah satu jenis pigmen yang banyak digunakan sebagai pewarna makanan adalah antosianin.
Antosianin merupakan pigmen alami yang memberikan warna merah dan bersifat antioksidan (Sembung, 2008). Salah satu komoditas pertanian yang memiliki kandungan pigmen antosianin yang tinggi adalah buah arben.
Buah arben merupakan buah yang kaya akan komponen antioksidan polifenol seperti pigmen antosianin. Menurut Nutraceutical Bulletin (1999), kandungan pigmen antosianin buah arben dapat mencapai 60 mg per 100 g bahan. Dengan adanya faktor keamanan untuk dikonsumsi dan berbagai peluang dalam penggunaan bahan pewarna, maka pigmen antosianin buah arben berpotensi sebagai salah satu sumber pewarna untuk makanan yang dapat menggantikan bahan pewarna sintetik.
Ekstraksi pigmen dari buah arben telah dilakukan oleh Natalia (2005) dengan menggunakan akuades yang diasamkan dengan menggunakan asam tartarat 0,75%. Ekstrak pigmen antosianin yang dihasilkan berupa ekstrak pekat yang masih sulit dalam penanganannya. Untuk memudahkan penanganan dan pemanfaatannya, pigmen dapat diproses menjadi bentuk bubuk dan disalut dengan menggunakan polimer yang dikenal dengan istilah mikroenkapsulasi.
Pigmen antosianin merupakan pigmen yang kurang stabil terhadap cahaya, pH, oksigen, suhu dan adanya ion logam (deMan, 1989). Mikroenkapsulasi dapat melindungi pigmen yang tidak stabil tersebut dari deteriorasi dan melidungi pigmen agar tidak bereaksi dengan senyawa lain sehingga dapat menjaga kestabilan pigmen antosianin terhadap faktor-faktor yang mempengaruhinya.
Menurut Canovas, Rivas, Juliano dan Yan (2005), mikroenkapsulasi adalah proses dimana sebuah pembungkus tipis yang bersifat kontinyu menyelimuti partikel-partikel padat, droplet-droplet cair dan sel-sel gas sehingga membentuk dinding tipis. Proses mikroenkapsulasi menggunakan bahan penyalut yang dapat membungkus bahan inti selama proses. Bahan penyalut yang dapat digunakan untuk bahan pangan dapat dikelompokkan menjadi beberapa golongan, diantaranya adalah karbohidrat, gum, selulosa, lemak dan protein. Bahan penyalut tersebut harus memiliki karakteristik yang sesuai dengan bahan yang akan disalut. Pigmen antosianin yang terdapat dalam buah arben merupakan pigmen yang bersifat larut dalam air, sehingga bahan pelarut yang akan digunakan dalam proses mikroenkapsulasi harus memiliki kelarutan yang tinggi.
Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk memilih jenis bahan penyalut serta konsentrasinya sehingga dihasilkan ekstrak pigmen antosianin terenkapsulasi dari buah arben dengan karakteristik yang baik, yaitu memiliki warna merah muda, waktu larut singkat, stabil terhadap nilai pH makanan, persentase kelarutan tinggi, kadar air rendah dan rendemen tinggi. Selain itu, ingin diteliti juga kestabilan pigmen antosianin terenkapsulasi dari buah arben terhadap berbagai nilai pH, suhu pengolahan dan sistem pangan sehingga didapatkan kondisi yang cocok untuk aplikasinya.
1.2. Identifikasi masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang di atas dapat diidentifikasikan permasalahan sebagai berikut : jenis bahan penyalut apakah dan berapakah konsentrasinya sehingga dihasilkan bubuk pigmen antosianin dengan karakteristik yang baik serta bagaimanakah stabilitas bubuk pigmen yang dihasilkan terhadap suhu pengolahan, pH dan sistem pangan.
1.3. Maksud dan Tujuan
Maksud penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis bahan penyalut dan konsentrasinya sehingga dihasilkan bubuk pigmen antosianin terenkapsulasi dengan karakteristik yang baik serta untuk mengetahui stabilitas bubuk pigmen yang dihasilkan terhadap suhu pengolahan, pH dan sistem pangan.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menetapkan jenis bahan penyalut dan konsentrasinya sehingga dihasilkan bubuk pigmen antosianin dengan karakteristik yang baik serta menguji stabilitas bubuk pigmen yang dihasilkan terhadap suhu pengolahan, pH dan sistem pangan.
1.4. Kegunaan Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai jenis bahan penyalut dan konsentrasinya sehingga dihasilkan bubuk pigmen antosianin dengan karakteristik yang baik serta memberikan informasi mengenai stabilitas bubuk pigmen yang dihasilkan terhadap suhu pengolahan, pH dan sistem pangan Botani Arben
Arben merupakan tanaman yang termasuk subgenus Idaeobatus dari genus Rubus (Setiawan, 2008). Arben merupakan salah satu komoditi pertanian buah-buahan yang penting yang dapat digunakan dalam pembuatan berbagai olahan makanan seperti buah kering, selai dan jus atau dimakan sebagai buah segar. Tanaman arben memiliki nama lain red raspberry dan biasa tumbuh di daerah Eropa, Perancis, Spanyol, Turki dan Amerika, oleh karena itu beberapa orang menyebut tanaman ini European red raspberry. Di Indonesia, buah ini dikenal dengan sebutan arben hutan (Sunda) dan Gucenalas (Jawa).
Menurut Wikipedia (2009), tanaman arben termasuk ke dalam kingdom Plantae, divisi Magnoliophyta, subdivisi Angiospermae, kelas Magnoliopsida, subkelas Rosidae, ordo Rosales, genus Rubus dan spesies Rubus idaeus (Linn.),
Tanaman arben merupakan tanaman buah jenis semak rendah dengan tinggi tanaman lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman strawberry dan blueberry. Buah arben termasuk ke dalam keluarga beri yang lunak dengan bentuk bulat telur dan panjang 0,5 sampai 1 cm. Ketika masih muda, buah arben berwarna hijau kemudian berwarna merah setelah matang (Departemen Kesehatan, 2008).
Tanaman arben termasuk tanaman merambat dengan panjang 1-3 m. Batangnya berkayu, berduri dan berwarna coklat kehijauan. Helai daun tanaman arben berbentuk oval dengan ujung yang runcing, pangkal bertoreh, tepi berlekuk pertulangan dan daun menjari. Daun tanaman arben berwarna hijau pada sisi atasnya dan hijau keputihan pada sisi bawahnya (Departemen Kesehatan, 2008).
2.2. Komposisi Kimia Buah Arben
Buah arben mengandung asam ellagat (dari ellagotanin), quercetin, asam galat, katekin, kaemferol dan asam salisilat serta antosianin (pelargonidin dan sianidin) yang menyebabkan buah arben memiliki daya antioksidan yang tinggi (Setiawan, 2008).
Proporsi serat buah arben juga tinggi yaitu 20% dari total berat buah. Buah arben juga merupakan sumber vitamin C yang tinggi, selain itu juga mengandung Vitamin B1, B2, B3, asam folat, magnesium, tembaga, dan zat besi (Wikipedia,2009).Komponen kimia buah arben dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Komponen Kimia Buah Arben per 100 g
| Komponen Kimia | Komposisi | |
| Energi | (kcal) | 49,0 |
| Karbohidrat | (g) | 11,57 |
| Glukosa | (mg) | 3,5 |
| Fruktosa | (mg) | 3,2 |
| Sukrosa | (mg) | 2,8 |
| Serat | (mg) | 6,8 |
| Protein | (g) | 0,9 |
| Lemak | (g) | 0,55 |
| Asam askorbat | (mg) | 25,0 |
| Riboflavin | (mg) | 0,9 |
| Tiamin | (mg) | 0,3 |
| Niacin | (mg) | 0,9 |
| Boron | (mg) | 0,1-0,3 |
| Kalsium | (mg) | 22,0 |
| Tembaga | (mg) | 0,074 |
| Besi | (mg) | 0,57 |
| Magnesium | (mg) | 18,0 |
| Mangan | (g) | 1,013 |
| Fosfor | (mg) | 12,0 |
| Kalium | (mg) | 152 |
| Antosianin | (mg) | 20-60 |
| Flavan | (mg) | 3,2-4,9 |
| Alfa-tokoferol | (mg) | 0,45 |
| Beta karoten | (mg) | 6-30 |
Sumber : Nutraceutical Bulletin (1999)
Antosianin
Antosianin merupakan bahan pewarna yang menghasilkan warna merah, ungu atau biru pada bunga, daun atau buah. Antosianin terdiri dari bahasa Yunani yaitu anthos yang berarti bunga dan kyanon berarti biru (Elbe dan Schwartz dalam Fennema, 1996).
Pigmen antosianin terdapat dalam cairan sel tumbuhan, senyawa ini berbentuk glikosida dan menjadi penyebab warna merah, ungu atau biru pada buah dan sayuran. Jika bagian gula dihilangkan dengan cara hidrolisis, tersisa aglukon dan disebut antosianidin (deMan, 1989).
Antosianin terdapat dalam jumlah yang berbeda dalam beberapa sumber. Total antosianin yang terdapat pada buah-buahan sebagian besar tergantung pada beberapa faktor seperti spesies, varietas, kondisi tumbuh tanaman, sifat fisik tumbuhan dan buah, ukuran buah, letak buah pada tanaman, pemberian obat-obatan dan pupuk.
dasar terdiri atas 2-fenil-benzopirilum atau flavilium dengan jumlah penyulih hidroksi dan metoksi. Sebagian besar antosianin berasal dari 3,5,7-trihidroksiflavilium klorida dan bagian gula biasanya terikat pada gugus hidroksil pada karbon 3 (deMan, 1989).
Dua puluh dua jenis antosianin telah ditemukan, namun hanya enam yang memegang peranan penting dalam bahan pangan dan sering ditemukan yaitu pelargonidin, sianidin, delfinidin, peonidin, petunidin dan malvidin (Fennema, 1985).
Menurut Fennema (1985), pada setiap inti kation flavium terdapat molekul yang berperan sebagai gugus pengganti. Gugus pengganti pada pigmen antosianin dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Gugus Pengganti pada Antosianin
| Struktur Antosianin | Gugus pada karbon nomor | ||
| 3 | 4 | 5 | |
| Pelargonidin (II) Sianidin (III) Delphinidin (IV) Peonidin (V) Petunidin (VI) Malvidin (VII) | H OH OH OMe OMe OMe | OH OH OH OH OH OH | H H OH H OH OMe |
Sumber : Fennema (1995)
Struktur beberapa jenis antosianin disajikan dalam Gambar 3.
Gambar 3. Struktur Beberapa Jenis Antosianin
(Sumber : http://personal.chem.itb.ac.id, 2006)
Semua antosianin dipengaruhi oleh pH dan warnanya dapat berubah dari merah pada pH rendah menjadi biru kecoklatan - hijau pada pH tinggi. Intensitas warnanya menurun dengan meningkatnya pH dan antosianin biasanya diaplikasikan pada pH yang rendah. Umumnya stabilitasnya terhadap panas dan cahaya baik namun hal ini tergantung pada sumber antosianin itu sendiri (MacDougall, 2002).
Tabel 3. Jenis Antosianin yang terdapat pada Beberapa Jenis Buah dan Sayur
| Buah atau Sayur | Jenis Antosianidin |
| Apel | Sianidin |
| Blackcurrant (Ribes sp.) | Sianidin dan delfinidin |
| Beri biru (Vaccinium sp.) | Sianidin, delfinidin, malvidin, petunidin dan peonidin |
| Kol (merah) | Sianidin |
| Ceri | Sianidin dan peonidin |
| Anggur | Malvidin, peonidin, delfinidin, sianidin, petuinidin dam pelargonidin |
| Jeruk | Sianidin dan delfinidin |
| Persik (Prunus persica) | Sianidin |
| Prem (Prunus sp.) | Sianidin dan peonidin |
| Lobak | Pelargonodin |
| Arben | Sianidin |
| Strawberry | Pelargonidin dan sianidin |
Sumber : Markakis (1974) dalam deMan (1989)
Pengaruh pH pada pigmen antosianin menunjukkan sifat yang sama seperti antosianidin. pH rendah (asam) menyebabkan pigmen antosianin berwarna merah dan semakin tinggi nilai pH, maka pigmen ini akan berubah menjadi semakin biru. Warna biru ini terjadi karena antosianidin berubah menjadi basa anhidro pada pH di atas 7.
Nilai pH yang semakin tinggi menyebabkan warna antosianin menjadi semakin pucat yang pada akhirnya menjadi tidak berwarna. Hal ini terjadi karena kation flavilium berubah menjadi karbinol yang kemudian menjadi kalkon yang tidak berwarna.
Terdapat kesetimbangan antara kation R+ yang berwarna atau garam oksonium dan pseudobasa ROH yang tidak berwarna yang tergantung pada pH larutan. Jika pH naik, maka banyak pseudobasa yang terbentuk dan warna makin lemah. Selain pH, warna antosianin juga dipengaruhi oleh jumlah pigmen, derajat ionisasi pigmen dan metilasi serta glikosilasi. Menurut deMan (1989), peningkatan gugus hidroksil cenderung menguatkan warna menjadi lebih merona biru. Peningkatan gugus metoksil meningkatkan kemerahan. Adanya pengkelatan logam dan penggabungan dengan flavonoid lain dan tannin juga mempengaruhi warna antosianin. Fenomena ini disebut kopigmentasi. Kandungan kopigmen dalam antosianin dapat memelihara warna pigmen dan membuat pigmen menjadi lebih stabil terhadap cahaya pada tingkat tertentu (Bibbio et al, 1992 dikutip Metriva, 1995). Pemrosesan buah dan sayur dapat merusak pigmen antosianin. Selama pemrosesan, terjadi perubahan keseimbangan terhadap karbinol dan struktur kalkon (MacDougall, 2002).
Antosianin dapat digunakan sebagai bahan aktif pada berbagai produk kesehatan. Antioksidan pada antosianin dipercaya dapat mencegah penyakit dan penuaan misalnya kanker, penyakit jantung, katarak dan penyakit sejenisnya.
2.4. Ekstraksi Antosianin
Ekstraksi pigmen antosianin dari bahan mentah dapat dianggap sebagai langkah besar dalam pemurnian. pH merupakan faktor yang sangat mempengaruhi kestabilan antosianin.
Antosianin merupakan molekul polar sehingga lebih dapat larut pada pelarut polar daripada pelarut non polar. Namun kelarutannya juga dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti kondisi media, pada pH dimana antosianin tidak terionisasi, antosianin dapat larut dalam eter dan tidak stabil pada pelarut yang netral atau basa (Delgado-Vargas et al, 2003).
Ekstraksi antosianin biasanya menggunakan metode maserasi atau perendaman bagian tanaman dalam larutan. Pelarut yang dapat digunakan dalam ekstraksi antosianin ini diantaranya adalah akuades, etanol atau metanol. Ekstraksi antosianin dari bahan nabati umumnya dilakukan dengan menggunakan larutan pengekstrak asam klorida dengan metanol (Metivier et al, 1980 dikutip Dianawati, 2001). Namun, penggunaan metanol sebagai pelarut dapat bersifat racun, selain itu asam klorida bersifat korosif (Delgado-Vargas et al, 2003). Pelarut lain yang dapat digunakan adalah metanol 60%, n-butanol, etilen glikol, aseton, campuran antara aseton/metanol/akuades serta dapat pula menggunakan akuades.
Berdasarkan hasil penelitian Natalia (2005), pelarut organik yang menghasilkan ekstrak pigmen antosianin buah arben terbaik adalah akuades yang diasamkan dengan asam tartarat. Pengasaman dengan asam tartarat dilakukan guna menurunkan pH media sehingga menciptakan media yang tepat bagi terbentuknya garam flavilium klorida untuk membentuk antosianin sederhana. Asam organik lemah lainnya juga dapat digunakan untuk menurunkan pH media pada proses ekstraksi, seperti asam klorida, asam asetat dan asam sitrat (Markakis, 1982 dikutip Wijaya, 2007).
Suhu dan lama pemanasan pada saat ekstraksi pigmen juga akan berpengaruh terhadap rendemen maupun kestabilan warna pigmen. Suhu ekstraksi terlalu tinggi, akan menimbulkan efek pemucatan pada warna pigmen alami (Widjanarko, 2008).
2.5. Mikroenkapsulasi
Menurut Barbosa-Canovas et al (2005), mikroenkapsulasi adalah proses dimana sebuah pembungkus tipis yang bersifat kontinyu menyelimuti partikel-partikel padat, droplet-droplet cair dan sel-sel gas sehingga membentuk dinding tipis.
Mikroenkapsulasi merupakan suatu teknik yang terkenal dan saat ini penggunaannya meningkat untuk berbagai industri. Mikroenkapsulasi pada flavor dapat digunakan untuk meningkatkan stabilitas flavor, metode ini sama baiknya dengan menunda kehilangan komponen flavor hingga waktunya optimal pada saat pemasakkan atau konsumsinya sedangkan pada komponen warna, mikroenkapsulasi dapat melindungi warna dengan cara melapisi dan melindunginya sehingga mempengaruhi faktor-faktor kimia dan fisik pada produk makanan dan minuman selama pemrosesan (MacDougall, 2002).
Menurut Aguilera (1999), mikroenkapsulasi terdiri dari tiga tahap, yaitu :
1. Pembentukan dari tiga sistem tiga fase (bahan yang akan dibungkus, cairan pembawa dan bahan penyalut).
2. Penempelan bahan penyalut terhadap bahan inti/aktif (vitamin, bahan yang mengandung aroma) dengan emulsifikasi.
3. Pemadatan bahan penyalut dalam bentuk glass atau amorphous.
Terdapat beberapa keuntungan dari teknik mikroenkapsulasi komponen warna, yaitu kemudahan penanganan, pengurangan berat, kemudahan penambahannya pada berbagai makanan dan peningkatan kecepatan dispersi komponen di dalam air. Distribusi partikel merupakan hal yang penting untuk stabilitas warna pada berbagai produk cair. Menurut MacDougall (2002), mikroenkapsulasi juga dapat melindungi bahan inti yang sangat tidak stabil dari deteriorasi dan melidungi bahan agar tidak bereaksi dengan bahan lain. Pengawasan ukuran partikel selama proses enkapsulasi merupakan hal yang penting untuk menjamin penggunaan pigmen secara optimal.
2.5.1. Metode Mikroenkapsulasi
Menurut Barbosa-Canovas et al (2005), terdapat beberapa metode yang sering digunakan untuk mikroenkapsulasi, yaitu metode spray drying, spray chilling dan spray cooling, ekstrusi, koaservasi, ekstrusi sentrifugal, pengeringan beku (freeze drying) dan lain-lain.
Metode spray drying merupakan metode yang paling umum digunakan dalam proses mikroenkapsulasi pada industri makanan, pada metode ini produk bahan pangan didispersikan sebagai tetes-tetes yang halus yang tersuspensikan di dalam udara pengering. Menurut Shahidi dan Han dalam Barbosa-Canovas et al, 2005, proses mikroenkapsulasi dengan menggunakan metode spray drying sangat ekonomis dan fleksibel, menggunakan peralatan yang tersedia dan menghasilkan partikel dengan kualitas yang baik.
Proses pengeringan dengan menggunakan metode spray drying terdiri dari empat tahap yaitu : (1) atomisasi bahan sehingga dapat membentuk semprotan sehalus mungkin, (2) kontak antara partikel hasil atomisasi dengan udara pengering, (3) penguapan air dari bahan, dan (4) pemisahan bubuk kering dengan aliran udara yang membawanya. Proses atomisasi dapat meningkatkan rasio antara luas permukaan dengan massa bahan sehingga proses pengeringan dapat berlangsung dalam waktu yang singkat. Pengeringan yang cepat dapat mempertahankan partikel-partikel bahan tetap dalam keadaan dingin (Spicer, 1974 dikutip Rosalianty, 2008).
Menurut Tjahjadi (2008), ukuran butiran cairan (droplet) sangat penting dan dapat diperoleh dengan menggunakan nozel yang dioperasikan pada tekanan tinggi atau dengan roda berputar berkecepatan tinggi.
2.6. Bahan Penyalut
Bahan penyalut merupakan 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 singkat (Masters, 1979 dikutip Chandrayani, 2002).
Bahan penyalut harus memiliki sifat rheologi yang baik pada konsentrasi tinggi dan menghindari manipulasi selama proses mikroenkapsulasi sehingga pemilihan bahan penyalut sangat penting sehingga menghasilkan emulsi/dispersi yang stabil dengan komponen aktif dan tidak bereaksi atau mendegradasi komponen aktif selama proses pengolahan atau penyimpanan (Barbosa-Canovas et al, 2005). Bahan penyalut yang digunakan untuk proses mikroenkapsulasi juga harus dapat bercampur secara kimia dengan bahan inti namun tidak bereaksi dengan bahan inti yang akan disalut karena dapat mengakibatkan perubahan atau kerusakan bahan inti. Selain itu, bahan penyalut harus mampu memberikan sifat pengisian yang diinginkan seperti kekuatan, fleksibilitas, permeabilitas dan stabilitas (Lianawati , 1998).
Bahan penyalut untuk pangan dapat dikelompokkan ke dalam karbohidrat, selulosa, gum, lemak dan protein. Pengelompokkan bahan penyalut dapat dilihat pada Tabel 4. Konsentrasi bahan penyalut yang digunakan dalam mikroenkapsulasi dapat berkisar antara 1-70% sedangkan sisanya berupa bahan inti.
Tabel 4. Pengelompokkan Bahan Penyalut
| Jenis | Contoh |
| Karbohidrat | Sirup jagung, dekstrin, (malto dan siklodekstrin), pati, sukrosa |
| Gum | Agar, gum arab, natrium alginate, karagenan |
| Lemak | Lilin lebah, digliserida, lemak, monogliserida, minyak, paraffin, lemak stearat, tristearin |
| Bahan organik | Kalsium sulfat, silikat |
| Selulosa | Asetilselulosa, karboksimetilselulosa, nitroselulosa, metilselulosa, etilselulosa, selulosa asetat-ptalat, selulosa asetat-butiran-ptalat |
| Protein | Albumin, kasein, gelatin, gluten, hemoglobin, peptide |
| Elastomer sintetik | Etilenvinil asetat, poliakrilamida, poliakril, polietilen, polivinil, alcohol, polivinil asetat |
| Polimer sintetik | Akronitril, polibutadian |
Sumber : Barbosa-Canovas et al (2005)
2.6.1. Dekstrin
Dekstrin tergolong karbohidrat yang dapat larut dalam air. Dekstrin merupakan karbohidrat yang dibentuk selama hidrolisis pati menjadi gula oleh panas, asam dan atau enzim. Dekstrin dan pati memiliki rumus umum yang sama, yaitu [Cx(H2O)y)]n - (y = x - 1), yang mana unit glukosa bersatu dengan yang lainnya membentuk rantai (polisakarida) tetapi dekstrin memiliki ukuran lebih kecil dan kurang kompleks dibandingkan pati (Nurhidayat,2008).
Kemampuan dekstrin larut dalam air dingin dalam berbagai derajat tergantung pada kekuatan hidrolisisnya. Dekstrin merupakan hasil hidrolisa pati sehingga dihasilkan zat dengan berat molekul yang lebih kecil dan lebih larut air. Pada pembentukan dekstrin menjadi transglukosidasi, yaitu perubahan ikatan peptida al1,6 glukosidik. Perubahan ini menyebabkan dekstrin tidak kental, lebih cepat terdispersi dan lebih stabil daripada pati.
Gambar 5. Struktur Kimia Dekstrin
(Wikipedia, 2009)
Menurut Fennema (1976), dekstrin mempunyai viskositas yang relatif rendah. Hal tersebut sangat menguntungkan jika pemakaian dekstrin dimaksudkan sebagai bahan penyalut, karena dapat meningkatkan volume produk yang dihasilkan dalam bentuk bubuk. Perpaduan antara viskositas yang rendah dan konsentrasi yang tinggi menghasilkan kekuatan film yang tinggi. Sifat film ini sangat penting dalam enkapsulasi, dimana komponen enkapsulat (core) harus terlindungi dengan kuat oleh lapisan film pengenkapsulat.
Dekstrin jenis maltodekstrin dapat digunakan pada makanan karena memiliki sifat-sifat tertentu (Hui, 1992 dikutip Thamrin, 2007). Maltodekstrin dengan DE 5-10 dapat digunakan sebagai bahan penyalut pada proses enkapsulasi (Cui, 2005). Sifat-sifat yang dimiliki maltodekstrin antara lain maltodekstrin mengalami proses dispersi yang cepat, memiliki daya larut yang tinggi, mampu membentuk film, memiliki sifat higroskopis yang rendah, mampu membentuk body, sifat browning rendah, mampu menghambat kristalisasi dan memiliki daya ikat yang kuat.
2.6.2. Gum Arab
Gum arab merupakan getah alami yang dihasilkan oleh berbagai spesies dari pohon Acacia. Untuk kebutuhan industri pangan dan obat-obatan, gum arab diproses melalui tahap-tahap sortasi, pembersihan, penggilingan, pelarutan dalam air, penjernihan dengan sentrifusi atau penyaringan, pemanasan atau pasteurisasi dan pengeringan semprot (Fardiaz, 1988).
Menurut Glicksman (1983), banyak gum telah digunakan untuk preparasi mikroenkapsulasi dengan menggunakan metode spray dyring, namun gum arab telah menunjukkan sifat superior dalam aplikasi ini dan hampir digunakan secara eksklusif untuk tujuan ini.
Menurut Fardiaz (1988), gum arab yang ditemukan di alam umumnya berupa suatu campuran garam kalsium, magnesium dan kalium dari asam polisakaridat (asam arabat). Molekulnya terdiri dari enam gugusan karbohidrat, yaitu galaktosa, arabinopiranosa, arabinofuranosa, ramnosa, asam glukuronat dan asam 4-0-metilglukuronat.
Gambar 6. Struktur Kimia Gum Arab
(Glicksman dan Schahat,1959)
Menurut Fardiaz (1989), dibandingkan dengan hidrokoloid lain, kelarutan gum arab dalam air sangat tinggi. Jika gum jenis lainnya tidak dapat larut dalam air pada konsentrasi lebih besar dari 5% karena kekentalannya, maka gum arab dapat larut sampai konsentrasi 55%. Gum arab tidak dapat larut dalam minyak dan kebanyakan pelarut organik.
Ditinjau dari kekentalannya, gum arab sifatnya unik, yaitu jika gum lainnya membentuk larutan yang kental pada konsentrasi rendah (1% sampai 5%), maka gum arab sangat larut dan tidak sangat kental pada konsentrasi rendah. Kekentalan tinggi baru didapat jika konsentrasinya sudah mencapai 40% sampai 50% (Fardiaz, 1989). Karena kemudahannya larut dalam air dan membentuk viskositas rendah, gum arab cocok dijadikan sebagai bahan penyalut untuk bahan pangan yang akan dikeringkan menggunakan spray dryer (Glicksman dan Schachat, 1959).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar