Gula yang digunakan adalah gula pasir (sukrosa). Sukrosa merupakan senyawa disakarida yang secara sistematik kimiawi disebut α-D-gluko-piranosil-β-D-fruktofuranosida. Rumus molekul sukrosa adalah C12H22O11. Sukrosa mempunyai berat molekul 342.30, terdiri dari gugus glukosa dan fruktosa. Sukrosa merupakan senyawa gula yang paling disukai (Sudarmadji, 1982).
Titik cair sukrosa adalah pada 180˚C. Kristal sukrosa berbentuk sfenoid-monoklin dan stabil di udara terbuka. Indeks refraksi larutan sukrosa 10% (suhu 20˚C) adalah 1,34783. Satu gram sukrosa dapat larut dalam 0.5 ml air (suhu kamar) atau dalam 0.2 ml air mendidih (Sudarmadji,1982). Sukrosa memiliki peranan penting dalam teknologi pangan, karena fungsinya yang beraneka ragam, yaitu sebagai pemanis, pembentuk tekstur, pengawet, pembentuk citarasa, sebagai bahan pengisi, pelarut dan sebagai pembawa trace element (Nicol, 1982). Struktur molekul sukrosa dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Struktur molekul sukrosa
Fungsi utama sukrosa sebagai pemanis memegang peranan penting karena dapat meningkatkan penerimaan dari suatu makanan, yaitu dengan menutupi cita rasa yang tidak menyenangkan. Rasa manis sukrosa bersifat murni, karena tidak ada after taste, yaitu citarasa kedua yang timbul setelah citarasa pertama. Di samping itu, sukrosa juga memperkuat citarasa pada makanan, karena menyeimbangkan rasa asam, pahit, dan asin atau melalui reaksi kimia seperti karamelisasi. Sukrosa umum digunakan
sebagai standar tingkat kemanisan bagi bahan pemanis lainnya (Nicol,1982). Menurut Maier et al. (1977), penambahan sukrosa dapat menurunkan efek pahit dari senyawa limonin pada sari buah jeruk. Penambahan sukrosa pada konsentrasi tertentu dapat meningkatkan threshold limonin pada indera pengecap. Hal ini berarti efek rasa pahit akibat senyawa limonin dapat lebih ditekan dengan adanya penambahan sukrosa. Penambahan sukrosa pada konsentrasi 10% dapat meningkatkan threshold limonin dari 1 ppm menjadi 2.7 ppm. Sukrosa merupakan pemanis karbohidrat yang biasa digunakan pada produk pangan cair/minuman dalam konsentrasi tinggi dan mengakibatkan peningkatan dalam densitas, kandungan energi, viskositas dan flavor. Konsentrasi gula yang ditambahkan pada pembuatan sari buah umumnya berkisar antara 10-15% (Rohaman,1983).
2. Acidulant
Jenis acidulant yang digunakan pada pembuatan sari buah jeruk umumnya adalah asam sitrat atau asam malat (untuk rasa asam yang lebih lembut). Asam sitrat adalah asam hidroksi trikarboksilat atau asam 2-hidroksi-1,2,3-propana trikarboksilat yang diperoleh dari ekstraksi buah-buahan atau dengan cara fermentasi. Selain itu, asam sitrat berbentuk kristal putih yang dapat berupa asam anhidrat atau asam monohidrat. Kelarutan asam sitrat dalam air adalah 60% pada suhu ruang. Struktur molekul asam sitrat dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Struktur molekul asam sitrat
Asam sitrat banyak digunakan dalam industri pangan dan farmasi karena mudah dicerna, mempunyai rasa asam yang menyenangkan, tidak
beracun, dan mudah larut. Di samping itu, asam sitrat bersifat sebagai chelating agent, yaitu senyawa yang dapat mengikat logam-logam divalen seperti Mn, Mg, dan Fe yang sangat dibutuhkan sebagai katalisator dalam reaksi-reaksi biologis. Asam sitrat serta garam natrium dan kalsium sitrat diklasifikasikan oleh FDA (Food and Drug Administration) sebagai GRAS (Generally Recognized As Safe). Asam sitrat dan garam-garamnya ini diijinkan penggunaannya untuk bermacam-macam minuman sari buah dan minuman non-alkohol yang dikarbonasi (Thorner dan Herzberg, 1978).
Dalam industri minuman, asam sitrat digunakan sebagai pemacu rasa (flavour enhancer), pengawet, pencegah rusaknya warna dan aroma, menjaga karbonasi, menjaga turbiditas, antioksidan, pengatur pH, serta pemberi kesan dingin. Di samping sebagai bahan pengawet, asam juga digunakan untuk menambah rasa asam, mengurangi rasa manis, memperbaiki sifat kolodial dari makanan yang mengandung pektin, memperbaiki tekstur dari jelly dan selai, membantu ekstraksi pektin dan pigmen dari buah-buahan dan sayuran, serta menaikkan efektifitas benzoat sebagai bahan pengawet (Winarno, 1980).
Di dalam sari buah, asam sitrat digunakan untuk membantu mengatur pH terutama pada buah yang tidak mengandung asam yang cukup sehingga dapat diperoleh pH sari buah yang diinginkan. Penggunaan asam sitrat juga memberikan rasa dan aroma yang sangat penting bagi sari buah. Penambahan asam sitrat pada minuman sari buah biasanya sebanyak 0.15% dari total sari buah atau hingga pH sari buah mencapai keasaman yang diinginkan.
Asam malat adalah asam hidroksi butanadioat dengan rumus molekul C4H6O5. Berat molekul asam malat adalah 134.09 g/mol dengan densitas 1.609 g/cm3. Asam malat biasa disebut juga asam apel karena merupakan komponen asam utama pada buah apel. Asam malat memiliki sifat asam yang lembut apabila dibandingkan dengan asam sitrat. Penggunaan asam malat pada produk makanan memiliki fungsi antara lain sebagai flavor enhancer, flavoring agent, dan pengatur pH. Aplikasi asam malat terutama pada produk es krim, makanan kaleng, sari buah, selai, jelly, permen, pudding filling, dan permen karet. Penggunaan asam malat
diatur dalam FDA dengan batas maksimum pemakaian tidak lebih dari 3.5% (Doores, 1990). Struktur molekul asam malat dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Struktur molekul asam malat
3. Bahan Penstabil
Bahan penstabil emulsi atau stabilizer adalah bahan yang berfungsi untuk mempertahankan stabilitas emulsi. Cara kerja bahan penstabil adalah dengan menurunkan tegangan permukaan dengan cara membentuk lapisan pelindung yang menyelimuti globula fase terdispersi, sehingga senyawa yang tidak larut akan lebih mudah terdispersi dalam sistem dan bersifat stabil (Fennema, 1985). Zat-zat yang termasuk dalam bahan penstabil adalah gum arab, gelatin, agar-agar, natrium alginat, pektin, karagenan, dan karboksi metil selulosa atau CMC.
Karboksi metil selulosa (CMC) merupakan polielektrolit anionik turunan dari selulosa yang digunakan secara luas dalam industri makanan. CMC yang biasa digunakan dalam pengolahan pangan adalah natrium karboksi metil selulosa. CMC digunakan dalam industri pangan untuk memberikan bentuk, konsistensi, dan tekstur. CMC juga berperan sebagai pengikat air, pengental, dan stabilisator emulsi. CMC menjalankan fungsinya melalui interaksi antara gugusan polar dengan air dan gugusan non polar dengan lemak. Viskositas CMC dipengaruhi oleh suhu dan pH. Pada pH kurang dari 5.0, viskositasnya akan menurun, sedangkan CMC sangat stabil pada pH antara 5-11. CMC memiliki viskositas maksimum dan stabilitas yang paling baik pada pH 7-9 (Whistler dan Miller, 1973). CMC dapat larut dalam air panas dan air dingin. Struktur molekul CMC dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Struktur molekul Na-CMC
CMC telah dikenal sebagai ingredient dari bermacam-macam produk minuman, baik basah maupun kering. Penggunaan CMC pada sari buah bertujuan menstabilkan larutan sari buah dengan mencegah terbentuknya endapan suspensi padat pada sari buah pada jangka waktu tertentu.
CMC dapat dikombinasikan dengan jenis penstabil lain seperti xanthan gum untuk menstabilkan minuman sari buah jeruk. Kombinasi 0.02 – 0.06 % xanthan gum dengan 0.02 – 0.14 % CMC dapat menstabilkan protein dalam pulp jeruk. Penggunaan xanthan gum dapat meningkatkan cita rasa pada minuman sari buah jeruk. Penambahan xanthan gum pada konsentrasi hingga 0.5 % dapat membantu stabilitas dan citarasa (Nussinovitch, 1997).
4. Bahan Pengawet
Frazier dan Westhoff (1979) mengemukakan bahwa kegunaan bahan pengawet yang utama adalah untuk mencegah pertumbuhan mikroorganisme yang terkontaminasi pada bahan. Pertumbuhan mikroorganisme tersebut dihalangi dengan cara merusak membran sel, mempengaruhi aktifitas enzim, atau merusak mekanisme genetik.
Asam sorbat memiliki rumus C6H8O2 (lihat Gambar 9) merupakan padatan putih, berbentuk kristal, dan berbau agak asam. Kelarutannya dalam air pada suhu kamar adalah 0.15 g per 100 ml (0.15%). Grup karboksil asam sorbat sangat reaktif sehingga dapat membentuk berbagai garam dan ester. Sorbat memiliki pKa 4.76. Ikatan ganda terkonjugasi
asam sorbat juga reaktif dan mungkin mempengaruhi aktivitas antimikrobanya dan kualitas, serta keasaman produk pangan. Secara komersil, asam sorbat tersedia dalam bentuk garamnya yaitu kalsium, natrium, dan natrium sorbat.
Gambar 9. Struktur molekul asam sorbat
Asam sorbat diperbolehkan dipakai dalam produk-produk pangan seperti keju, sari buah-buahan segar, anggur, minuman ringan, serta beberapa bahan pangan semi basah sebagai anti kapang (Buckle, et al., 1985). Sifat antimikroba asam sorbat berada pada kisaran pH yang lebih luas (hingga pH 6.5) apabila dibandingkan dengan asam benzoat atau asam propinoat. Asam benzoat aktif pada bahan pangan yang memliki pH hingga 4.5, sedangkan asam propionat hingga pH 5.5. Derajat aktifitas asam sorbat akan meningkat dengan berkurangnya nilai pH (FAO, 2005). Mekanisme penghambatan asam sorbat pada kapang yaitu dengan menghambat sistem enzim dehidrogenase pada kapang. Namun, efektifitas asam sorbat hanya terlibat apabila kapang yang tumbuh dalam jumlah kecil. Pada tingkat pertumbuhan kapang yang tinggi, pengaruh asam sorbat sebagai penghambat tidak jelas terlihat.
Sorbat dalam bentuk garamnya digunakan dengan konsentrasi sekitar 0.025 – 0.1% untuk produk roti, kue, keju, pie, dan yoghurt. Konsentrasi maksimum yang diijinkan di Amerika Serikat adalah 0.1%. berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.722/ Menkes/Per/IX/88, kalium sorbat digunakan pada sediaan keju olahan dengan batas maksimum 3 g/kg, sedangkan pada produk keju, margarin, acar ketimun dalam botol, selai, jeli, dan pekatan sari nenas sebesar 1 g/kg. Pada aprikot yang dikeringkan dan marmalad, penggunaan kalium sorbat yang diijinkan sebanyak 500 mg/kg.