Vanili
Menurut Ruhnayat (2004), tanaman vanili (Gambar 1) termasuk famili Orchidaceae (anggrek) yang dalam sistematika tumbuhan diklasifikasikan sebagai berikut:
Gambar 1 Tanaman Vanili.
Divisi : Kelas : Subkelas : Ordo : Famili : Genus : Spesies : Spermatophyta Angiospermae Monocotyledoneae Orchidales Orchidaceae Vanili
Vanili planifolia Andrews
Vanili merupakan buah dari tanaman anggrek yang aslinya berasal dari hutan hujan tropis Meksiko. Genus vanili terdiri atas 110 spesies, tersebar dalam rentang 27 oLU (lintang utara) dan 27 oLS (lintang selatan) kecuali Australia (Fouche dan Jouve 1999). Beberapa di antaranya terdapat di Indonesia, baik yang dibudidayakan maupun yang tumbuh liar di hutan-hutan (Ruhnayat 2004). Gambar 2 adalah bunga dari tanaman vanili, sedangkan buah vanili segar diperlihatkan pada Gambar 3.
Buah vanili berbentuk kapsul (polong), bersudut tiga, bertangkai pendek, panjang 10 – 25 cm, diameter 5 – 15 mm, dan permukaannya licin. Buah akan matang dalam waktu 8 – 9 bulan setelah penyerbukan dan berisi biji yang berukuran sangat kecil (diameter 0.3 mm). Dalam satu polong berisi beribu-ribu biji yang tidak mempunyai lembaga tetapi memiliki protocorm yang merupakan jaringan dan dapat tumbuh bila ditanam pada media yang cocok (Ruhnayat 2004). Bagian dalam buah vanili dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4 Biji-biji dalam Buah Vanili.
Buah vanili berbeda-beda dalam hal sifat kimia, fisik, dan organoleptik tergantung dari spesiesnya, bahkan dalam satu spesies dapat berbeda-beda karena sifat-sifat tersebut juga dipengaruhi oleh kondisi geografi dan bentuk fisik atau grade. Jenis-jenis vanili utama yang masuk dalam perdagangan dunia adalah Vanili Meksiko, Vanili Bourbon, Vanili Indonesia, Vanili Amerika Selatan dan India Barat, Vanili Tahiti, dan Vanillons. Jenis terakhir dihasilkan dari V. pompona, memiliki kandungan vanilin yang rendah dan aroma flora yang khas (Purseglove et al. 1981). Perbedaan bentuk fisik antara buah yang masih muda dengan vanili yang telah dikeringkan tampak jelas terlihat pada Gambar 5 dan 6.
Gambar 5 Buah Vanili Segar.
Buah vanili tersusun atas bagian pusat yang berbiji dan plasenta yang dibungkus oleh bagian luar yang berdaging. Komposisi kimia buah vanili segar dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi Kimia Buah Vanili Segar
KOMPONEN KIMIA KANDUNGAN (%)
Air 78-82 Karbohidrat 8-20 Lemak 4-15 Kalium 0.005 Kalsium 0.003 Klor 0.0024 Nitrogen 0.004 Magnesium 0.0015 Sumber: Purseglove et al. 1981
Harga vanili ditentukan oleh mutunya. Organisasi Standar Internasional (ISO) telah menetapkan spesifikasi vanili yang diperdagangkan di pasaran dunia. Di Indonesia standar mutu mengacu pada Standar Nasional Indonesia (SNI) yang ditetapkan oleh Dewan Standardisasi Nasional. Tabel 2 dan 3 memperlihatkan syarat umum dan khusus untuk vanili.
Tabel 2 Syarat Umum Vanili Kering Menurut SNI 01-0010-1990
KARAKTERISTIK SYARAT MUTU CARA PENGUJIAN
Bau Wangi khas vanili Organoleptik
Warna Hitam mengilat, hitam
kecoklatan mengilap sampai coklat
Visual
Polong Penuh berisi, berminyak,
lentur sampai agak kaku, dan kurang kaku
Organoleptik
Benda asing Bebas Visual
Tabel 3 Syarat Khusus Vanili Kering Menurut SNI 01-0010-1990
KARAKTERISTIK
SYARAT
MUTU IA MUTU IB MUTU II MUTU III
CARA PENGUJIAN
Bentuk Utuh Utuh Utuh atau
dipotong-potong Utuh atau dipotong -potong Visual Ukuran polong utuh, minimum (cm) 11 11 8 8 SP-SMP-302-1980 Ukuran polong dipotong-potong
Tidak ada Tidak ada Tidak disyarat-kan Tidak disyarat-kan SP-SMP-302-1980
Polong utuh yang pecah dan terpotong, maksimum b/b (%) 5 Tidak disyarat-kan Tidak disyarat-kan Tidak disyarat-kan SP-SMP-302-1980 Kadar air maksimum b/b (%) 38 38 30 25 SP-SMP-7-1975 Kadar vanilin minimum b/b kering (%) 2.25 2.25 1.50 1.00 SP-SMP-302-1980 Kadar abu maksimum b/b kering (%) 8 8 9 10 SP-SMP-35-1975 Pengolahan Vanili
Menurut Suwandi dan Sudibyanto (2004), ada tiga macam produk olahan yang diminati pasar, yaitu vanili kering, oleoresin, dan ekstrak vanili. Masing-masing negara produsen vanili sudah memiliki cara tersendiri dalam mengeringkan buah vanili. Secara umum rangkaian proses pengolahan buah vanili basah menjadi vanili kering adalah pelayuan, pengeringan, fermentasi, pengeringan lambat, penyimpanan, serta sortasi dan pengemasan.
Sebelum diperoleh ekstrak vanili alami, terlebih dahulu vanili yang telah dipanen mengalami beberapa tahapan perlakuan yang dikenal sebagai proses kuring. Menurut Purseglove et al (1981), secara umum proses kuring terdiri atas 4 tahapan:
1. Pelayuan (killing atau wilting), akan menghentikan proses pertumbuhan vegetatif dan merupakan tahap awal untuk aktivitas enzim. Menurut Suwandi dan Sudibyanto (2004), cara pelayuan yang umum dilakukan di Indonesia adalah dengan mencelupkan buah ke dalam air panas dengan suhu dan lama
pencelupan tergantung ukuran buah vanili. Dua cara lainnya adalah dengan cara penghamparan dan penggoresan.
2. Pemeraman (sweating) bertujuan untuk memberikan kesempatan terjadinya proses enzimatis pada buah vanili untuk mendapatkan flavor dan aroma yang diinginkan.
3. Pengeringan lambat hingga mencapai kadar air kira-kira 25 – 30%.
4. Penuaan (conditioning), buah vanili disimpan dalam kotak tertutup selama 3 bulan atau lebih untuk memperoleh aroma dan flavor yang diinginkan.
Setyaningsih (2006) melakukan modifikasi terhadap proses kuring metode Balitro II yang menjadi standar pengeringan vanili di Indonesia. Adapun modifikasi yang dilakukan berupa perendaman vanili segar dalam larutan butanol 0,3 M dan sistein 0,001 M selama 2 jam. Modifikasi tersebut menyebabkan peningkatan aktivitas enzim β-glukosidase, kadar vanilin, dan kadar gula dibandingkan metode standar. Peningkatan kadar vanilin tertinggi terjadi pada pengeringan hari ke-5 yakni mencapai 2,8% dengan kadar air 70%, sedangkan metode standar hanya 1,2%.
Flavor Vanili
Heath (1981) menyatakan bahwa buah vanili yang telah dikuring mengandung vanilin, senyawa aromatik sekunder, sejumlah kecil heliotropin (hanya di Tahiti), minyak volatil, resin, asam-asam organik, fixed oil, gula, gum, tanin, wax, selulosa, dan air. Senyawa-senyawa aromatik sekunder penting dalam flavor vanili dan kompleks antara aldehid aromatik, alkohol, dan ester secara bersama-sama minyak volatil membentuk balsamic fragrance khusus dari flavor vanili.
Lebih jauh Heath (1981) mengungkapkan bahwa resin ada dalam jenis dan jumlah yang berbeda-beda dalam buah vanili. Ketika diisolasi, beberapa memiliki rasa yang menyenangkan, tetapi aromanya tidak. Resin merupakan material utama yang mengendap, larut dalam alkohol dan alkali, tetapi tidak larut dalam air. Suatu ekstrak yang mengandung resin dalam jumlah banyak senyawa aromatiknya akan bertahan lebih lama. Asam-asam yang bervariasi dalam buah
vanili menjadi berharga ketika reaksi kimia mengubahnya menjadi ester selama proses penuaan (aging).
Menurut Rao dan Ravishankar (2000), komponen utama yang bertanggung jawab terhadap aroma dan flavor vanili bersifat volatil seperti karbonil, alkohol aromatik, asam-asam aromatik, ester-ester aromatik, alkohol alifatik, lakton, hidrokarbon aromatik dan alifatik, terpenoid, heterosiklik, dan lain-lain. Adapun senyawa nonvolatilnya seperti tanin, polifenol, resin, dan asam-asam amino bebas. Gambar 7 memperlihatkan struktur kimia komponen flavor vanili yang utama, sedangkan komponen-komponen utama penyusun vanili yang dikuring dapat dilihat pada Tabel 4.
Gambar 7 Struktur Kimia Komponen Flavor Vanili yang Utama Tabel 4 Komponen-komponen Utama Vanili yang Dikuring
KOMPONEN g/kg (berat kering)
Vanillin 20
Vanillic acid 1
p-Hydroxybenzaldehyde 2 p-Hydroxybenzyl methyl ether 0.2
Gula 250 Lemak 150 Selulosa 150-300 Mineral 60 Air 350
Sumber: Rao dan Ravishankar (2000)
Pelepasan flavor vanili dipengaruhi oleh keberadaan senyawa lain, misalnya gula dan hidrokoloid, seperti pektin. Lubbers dan Guichard (2003) menemukan pengaruh gula dan pektin pada pelepasan flavor (3-metil-1-butanol,
2-fenil etanol, dan etil fenil glisidat) dari sistem model pastille beraroma buah stroberi (3-metil-1-butanol, 2-fenil etanol, dan etil fenil glisidat). Dari hasil analisis sensori diperoleh hasil bahwa gel sirup glukosa (glukosa ditambah pektin) memiliki intensitas flavor paling tinggi, diikuti oleh gel corn syrup DE 60 dan gel corn syrup DE 40. Konsistensi gel memegang peranan dalam pelepasan flavor. Pelepasan flavor menurun jika kekuatan gel meningkat (untuk karagenan dan gelatin), tetapi tidak berlaku untuk gel pati (Guinard et al. 1995). Intensitas flavor tergantung pada jenis zat pengental dan tekstur yang diperoleh.
Pe´rez-Silva et al (2006) menggunakan GC-MS dan GC-Olfactometry untuk menentukan senyawa-senyawa volatil yang terkandung dalam vanili (Vanilla planifolia G. Jackson). Senyawa-senyawa volatil dari buah vanili diekstrak menggunakan pelarut organik. Hasil analisis sensori menunjukkan bahwa ekstrak aromatik yang diperoleh dengan campuran pelarut pentan/eter (1/1 v/v) menghasilkan ekstrak flavor buah vanili yang paling representatif. Sebanyak 65 senyawa volatil teridentifikasi dalam ekstrak pentan/eter menggunakan GC-MS dengan komponen utama asam-asam aromatik, asam-asam alifatik, dan senyawa fenolik. Jika menggunakan GC-O dalam ekstrak yang sama terdeteksi 26 senyawa aroma aktif, diantaranya adalah guaikol, 4-metilguaicol, asetovanilon, dan vanilil alkohol, sedangkan yang terbanyak adalah vanilin.
Ekstrak Vanili
Ekstrak vanili adalah ekstrak yang mengandung komponen-komponen aromatik dan flavor vanili yang terbuat dari minimum 378.5gram (rata-rata) buah vanili per gallon tanpa campuran bahan lain kecuali etanol (350 ml/liter) dan/atau gliserol, gula, dan air. Analisis yang digunakan untuk menentukan kualitas ekstrak vanili adalah jumlah vanilin, lead number, kandungan abu, dan parameter lain (Rao dan Ravishankar 2000).
Penambahan gula dan gliserin dalam proses ekstraksi dimaksudkan untuk meningkatkan viskositas, membantu mengekstrak senyawa aromatik, memperpanjang umur simpan, dan meningkatkan warna (Purseglove et al. 1981). Sedangkan menurut Ruhnayat (2001), gula, gliserin, dan dekstrin ditambahkan untuk menghambat penguapan alkohol dan menahan aroma vanilin dalam ekstrak.
Kualitas ekstrak vanili tergantung pada sejumlah faktor yang meliputi penanganan dan penyimpanan buah vanili sebelum ekstraksi, seleksi dan pencampuran buah vanili, derajat penghancuran vanili, metode dan kondisi ekstraksi (dua metode ekstraksi yang umum: maserasi dan perkolasi), serta waktu penuaan (aging) yang memadai untuk mengembangkan flavor secara penuh (Purseglove et al. 1981).
Produk Flavor
Menurut Heath dan Reineccius (1986), karakter fisik dari material flavor sangat beragam, tetapi pada prinsipnya dapat digolongkan menjadi tiga, yakni padatan (solid), semi padatan dan pasta (semisolid), dan cairan (liquid). Yang termasuk dalam kategori padatan di antaranya flavor terenkapsulasi, flavor berbentuk bubuk yang diproses dengan pengering semprot, dan lain-lain. Adapun flavor yang berbentuk semi padatan atau pasta antara lain oleoresin, resinoid, concretes dan absolutes. Yang termasuk flavor berbentuk cairan adalah emulsi, minyak esensial, oleoresin cair, ekstrak dan konsentrat cair, flavoring imitasi, jus dan konsentrat buah, dan lain-lain.
Menurut Wright (2002), produk flavor berbentuk likuid dapat dibagi atas tiga jenis, yakni flavor likuid yang larut air, flavor likuid yang larut dalam minyak, dan flavor berbentuk emulsi. Dalam flavor likuid yang larut air, kimia flavor dan komponen alami dilarutkan dalam pelarut tunggal, yang umum adalah propilen glikol, triasetin atau etanol, dengan penambahan yang mungkin adalah air. Jika flavor mengandung jumlah padatan yang signikan seperti vanilin atau maltol, maka jumlah padatan yang ditambahkan harus tetap dalam batas kelarutannya. Ekstrak vanili yang dibuat dalam penelitian ini termasuk ke dalam flavor likuid yang larut dalam air.
Pasta vanili adalah ekstrak vanili konsentrat manis yang mengandung biji buah vanili dalam campurannya. Bentuk pasta ini amat berguna dalam pemasakan yang tidak menginginkan penambahan air yang banyak. Pasta vanili merupakan suatu alternatif yang baik dan efektif dalam penggunaan buah vanili untuk masakan dan desserts. Pasta vanili terbuat dari 100% vanili alami berupa campuran konsentrat ekstrak vanili dan biji-biji vanili dalam larutan gula alami
(www.Vanilla Bean Paste.htm, 2006). Adapun ekstrak pekat alami (natural concentrated extract) merupakan ekstrak vanili dari vanili premium dengan kekuatan ekstra. Produk ini secara ekstensif digunakan sebagai bahan flavor untuk desserts dan minuman berbasis susu (www.vanilla concentrated extract.htm, 2006).
Pemanis
Sirup jagung sangat ekstensif digunakan dalam pengolahan makanan di Amerika dan didefinisikan sebagai larutan konsentrat murni dari sakarida nutritif yang diperoleh dari pati jagung dan memiliki bilangan DE (dextrose equivalent) 20 atau lebih. Semakin lama waktu hidrolisis asam terhadap pati jagung tersebut maka bilangan DE yang diperoleh semakin tinggi (Heath 1981).
Sirup fruktosa adalah produk berbentuk cairan kental dengan jenis kadar fruktosa tinggi (SNI 01-2895-1992). Sirup fruktosa (high fructose syrup (HFS)) sangat luas penggunaannya dalam industri. Keuntungan penggunaan HFS dalam industri dapat dikelompokkan menjadi 5 bagian yaitu keuntungan pemakaian pada saat pengolahan (mudah dicetak/dicampurkan), memperbaiki kualitas rasa produk akhir (memperbaiki rasa “karamelisasi” dan mereduksi rasa pahit), memperbaiki aspek produk akhir (warna keemasan yang lebih nyata/kecemerlangan warna yang lebih baik), memperbaiki kualitas fisik produk akhir (plastisitas yang lebih baik dan tekstur yang lebih baik), dan memperbaiki ketahanan/keawetan produk akhir (tahan disimpan lebih lama, kesegaran lebih terjamin, dan mencegah kristalisasi pada gula) (Tjokroadikoesoemo 1986).
Definisi sirup glukosa berdasarkan SNI 01-2978-1992 adalah cairan jernih dan kental dengan komponen utamanya glukosa, yang berasal dari hidrolisis pati dengan cara kimia atau enzimatik Pembuatan sirup glukosa secara enzimatis dapat menghasilkan rendemen dan mutu sirup glukosa yang lebih tinggi dibandingkan cara hidrolisis asam (Tjokroadikoesoemo 1986). Pada hidrolisis enzimatis pati dipotong sesuai dengan jenis enzim yang digunakan, sedangkan dengan asam pemotongan bersifat acak. Selanjutnya dijelaskan bahwa ada empat jenis gula cair yang diperdagangkan yaitu jenis I: DE 20 – 38, jenis II: DE 38 – 58, jenis III: DE 58 – 73, dan jenis IV: DE 73 ke atas.
Tingkat mutu sirup glukosa ditentukan oleh tingkat konversi pati menjadi komponen-komponen glukosa, maltosa, dan dekstrin yang dikenal sebagai ekuivalen dekstrosa (DE) yang merepresentasikan persentase dari hidrolisis yang dihasilkan dari pemutusan ikatan glikosidik. Glukosa murni memiliki DE 100, maltosa murni mempunyai DE 50, tergantung dari metode analisis yang digunakan (Chaplin dan Bucke 1990).
Penstabil
Menurut Glicksman (1969), pektin kering yang telah dimurnikan berupa kristal yang berwarna putih dengan kelarutan yang berbeda-beda sesuai dengan kandungan metoksilnya. Pektin dengan kandungan metoksil tinggi larut dalam air dingin, pektin dengan metoksil rendah larut dalam alkali dan asam oksalat. Grade dari pektin adalah jumlah gula yang dibutuhkan oleh satu bagian pektin untuk membentuk gel yang diinginkan pada kondisi yang sesuai. Grade tersebut merupakan indeks penting yang menggambarkan mutu pektin. Grade pectin 100 artinya dapat membentuk gel yang baik dengan 100 gram gula.
Gum arab adalah gum alami yang diperoleh dari jenis tanaman spesies acacia. Sumber utama gum arab komersial adalah Acacia Senegal L. Willd., yang juga disebut Acacia verek (Wareing 1999). Gum arab jenis ini merupakan kompleks polisakarida yang agak asam dan dijumpai dalam campuran garam kalsium, magnesium, dan kalium. Di dalamnya terkandung protein dalam jumlah kecil (kira-kira 2% b/b) yang bertanggung jawab terhadap sifat emulsifier.
Larutan gum arab dengan konsentrasi di bawah 10% memiliki viskositas rendah dan reologi Newtonian. Konsentrasi di atas 30% menghasilkan viskositas yang lebih tinggi dan sifat pseudoplastik.
Gum arab stabil dalam larutan asam, stabil dalam panas, dan larut dalam air dingin maupun panas, serta cenderung membentuk gumpalan pada saat ditambahkan air. Sifat yang lainnya adalah pengemulsi, stabil dalam asam, viskositas yang rendah pada konsentrasi tinggi, adesif dan mengikat, serta karakteristik rasa di mulut yang baik menjadi alasan digunakannya gum arab dalam lima jenis makanan, yakni confectionary, minuman dan emulsi, enkapsulasi flavor, produk bakery, dan brewing.
Sodium CMC dihasilkan dari reaksi sodium monokloroasetat dengan selulose alkali. Penggunaan di industri berkembang pesat sejak 1947 karena kemampuannya mensuspensikan padatan, mengontrol viskositas dalam larutan berbasis air, dan membentuk film yang kuat. Sodium CMC tak larut dalam pelarut organik, tetapi larut dalam air dan pelarut yang bercampur dengan air seperti etanol dan aseton. Viskositas larutan CMC menurun dengan meningkatnya suhu. Akan tetapi, waktu pemanasan yang lama pada temperatur tinggi akan menyebabkan terdepolimerisasinya CMC dan mengurangi viskositasnya. Larutan sodium CMC mempertahankan viskositas normalnya pada kisaran pH yang luas. Secara umum larutan menunjukkan viskositas maksimum dan stabilitas terbaik pada pH 7 – 9. Di bawah pH 3, pengendapan mungkin terjadi. Di atas pH 10, viskositas agak menurun (Batdorf dan Rossman 1973).
Penggunaan CMC dalam makanan sering dikombinasikan dengan gum yang lain. Sebagai contoh, untuk menstabilkan tekstur serbet, CMC dikombinasikan dengan pektin, locust bean gum, dan gelatin. Konsentrasi CMC bervariasi dari 0.15 – 0.3% tergantung dari tipe CMC yang digunakan, vikositas medium atau tinggi (Zecher dan Gerrish 1999). Ditambahkan pula bahwa dalam ripple syrups yang kandungan gulanya sangat tinggi, penambahan CMC 0.75 – 1% untuk memperoleh sirup yang jernih dengan konsistensi yang baik selama pembekuan dan konsumsi.
Vanilin
Vanilin dengan nama lain 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde adalah senyawa organik dengan rumus molekul C8H8O3 dan memiliki gugus fungsi aldehid, eter, dan alkohol. Vanilin merupakan komponen utama dalam ekstrak vanili. Vanilin sintetik digunakan sebagai bahan flavor dalam makanan, minuman, dan farmasi.
Ekstrak vanili alami adalah campuran dari beberapa ratus komponen berbeda di samping vanilin. Flavor vanili artifisial adalah larutan murni vanilin, biasanya berasal dari vanilin sintetik. Sintesis vanilin secara komersial pertama kali dimulai dari komponen eugenol yang diisomerisasi menjadi isoeugenol, diikuti dengan oksidasi menjadi vanilin. Kini, di industri vanilin dibuat dengan
formilasi guaiacol (melalui reaksi Reimer-Tiemann) dan juga fermentasi lignin, produk samping industri kertas (http://en.wikipedia.org/wiki/Vanillin, 2006). Tabel 5 menunjukkan sifat fisik dan kimia dari vanilin.
Tabel 5 Sifat Fisik dan Kimia Vanilin
SIFAT URAIAN Penampakan Bubuk kristal putih hingga kekuningan
Berat molekul 152,14
Titik leleh 81 oC (83 oC); menyublim ketika dipanaskan Titik didih 284 - 285 oC (dengan dekomposisi)
Berat jenis 1,06 (likuid)
Kelembaban relatif 0,5% (kehilangan berat %)
Kelarutan 1:3 dalam alkohol 70%; 1:2 dalam alkohol 95%; larut dalam eter, kloroform, dan ligroin panas; larut baik dalam air dan gliserol
Sifat organoleptik Berbau khas seperti vanila; rasa sangat manis Sumber: Fenaroli (1975)