Teknologi Nozel Sebagai Pengganti Homogenizer dalam Pembuatan Minuman Emulsi dari Minyak Sawit Merah

44

Teknologi Nozel Sebagai Pengganti Homogenizer dalam Pembuatan

Minuman Emulsi dari Minyak Sawit Merah

[Nozzle Technology as a homogenizer substitued in Making Process of Emulsion Drinks

from Red Palm Oil]

Mursalin*, Surhaini

#

, Ade Yulia

+

*Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jambi #_{Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jambi} +_{Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jambi}

Kampus Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Jambi Jl. Tri Brata Km 11, Desa Pondok Meja, Mestong, Jambi 36364

E-mail: mursalin@unja.ac.id

Abstract— The making processes of emulsion drinks from red palm oil were developed using simple emulsificator,

nozzle technology. To determine the kinds and concentrations of emulsifier suitable to any oil/water ratio, CMC and Tween 80 were investigated for their capability in producing stable product with good physical, chemical and organoleptic properties. The results showed that simple emulsificator could be made by air operated nozzle technique. In making process of emulsion drinks, from 20 combinations of oil/water ration, there were 3 treatments producing stable emulsion system as follow: oil/water ratio 4:6 and 5:5 using 1% CMC and oil/water ratio 7:3 using 1% Tween 80. To increase stability, preservativeness, physical, chemical and organoleptic quality, food additives were added such as benzoat (0,2%), antioxidant BHT (200 ppm), chelatin EDTA (200 ppm), sugar sweetener with concentration 15% and orange flavor (1,5%). Based on hedonic test using 25 panellist, the highest acceptance was showed by oil/water ratio 5:5 using 1% CMC. Then, the treatment produced more stable emulsion drinks during 6 weeks storage with low increasing acid and peroxide number and low decreasing viscosity

Keywords— Palm Oil, Saponification, Emulsifiers, Emulsion drink

I.

P

ENDAHULUAN

Salah satu produk olahan CPO adalah Minyak Sawit Merah (MSM), yaitu minyak makan yang tidak dipucatkan. Pembuatan MSM sama dengan pembuatan minyak makan, hanya saja tidak melalui proses pemucatan, oleh karena itu MSM masih berwarna merah. MSM mengandung pigmen karotenoid dengan jumlah sekitar 550 ppm, setara dengan 60.000 IU aktivitas vitamin A per 100 gram (Berger dan Idris, 2005). MSM juga merupakan sumber vitamin E dalam bentuk α-tokoferol, kandungan vitamen E dalam MSM

diperkirakan tidak kurang dari 900 ppm (Yie et al.

2011; Dauqan et al. 2011).

Banyak penelitian yang memperlihatkan bahwa penanggulangan KVA pada masyarakat akan berjalan secara efektif dan langgeng jika dilakukan dengan prinsip ”food based” atau melalui makanan (Scrimshaw, 2000). Oleh karena itu keberadaan MSM menjadi lebih strategis jika digunakan sebagai pangan fungsional berupa minuman emulsi, memodifikasi produk sejenis yang telah beredar di pasaran dengan merk dagang “Scott’s Emulsion” yang terbuat dari minyak ikan.

Minuman emulsi diklasifikasikan sebagai emulsi minyak dalam air yang secara fisik serupa dengan susu, santan, mayones, dan salad dressing. Produk minuman emulsi dengan bahan dasar MSM yang kaya beta karoten dan tokoferol telah diteliti oleh Mursalin (2013), Surfiana (2002) dan Sabariman (2007).

45

Minuman emulsi yang dihasilkan ini dapat disajikan

seperti sirup kental dan keberadaannya relatif sangat disukai panelis.

Pembuatan minuman emulsi telah banyak

dikembangkan, tetapi metode dan alat yang digunakan semuanya berstandar laboratorium yang kurang bisa diaplikasikan untuk kepentingan produksi secara massal, maka perlu dicari metode dan alat yang lebih mudah dan murah untuk dijalankan secara teknis-ekonomis. Salah satu alat yang sangat diperlukan untuk

proses pembuatan minuman emulsi adalah

homogenizer yang fungsinya untuk mereduksi ukuran globula lemak dan menghomogenkan partikel-partikel lemak dan air sehingga kedua fase ini dengan bantuan emulsifier dapat bercampur dalam sistem emulsi yang stabil. Cara lain untuk mereduksi ukuran globula lemak adalah dengan melewatkan minyak dalam suatu ruang sempit (nozzle) pada tekanan tertentu. Teknik pengecilan ukuran globula lemak ini jika dipadukan dengan metode pencampuran bahan yang tepat dan dalam jumlah serta komposisi yang optimal maka akan dihasilkan produk minuman emulsi yang disukai dengan mutu fisik dan kimia yang baik secara lebih murah dan mudah.

Ada tiga tujuan khusus yang akan dicapai dalam penelitian ini, yaitu (1) mendapatkan metode

pembuatan minuman emulsi skala pilot plant

menggunakan alat emulsifikator sederhana, (2) mengkaji sistem emulsi selama penyimpanan 6 minggu dengan mempelajari beberapa sifat fungsional yang berhubungan dengan stabilitas emulsi produk selama penyimpanan, dan (3) mengetahui mutu organoleptik dan tingkat kesukaan panelis akan produk minuman emulsi yang dihasilkan.

II.

M

ETODOLOGI

P

ENELITIAN

Penelitian ini disusun dalam dua tahapan kerja yaitu, tahap pertama adalah uji coba pembuatan alat emulsifikator menggunakan teknologi nozzel dan mixer sebagai pengganti homogenizer. Untuk itu

penggunaan jenis nozzle dan mixer secara trial and

error dicobakan untuk mencampurkan minyak dan air dalam suatu sistem emulsi.

Tahap kedua adalah pengembangan metode

pembuatan minuman emulsi yang stabil dalam skala pilot plan menggunakan emulsifikator yang dirangkai dari komponen peralatan berupa nozel, pompa reverse osmosys (RO), mini kompresor, dan mixer. Dua jenis emulsifier akan diujikembangkan dalam penelitian ini, yaitu tween 80 dan CMC pada konsentrasi 1,00 dan 1,25 persen dalam 5 formula campuran minyak:air (3/7, 4/6, 5/5, 6/4 dan 7/3). Sedangkan jenis dan konsentrasi bahan tinambah (additive) yang digunakan mengacu pada hasil penelitian Mursalin dan Surhaini

(2013). Tahap dua ini bertujuan untuk menentukan jenis dan konsentrasi emulsifier yang sesuai pada berbagai rasio minyak/air.

Pembuatan minuman emulsi dilakukan dengan cara terlebih dahulu melewatkan minyak dalam sistem nozzle untuk memberikan gaya gunting yang dapat memperkecil dan menyeragamkan ukuran globula lemak. Sementara itu, gula dan emulsifier dicampurkan dalam air menggunkan mixer dengan kecepatan sedang (2000 rpm) selama 2 menit. Setelah itu minyak yang telah dikecilkan ukuran partikelnya ditambahkan ke dalam air secara perlahan sambil diaduk dengan mixer pada kecepatan beragam, lambat (500-1000 rpm), sedang (1000-2000 rpm), tinggi (2000-4000 rpm), kembali ke sedang dan lambat selama 3 menit. Bahan

tinambah BHT, EDTA, benzoat dan flavor

ditambahkan setelah proses emulsifikasi dan

dihomogenkan selama 1 menit dengan mixer pada kecepatan sedang (2000 rpm). Selanjutnya dilakukan pembotolan, pasteurisasi, analisis dan penyimpanan.

III.

H

ASIL DAN

P

EMBAHASAN

A. Emulsifikator Pengganti Homogenizer

Berbagai jenis nozzel telah dicobakan dalam pembuatan emulsifikator ini, ternyata tidak semua jenis

nozzel dapat memberikan gaya gunting (shear force)

yang dapat memberi efek pengecilan ukuran globula atau partikel lemak. Hanya nozzel yang dioperasikan

dengan udara (air operated nozzles) saja yang

mempunyai kemampuan memberi efek shear force.

Nozzel jenis ini harus dioperasikan dengan bantuan pompa reverse osmosis (RO) dan mini kompresor (Gambar 1). Pompa diperlukan untuk membawa

minyak menuju nozzel sedangkan kompresor

dibutuhkan untuk memberi tekanan yang cukup bagi minyak untuk dapat melewati nozzel dan mengalami proses pengecilan ukuran globula. Selanjutnya minyak

yang telah mengalami pengecilan ukuran ini

dicampurkan dengan air dan bahan tambahan lainnya menggunakan mixer.

Minuman emulsi yang dihasilkan dari penggunaan emulsifikator ini tidak berbeda kualitasnya dengan yang dihasilkan dari penggunaan homogenizer. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa emulsifikator dengan rangkaian komponen berupa nozzel bertekanan, pompa RO, dan mini kompresor dapat memberikan efek pengecilan ukuran dan penyeragaman globula lemak sehingga pencampurannya dengan air dalam

sistem emulsi (menggunakan mixer) dapat

46

Fig. 1 Nozzle specification, the equipments, and emulsificator set

B. Aktivitas Emulsifier dan Kestabilan Emulsi yang Dihasilkan

Hasil pengamatan stabilitas emulsi secara visual selama penyimpanan menunjukkan bahwa emulsifier CMC baik pada konsentrasi 1,25 maupun 1,00% pada perbandingan minyak/air (4:6) dan (5:5) menghasilkan minuman emulsi yang paling stabil selama 30 hari pengamatan, sedangkan Tween 80 menghasilkan minuman emulsi yang cukup stabil pada konsentrasi 1,00 mau pun 1,25% untuk perbandingan minyak/air (7:3) Hasil pengamatan kestabilan minuman emulsi secara visual selama penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 1.

TABLE I

EMULSION DRINK STABILITY (DAY) Water-Oil Comparison Emulsifier Type Emulsifier Concentration (%) 1,00 1,25 I II I II 3 : 7 CMC 1 1 1 1 Tween 80 1 1 2 1 4 : 6 CMC >30 >30 >30 >30 Tween 80 3 2 3 2 5 : 5 CMC >30 >30 >30 >30 Tween 80 4 4 6 5 6 : 4 CMC 4 3 3 4 Tween 80 19 20 23 22 7 : 3 CMC 2 3 2 3 Tween 80 >30 >30 >30 >30

Dari kedua jenis emulsifier yang diuji dalam percobaan ini pada dua taraf konsentrasi dan lima taraf perbandingan minyak dan air, maka ditetapkan bahwa emulsifier jenis CMC stabil bila digunakan pada konsentrasi 1,00 dan 1,25% serta pada perbandingan minyak dan air 4:6 dan 5:5. Sedangkan Tween 80 akan efektif jika digunakan pada konsentrasi 1,00 mau pun 1,25% dan pada perbandingan minyak dan air 7:3. Jenis dan konsentrasi emulsifier serta rasio minyak dan air yang dipilih sebagai perlakuan terbaik yang menghasilkan minuman emulsi dengan stabilitas yang baik disajikan pada Tabel 2.

TABLE 2

WATER-OIL COMPARISON, EMULSIFIER TYPE, AND EMULSIFIER CONCENTRATION PRODUCED EMULSION

DRINK WITH HIGH STABILITY Water-Oil Comparison Emulsifier Type Emulsifier Concentration (%) 4 : 6 CMC 1,00 5 : 5 CMC 1,00 7 : 3 Tween 80 1,00

C. Formulasi Minuman Emulsi Terbaik

Untuk meningkatkan kestabilan, daya awet, mutu fisik, kimia dan organoleptik minuman emulsi yang dihasilkan, maka dilakukan penambahan “food additive” berupa bahan pengawet benzoat (0,2%), antioksidan BHT (200 ppm), pengkelat EDTA (200 ppm), pemanis berupa gula pasir dengan konsentrasi 15% dan flavor jeruk (1,5%). Rekomendasi komposisi minuman emulsi ini dapat dilihat di Tabel 3.

Analisis organoleptik terhadap minuman emulsi yang dihasilkan dari 3 perlakuan terpilih untuk kriteria uji rasa, warna, aroma, kekentalan dan penerimaan keseluruhan secara hedonik oleh 25 orang panelis

menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang

signifikan antar perlakuan. Hasil uji statistik menggunakan DNMRT dapat dilihat pada Tabel 4.

TABLE 3

THE BEST EMULSION DRINK FORMULATION

Componens

Emulsifier Type and Concentration (%) CMC Tween 80 1,00 (A) 1,00 (B) 1,00 (C) Water-Oil Comparison Sugar (%) Orange Flavor (%) BHT (ppm) EDTA (ppm) Benzoat (%) 4 : 6 15 1,5 200 200 0,2 5 : 5 15 1,5 200 200 0,2 7 : 3 15 1,5 200 200 0,2

47

TABLE 4

DNMRT TEST ON ORGANOLEPTIC PROPERTIES OF 3

FORMULAS OF EMULSION DRINK Emulsion

Formula

Parameters

Taste Color Flavor Acceptability A 2,24 a 2,20 a 2,28 a 1,64 b B 2,28 a 1,56 b 2,20 a 1,72 b C 2,60 a 1,52 b 2,56 a 2,28 a Remarks: A= 1.00% CMC concentration in water-oil comp. (4:6)

B= 1.00% CMC concentration in water-oil comp. (5:5) C= 1.00% Tween 80 conc. in water-oil comp. (7:3)

Huruf kecil yang sama pada Tabel 4 menunjukkan perlakuan yang tidak berbeda nyata menurut uji DNMRT 5%. Kriteria uji ditetapkan berdasarkan nilai 1 untuk sangat suka, 2 suka, 3 agak suka, 4 netral, 5 agak tidak suka, 6 tidak suka, dan 7 sangat tidak suka.

Pada Tabel 4 terlihat bahwa pengemulsi Tween 80 pada perbandingan minyak/air (7:3) menghasilkan produk minuman emulsi dengan tingkat kesukaan akan

warna yang lebih baik dibandingkan dengan

pengemulsi CMC pada perbandingan minyak/air (4:6) tetapi tidak berbeda nyata dengan pengemulsi CMC pada perbandingan minyak/air (5:5). Hal ini menunjukkan bahwa untuk parameter warna, panelis cenderung menyukai minuman emulsi dengan jumlah minyak berkaroten tinggi yang lebih banyak, hal ini dapat dimengerti karena minyak berkaroten tinggi akan memberikan kesan warna merah kekuningan yang sangat menarik. Rasa dan aroma sorbitan dari pengemulsi Tween 80 cenderung kurang disukai panelis, tetapi karena adanya penambahan flavor rasa jeruk, rasa dan aroma sorbitan yang kurang menyenangkan ini dapat tertutupi, oleh karena itu hasil uji hedonik terhadap ketiga jenis metode dan formula pembuatan minuman emulsi ini tidak menghasilkan kesan yang berbeda. Untuk penerimaan keseluhan panelis, pengemulsi CMC pada rasio minyak/air (4:6) dan (5:5) akan menghasilkan minuman emulsi yang lebih disukai daripada Tween 80 pada rasio minyak/air (7:3). Tingkat penerimaan konsumen produk minuman emulsi yang dihasilkan, lebih ditentukan oleh porsi minyak dalam rasio minyak:air. Semakin tinggi jumlah minyak dalam rasio tersebut cenderung akan menghasilkan kekentalan yang lebih tinggi, batas forsi minyak dalam sistem emulsi yang masih disukai oleh panelis adalah dalam jumlah yang sama dengan forsi airnya, lebih dari itu minuman yang dihasilkan terlalu kental dan cenderung kurang disukai.

Hasil analisis terhadap viskositas minuman emulsi yang dihasilkan pada penelitian ini bervariasi tergantung pada jenis emulsifier yang digunakan dan rasio minyak:air yang ditetapkan. Di awal penyimpanan, viskositas terendah dimiliki oleh produk dengan emulsifier CMC pada rasio minyak:air (4:6),

sedangkan viskositas tertinggi teramati pada produk dengan emulsifier Tween 80 dan perbandingan minyak:air (7:3). Hal ini mengindikasikan bahwa kekentalan produk minuman emulsi lebih ditentukan oleh porsi minyak dalam campuran minyak:air pada sistem emulsi tersebut. Semakin tinggi jumlah minyak dalam sistem emulsi akan semakin viskos produk minuman emulsi yang dihasilkan. Hal ini dapat dimengerti karena minyak memang mempunyai kekentalan yang jauh lebih tinggi daripada air.

Selama penyimpanan, viskositas minuman emulsi mengalami penurunan, hal ini berkaitan dengan penurunan kestabilan emulsi selama penyimpanan. Semakin lama disimpan, kekuatan emulsi akan semakin berkurang, sehingga tegangan permukaan interfasial antara minyak dan air akan kembali meningkat secara gradual yang dapat menyebabkan kembali terpisahnya minyak dengan air dalam sistem emulsi. Penurunan kestabilan emulsi ini menyebabkan terjadinya penurunan kerapatan dan jumlah droplet fase kontinyu yang terdispersi dalam sistem emulsi sehingga menurunkan kekentalan produk. Viskositas ke tiga jenis produk minuman emulsi yang dihasilkan pada percobaan ini dan perubahannya selama penyimpanan dapat dilihat pada Gambar 2.

Fig. 2 Correlation of storage duration and viscoosity of emulsion drink at different formula

Menurut Wijnans dan Baal (1997), baik CMC

maupun Tween 80 mempunyai kemampuan

menstabilkan emulsi yang cukup baik dan CMC pada

jumlah minyak yang sama cenderung akan

menghasilkan sistem emulsi yang lebih kental karena sifatnya yang lebih hidrofilik dan mempunyai kapasistas sebagai pengental. Faktor utama yang menentukan kestabilan emulsi adalah karakter lapisan emulsifier yang menyelimuti partikel fase terdisersi.

Total mikroba yang terdapat dalam minuman emulsi yang dihasilkan oleh ke tiga perlakuan pada percobaan

48

ini selama penyimpanan relatif sangat kecil. Pada awal penyimpanan tidak terdapat mikroba, tetapi pada penyimpanan lebih lanjut terdapat mikroba walaupun dalam jumlah yang tidak signifikan. Kemungkinan adanya mikroba dalam minuman emulsi setelah disimpan diperkirakan karena terjadinya kontaminasi selama pengambilan sampel untuk pengujian.

Setelah enam minggu penyimpanan, total mikroba yang terdapat dalam produk minuman emulsi yang dihasilkan dari ke tiga perlakuan tidak melebihi 3x101 koloni per gram sampel. Jumlah ini relatif aman untuk dikonsumsi. Adanya pertumbuhan mikroba dalam produk minuman emulsi yang dihasilkan pada percobaan ini dimulai pada lama penyimpanan minggu ke dua dengan perkembangan jumlah yang relatif rendah, tidak lebih dari 5 koloni/gram sampel/minggu. Kecilnya total mikroba dalam sampel dan rendahnya pertumbuhannya selama penyimpanan membuktikan bahwa sebenarnya mikroba yang ada dalam produk minuman emulsi yang dihasilkan tidak tumbuh dan berkembang secara wajar, diduga mikroba tersebut hanyalah kontaminan yang berasal dari bahan dan alat selama penyiapan dan pengambilan sampel uji.

Batasan jumlah cemaran mikroba dalam minuman kemasan demineralisasi siap minum menurut

SNI-01-6241-2000 adalah 1x102 koloni per mL Berdasarkan

batasan ini, ke tiga jenis minuman emulsi yang dihasilkan pada penelitian ini semuanya memenuhi standar sebagai minuman yang dapat langsung dikonsumsi.

IV.

K

ESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan selama pelaksnaan penelitian, dapat disimpulkan beberapa poin sebagai berikut:

1. Penggunaan nozzel yang dioperasikan dengan udara

bertekanan dapat memberikan efek gaya gunting (shear force) sehingga dapat memperkecil ukuran globula lemak menjadi partikel-partikel kecil yang seragam sehingga dengan bantuan emulsifier yang sesuai dapat membentuk emulsi yang stabil dengan air.

2. Pada pembuatan minuman emulsi menggunakan

alat emulsifikator sistem nozzel, dari 20 kombinasi perlakuan, terdapat 6 perlakuan yang menghasilkan sistem emulsi yang stabil, dari ke enam perlakuan tersebut, ditetapkan 3 perlakuan yang optimal, yaitu rasio minyak:air (4:6) dan (5:5) menggunakan 1% CMC dan rasio minyak:air (7:3) menggunakan 1% Tween 80.

3. Untuk meningkatkan kestabilan, daya awet, mutu

fisik, kimia dan organoleptik minuman emulsi yang dihasilkan dari ketiga perlakuan terpilih maka dilakukan penambahan “food additive” berupa

bahan pengawet benzoat (0,2%), antioksidan BHT (200 ppm), pengkelat EDTA (200 ppm), pemanis berupa gula pasir dengan konsentrasi 15% dan flavor jeruk (1,5%).

4. Tingkat penerimaan tertinggi dihasilkan dari

perlakuan rasio minyak:air (5:5) menggunakan emulsifier CMC pada konsentrasi 1,00%. Produk ini stabil selama penyimpanan 6 minggu, hanya sedikit mengalami penurunan viskositas dan peningkatan total mikroba, produk ini memenuhi semua persyaratan SNI-01-6241-2000 tentang minuman kemasan demineralisasi siap minum.

D

AFTAR

P

USTAKA

Berger K.G. dan N.A. Idris. 2005. Formulation of zero-trans acid shortenings and margarins and other food fats with products of the oil palm. Journal of the American Oil Chemists’ Society 82(11):775-780. Dauqan E., Sani HA., Abdullah A., Muhamad H., Gapor

AM. 2011. Vitamin E and Beta Carotene Composition

in Four Different Vegetable Oils. American Journal of

Applied Sciences 8 (5): 407-412

Mursalin, Surhaini, Yulia A. 2013. Karakteristik fisik dan kestabilan termal oksidatif minuman emulsi dari pekatan karoten minyak sawit selama penyimpanan. Laporan Penelitian Hibah Bersaing.

Sabariman, M. 2007. Sifat Reologi dan Sifat Fisik Minuman Emulsi Kaya Beta Karoten dari Minyak Sawit Merah dengan Menggunakan Beberapa Pengemulsi. Tesis. Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor.

Scrimshaw N.S. 2000. Nutritional Potential of Red Palm Oil for Combating Vitamin A Deficiency. Tokyo: The United Nations Univ. Press. Food and Nutrition Bulletin 21(2): 195-201.

Surfiana. 2002. Formulasi Minuman Emulsi Kaya β-Karoten Dari Minyak Sawit Merah [Tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Yie J, Andersen ML, Skibsted LH. 2011. Interactions

between tocopherols, tocotrienol, and carotenoids during autooxidation of mixed palm TAG and fish oil. Food Chem. 127: 1792-1797.

Wijnans, G.J.M and H.C.I. Baal, 1997. Emulsifier: Sucrose Esters of Fatty Acids. Food Technology International 35-37.