KRISTALISASI
CONTOH PRODUK MENGANDUNG KRISTAL
Gula
Pasir Garam MSG Asam
sitrat
Cokelat Margarin Roti Permen
Teti Estiasih - THP - FTP UB
DEFINISI
Kristalisasi merupakan istilah yang
menjelaskan beberapa fenomena yang berbeda yang berhubungan dengan
pembentukan struktur matriks kristal
KOMPONEN PANGAN YANG DAPAT MENGALAMI
KRISTALISASI
Lemak
Gula: laktosa, fruktosa, sukrosa
Garam
Pengemulsi berbasis lemak seperti lesitin
Air
Pati
Asam amino/Protein
STRUKTUR AMORF dan KRISTAL AIR
AIR ES
STRUKTUR AMORF dan KRISTAL NaCl
PERAN KRISTALISASI
Pengendalian proses kristalisasi dalam
produk pangan merupakan faktor penting yang mempengaruhi kualitas produk
pangan tersebut.
Fungsi kristalisasi:
Pemisahan
Mengatur tekstur produk
Pengawetan
Pengendalian kristalisasi berkaitan dengan
umur simpan produk pangan.
PERAN STRUKTUR DALAM PANGAN
Struktur komponen bahan pangan (seperti air, globula lemak, kristal, dll) berperan
terhadap sifat dan mutu pangan
Berperan terhadap sifat sensoris (misal:
kecepatan leleh, efek pendinginan, dll)
Misal: struktur kristal lemak dalam coklat berperan terhadap daya patah dan titik leleh
Pembentukan kristal lemak (fat bloom)
pada coklat menurunkan mutu
STRUKTUR KRISTALIN
Produk pangan banyak yang mengandung struktur kristalin.
Struktur kristalin tsb mempengaruhi kualitas, tekstur dan daya simpan.
Kontrol kristalisasi penting
Faktor yang dikontrol:
Jumlah
Ukuran, Distribusi ukuran
Bentuk
Polimorf
KRISTALISASI DALAM PRODUK PANGAN
Digunakan untuk:
1.Pemisahan
Misal: pemurnian gula dan fraksinasi lemak
2.Mendapatkan tekstur
Misal: es krim, coklat, fondant
Kristalisasi harus dikontrol: dapat terjadi selama penyimpanan
Misal: laktosa dalam es krim, gula dalam
permen
Contoh kristalisasi
untuk proses pemisahan
KOMPONEN KATEGORI
Gula Pemurnian gula (sukrosa, laktosa, glukosa, fruktosa)
Gula alkohol Pemurnian poliol (sorbitol, laktitol, dll) Garam Pemurnian (NaCl)
Lemak Fraksinasi lemak (minyak sawit, PKO, lemak susu, asam lemak -3)
Es Konsentrat beku (bir, cuka, jus jeruk, dll)
Asam organik Pemurnian (asam sitrat, dll)
Asam amino Pemurnian Mono Sodium Glutamat
Contoh produk dimana
kristalisasi mempengaruhi
mutu dan umur simpan
KOMPONEN KATEGORI CONTOH
Es
Frozendessert
Frozen food Freeze-dried product
Es krim
Daging, buah, sayuran Kopi instan, buah, sayur kering
Gula
PermenSerealia
Produk susu
Chewing gum, fondant, fudge
Sereal beku Susu bubuk
Gula alkohol
Produkpermen Chewing gum, permen tanpa gula
Lemak
Produk olesan Produk coklat Produk bakery Produk lainMentega, margarin Coklat, coating coklat
Croissant, puffed pastry, cookie, kulit pie
Mentega kacang, frosting
Teti Estiasih - THP - FTP UB 15
KOMPONEN KATEGORI PRODUK Garam Garam meja
Produk susu
NaCl
Keju, susu Pati Produk bakery
Produk ekstrusi
Roti, cookies, cake, crackers
Snack, crackers Protein Aditif Lisin
Asam organik Aditif bentuk
bubuk Asam sitrat
Pengemulsi Aditif Produk berbasis lemak,
Contoh produk yang
mengalami rekristalisasi
selama penyimpanan
KOMPONEN KATEGORI DAMPAK
Es Es krim Frozen dessert
Frozen food
Peningkatan ukuran kristal dan ukuran kristal tidak
seragam Gula Fondant
Cream Peningkatan ukuran kristal dan ukuran kristal tidak
seragam Lemak Margarin
Mentega Coklat
Polimorfisme menyebabkan tekstur berpasir dan fat
bloom
Pati Roti Stalling
Contoh produk dimana
kristalisasi selama
penyimpanan menyebabkan
penurunan mutu
KOMPONEN KATEGORI CONTOH PRODUK GULA
Laktosa, sukrosa Fruktosa
Confectionary
Produk susu Produk bakery
Hard candy
Es krim, susu bubuk
Soft cookies
GARAM
Kalium bitartrat
Kalsium laktat Jus anggur
Produk susu Wine
Keju
ES Frozen food Es krim, frozen dessert
LIPID Spread Margarin, mentega, coklat
PATI Bakery product Roti
PRINSIP KRISTALISASI
Untuk membentuk kristal suatu cairan (liquid) harus melewati kondisi kesetimbangan dan mejadi:
1. Lewat jenuh (untuk larutan)
2. Lewat dingin (untuk melt /lelehan)
Kondisi tersebut dapat dicapai dengan cara
Pendinginan di bawah titik beku/leleh cairan
Misal: air menjadi es, fraksinasi lemak
Memekatkan larutan sampai konsentrasi lewat jenuh
Misal: garam, gula
Pada kondisi ini, molekul cair mengatur diri membentuk matriks struktur kristalin
Kondisi lewat jenuh dan dingin diatur melalui:
•
Formulasi, misal pada produk permen
•
Pengolahan, misal pada produk es krim,
coklat, mentega, margarin, shortening
TAHAPAN KRISTALISASI
Pembentukan inti atau nukleasi
Pembentukan inti dari larutan atau cairan Inti dapat ditambahkan dari luar untuk mempercepat kristalisasi seperti pada pembuatan gula pasir
Pertumbuhan kristal
Kristal tumbuh sampai kondisi kesetimbang-
an tercapai
Selama nukleasi, molekul-
molekul dalam larutan mengatur diri membentuk kristal
Nukleasi tergantung dari:
Formulasi (jenis dan konsentrasi promotor atau inhibitor kristalisasi)
Kondisi pengolahan (kecepatan transfer panas
dan massa)
KONTROL KRISTALISASI
Formulasi bahan baku
Pengaturan kondisi pengolahan untuk
meningkatkan atau mencegah kristalisasi, misal tempering pada pembuatan coklat, margarin, mentega
Kondisi penyimpanan yang tepat
Teti Estiasih - THP - FTP UB 25
SIFAT KRISTAL
1. HIDRAT
sejumlah molekul air terperangkap dalam struktur kristal
laktosa: monohidrat
laktosa: anhidrat
2. POLIMORF
Beberapa molekul dapat membentuk struktur kristal yang berbeda
Contoh: lemak (, , ’), pati
LAKTOSA LAKTOSA
LARUTAN LEWAT JENUH
AMORF
KRISTAL LAKTOSA
T>93.5 C T<93.5 C
kering Kering, T>100C
Basah, T<93.5C
CONTOH KRISTALISASI
DALAM PRODUK PANGAN
MARGARIN
Konsistensi dan stabilitas emulsi margarin tergantung dari kristal lemak
Lemak/minyak bersifat polimorfik
Mempunyai beberapa bentuk kristal;
Sifat polimorfik dapat menyebabkan perubahan sifat margarin
Bentuk kristal lemak: , ’,
Transisi bentuk kristal: tidak reversibel, perlu pelelehan
Selama pengolahan margarin: pada awal terbentuk kristal , kemudian berubah
menjadi ’
Bentuk ’ merupakan bentuk yang diinginkan pada margarin
Bentuk ’: bentuk jarum yang kecil dengan plastisitas yang baik
Bentuk : ukuran besar, grainy
consistency (sandiness)
COKLAT
Lemak coklat membentuk kristal tertentu sehingga produk coklat mempunyai karak-teristik sesuai yang diinginkan
Pengaruh jenis kristal:
= sifat kilap = tekstur
= sifat ketika digigit
= penerimaan konsumen
Proses Kristalisasi
Pelelehan sempurna → 45-50C, 30-60 menit
Pendinginan untuk memulai kristalisai 18C atau 28-29C, dilakukan agitasi, tujuan membentuk kristal ’
Suhu ditingkatkan 2-3C untuk mengubah ’→ yang stabil dan
melelehkan kristal yang tidak stabil
Pertumbuhan kristal dilakukan dengan
cara dibiarkan pada suhu dingin sehingga
ukuran kristal membesar
FRAKSINASI LEMAK (WINTERISASI)
KRISTALISASI + PEMISAHAN
KRISTALISASI + PEMISAHAN
KRISTALISASI + PEMISAHAN
KRISTALISASI + PEMISAHAN
FRAKSI CAIR
MINYAK FRAKSI PADAT
Teti Estiasih - THP - FTP UB 33
LATIHAN
1. Apa yang harus dilakukan untuk mencegah staling pada roti?
2. Bagaimana pengaruh kristalisasi terhadap daya cerna pati?
3. Apakah pati yang mengalami kristalisasi mempunyai efek terhadap kesehatan?
4. Bagaimana mencegah pembentukan kristal laktosa dalam es krim?
5. Apakah sukrosa yang ditambahkan pada
es krim dapat membentuk kristal juga?
6. Bagaimana cara membuat es krim dengan tekstur lembut tanpa sandiness?
7. Jika suatu produsen minyak sawit ingin
membuat produk minyak goreng unggulan berupa minyak sawit tinggi asam lemak
omega-9, proses/teknologi apa yang dapat diaplikasikan? Jelaskan alasannya!
8. Apa yang harus dilakukan untuk mencegah
pembentukan kristal laktosa pada susu bubuk?
9. Bagaimana prinsip kristalisasi pada proses pembuatan MSG? Apakah prinsip tersebut
dapat diaplikasikan untuk jenis flavor enhancer yang lain seperti Guanidin Mono Phosphat
(GMP) atau Inosine Mono Phosphat?
10. Apa upaya yang harus dilakukan untuk
mencegah kristalisasi gula pada sirup yang disimpan pada kulkas?
Teti Estiasih - THP - FTP UB 35
HOMEWORK
Hal 187
Buku Teknologi Pengolahan pangan
