Teksturisasi Makanan

TEKSTURISASI MAKANAN

Alat pengekstrusi adalah reactor dengan aliran terputus (continue) serta mempunyai kelembaban yang rendah. Molekul – molekul makanan yang besar seperti karbohidrat dan protein mengalami denaturasi dan menyusun diri sepanjang aliran laminar yang terjadi didalam ulir pengekstrusi dan cetakan. Pada suhu yang makin tinggi, molekul- molekul ini membentuk ikatan silang \menjadi struktur yang telah berubah yang dapat mengembang bila dikeluarkan dari cetakan. Suatu sifat molekul terdenaturasi yang linear akan menambah kemampuannya untuk disusun dan dibentuk menjadi struktur yang berlapis- lapis.

·         PROSES TEKSTURISASI PADA INDUSTRI MAKANAN

1.      Penyerpihan ( flaking)

Flaking dapat diartikan sebagai pemipihan  atau pelempengan. Flaking dapat dilakukan pada biji-bijian utuh ataupun partikel-partikel besar atau tepung. Untuk biji-bijian seperti biji gandum, bahan akan dialirkan diantara celah gilingan yang sempit maka terbentuk partikel-partikel dengan ukuran relative kecil akibat dari pecahan yang rapuh. Apabila biji tersebut diplastinisasi dengan pemberian uap, maka akan dapat berubah lagi menjadi lempengan tipis atau flake.

Flake pada umumnya diperoleh dengan kadar air yang rendah sehingga bahan menjadi lentur serta mudah untuk dicetak. Oleh karena itu sebagian besar flake  biasanya dikeringkan atau dipanggang untuk mengurangi kadar airnya dan kadang-kadang untuk menghasilkan sedikit efek melembung (puffing)

Untuk hasil akhir dari produk melalui proses flaking ini merupakan produk yang memiliki kadar air rendah, getas dan serat renyah, jadi untuk perubahan tekstur selama proses flaking ini adalah perubahan tekstur keras dari bahan menjadi getas dan berserat serta renyah.

2.      Pemanggangan (Toasting)

a.       Prinsip pemanggangan

·         Panas diberikan pada produk dari dinding oven melalui radiasi

·         Konveksi panas juga terjadi menuju produk dari udara panas dalam oven

·         Dalam produk terjadi konduksi panas

Pemanggangan merupakan proses utama dalam membentuk karakteristik produk yang diinginkan seperti struktur, tekstur, flavor, dan warna. Produk hasil pemanggangan seperti roti, cake, biskuit, crackers, dan cookies mempunyai perbedaan karakteristik yang diinginkan.

b.      Pengaturan suhu

Suhu pemanggangan yang terlalu tinggi menyebabkan crust terbentuk secara cepat menyebabkan ukuran produk lebih kecil warna crust menjadi lebih gelap sedangkan bagian tengah menjadi tidak terpanggang sempurna. Jika suhu pemanggangan terlalu rendah, waku pemanggangan lebih lama untuk mendapatkan warna yang diinginkan. Pemanggangan yang lama mengakibatkan crust yang terbentuk lebih tebal.

c.       Pembakaran (Baking)

Pembakaran ( baking) digunakan untuk membuat produk-produk bakery seperti roti,kue kering, kue dan makanan renyah lainnya. Setiap produk mempunyai tekstur yang khas, kendati berasal dari bahan baku yang sama yaitu tepung terigu ait serta bahan pemgembang. Untuk produk roti dan kue yang merupakan produk lembab serta mempunyai tekstur yang lunak. Tekstur ini akan dapat berubah apabila bahan kehilangan kelembabannya sehingga apabila dilakukan pembakaran yang berlebihan maka akan berakibat terhadap tekstur roti, yaitu roti akan menjadi keras.

Sementara dengan biscuit dan kue kering yang pada umumnya memiliki kandungan air yang rendah, bahan ini akan tidak akan menjadi keras apabila dilakukan pembakaran yang berlebihan (suhu tinggi) namun akan menjadi lebih renyah.

Jadi untuk pembakaran (baking) pada produk bakery akan mempengaruhi tektur bahan bisa menjadi lunak  dan renyah namun dipengaruhi oleh kandungan air pada bahan tersebut.

d.      Penggorengan (frying)

Penggorengan merupakan suatu proses pemanasan bahan pangan menggunakan medium minyak goreng yang bertujuan untuk melakukan pemanasan bahan pangan, pemasakan dan pengeringan pada bahan yang digoreng.

Pemanasan yang terjadi selama proses penggoraengan akan memberi efek deksrtrusi panas yang dapat membunuh mikroba dan menginaktivasi enzim dimana keduanya berperan dalam kerusakan bahan pangan. Selain itu penggorengan juga akan menurunkan aktivitas air yang digunakan untuk pertumbuhan mikroba, sehingga bahan pangan menjadi lebih awet.

Selama proses penggorengan akan terjadi pemasakan yang akan meningkatkan mutu makanan (eating quality) karena adanya konversi zat gizi ke dalam bentuk yang lebih sederhana sehingga dapat dicerna oleh organ pencernaan manusia. Dari segi organoleptik (aroma, rasa dan tekstur), produk pangan yang telah digoreng cenderung lebih disukai.

Dibandingkan cara pengolahan yang lain, penggorengan biasanya bersifat cepat karena perubahan pada bahan pangan memerlukan waktu yang lebih singkat pada suhu tinggi. Sifat produk hasil penggorengan juga khas. Timbul flavor khas gorengan yang tidak ditemui pada cara ppengolahan bahan pangan yang lain.

Selama proses penggorengan, air akan keluar melalui rongga-rongga bahan yang lebih besar terlebih dahulu. Ruang-ruang yang ditinggalkan ini nantinya akan dimasuki oleh lapisan minyak goreng. Ketebalan lapisan minyak goreng ini akan mengontrol laju pindah panas dan pindah massa bahan, yang ditentukan dari kekentalan dan kecepatan pengadukan minyak yang akan mendorong keluarnya air dari bahan. Dengan masuknya minyak yang panas akan menyebabkan terbentuknya crust (kerak) yaitu permukaan bahan pangan yang kering atau keras.Lama waktu penggorengan bahan pangan dipengaruhi oleh jenis bahan, suhu minyak, metode penggorengan (deep fat frying atau shallow frying), ketebalan bahan dan tingkat perubahan sesuai mutu yang diinginkan.

Bahan pangan basah biasanya digoreng sampai bagian pusat bahan matang agar mikroba patogen didalamnya dapat dimusnahkan. Suhu penggorengan menjadi pertimbangan ekonomis dan kualitas produk yang dihasilkan. Pada suhu tinggi, waktu penggorengan lebih singkat dan laju produksi meningkat. Naumn suhu tinggi juga memepercepat kerusakan minyak dengan adanya pembentukan asam lemak bebas sehingga akan mengakibatkan perubahan kekentalan, flavor dan warna minyak. Berkaitan dengan mutu produk yang diinginkan suhu penggorengan dapat ditentukan tinggi atau rendahnya. Suhu yang tinggi akan membentuk crust pada permukaan bahan dengan cepat sehingga menghambat laju perpindahan air keluar dari bahan. Jika menginginkan produk yang mengandung kerak yang kering dan bagian dalam yang basah dilakukan dengan suhu penggorengan tinggi. Sementara jika menginginkan produk dengan tekstur kering seluruhnya seperti keripik digunakan suhu rendah.

e.       Pengembangan (puffing)

Puffing adalah proses untuk membentuk uap panas dalam biji atau pele melalui pemanasan partikel air yang terkandung untuk memperoleh pengembangan volume yang cukup besar pada bahan yang telah diplastisisasi tersebut. contohnya gelembung yang terbentuk pada bahan gandum atau beras, pop corn dan beberapa sereal dengan nama dagang tertentu. Pada mulanya proses ini dilakukan dengan system terputus atau batch dalam bejana yang dipanaskan dengan pembakar gas dari luar dan ditutup dengan penutup yang dapat dibuka cepat.

Pada saat tekanan bejana mencapai titik yang diatur sebelumnya, tutup dibuka dan isinya dikeluarkan. Sebagaimana lazimnya system terputus, proses ini bersifat transien, dan sulit untuk memproduksi kembali dari satu batch ke batch lainya. Hal ini menyebabkan dikembangkannya suatu proses dengan system yang tak terputus (continue).

Hal hal penting pada proses puffing yang continue terdiri dari : umpan bahan padat yang berkesinambungan dari tekanan atmosfir ke tekanan yang dinaikan, pengaturan lama bahan pada tekanan yang ditinggikan, pengaturan tekanan yang juga berhubungan dengan suhu), dan pengeluaran padatan dari bejana bertekanan tinggi dan bejana yang bertekanan rendah.

f.       Pelapisan (coating)

Penambahan bahan pelapis merupakan proses yang sifatnya tambahan. Proses pelapisan gula dilakukan dengan menyemprotkan sirup gula kental dan panas ke permukaan sereal didalam sebuah drum berputar yang menghasilkan lapisan kristal gula pada saat mengering. Lapisan gula bisa menghambat penyerapan air selama penyimpanan. Selain itu, lapisan gula juga menjadi lapisan pemisah antara sereal dengan susu sehingga akan mempertahankan kerenyahan lebih lama ketika produk dicampur dengan susu. Pelapisan dengan larutan dekstrin atau maltodekstrin dapat mempertahankan kerenyahan lebih lama tanpa penambahan pemanis (Burrington, 2001).

Jika sereal akan ditambahkan dengan perisa, pengawet (antioksidan) atau diforti-fikasi dengan vitamin dan mineral, maka komponen-komponen ini dapat disemprotkan di permukaan produk setelah berakhirnya proses yang menggunakan suhu tinggi. Penambahan komponen-komponen ini pada awal proses akan menyebabkan rusaknya sebagian komponen selama proses pemanasan.

g.      Pengisian (filling)

Co-ekstruded snacks merupakan istilah untuk hasil ekstrusi yang memiliki bagian terisikan. Dengan kata lain, produk ekstrusi ini memiliki isi tertentu, biasanya berupa pasta, untuk menambah cita rasa dari produk. Proses pengisian ini tidak dilakukan secara terpisah, tetapi bersamaan ketika ekstrudat keluar dari cetakan (die) (Huber dalam Anonim, 2002).

h.      Ekstrusi

Ekstrusi adalah suatu proses yang mengkombinasikan beberapa proses meliputi pencampuran, pemasakan, pengadonan, penghancuran, pencetakan, dan pembentukan. Saat ini fungsi pengolahan dengan ekstrusi juga mencangkup separasi, pendinginan dan pemanasan, penghilangan senyawa volatile dan penurunan kadar air, pembentukan citarasa dan bau, enkapsulasi, serta sterilisasi. Pada proses ini, bahan pangan akan dipaksakan oleh sistem ulir untuk mengalir dalam suatu ruangan yang sempit sehingga akan mengalami pencampuran dan pemasakan sekaligus. Sumber panas utama dalam ekstrusi adalah dari konversi energy mekanik (gesekan) yaitu akibat gesekan antar bahan dan gesekan antara bahan dengan ulir. Kerja ulir tersebut juga menghasilkan akumulasi tekanan dalam sistem barel ekstruder, bahan dipaksakan keluar melalui lubang (die) yang kecil ukurannya dan kembali ke tekanan normal (atmosfer) secara seketika yaitu ketika produk melewati die.

Ekstrusi sendiri merupakan proses pembentukan produk melalui penekanan sebelum dipaksa keluar melalui die (lubang pencetakan), bahan tersebut umumnya dipanaskan sedemikian rupa sehingga rasa mentahnya hilang. Dua faktor penting yang mempengaruhi produk ekstrusi (ekstrudat) adalah kondisi operasi dari ekstruder dan pemilihan reologi pangan. Parameter penting dalam pengoperasian ekstruder adalah temperatur, tekanan, diameter lubang pencetakan dan shear rate. Pemilihan bahan pangan berpengaruh penting pada tekstur dan warna ekstrudat. Alat pengekstrusi adalah reaktor dengan aliran tka terputus (kontinu) serta mempunyai kelembaman yang rendah. Molekul - molekul bahan pangan yang besar seperti karbohidrat dan protein mengalami gelatinisasi dan denaturasi menyusun aliran dalam ulir pengekstrusi dan cetakan. Pada suhu yang semakin tinggi, molekul - molekul ini membentuk ikatan silang menjadi struktur telah berubah dan dapat mengembang. Struktur makromolekul dari pati dan protein mengembang dan menghasilkan massa viskoplastik.

Prinsip ekstrusi dalam pengolahan makanan yaitu dengan menggabungkan proses pendorongan bahan, pencampuran dan pembentukan bukanlah hal yang baru. Prinsip ekstrusi telah diterapkan dalam industry makanan sejak tahun 1930an untuk pembuatan pasta. Pada tahun-tahun berikutnya diterapkan pada industry kembang gula, industri roti dan kue, terutama pada proses frosting kue. Pada tahun 1950, kemudian digunakan juga untuk produksi sereal, campuran  minyak biji-bijian untuk industry pakan. Proses-proses pengolahan tersebut merupakan teknologi ekstrusi pada generasi pertama. Pada tahun 1960an teknologi ini digunakan untuk mengubah ikatan silang dan mengikat biopolymer untuk membuat protein nabati bertekstur. Terobosan ini menyediakan pengetahuan dasar bagiekstrusi HTST (High Temperature Short Time) modern yang memungkinkan diciptakannya produk-produk baru pada industry makanan. Prinsip penerapannya pada industry makanan umumnya berdasarkan pada gelatinisasi pati, pembentukan kompleks lemak-pati, denaturasi dan teksturisasi protein, pengikatan, reaksi kimia dan biokimia, pengaruh tekanan/penggilingan dan pengembangan (Linko, et. al. dalamJowitt, 1982).

Ekstrusi telah berkembang penerapannya untuk beragam produk yang perlu dimasak/dimatangkan. Salah satu kunci dalam beranekaragamnya hasil produk ekstrusi terletak pada bagian die-nya, dimana dari sinilah bahan akan didorong keluar. Fungsi die dalam pembuatan produksi pasta telah meningkatkan keragaman penggunaannya dalam menghasilkan produk dengan berbagai macam bentuk, kandungan air dan konsistensi (Holmes, 2007).

Keuntungan yang diperoleh dari mengolah makanan dengan menggunakan ekstruder diantaranya ialah Serbaguna (mampu melakukan berbagai macam proses pengolahan dalam satu alat saja dan mampu menghasilkan jenis produk yang sangat beragam). Produktivitas produk yang dihasilkan tinggi (mampu melakukan pengolahan berkesinambungan). Biaya operasional relatif murah. Proses pengolahan dalam ekstruder memungkinkan resiko mesin untuk overheat rendah. Kualitas produk makanan yang dihasilkan tinggi (proses pengolahan HTST menyebabkan terjadinya degradasi yang minimal pada kebanyakan bahan makanan). Efisien dalam penggunaan energi. Tidak menghasilkan limbah atau polutan (Baianu, 1992).

Ang et. al.,(1984) menyatakan bahwa ekstrusi adalah proses yang memiliki potensi yang besar dalam memproduksi makanan suplemen yang cocok dalam program-program untuk memperkaya gizi melalui produk makanan.

i.        Melapisi (laminating)

Pelapisan  adalah  sebuah  lapisan  yang  diterapkan  pada  permukaan obyek,  biasanya  disebut  sebagai  substrat.  Pelapisan merupakan  operasi fundamental  secara  luas  di  berbagai  industri  kimia, termasuk  obat-obatan, makanan,  pupuk,  kosmetik,  biomedis,  nuklir,  dll.  Pelapis  (Glazing  agent)  adalah  bahan  tambahan  pangan  untuk  melapisi permukaan  pangan  sehingga  memberikan  efek  perlindungan  dan  atau penampakan mengkilap. Biasanya,  proses  pelapisan dilakukan untuk mencapai satu atau lebih hal berikut:

1.      Melindungi bahan dari oksigen, kelembaban, cahaya yang tidak kompatibel atau unsur-unsur lain.

2.      Menunda atau mengontrol pelepasan agen aktif di dalam partikel inti.

3.      Memberikan sifat yang diinginkan pada antarmuka partikel, yang membuat mereka lebih tepat untuk aplikasi dari target akhir(misalnya dispersi dalam plastik, pulverisation elektrostatik, dll).

4.      Mengurangi afinitas bubuk dengan pelarut organik atau air.

5.      Menghindari penggumpalan selama penyimpanan dan transportasi.

6.      Meningkatkan penampilan, rasa atau bau produk.

7.      Menjaga nutrisi yang terkandung dalam produk makanan.

8.      Memberi kemampuan bubuk (katalis, enzim deterjen berlapis, dll).

9.      Meningkatkan ukuran partikel.

Untuk  pengembangan  proses  yang  optimal,  sangat  penting  untuk memahami  pengaruh  parameter  proses  dan  desain  serta sifat  produk  terhadap kinerja proses dan mekanisme  dasar-dasar kontrol proses. Dalam fluidized bed coating,  mekanisme  pertumbuhan  dan  sifat  akhir  produk  tergantung  pada berbagai parameter.

Parameter-parameter ini dapat diklasifikasikan ke dalam empat kategori utama:

1.      Sifat  partikel  padat:  ukuran  dan  distribusi  ukuran, porositas  partikel,  dan kelarutan partikel di cairan pelapis,

2.      Sifat  cair  pelapis:  densitas  fluida,  parameter  pembasahan,  viskositas  cairan  dan konsentrasi cairan,

3.      Geometric dari tipe pelapisan,

4.      Kondisi operasi: atomising conditions (laju alir cairan dan atomising air flow rate), temperature kolom, kecepatan udara fluidisasi dan massa kolom.

(Shaviv,A; Miekkelsen, 1993)

Kriteria efisiensi pengendapan dan hilangnya agen pelapisan dengan erosi dan spray drying:

1.      Kandungan zat terlarut: kandungan zat terlarut didefinisikan sebagai fraksi massa (atau persentase) dari deposit coating agent untuk partikel pembantu.

2.      Persen pelapis: kriteria ini adalah perbandingan jumlah deposit zat terlarut pada  partikel   padat  selama  waktu  t  dengan  yang  dimasukkan  dalam  bed untuk durasi yang sama.

·         JENIS EKSTRUSI ( EKSTRUSI DINGIN DAN EKSTRUSI PANAS)

1.      Ekstrusi dingin

Ekstrusi dingin dilakukan pada suhu kamar. Keuntungannya jika dibandingkan dengan ekstrusi panas adalah kurangnya oksidasi, kekuatan yang lebih tinggi karena pengerjaan dilakukan pada suhu dingin , permukaan akhir yang dihasilkan baik, dan kecepatan ekstrusi cepat jika bahan dikenakan tekanan panas (hot shortness). Bahan yang umumnya digunakan pada ekstrusi dingin meliputi: timbal, timah, aluminium, tembaga, zirkonium, titanium, molybdenum, berilium, vanadium, niobium, dan baja.

Contoh produk yang dihasilkan oleh proses ini adalah: alat pada proses pemadaman kebakaran, shock absorber silinder, dan piston otomotif. Produk diekstrusi tanpa pemasakan bahan yang menyebabkan pengembangan. Ekstruder mempunyai ulir yang dioperasikan pada kecepatan rendah di dalam barrel yg rata sehingga gesekan bahan rendah. Ekstrusi ini digunakan untuk memproduksi pasta, dan jenis-jenis permen tertentu.

Proses ekstrusi panas dapat dilaksanakan terhadap bebrapa macam logam lunak untuk membuat bentuk - bentuk tertentu, misalnya tutup botol, tutup pasta gigi. Metode ini lebih ekonomis dari pada ekstrusi panas untuk menghasilkan lekukan pada kaleng, mangkuk. Cetakan untuk ekstrusi dingin berbentuk lubang dengan ujung tertutup.

2.      Ekstrusi pemasak

Hot ekstrusi adalah suatu proses kerja panas , yang berarti hal itu dilakukan pada suhu rekristalisasi material tersebut, hal ini dilakukan untuk menjaga material dari pengerasan saat kerja dilakukan dan untuk membuatnya lebih mudah mendorong material. Kebanyakan ekstrusi panas dilakukan pada tekanan hidrolik horizontal yang berkisar dari 230 hingga 11.000 metrik ton (250 sampai 12.000 ton). Tekanan berkisar 3-70 MPa (4.400 hingga 100.000 psi), sehingga pelumasan diperlukan, dapat dihasilkan minyak atau grafit untuk ekstrusi suhu yang lebih rendah, atau serbuk kaca untuk ekstrusi suhu tinggi. Kerugian terbesar dari proses ini adalah biaya untuk mesin dan pemeliharaannya.