EMULSI DAN PENGENTAL

EMULSI DAN PENGENTAL

PEMBAHASAN

EMULSI DAN PENGENTAL

EMULSI

Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersinnya berupa fase cair dengan medium  pendispersinya bisa berupa zat padat, cair, ataupun gas. Emulsi merupakan sediaan yang mengandung dua zat yang tidak dapat bercampur, biasanya terdiri dari minyak dan air, dimana cairan yang satu terdispersi menjadi butir-butir kecil dalam cairan yang lain. Dispersi ini tidak stabil, butir – butir ini bergabung ( koalesen ) dan membentuk dua lapisan yaitu air dan minyak yang terpisah yang dibantu oleh zat pengemulsi ( emulgator )  yang merupakan komponen yang paling penting untuk memperoleh emulsi yang stabil. Zat pengemulsi (emulgator) merupakan komponen yang paling penting agar memperoleh emulsi yang stabil. Zat pengemulsi adalah PGA, tragakan, gelatin, sapo dan lain-lain. Emulsi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi spuria (emulsi buatan). Emulsi vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat disamping minyak lemak juga emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih telur (Anief, 2000).

Konsistensi emulsi sangat beragam, mulai dari cairan yang mudah dituang hingga krim setengah padat. Umumnya krim minyak dalam air dibuat pada suhu tinggi, berbentuk cair pada suhu ini, kemudian didinginkan pada suhu kamar, dan menjadi padat akibat terjadinya solidifikasi fase internal. Dalam hal ini, tidak diperlukan perbandingan volume fase internal terhadap volume fase eksternal yang tinggi untuk menghasilkan sifat setengah padat, misalnya krim stearat atau krim pembersih adalah setengah padat dengan fase internal hanya hanya 15%. Sifat setengah padat emulsi air dalam minyak, biasanya diakibatkan oleh fase eksternal setengah padat (Anonim, 1995).

Polimer hidrofilik alam, semisintetik dan sintetik dapat dugunakan bersama surfakatan pada emulsi minyak dalam air karena akan terakumulasi pada antar permukaan dan juga meningkatkan kekentalan fase air, sehingga mengurangi kecepatan pembenrukan agregat tetesan. Agregasi biasanya diikuti dengan pemisahan emulsi yang relatif cepat menjadi fase yang kaya akan butiran dan yang miskin akan tetesan. Secara normal kerapatan minyak lebih rendah daripada kerapatan air, sehingga jika tetesan minyak dan agregat tetesan meningkat, terbentuk krim. Makin besar agregasi, makin besar ukuran tetesan dan makin besar pula kecepatan pembentukan krim (Anonim, 1995).

Semua emulsi memerlukan bahan anti mikroba karena fase air mempermudah pertumbuhan mikroorganisme. Adanya pengawetan sangat penting untuk emulsi minyak dalam air karena kontaminasi fase eksternal mudah terjadi. Karena jamur dan ragi lebih sering ditemukan daripada bakteri, lebih diperlukan yang bersifat fungistatik atau bakteriostatik. Bakteri ternyata dapat menguraikan bahn pengemulsi ionik dan nonionik, gliserin dan sejumlah bahan pengemulsi alam seperti tragakan dan gom (Anonim, 1995).

Ada dua tipe emulsi, yaitu:

a. Emulsi A/M yaitu butiran-butiran air terdispersi dalam minyak

b. Emulsi M/A yaitu butiran-butiran minyak terdispersi dalam air.

Pada emulsi A/M, maka butiran-butiran air yang diskontinyu terbagi dalam minyak yang merupakan fase kontinyu, Sedangkan untuk emulsi M/A adalah sebaliknya. Kedua zat yang membentuk emulsi ini harus tidak atau sukar membentuk larutan dispersirenik.

Masing – masing emulsi dengan medium pendipersi yang berbeda juga mempunyai nama yang berbeda,yaitu sebagai berikut:

a)      Emulsi gas (aerosol cair )

Emulsi gas merupakan emulsi dengan fase terdispersinnya berupa fase cair dan medium pendispersinnya berupa gas.Salah satu contohnya hairspray, dimana dapat membentuk emulsi gas yang diingikan karena adannya bantuan bahan pendorong atau propelan aerosol

b)      Emulsi cair

Emulsi cair merupakan emulsi dengan fase terdispersinya maupun pendispersinnya berupa fase cairan yang tidak saling melarutkan karena kedua fase  bersifat polar dan  non polar.Emulsi ini dapat digolongkan menjadi 2 jenis yaitu emulsi minyak didalam air contoh susu terdiri dari lemak sebagai fase terdispersi dalam air jadi butiran minyak didalam air atau emulsi air dalam minyak contoh margarine terdispersi dalam minyak jadi butiran air dalam minyak.

c)      Emulsi padat

Emulsi padat merupakan emulsi dengan fase terdispersinnya cair dengan fase pendispersinnya berupa fase padat.Contoh : Gel yang dibedakan menjadi gel elastic dan gel non elastic dimana gel elastic ikatan partikelnya tidak kuat sedangkan non elastic ikatan antar partikelnya membentuk ikatan kovalen yang kuat.

     Gel elastic dapat  dibuat dengan mendinginkan sol iofil yang pekat contoh gel ini adalah gelatin dan sabun.Sedangkan gel non-elastis dapat dibuat secara kimia sebagai contoh gel silica yang terbentuk karena penambahan HCl pekat dalam larutan natrium silikat sehingga molekul – molekul asam silikat yang terbentuk akan terpolimerisasi dan membentuk gel.

            Terdapat 2 tipe emulsi yaitu sebagai berikut :

1)      Emulsi A/M yaitu butiran – butiran air terdispersi dalam minyak

Pada emulsi ini butiran – butiran air yang hidrofilik  stabil dalam minyak yang hidrofobik.

2)      Emulsi M/A yaitu butiran – butiran minyak terdispersi dalam air

Minyak yang hidrofobik stabil dalam air yang hidrofilik

Emulsi merupakan suatu sistem yang tidak stabil, sehingga dibutuhkan zat pengemulsi atau emulgator untuk menstabilkan. Tujuan dari penstabilan adalah untuk mencegah pecahnya atau terpisahnya antara fase terdispersi dengan pendispersinnya. Dengan penambahan emulgator berarti telah menurunkan tegangan permukaan secara bertahap  sehingga akan menurunkan energi bebas pembentukan emulsi, artinya dengan semakin rendah energi bebas pembentukan emulsi akan semakin mudah.

Namun kesetabilan emulsi juga dipengaruhi beberapa faktor lain yaitu, ditentukan gaya – gaya:

·         Gaya tarik – menarik yang dikenal gaya Van der walss. Gaya ini menyebabkan partikel – partikel koloid membentuk gumpalan lalu mengendap

·         Gaya tolak – menolak yang terjadi karena adanya lapisan ganda elektrik yang muatannya sama saling bertumpukan.

Sedangkan bentuk – bentuk ketidak stabilan dari emulsi sendiri ada beberapa macam yaitu sebagai berikut :

·         Flokulasi, karena kurangnya zat pengemulsi sehingga kedua fase tidak tertutupi oleh lapisa pelindung sehingga terbentuklah flok –flok atau sebuah agregat

·         Koalescens, yang disebabkan hilangnya lapisan film dan globul sehingga terjadi pencampuran

·         Kriming, adanya pengaruh gravitasi membuat emulsi memekat pada daerah permukaan dan dasar

·         Inversi massa (pembalikan massa ) yang terjadi karena adannya perubahan viskositas

·         Breaking/demulsifikasi, lapisan film mengalami pemecahan sehingga hilang karena pengaruh suhu.

Emulsi dapat mengalami kestabilan namun juga dapat mengalami kerusakan (Demulsifikasi)  dimana rusaknya emulsi ini disebabkan faktor suhu, rusaknya emulgator sendiri, penambahan elektrolit sehingga semua ini akan dapat menyebabkan timbulnya endapan atau terjadi sedimentasi atau membentuk krim.Contoh penggunaan proses demulsifikasi dengan menambahkan elektrolit guna pemisahan karet dalam lateks yaitu menambahkan asam format asam asetat. (Nuranimahabah,2009)

Mekanisme secara kimia dan fisika:

ü  Mekanisme secara kimia

Mekanisme secara kimia dapat kita jelaskan pada emulsi air dan minyak. Air dan minyak dapat bercampur membentuk emulsi cair apabila suatu pengemulsi ditambahkan, karena kebanyakan emulsi adalah disperse air dalam minyak dan dispersi minyak dalam air, sehingga emulgator yang digunakan harus dapat larut dalam air maupun minyak. Contoh pengemulsi tersebut adalah senyawa organik yang mempunyai gugus hidrofilik dan hidrofobik, bagian hidrofobik akan berinteraksi dengan minyak sedangkan yang hidrofilik dengan air sehingga terbentuklah emulsi yang stabil.

ü  Mekanisme secara fisika

Secara fisika emulsi dapat terbentuk karena adanya pemasukan tenaga misalnya dengan cara pengadukan. Dengan adanya pengadukan maka fase terdispersinya akan tersebar merata ke dalam medium pendispersinya. (Ian, 2009)

Teori dan persamaan :

Satu variable penting dalam uraian emulsi - emulsi adalah fraksi volum ǿ , dalam dan luar fase.Untuk tetesan bentuk bola radius α, fraksi volume diberikan sejumlah densitas n, waktu untuk volum bentuk bola ǿ = 4πα³ n/3 .Banyak sifat – sifat emulsi ditandai ole jumla volumnya.

Tetesan emulsi karena lemah atau tidak stabil nilai fraksi volume ǿ bisa diantara 3- 6 untuk kebanyakan sistem emulsi. Konduktivitas dari emulsi sendiri dapat ditentukan dengan teori klasik (Maxwell)

Dimana K, Km dan Kd adalah konduktivitas spesifik dari emulsi,medium pendispersi dan fase terdispersi. Dalam sistem koloi akan terjadi peningkatan dielektrika, salah satu model untuk menentukan konstanta dieletrika tipe emulsi adalah:

·         Tipe M/A

·         Tipe A/M

Dimana €∞ dan €s adalah permitivitas dengan frekuensi tinggi dan statis.T waktu tenggang dan α luas pendistribusian, serta ώ adalah komponen polarisasi.

Kestabilan emulsi :

Bila dua larutan murni yang tidak saling campur/ larut seperti minyak dan air, dicampurkan, lalu dikocok kuat-kuat, maka keduanya akan membentuk sistem dispersi yang disebut emulsi. Secara fisik terlihat seolah-olah salah satu fasa berada di sebelah dalam fasa yang lainnya. Bila proses pengocokkan dihentikan, maka dengan sangat cepat akan terjadi pemisahan kembali, sehingga kondisi emulsi yang sesungguhnya muncul dan teramati pada sistem dispersi terjadi dalam waktu yang sangat singkat . Kestabilan emulsi ditentukan oleh dua gaya, yaitu:

1.             Gaya tarik-menarik yang dikenal dengan gaya London-Van Der Waals. Gaya ini      menyebabkan partikel-partikel koloid berkumpul membentuk agregat dan mengendap.

2.             Gaya tolak-menolak yang disebabkan oleh pertumpang-tindihan lapisan ganda elektrik yang bermuatan sama. Gaya ini akan menstabilkan dispersi koloid.

Ada beberpa faktor yang mempengaruhi kestabilan emulsi yaitu sebagai berikut :

ü  Tegangan antarmuka rendah

ü  Kekuatan mekanik dan elastisitas lapisan antarmuka

ü  Tolakkan listrik double layer

ü  Relatifitas phase pendispersi kecil

ü  Viskositas tinggi.

Beberapa cara membuat emulsi :

a.       Dengan Mortir dan Stampel

Sering digunakan untuk membuat minyak lemak dalam ukuran kecil

b.      Botol

Minyak dengan viskositas rendah dapat dibuat dengan cara dikocok dalam botol pengocokan dilakukan terputus – putus untuk memberi kesempatan emulgator bekerja.

c.       Mixer

Partikel fase dispersi dihaluskan dengan memasukkan kedalam ruangan yang didalamnya terdapat pisau berputar denagn kecepatan tinggi.

d.      Homogenizer

Dengan melewatkan partikel fase dispersi melewati celah sempit, sehingga partikel mempunyai ukuran yang sama.

Cara pemurnian koloid :

Seringkali terdapat zat-zat terlarut yang tidak diinginkan dalam suatu pembuatan suatu sistem koloid. Partikel-partikel tersebut haruslah dihilangkan atau dimurnikan guna menjaga kestabilan koloid. Ada beberapa metode pemurnian yang dapat digunakan, yaitu :

1.    Dialisis

Dialisis adalah proses pemurnian partikel koloid dari muatan-muatan yang menempel pada permukaannya. Pada proses dialisis ini digunakan selaput semipermeabel. Pergerakan ion-ion dan molekul – molekul kecil melalui selaput semipermiabel disebut dialysis. Suatu koloid biasanya bercampur dengan ion-ion pengganggu, karena pertikel koloid memiliki sifat mengadsorbsi. Pemisahan ion penggangu dapat dilakukan dengan memasukkan koloid ke dalam kertas/membran semipermiabel (selofan), baru kemudian akan dialiri air yang mengalir. Karena diameter ion pengganggu jauh lebih kecil daripada kolid, ion pengganggu akan merembes melewati pori-pori kertas selofan, sedangkan partikel kolid akan tertinggal.

Proses dialisis untuk pemisahan partikel-partikel koloid dan zat terlarut dijadikan dasar bagi pengembangan dialisator. Salah satu aplikasi dialisator adalah sebagai mesin pencuci darah untuk penderita gagal ginjal. Jaringan ginjal bersifat semipermiabel, selaput ginjal hanya dapat dilewati oleh air dan molekul sederhana seperti urea, tetapi menahan partikel-partikel kolid seperti sel-sel darah merah.

2.    Elektrodialisis

Pada dasarnya proses ini adalah proses dialysis di bawah pengaruh medan listrik. Cara kerjanya; listrik tegangan tinggi dialirkan melalui dua layer logam yang menyokong selaput semipermiabel. Sehingga pertikel-partikel zat terlarut dalam sistem koloid berupa ion-ion akan bergerak menuju elektrode dengan muatan berlawanan. Adanya pengaruh medan listrik akanmempercepat proses pemurnian sistem koloid. Elektrodialisis hanya dapat digunakan untuk memisahkan partikel-partikel zat terlarut elektrolit karena elektrodialisis melibatkan arus listrik.

3.    Penyaring ultra

Partikel-partikel kolid tidak dapat disaring biasa seperti kertas saring, karena pori-pori kertas saring terlalu besar dibandingkan ukuran partikel-partikel tersebut. Tetapi, bila kertas saring tersebut diresapi dengan selulosa seperti selofan, maka ukuran pori-pori kertas akan sering berkurang. Kertas saring yang dimodifikasi tersebut disebut penyaring ultra.

Proses pemurnian dengan menggunakan penyaring ultra ini termasuklambat, jadi tekanan harus dinaikkan untuk mempercepat proses ini. Terakhir, partikel-pertikel koloid akan teringgal di kertas saring. Partikel-partikel kolid akan dapat dipisahkan berdasarkan ukurannya, dengan menggunakan penyaring ultra bertahap.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari dan industri :

a.       Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Salah satu contoh penerapan emulsi dalam kehidupan sehari-hari adalah penggunaan detergen untuk mencuci pakaian, dimana detergen merupakan suatu emulgator yang akan menstabilkan emulsi minyak (pada kotoran) dan air. Detergen terdiri dari bagian hidrofobik dan hidrofilik, minyak akan terikat pada bagian hidrofobik dari detergen sehingga bagian luar dari minyak akan menjadi hidrofilik secara keseluruhan, sehingga terbentuk emulsi minyak dan air, dimana kotoran akan terbawa lebih mudah oleh air.

b.      Penerapan dalam bidang industri

Dalam bidang industri salah satu sistem emulsi yang digunakan adalah industri saus salad yang terbuat dari larutan asam cuka dan minyak. Dimana asam cuka bersifat hidrofilik dan minyak yang bersifat hidrofobik, dengan mengocok minyak dan cuka. Pada awalnya akan mengandung butiran minyak yang terdispersi dalam larutan asam cuka setelah pengocokan dihentikan, maka butiran-butiran akan bergabung kembali membentuk partikel yang lebih besar sehingga asam cuka dan minyak akan terpisah lagi. Agar saus salad ini kembali stabil maka dapat ditambahkan emulagator misalnya kuning telur yang mengandung lesitin. Sistem koloid ini dikenal sebagai mayonnaise.

Pengental

   Pengental adalah Pengentalan merupakan proses untuk menghilangkan sebagian air pada produk pangan cair. Tujuan pengentalan adalah mengurangi sejumlah air sehingga menurunkan volume produk. Dengan turunnya volume produk pangan ini, maka akan memudahkan transportasi dan penyimpanan. Pengental merupakan bahan tambahan makanan yang dapat membantu terbentuknya terbentuknya atau memantapkan sistem dispersi yang homogen pada makanan. Bahan tambahan makanan ini biasanya ditambahkan pada makanan yang mengandung air dan minyak, misalnya saus selada, margarine dan es krim.Pengentalan dilakukan dengan menaikkan suhu produk sampai titik didihnya dengan lama tertentu. Untuk produk pangan yang sensitive terhadap panas, maka pengentalan dapat dilakukan dengan tekanan vakum.Contoh nya adalah polysorbat biasa digunakan sebagai pengemulsi pada pembuatan es krim dan kue. Pektin biasa digunakan sebagai pengental pada jamu, jeli, marmalad, minuman ringan dan es krim. Gelatin biasa digunakan sebagai pemantap dan pengental sediaan keju. Karagenan dan agar biasa digunakan sebagai pemantap dan pengental pada produk susu dan keju.

Macam-macam pengental alami :

1)       Putih dan kuning Telur

   Gelatin dan albumin pada putih telur adalah protein yang bersifat sebagai emulsifier dengan kekuatan biasa dan kuning telur merupakan emulsifier yang paling kuat. Paling sedikit sepertiga kuning telur merupakan lemak, tetapi yang menyebabkan daya emulsifier kuat adalah kandungan lesitin dalam bentuk kompleks sebagai lesitin protein .

2)       Gelatin

Gelatin adalah suatu jenis protein yang diekstraksi dari jaringan kolagen kulit, tulang atau ligamen (jaringan ikat) hewan Nilai gizinya yang tinggi yaitu terutama akan tingginya kadar protein khususnya asam amino dan rendahnya kadar lemak. Gelatin kering mengandung kira-kira 84 – 86 % protein, 8 – 12 % air dan 2 – 4 % mineral. Dari 10 asam amino essensial yang dibutuhkan tubuh, gelatin mengandung 9 asam amino essensial, satu asam amino essensial yang hampir tidak terkandung dalam gelatin yaitu triptofan.  

Penggunaan gelatin sangatlah luas dikarenakan gelatin bersifat serba bisa, yaitu bisa berfungsi sebagai bahan pengisi, pengemulsi (emulsifier), pengikat, pengendap, pemerkaya gizi, sifatnya juga luwes yaitu dapat membentuk lapisan tipis yang elastis, membentuk film yang transparan dan kuat, kemudian sifat penting lainnya yaitu daya cernanya yang tinggi.     

3)      Tepung Kanji

Tepung kanji, tapioka, tepung singkong, atau aci adalah tepung yang diperoleh dari umbi akar ketela pohon. Tepung kanji merupakan salah satu emulsifier yang bagus untuk makanan. Tepung ini memiliki sifat-sifat fisik yang hampir sama dengan tepung sagu sehingga penggunaan keduanya dapat dipertukarkan. Emulsifier tepung kanji dapat menghasilkan tekstur yang lunak pada zat terdispersi. selain itu juga menghasilkan butiran-butiran yang halus, serta dapat menyatu dengan zat terdispersi. Tepung kanji adalah salah satu tepung yang tidak membentuk gel.Gel yang terbentuk akan membuat bahan makanan tidak dapat teraduk rata serta berviskositas tinggi.Tepung ini sering digunakan untuk membuat makanan dan untuk bahan perekat. Banyak makanan tradisional yang menggunakan tepung kanji atau tapioka sebagai bahan bakunya, seperti bakso batagor, siomay, comro, misro, cireng, dan pempek.         

Macam Pengental Buatan :

1.      Xantha gum

Berfungsi sebagai bahan pengental , memperbaiki tekstur, mencegah pemisahan emulsi.

2.      CMC-na

Berfungsi sebagai bahan pengental, pengikat pada formula tablet, meningkatkan viskositas, memperbaiki tekstur. Larut dalam air, stabil terhadap panas adalah salah satu keunggulan CMC. Cukup dengan konsentrasi kecil, larutan sudah viscous dibandingkan dengan produk lainnya.

3.      karagenan

Merupakan polisakarida yang didapat dari hasil ekstraksi red seaweeds. Zat ini digunakan pada makanan dan industri lain sebagai pengental, lubricants, suspending agent dan stabilizing agent.

4.      Konjac gum

Memiliki keistimewaan tanpa pemanis, perasa, pewarna, dan pengawet makanan serta stabil terhadap pemanasan dan pendinginan. Zat ini sering digunakan untuk pengental dan memperbaiki tekstur

Bahaya pengental Buatan :

a)      Menyebabkan kanker

b)      Kerusakan ginjal

c)      Iritasi pada kulit

d)     Kerusakan lambung

e)      Efek perubahan pada kromosom

PENUTUP

KESIMPULAN

            Emulsi merupakan jenis koloid dengan fase terdispersinnya berupa fase cair dengan medium  pendispersinya bisa berupa zat padat, cair, ataupun gas. Emulsi merupakan sediaan yang mengandung dua zat yang tidak dapat bercampur, biasanya terdiri dari minyak dan air, dimana cairan yang satu terdispersi menjadi butir-butir kecil dalam cairan yang lain. Emulsi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu emulsi vera (emulsi alam) dan emulsi spuria (emulsi buatan). Emulsi vera dibuat dari biji atau buah, dimana terdapat disamping minyak lemak juga emulgator yang biasanya merupakan zat seperti putih telur. Dengan mengetahui sistem emulsi maka kita akan mengetahui sifat – sifat emulsi kita dapat menentukan zat pengemulsi untuk dapat menstabilkannya.

            Pengental adalah Pengentalan merupakan proses untuk menghilangkan sebagian air pada produk pangan cair sehingga memudahkan transportasi dan penyimpanan Pengental merupakan bahan tambahan makanan yang dapat membantu terbentuknya terbentuknya atau memantapkan sistem dispersi yang homogen pada makanan..Pengental juga terbuat dari bahan alami dan ada juga yang sintetis, yang alami yaitu yang terdapat dalam pangan seperti telur, lechitin pada kedelai, dan gelatin. Sedangkan yang sintetis contohnya adalah CMC, konjac gum, karagenan dan lain-lain.