Pelepasan Flavor dalam Sistem Emulsi Produk Pangan

Meningkatnya ketertarikan konsumen terhadap produk pangan fungsional atau pangan berklaim kesehatan telah memunculkan berbagai inovasi pengembangan produk seperti produk pangan rendah lemak, rendah gula, rendah garam, atau produk dengan penambahan komponen bioaktif, yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan hidup sehat.

 

Selain pertimbangan gizi dan kesehatan, konsumen tetap melihat sebuah produk pangan yang mempunyai karakter organoleptik yang disukai, misalnya profil tekstur dan flavor. Hal tersebut menjadi tantangan besar bagi pelaku industri untuk mendesain produk yang memenuhi syarat menyehatkan, namun tanpa mengesampingkan aspek cita rasa. Oleh karena itu, membentuk karakter flavor menjadi penting dalam pengembangan produk pangan.

Flavor menjadi atribut penting yang membangun kualitas produk pangan di mana atribut ini menjadi faktor penting bagi konsumen dalam memilih produk. Berbagai macam produk pangan terdapat dalam bentuk emulsi atau menggunakan sistem emulsi dalam pengolahannya. Oleh karena itu, diperlukan pemahaman yang baik tentang pengeluaran flavor dalam sistem emulsi untuk mendapatkan karakter flavor produk yang dikehendaki.

Emulsi merupakan sistem dua fase di mana senyawa flavor terdapat dalam fase yang berbeda dalam sistem emulsi dan pengeluaran senyawa tersebut dapat diatur dengan beberapa mekanisme. Mao dkk. (2017) menjelaskan bahwa ingridien emulsi seperti minyak, bahan pengemulsi dan bahan pengental dapat berinteraksi dengan komponen flavor dan memodifikasi sifat termodinamika komponen flavor. Pelepasan komponen flavor dalam sistem emulsi dipengaruhi oleh sistem emulsi, misalnya ukuran droplet, viskositas dan tebal permukaan. Ketika sebuah produk pangan dikonsumsi dan berada dalam mulut, ingridien dan struktur emulsi akan mengalami perubahan yang signifikan dan menghasilkan persepsi flavor yang berbeda antara satu produk pangan dengan produk pangan lainnya.

Pelepasan flavor terutama dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu volatilitas komponen flavor dan kekuatan transfer massa dari emulsi menuju fase udara. Volatilitas atau termodinamika menentukan penyimpanan flavor dalam matriks pada kondisi kesetimbangan. Adapun faktor kinetik berperan dalam laju pelepasan flavor dari produk pangan. Secara sederhana, pelepasan flavor dalam sistem emulsi minyak dalam air (oil in water, o/w) terdiri atas empat tahapan, yaitu (i) perpindahan flavor di dalam droplet minyak, (ii) perpindahan flavor melewati antarmuka minyak dan air, (iii) perpindahan flavor di dalam fase air, dan (iv) perpindahan flavor dalam melewati antarmuka air dan udara. Secara teori, masing-masing tahapan berperan dalam kecepatan pelepasan dan berkontribusi pada konsentrasi headspace. Namun, dalam kenyataannya hanya satu atau dua tahapan saja yang mendominasi laju kecepatan flavor (Gambar 1).

Gambar 1. Skema pelepasan flavor pada sistem emulsi o/w dan faktor-faktor yang memengaruhinya.

Sumber: Mao dkk. (2017)

Fase minyak

Innocente dkk. (2014) menjelaskan bahwa sebagin besar komponen flavor merupakan senyawa yang larut minyak atau lipofilik sehingga minyak mempunyai peranan penting dalam pelepasan flavor dibanding ingridien emulsi lainnya seperti protein. Minyak mempunyai banyak peran, misalnya sebagai prekursor flavor, pelarut senyawa flavor atau sebagai flavor modulator. Oleh karena itu, perubahan profil atau kandungan minyak akan memberikan efek yang signifikan pada profil flavor.

            Flavor dari jenis minyak yang berbeda akan menghasilkan perilaku pelepasan yang berbeda pula, tergantung pada perbedaan affinitas senyawa flavor tersebut terhadap minyak. Faktor utama yang berperan dalam membentuk interaksi antara minyak dan komponen flavor adalah panjang rantai asam lemak. Hal tersebut karena panjang rantai asam lemak berpengaruh pada kepolaran minyak. Penelitian oleh Rabe dkk. (2003) menunjukkan bahwa beberapa komponen flavor hidrofobik menunjukkan kecepatan pelepasan flavor yang lebih tinggi pada sistem emulsi dengan minyak yang panjang rantai karbonnya rata-rata C14 atau C16 dibandingkan emulsi dengan minyak yang panjang rantau karbonnya C9. Namun penelitian oleh Roberts dkk. (2003) menerangkan bahwa tidak ada perbedaan pelepasan flavor dalam sistem emulsi ketika dilakukan perubahan minyak dari lemak susu (C16 dan C18) menjadi trigliserida rantai sedang (medium chain triglyceride, MCT) berupa C6 dan C8. Hal ini memberikan gambaran bahwa sifat lipofilik terhadap jenis minyak yang berbeda tidak menjadi satu-satunya faktor yang memengaruhi afinitas komponen flavor.

 

Fase air

Fase air secara umum membentuk sebagian besar fraksi dalam sistem emulsi o/w dan dapat mengandung banyak ingridien lain dalam fase tersebut, misalnya bahan pengemulsi, garam, mineral, dan bahan pengental. Oleh karena itu, fase air mempunyai kontribusi banyak pada persepsi flavor secara umum. Semua ingridien tersebut berinteraksi dengan komponen flavor dan membentuk sebuah perilaku pelepasan flavor. Hanya sedikit dari komponen folatil flavor yang larut dalam air atau hidrofilik sehingga fase air tidak memiliki pengaruh sebanyak fase minyak dalam pelepasan flavor dari sebuah sistem emulsi produk pangan.

            Bahan pengemulsi mempunyai peran penting dalam membentuk sistem emulsi, terutama berkaitan dengan sifat emulsi. Ketika komponen flavor tergabung dalam sistem emulsi, bahan pengemulsi dapat memberikan pengaruh pada laju pelepasan flavor melalui mekanisme tertentu. Protein menjadi komponen pengemulsi yang paling banyak digunakan dan diketahui bahwa protein tersebut secara umum akan memperlambat pelepasan flavor, tergantung dari jenis protein dan flavornya. Mao dkk. (2017) menjelaskan bahwa natrium kaseinat mempunyai kemampuan untuk menghampat pelepasan flavor dalam ester. Selain itu, diketahui pula bahwa kasein dan albumin telur dapat berikatan dengan aseton dan asetaldehid.

            Bahan pengental juga berperan dalam pelepasan flavor. Ingridien ini secara umum digunakan untuk meningkatkan viskositas emulsi sehingga diperoleh emulsi dengan sistem yang stabil dan sifat tesktur yang diinginkan. Beberapa bahan pengental juga berperan sebagai pengganti lemak (fat replacer) untuk pengembangan produk pangan rendah lemak. Adapun pada pelepasan flavor, bahan pengemulsi dapat membentuk pembatas fisik di dalam emulsi yang melawan transfer massa komponen flavor. Ketika bahan pengemulsi membentuk jaringan jel, komponen flavor akan terperangkap di dalamnya sehingga pelepasan flavor akan terhambat.

            Ingridien dalam fase air lainnya yang berpengaruh pada pelepasan flavor adalah garam. Ingridien ini secara umum dikathui dapat meningkatkan persepsi flavor melalui peristiwa salting-out, yaitu penambahan garam akan menurunkan kelarutan senyawa utama terhadap air dalam larutan. Pada komponen flavor yang hidrofilik, salting-out dapat menurunkan  jumlah molekul air yang tersedia untuk melarutkan komponen flavor tersebut. Sementara itu, pada komponen flavor yang lipofilik, adanya salting-out dapat menurunkan konsentrasi komponen flavor dalam fase air dan membuatnya lebih banyak berada dalam fase minyak dan kemudian berubah menjadi fase gas. Hal ini menyebabkan konsentrasi garam yang tinggi akan memberikan efek pada meningkatan pelepasan flavor.

Referensi:

Mao, Like., Roos, Yrjo H., Biliaderis, Costas G., Miao, Song. 2017. Food emulsion as delivery systems for flavor compounds: A review, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57:15, 3173-3187.

Innocente, N., Marchesini, G., Biasutti, M. 2014. Effect of high pressure homogenization on the retention of selected aroma compounds in model dairy emulsion. International Journal of Food Science and Technology. 49: 1992 – 2000.

Rabe, S., Krings, U., berger, R.G. 2003. Influence of oil-in-water emulsion characteristics on initial dynamic flavor release. Journal of Food and Agriculture, 83: 1124 – 1133.

Roberts, D.D., Pollien, P., Watzke, B. 2003. Experimental and modeling studies showing the effect of lipid type and level on flavour release from milk-based liquid emulsions. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 51: 189 – 195.

Declaimer: Artikel ini sebelumnya telah terbit di Majalah Foodreview Indonesia. Lebih lengkapnya silakan kunjungi www.foodreview.co.id atau email: langganan@foodreview.co.id