SSM-009 — MENGAPAKAH MINYAK DAN AIR TIDAK MUDAH BERCAMPUR?

Siri: Sains di Sebalik Makanan
Topik 09: Sains Minyak, Air dan Asas Emulsi
Kategori: Sains Makanan | Kimia Makanan | Lemak dan Minyak | Emulsi | Pemprosesan Makanan
KUDEN ACADEMY

PENGENALAN

Ambil segelas air dan masukkan sedikit minyak masak.

Tanpa dikacau, minyak akan membentuk lapisan berasingan. Kacau atau goncang dengan kuat, dan untuk seketika minyak kelihatan seperti bercampur dengan air. Namun apabila campuran dibiarkan, minyak dan air perlahan-lahan berpisah semula.

Fenomena ini sangat mudah dilihat di dapur, tetapi di sebaliknya terdapat satu prinsip penting dalam kimia dan teknologi makanan.

Mengapakah minyak dan air tidak mudah bercampur?

Kedua-duanya ialah cecair. Mengapakah dua cecair ini tidak membentuk satu campuran yang stabil?

Lebih menarik lagi, jika minyak dan air memang sukar bercampur, bagaimanakah industri makanan boleh menghasilkan santan, susu, mayonis, sos salad, krim dan pelbagai produk lain yang mengandungi kedua-dua fasa minyak dan air?

Untuk menjawabnya, kita perlu memahami lima perkara secara berturutan:

sifat molekul → polariti → antara muka → pembentukan titisan → kestabilan emulsi.

Inilah asas kepada sains emulsi makanan.

1. KITA MULAKAN DENGAN MOLEKUL AIR

Air mempunyai formula kimia H₂O, iaitu dua atom hidrogen yang terikat kepada satu atom oksigen.

Namun perkara yang penting dalam perbincangan ini bukan sekadar formula H₂O. Yang lebih penting ialah taburan cas dalam molekul air.

Atom oksigen menarik elektron lebih kuat berbanding atom hidrogen. Akibatnya, bahagian berhampiran oksigen mempunyai cas separa negatif, manakala bahagian berhampiran hidrogen mempunyai cas separa positif.

Oleh sebab taburan cas ini tidak sekata, air dikatakan mempunyai sifat:

POLAR.

Molekul air juga boleh membentuk interaksi yang kuat antara satu sama lain, termasuk melalui ikatan hidrogen.

Inilah antara sebab air mempunyai sifat yang sangat berbeza daripada minyak.

2. BAGAIMANA PULA DENGAN MINYAK?

Minyak makanan sebahagian besarnya terdiri daripada lipid, khususnya triasilgliserol atau trigliserida.

Struktur molekul lipid ini mempunyai bahagian hidrokarbon yang panjang dan secara keseluruhannya jauh kurang polar berbanding air.

Oleh sebab itu, minyak tidak mempunyai pertalian yang baik dengan air.

Dalam bahasa mudah, minyak bersifat:

HIDROFOBIK.

Istilah hidrofobik digunakan untuk menerangkan bahan yang mempunyai pertalian rendah terhadap air.

Jadi pada peringkat molekul kita sudah mempunyai perbezaan yang sangat besar:

AIR → POLAR

MINYAK → JAUH KURANG POLAR / HIDROFOBIK

Perbezaan inilah asas kepada masalah pencampuran minyak dengan air.

3. MENGAPAKAH PERBEZAAN POLARITI MENYEBABKAN PEMISAHAN?

Molekul air mempunyai interaksi yang kuat sesama sendiri.

Apabila minyak dimasukkan ke dalam air, molekul air tidak dapat berinteraksi dengan permukaan minyak dengan cara yang sama seperti ia berinteraksi dengan molekul air lain.

Akibatnya, sistem cenderung mengurangkan kawasan sentuhan antara minyak dan air.

Minyak berkumpul bersama.

Air pula kekal bersama air.

Secara visual, kita melihat keadaan ini sebagai:

dua fasa yang berasingan.

Prinsip mudah yang sering digunakan dalam kimia ialah:

“Like dissolves like.”

Secara umum, bahan polar lebih mudah berinteraksi dengan pelarut polar, manakala bahan bukan polar lebih mudah berinteraksi dengan bahan bukan polar.

Itulah sebab gula boleh larut dalam air dengan baik, tetapi minyak tidak.

4. GULA LARUT DALAM AIR, TETAPI MINYAK TIDAK — APA BEZANYA?

Apabila gula dimasukkan ke dalam air, molekul gula boleh berinteraksi dengan molekul air dan tersebar pada peringkat molekul.

Hasilnya ialah:

LARUTAN.

Apabila minyak dimasukkan ke dalam air, minyak tidak larut pada peringkat molekul seperti gula.

Jika minyak dipecahkan menjadi titisan kecil dan disebarkan di dalam air, sistem yang terbentuk ialah:

EMULSI.

Maka kita perlu membezakan dua istilah penting:

LARUTAN ≠ EMULSI

Dalam larutan, bahan terlarut berada pada skala molekul atau ion.

Dalam emulsi, satu cecair kekal sebagai titisan dan tersebar di dalam cecair yang lain.

Perbezaan ini sangat penting dalam pembangunan produk makanan.

5. MENGAPAKAH MINYAK BIASANYA BERADA DI ATAS AIR?

Ada dua persoalan yang berbeza di sini.

Pertama:

Mengapakah minyak dan air tidak mudah bercampur?

Jawapannya terutama berkaitan dengan sifat molekul dan polariti.

Kedua:

Mengapakah minyak biasanya berada di atas air?

Ini pula banyak berkaitan dengan ketumpatan.

Kebanyakan minyak makanan mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada air. Apabila kedua-dua fasa dibiarkan berpisah, minyak biasanya berada di bahagian atas.

Jangan campurkan kedua-dua konsep ini.

Tidak bercampur → berkaitan dengan sifat molekul dan interaksi antara fasa.

Terapung di atas → terutama berkaitan dengan perbezaan ketumpatan.

6. APAKAH YANG BERLAKU APABILA MINYAK DAN AIR DIGONCANG?

Sekarang kita goncangkan botol yang mengandungi minyak dan air.

Campuran menjadi keruh dan kelihatan seolah-olah minyak telah bercampur dengan air.

Apa sebenarnya berlaku?

Tenaga mekanikal daripada penggoncangan telah memecahkan minyak kepada banyak titisan kecil.

Minyak belum larut.

Ia hanya:

TERSEBAR.

Semakin kuat tenaga pencampuran, minyak boleh dipecahkan kepada titisan yang lebih kecil, bergantung pada sifat bahan dan peralatan.

Tetapi jika tiada mekanisme penstabilan yang mencukupi, titisan tersebut akhirnya akan berkumpul dan sistem akan berpisah semula.

7. APAKAH ANTARA MUKA MINYAK-AIR?

Setiap titisan minyak yang berada di dalam air mempunyai sempadan.

Di sebelah dalam terdapat minyak.

Di sebelah luar terdapat air.

Sempadan tersebut dikenali sebagai:

antara muka atau interface.

Apabila satu titisan minyak besar dipecahkan menjadi ribuan titisan kecil, jumlah luas antara muka minyak-air meningkat dengan sangat besar.

Mewujudkan kawasan antara muka yang besar memerlukan tenaga.

Sebab itu emulsi yang baru terbentuk mempunyai kecenderungan untuk mengurangkan kembali luas antara muka tersebut.

Salah satu caranya ialah:

titisan kecil bergabung menjadi titisan lebih besar.

Di sinilah bermulanya masalah kestabilan emulsi.

8. APAKAH TEGANGAN ANTARA MUKA?

Pada sempadan antara minyak dan air terdapat tegangan antara muka, atau interfacial tension.

Secara mudah, ia berkaitan dengan tenaga yang wujud kerana kedua-dua fasa yang berbeza bertemu pada satu sempadan.

Jika kita mahu menghasilkan banyak titisan minyak yang kecil, kita perlu menghasilkan kawasan antara muka yang besar.

Untuk melakukannya kita memerlukan tenaga, contohnya melalui:

• pengacauan;

• pengisaran;

• pencampuran berkelajuan tinggi; atau

• homogenisasi.

Tetapi tenaga mekanikal sahaja biasanya tidak cukup untuk menjamin kestabilan jangka panjang.

Kita juga memerlukan cara untuk melindungi titisan yang baru terbentuk.

9. DI SINILAH PENGEMULSI MENJADI PENTING

Pengemulsi ialah bahan yang membantu pembentukan dan kestabilan emulsi.

Molekul pengemulsi mempunyai sifat istimewa kerana mempunyai bahagian yang mempunyai pertalian dengan air dan bahagian yang mempunyai pertalian dengan minyak.

Secara mudah:

bahagian hidrofilik → suka berinteraksi dengan air

bahagian lipofilik/hidrofobik → mempunyai pertalian dengan minyak.

Disebabkan sifat dua bahagian ini, molekul pengemulsi cenderung berada di kawasan antara muka minyak-air.

Bahagian yang mempunyai pertalian dengan minyak menghala ke fasa minyak.

Bahagian yang mempunyai pertalian dengan air menghala ke fasa air.

Dengan itu pengemulsi membantu menurunkan tegangan antara muka dan membentuk lapisan di sekeliling titisan.

10. BAGAIMANAKAH PENGEMULSI MEMBANTU MENSTABILKAN TITISAN?

Bayangkan titisan minyak sebagai bola kecil.

Tanpa perlindungan, apabila dua bola minyak bertembung, kedua-duanya mempunyai peluang untuk bergabung.

Pengemulsi membantu membentuk lapisan di permukaan titisan.

Lapisan ini boleh membantu mengurangkan kecenderungan titisan untuk bergabung, bergantung pada jenis pengemulsi dan keadaan sistem.

Secara ringkas:

MINYAK + AIR

↓

TENAGA MEKANIKAL

↓

TITISAN MINYAK TERBENTUK

↓

PENGEMULSI BERADA PADA ANTARA MUKA

↓

TITISAN DIBANTU UNTUK KEKAL TERSEBAR

Inilah asas pembentukan emulsi makanan.

11. APAKAH CONTOH PENGEMULSI DALAM MAKANAN?

Salah satu contoh terkenal ialah lesitin.

Lesitin terdapat secara semula jadi dalam bahan seperti kuning telur dan kacang soya.

Protein tertentu juga boleh bertindak sebagai pengemulsi kerana struktur molekulnya membolehkan bahagian tertentu berinteraksi dengan air dan bahagian lain berinteraksi dengan minyak.

Sebab itu protein memainkan peranan penting dalam banyak sistem makanan seperti susu dan santan.

Namun pengemulsi yang sesuai untuk satu produk belum tentu sesuai untuk produk lain.

Pemilihannya bergantung kepada:

• jenis minyak;

• fasa air;

• pH;

• suhu;

• kandungan garam;

• kaedah pemprosesan;

• keadaan penyimpanan; dan

• ciri produk akhir yang dikehendaki.

12. ADAKAH PENGEMULSI DAN PENSTABIL BENDA YANG SAMA?

Tidak semestinya.

Ini sering mengelirukan usahawan.

Pengemulsi bekerja terutama di kawasan antara muka minyak-air dan membantu pembentukan serta kestabilan titisan.

Penstabil pula lazimnya membantu kestabilan sistem melalui mekanisme lain, contohnya meningkatkan kelikatan fasa berterusan atau membentuk struktur yang mengurangkan pergerakan titisan.

Dalam sesetengah produk, kedua-duanya digunakan bersama.

Secara mudah:

PENGEMULSI → membantu mengurus antara muka minyak-air.

PENSTABIL → membantu mengawal struktur dan pergerakan dalam sistem.

Kedua-duanya mempunyai fungsi yang berkaitan tetapi tidak semestinya sama.

13. DUA JENIS ASAS EMULSI MAKANAN

Terdapat dua susunan asas yang sangat penting.

Emulsi minyak-dalam-air — O/W

Titisan minyak tersebar dalam fasa air yang berterusan.

Secara mudah:

MINYAK → titisan

AIR → fasa berterusan

Banyak produk makanan berasaskan air yang mengandungi titisan lemak mempunyai struktur seperti ini.

Emulsi air-dalam-minyak — W/O

Titisan air pula tersebar dalam fasa minyak atau lemak yang berterusan.

Mentega merupakan contoh klasik sistem air-dalam-lemak yang kompleks.

Perbezaan jenis emulsi mempengaruhi:

tekstur, rasa di mulut, kestabilan dan kaedah pemprosesan.

14. MENGAPAKAH SAIZ TITISAN PENTING?

Saiz titisan minyak sangat penting kepada sifat emulsi.

Ia boleh mempengaruhi:

• penampilan;

• kestabilan;

• kelikatan;

• rasa di mulut; dan

• cara produk berinteraksi dengan cahaya.

Dalam banyak sistem, titisan yang lebih kecil dan mempunyai taburan saiz yang terkawal boleh membantu menghasilkan produk yang lebih seragam.

Tetapi jangan membuat kesimpulan:

“Lebih kecil mesti sentiasa lebih stabil.”

Kestabilan juga bergantung kepada keadaan permukaan titisan, pengemulsi, kelikatan, pH, suhu dan komposisi keseluruhan produk.

15. APAKAH HOMOGENISASI?

Dalam industri makanan, salah satu teknologi penting untuk menghasilkan titisan yang lebih kecil ialah:

homogenisasi.

Homogenisasi menggunakan tenaga mekanikal untuk mengurangkan saiz titisan dan menghasilkan taburan yang lebih seragam.

Proses ini digunakan dalam pelbagai produk makanan.

Namun homogenisasi bukan penyelesaian tunggal.

Jika formulasi tidak betul, titisan yang telah dikecilkan masih boleh mengalami ketidakstabilan.

Prinsipnya:

FORMULASI YANG BAIK + PROSES YANG BAIK = ASAS PRODUK YANG BAIK.

16. BAGAIMANAKAH EMULSI MENJADI TIDAK STABIL?

Selepas emulsi dihasilkan, beberapa bentuk ketidakstabilan boleh berlaku.

Tiga konsep yang berguna untuk difahami ialah:

Flokulasi

Titisan berkumpul berdekatan tetapi masih mengekalkan identiti masing-masing.

Creaming

Titisan bergerak dan tertumpu di satu bahagian sistem, lazimnya kerana perbezaan ketumpatan.

Koalesens

Dua atau lebih titisan benar-benar bergabung dan membentuk titisan yang lebih besar.

Jika koalesens berterusan, akhirnya pemisahan minyak yang nyata boleh berlaku.

Urutannya tidak semestinya sama dalam semua produk, tetapi konsep ini membantu kita mendiagnosis masalah kestabilan.

17. APAKAH BEZA CREAMING DENGAN KOALESENS?

Perbezaan ini sangat penting.

Dalam creaming, titisan minyak berkumpul di satu kawasan tetapi belum semestinya bercantum.

Dalam koalesens, titisan telah bergabung secara fizikal menjadi titisan yang lebih besar.

Sebab itu sesetengah produk yang mengalami creaming mungkin boleh menjadi seragam semula selepas digoncang.

Tetapi jika pemisahan telah melibatkan koalesens yang luas, keadaan mungkin lebih sukar dipulihkan.

Jadi apabila usahawan berkata:

“Produk saya berlapis,”

soalan seterusnya ialah:

Apakah mekanisme pemisahan itu?

Diagnosis perlu dibuat sebelum formulasi diubah.

18. APAKAH PERANAN KELIKATAN?

Jika fasa air sangat cair, titisan boleh bergerak dengan lebih mudah.

Jika kelikatan fasa berterusan meningkat, pergerakan titisan boleh menjadi lebih perlahan.

Oleh sebab itu, peningkatan kelikatan melalui formulasi tertentu boleh membantu memperlahankan beberapa bentuk pemisahan fizikal.

Tetapi sekali lagi:

produk yang lebih pekat tidak semestinya mempunyai emulsi yang lebih stabil terhadap semua mekanisme.

Kelikatan hanyalah satu daripada banyak faktor.

19. MENGAPAKAH pH PENTING?

Dalam emulsi yang distabilkan oleh protein, pH boleh mengubah cas dan interaksi protein.

Apabila keadaan pH berubah, daya tarikan atau tolakan antara permukaan titisan juga boleh berubah.

Pada keadaan tertentu, protein mungkin kurang berkesan menstabilkan sistem.

Sebab itu pH bukan sekadar menentukan sama ada makanan terasa masam.

pH juga boleh mempengaruhi:

• struktur;

• kestabilan;

• keselamatan; dan

• tingkah laku semasa pemprosesan.

20. BAGAIMANAKAH GARAM BOLEH MEMPENGARUHI EMULSI?

Garam meningkatkan kandungan ion dalam fasa air.

Ion-ion ini boleh mempengaruhi interaksi antara protein, pengemulsi dan permukaan titisan.

Kesan sebenar bergantung pada jenis sistem dan kepekatan.

Ini memberikan satu pengajaran penting kepada pembangunan produk:

satu ramuan boleh mempunyai lebih daripada satu fungsi.

Garam bukan sekadar memberikan rasa masin.

Dalam sesetengah sistem, perubahan kandungan garam boleh turut mengubah kestabilan fizikal.

21. MENGAPAKAH SUHU SANGAT PENTING?

Suhu boleh mempengaruhi hampir keseluruhan sistem emulsi.

Ia boleh mengubah:

• kelikatan minyak;

• kelikatan fasa air;

• keadaan fizikal lemak;

• pergerakan titisan;

• struktur protein;

• fungsi sesetengah pengemulsi; dan

• kadar tindak balas kimia.

Emulsi yang stabil pada suhu bilik tidak semestinya stabil selepas dipanaskan.

Emulsi yang stabil ketika panas juga belum tentu stabil selepas disejukkan.

Sebab itu kestabilan perlu diuji mengikut keadaan sebenar produk.

22. APAKAH KESAN PEMBEKUAN?

Pembekuan merupakan cabaran besar bagi sesetengah emulsi.

Apabila air membeku, kristal ais terbentuk dan komponen yang masih berada dalam fasa tidak beku menjadi lebih pekat.

Titisan minyak boleh terdorong menjadi lebih rapat.

Selepas pencairan, emulsi mungkin tidak kembali kepada keadaan asal.

Produk boleh menunjukkan:

• pemisahan air;

• pemisahan minyak;

• tekstur kasar; atau

• perubahan kelikatan.

Sebab itu produk emulsi yang hendak dibekukan perlu direka khusus untuk menahan proses beku-cair.

23. MENGAPAKAH URUTAN MEMASUKKAN BAHAN PENTING?

Dalam formulasi emulsi, bukan hanya apa yang dimasukkan tetapi juga bagaimana dan bila ia dimasukkan.

Sesetengah bahan perlu:

• dilarutkan dahulu;

• dihidrasi;

• dipanaskan;

• dicampurkan pada kelajuan tertentu; atau

• dimasukkan secara beransur-ansur.

Jika minyak dimasukkan terlalu cepat dalam sesetengah sistem, proses pembentukan titisan dan penyalutan permukaan mungkin tidak berlaku dengan baik.

Sebab itu resipi sahaja tidak mencukupi.

Kita memerlukan:

FORMULA + PROSEDUR PEMPROSESAN.

24. MENGAPAKAH PENGACAUAN PERLU DIKAWAL?

Pengacauan memberikan tenaga yang diperlukan untuk membentuk titisan.

Tetapi pengacauan terlalu rendah mungkin tidak menghasilkan saiz titisan yang sesuai.

Pengacauan terlalu kuat atau terlalu lama pula boleh menghasilkan masalah lain seperti:

• peningkatan suhu;

• kemasukan udara;

• pembentukan buih; atau

• perubahan struktur komponen tertentu.

Jadi parameter seperti:

jenis pengadun + kelajuan + masa + suhu

perlu distandardkan.

Arahan seperti:

“Kisar sampai sebati”

tidak cukup tepat untuk pengeluaran komersial.

25. ADAKAH KESTABILAN FIZIKAL SAHAJA MENCUKUPI?

Tidak.

Produk makanan perlu dilihat sekurang-kurangnya dari tiga sudut:

Kestabilan fizikal

Adakah minyak berpisah? Adakah creaming berlaku? Adakah tekstur berubah?

Kestabilan kimia

Adakah minyak teroksida? Adakah aroma berubah? Adakah warna berubah?

Kestabilan mikrobiologi

Adakah mikroorganisma boleh tumbuh dan menyebabkan kerosakan atau risiko keselamatan?

Produk boleh kelihatan cantik tetapi sudah mengalami perubahan kimia.

Produk juga boleh kelihatan homogen tetapi tidak selamat secara mikrobiologi.

Rupa bukan bukti keselamatan.

26. APAKAH PENGOKSIDAAN LIPID?

Minyak dan lemak boleh mengalami proses pengoksidaan lipid.

Proses ini boleh menghasilkan sebatian yang menyebabkan:

• bau tengik;

• rasa tidak menyenangkan; dan

• penurunan mutu.

Kadar pengoksidaan boleh dipengaruhi oleh:

• jenis lemak;

• oksigen;

• cahaya;

• suhu;

• logam tertentu; dan

• antioksidan.

Jadi apabila membangunkan produk emulsi, kita bukan sahaja mahu mengelakkan minyak berpisah.

Kita juga mahu memastikan minyak tersebut kekal berkualiti sepanjang jangka hayat produk.

27. APAKAH PERANAN PEMBUNGKUSAN?

Pembungkusan merupakan sebahagian daripada sistem perlindungan produk.

Bergantung kepada keperluan makanan, pembungkusan boleh membantu mengawal:

• oksigen;

• cahaya;

• kelembapan;

• pencemaran;

• kehilangan aroma; dan

• kerosakan fizikal.

Jika minyak dalam produk sensitif kepada pengoksidaan, sifat halangan pembungkusan terhadap oksigen dan cahaya mungkin menjadi sangat penting.

Maka:

pembungkusan bukan sekadar tempat mengisi produk.

Ia sebahagian daripada teknologi produk.

28. APAKAH HUBUNGAN EMULSI DENGAN TEKSTUR DAN RASA DI MULUT?

Struktur emulsi mempengaruhi pengalaman kita ketika makan.

Saiz titisan, jumlah minyak, kelikatan dan interaksi antara komponen boleh mempengaruhi persepsi:

• berkrim;

• licin;

• pekat;

• ringan;

• berminyak; atau

• kaya.

Dua produk boleh mempunyai kandungan lemak yang hampir sama tetapi memberikan rasa di mulut yang sangat berbeza.

Ini kerana:

komposisi sahaja tidak menentukan sensori; struktur makanan juga penting.

29. APAKAH HUBUNGAN EMULSI DENGAN RASA DAN AROMA?

Sebatian rasa dan aroma mempunyai sifat kimia yang berbeza.

Ada sebatian yang lebih mudah berada dalam fasa air.

Ada yang lebih mempunyai pertalian terhadap minyak.

Oleh itu, pembahagian sebatian antara fasa minyak dan air boleh mempengaruhi bagaimana aroma dan rasa dilepaskan ketika makanan dimakan.

Ini menunjukkan bahawa struktur emulsi bukan hanya menentukan sama ada produk kelihatan stabil.

Ia juga boleh mempengaruhi:

bagaimana pengguna merasakan produk tersebut.

30. APAKAH KEPENTINGANNYA KEPADA USAHAWAN MAKANAN?

Bayangkan seorang usahawan mahu menghasilkan sos berkrim.

Beliau mempunyai:

air + minyak + bahan perasa + pengemulsi + penstabil.

Jika pendekatannya hanya:

“Campur semua dan kisar,”

produk mungkin kelihatan baik pada hari pertama.

Tetapi bagaimana selepas seminggu?

Bagaimana selepas sebulan?

Bagaimana apabila lori penghantaran berada dalam keadaan panas?

Bagaimana selepas produk dibuka?

Bagaimana jika pH kelompok kedua sedikit berbeza?

Di sinilah pembangunan produk perlu bergerak daripada:

resipi dapur

kepada

formulasi teknologi makanan.

31. APAKAH YANG PERLU DISTANDARDKAN?

Bagi produk emulsi komersial, usahawan perlu mempertimbangkan standardisasi perkara seperti:

• jenis dan jumlah minyak;

• jumlah air;

• jenis dan kadar pengemulsi;

• penstabil jika diperlukan;

• pH;

• kandungan garam;

• suhu bahan;

• urutan pencampuran;

• kelajuan pencampuran;

• masa pencampuran;

• homogenisasi;

• suhu proses;

• kaedah pengisian; dan

• suhu penyimpanan.

Setiap perubahan boleh memberi kesan kepada produk akhir.

32. BAGAIMANAKAH KESTABILAN EMULSI DINILAI?

Jangan menilai produk hanya pada hari ia dibuat.

Sampel perlu diperhatikan sepanjang tempoh yang relevan.

Antara parameter yang boleh dinilai ialah:

• pemisahan lapisan;

• creaming;

• pemisahan minyak;

• kelikatan;

• warna;

• pH;

• bau;

• rasa;

• tekstur; dan

• kestabilan mikrobiologi yang berkaitan.

Bagi pembangunan lebih teknikal, analisis seperti saiz titisan boleh digunakan.

Prinsip mudahnya:

BUAT → SIMPAN → UKUR → REKOD → BANDINGKAN.

33. MENGAPAKAH JANGKA HAYAT TIDAK BOLEH DITEKA?

Produk yang tidak berpisah selepas tujuh hari belum tentu stabil selama enam bulan.

Begitu juga produk yang kelihatan baik belum tentu stabil dari sudut kimia dan mikrobiologi.

Jangka hayat perlu ditentukan berdasarkan bukti yang relevan kepada produk.

Kita perlu mempertimbangkan:

fizikal + kimia + mikrobiologi + sensori + pembungkusan + keadaan penyimpanan.

Jangan menetapkan:

“Tahan setahun”

hanya kerana produk masih nampak cantik selepas beberapa minggu.

Jangka hayat mesti dibuktikan, bukan diteka.

34. MENGAPAKAH SCALE-UP BOLEH MENJADI MASALAH?

Satu kilogram produk dibuat di dapur dan hasilnya sangat cantik.

Kemudian formulasi yang sama dinaikkan kepada 100 kilogram.

Tiba-tiba produk berpisah.

Mengapa?

Kerana skala proses berubah.

Apabila isipadu meningkat, perkara seperti:

• corak aliran;

• tenaga pencampuran;

• pemindahan haba;

• masa pencampuran;

• kadar penambahan minyak; dan

• kecekapan homogenisasi

juga boleh berubah.

Sebab itu:

scale-up bukan sekadar mendarab kuantiti ramuan.

Proses juga perlu dinilai dan distandardkan semula.

35. JIKA EMULSI GAGAL, APAKAH YANG PERLU DILAKUKAN?

Jangan terus menambah penstabil.

Mulakan dengan mencari punca.

Tanya:

Adakah bahan mentah berubah?

Adakah kandungan minyak sama?

Adakah pengemulsi sesuai?

Adakah pH berubah?

Adakah suhu proses sama?

Adakah urutan pencampuran berubah?

Adakah minyak dimasukkan terlalu cepat?

Adakah kelajuan pengadun sama?

Adakah keadaan penyimpanan berubah?

Kemudian gunakan data untuk mengenal pasti pemboleh ubah yang menyebabkan masalah.

Diagnosis dahulu. Pembetulan kemudian.

36. HUBUNGAN SSM-009 DENGAN SSM-008

Dalam SSM-008, kita telah melihat santan pecah minyak apabila kestabilan emulsinya terganggu.

SSM-009 memberikan asas kepada fenomena tersebut.

Sekarang kita memahami bahawa santan mengandungi dua dunia yang secara semula jadi tidak mudah bersatu:

minyak dan air.

Untuk mengekalkannya dalam keadaan tersebar, struktur antara muka perlu dikawal.

Apabila sistem itu terganggu akibat haba, perubahan protein, kehilangan air dan faktor lain, minyak boleh bergabung dan berpisah.

Jadi SSM-008 menerangkan fenomena pada santan.

SSM-009 menerangkan sains asas minyak dan air di sebalik fenomena tersebut.

Kedua-duanya berkaitan tetapi tidak mengulang fokus yang sama.

37. DARIPADA MINYAK DAN AIR KEPADA MAYONIS

Sekarang timbul persoalan yang lebih menarik.

Jika minyak dan air secara semula jadi tidak mudah bercampur, bagaimana satu produk yang mengandungi banyak minyak boleh menjadi sangat pekat, licin dan stabil?

Contoh terbaik ialah:

MAYONIS.

Jawapannya melibatkan:

• kuning telur;

• lesitin;

• pengemulsi;

• saiz titisan;

• jumlah minyak yang tinggi;

• pencampuran;

• kadar penambahan minyak;

• pH; dan

• struktur emulsi yang sangat rapat.

Itulah yang akan menjadi fokus khusus dalam:

SSM-010 — Bagaimanakah Mayonis Kekal Pekat Walaupun Mengandungi Minyak dan Air?

Kita tidak perlu menghuraikannya lebih jauh di sini supaya tidak berlaku pertindihan.

38. APA YANG SEGELAS MINYAK DAN AIR BOLEH AJARKAN?

Eksperimen ini sangat mudah.

Tetapi di sebaliknya terdapat:

kimia molekul.

polariti.

hidrofobisiti.

ketumpatan.

antara muka.

tegangan antara muka.

pengemulsi.

saiz titisan.

homogenisasi.

kestabilan fizikal.

kestabilan kimia.

Kita melihat:

minyak dan air berpisah.

Sains melihat dua fasa dengan sifat molekul yang berbeza.

Kita menggoncang:

campuran menjadi keruh.

Sains melihat minyak dipecahkan menjadi titisan kecil.

Kita berhenti menggoncang:

campuran berpisah semula.

Sains melihat emulsi yang tidak cukup stabil.

Apabila kita memahami perkara ini, satu gelas minyak dan air tidak lagi kelihatan sebagai eksperimen mudah.

Ia menjadi pintu masuk kepada teknologi makanan.

KESIMPULAN

Jadi, mengapakah minyak dan air tidak mudah bercampur?

Jawapan utamanya ialah kerana kedua-duanya mempunyai sifat molekul yang berbeza.

Air ialah molekul polar dan mempunyai interaksi yang kuat dengan molekul air yang lain.

Minyak pula sebahagian besarnya terdiri daripada lipid yang jauh kurang polar dan bersifat hidrofobik.

Akibatnya, minyak mempunyai pertalian yang rendah terhadap air dan kedua-duanya cenderung membentuk fasa berasingan.

Apabila minyak dan air diberi tenaga melalui pengacauan atau homogenisasi, minyak boleh dipecahkan menjadi titisan kecil.

Namun minyak masih belum larut.

Untuk menghasilkan sistem yang lebih stabil, kita perlu mengawal kawasan antara muka menggunakan pengemulsi yang sesuai serta mengawal formulasi dan proses.

Secara ringkas:

AIR — POLAR

•  

MINYAK — HIDROFOBIK / JAUH KURANG POLAR

↓

TIDAK MUDAH BERCAMPUR

 

Tetapi dengan:

TENAGA MEKANIKAL

•  

PENGEMULSI

•  

FORMULASI YANG BETUL

•  

KAWALAN PROSES

↓

EMULSI BOLEH DIHASILKAN DAN DISTABILKAN

Namun kestabilan produk tidak bergantung kepada satu faktor sahaja.

Ia dipengaruhi oleh:

saiz titisan + pengemulsi + kelikatan + pH + garam + suhu + proses + pembungkusan + penyimpanan.

Inilah asas sains emulsi makanan.

PESANAN UNCLE

“Dalam teknologi makanan, jangan hanya bertanya sama ada dua bahan boleh dicampurkan. Fahami dahulu mengapa bahan itu mahu bercampur atau berpisah.”

Apabila usahawan memahami perkara ini, beliau tidak lagi sekadar berkata:

“Kisar sampai sebati.”

Sebaliknya beliau mula bertanya:

Apakah jenis emulsinya?

Apakah pengemulsinya?

Berapa saiz titisan yang kita perlukan?

Apakah pH?

Apakah suhu proses?

Berapa kelajuan pencampuran?

Adakah produk stabil selepas seminggu?

Bagaimana selepas sebulan?

Bagaimana pada akhir jangka hayat?

Di situlah kita bergerak daripada:

RESIPI → FORMULASI → PROSES → KAWALAN → PRODUK YANG KONSISTEN.

Fahami bahan.

Fahami molekul.

Fahami proses.

Ukur.

Rekod.

Uji.

Buktikan.

BETULKAN YANG BIASA, BIASAKAN YANG BETUL.

KUDEN ACADEMY

Kongsikan artikel SSM-009 — Mengapakah Minyak dan Air Tidak Mudah Bercampur? supaya lebih ramai memahami sains yang berlaku dalam makanan yang kita gunakan setiap hari.

Untuk mengikuti Kursus Latihan Pengendali Makanan secara dalam talian bersama Uncle Kuden, kelas diadakan setiap:

Selasa dan Khamis
9.00 pagi – 12.00 tengah hari
Yuran: RM50

Daftar melalui WhatsApp KUDEN Academy:

019-268 1620

Maklumat pendaftaran:

• Nama penuh

• No. kad pengenalan/pasport

• No. telefon yang boleh menerima WhatsApp

• Alamat penuh berserta poskod

• Pilihan tarikh kursus

KUDEN ACADEMY

Ilmu makanan untuk keselamatan, kualiti, pemprosesan dan pembangunan produk yang lebih baik.