Mikroenkapsulasi

Emulsi yang dapat distabilkan dengan melakukan homogenisasi jika terdapat emulsifier dapat di spray drying untuk memproduksi mikroenkapsulasi bubuk berlemak. Protein, pati termodifikasi, atau hidrokoloid dapat digunakan sebagai agen emulsi. Bahan bukan agen pengemulsi dan larut air seperti gula atau pati terhidrolisis dapat digunakan sebagai bahan pengisi. Kombinasi emulsifier dan pengisi seperti pati termodifikasi atau Acacia gum dapat digunakan. 

Globula lemak dalam protein susu mempunyai diameter partikel 0,5 µm. partikel bubuk lemak yang dimikrokapsulasi menggunakan spray dried mempunyai diameter 35-75 µm atau lebih besar.

Lemak akan menjadi inti material dan emulsifier dan pengisi sebagai dinding material. Beberapa lemak berperan sebagai inti, dimana salah satu material dinding merupakan agen emulsifier. Partikel bubuk spray dried juga mengandung sebuah vakuola yang besar di tengah dengan diameter mencapai 15 µm atau lebih dengan vakuola kecil sampai sedang ukurannya di dinding. Salah satu keuntungan dari mikroenkapsulasi adalah beberapa lemak atau minyak dapat diubah menjadi bentuk bubuk, menggunakan beberapa material emulsifier atau  pengisi untuk dipilih. Level rendah lemak pada permukaan dari partikel spray dried seharusnya menghasilkan powder flow properties yang lebih baik dari higher fat powder menggunakan pengering tradisonal. Inti lemak harus dihindarkan dari keberadaan material prooksidan seperti oksigen di udara sehingga dapat memperpanjang masa simpan dari produk bubuk.

Hipotesis yang digarisbawahi dari teknik mikroenkapsulasi, adalah ukuran emulsi globula lemak yang kecil, kecepatan untuk membentuk agregat dan pergabungan dari globula rendah. Dalam tahapan spray drying, tingkat dari penggabungan rendah, kecepatan difusi minyak menuju permukaan partikel bubuk rendah, permukaan lemak rendah, dan kecepatan oksidasi rendah. Komposisi permukaan (persen lemak, protein, dan filler) dari partikel bubuk dapat diukur menggunakan spektroskopi elektron untuk analisa kimia (ESCA).

Peran komposisi emulsifier

Penelitian terdahulu tentang komposisi mikroenkapsulasi metode spray drying dengan produk susu menggunakan lemak susu anhidrous pada level 10-75%. Konsentrat Whey Protein dengan 50-75% protein dan Isolat whey protein (WPI, 95% whey protein) digunakan sebagai protein enkapsulasi dengan laktosa dan karbohidrat lain dalam berbagai rasio bahan pengisi. Emulsi dengan 10-30% padatan telah dihomogenisasi pada 50º MPa dengan 4 Pass. Mereka menggunakan aturan Rendemen Enkapsulasi (MEY) dari bubuk didefinisikan sebagai kandungan bubuk lemak (%)/ kandungan lemak pada emulsi yang bervariasi dari 91 hingga 99%. Penelitian ini juga menggunakan aturan Efisiensi Enkapsulasi (MEE) yang sama dengan 100-kandungan lemak bebas (g/100 g lemak)

Penelitian yang lain berfokus utama pada sodium kaseinat tetapi dibandingkan dengan whey protein sebagai emulsifier, dengan laktosa sebagai pengisi dalam berbagai perbandingan. Penelitian ini menggunakan mikrofluidizer untuk menghomogenkan emulsi pada 100 MPa x 8 Pass.  Dari penelitian ini didapatkan hasil kemampuan dari protein untuk melapisi permukaan dari partikel bubuk berkaitan dengan penurunan tegangan permukaan dari protein. Sodium kaseinat adalah penurun tegangan permukaan yang paling dikenal dan dapat pula merupakan mikroenkapsulasi protein yang terbaik. Kemampuan dari sodium kaseinat untuk menyerap dan melapisi pertikel globula lemak berimbas pada peningkatan penutupan permukaan dari protein, dan yang lebih rendah adalah permukaan lemak.

Lemak

Beberapa hal yang berhubungan dengan lemak yang digunakan dalam mikroenkapsulasi yaitu  ukuran globula, kandungan, dan titik leleh

Emulsifier

Perlu diperhatikan dalam penggunaan emulsifier adalah kandungan susu protein. Jenis emulsifier yang bniasa digunakan diantaranya adalah Caseinate Sodium, Whey Protein Bubuk, dan Susu Bubuk Skim.

Filler

Digunakan sebagai pengisi yaitu  Laktosa

Susu Garam
           Tinggi protein whey: rasio laktosa pada tingkat rendah garam dalam emulsi mengurangi agregasi globul lemak yang diukur dengan nilai (v, 0,9) D.

Kristalisasi dari Laktosa

Laktosa dalam keadaan amorf dalam bubuk susu. Namun, susu bubuk saat terkena udara dengan aktivitas air tinggi, laktosa amorf ditransformasikan ke α-kristal, pori-pori baru yang dihasilkan, meningkatkan ukuran partikel, dan perubahan porositas bubuk.

Alternatif Emulsifier-Pengisi

Dapat digunakan sebagai alternatif yaitu Acacia Gum, Pati Lipophilized

Udara

Daya simpan meningkat seiring dengan volume vakuola dari mikroenkapsulasi bubuk menurun.

Peran Pengolahan

Homogenisasi : Tekanan, Number of Pass

Penurunan  ukuran globula lemak tergantung pada tekanan homogenisasi dan number of passes dalam penambahan pada komposisi emulsi yang telah ditentukan,  Ukuran globula lemak memiliki nilai tengah dari 0,34 sampai 0,54 mikrometer . Hasil dari beberapa penelitian terdahulu menunjukan bahwa mikroenkapsulasi menggunakan SMP akan meningkatkan umur simpan berkaitan dengan penurunan lemak yang bebas tetapi bukan dalam permukaan lemak dari bubuk.  

Kondisi Spray drying

 Kondisi spray drying  seperti suhu saluran masuk udara, temperatur udara keluar dan ukuran nosel mempengaruhi sifat bubuk mikroenkapsulasi. Kondisi pengeringan harus dipilih untuk meminimalkan lemak bebas dan permukaan. Ini adalah saluran masuk yang rendah dan suhu keluar untuk mengurangi viskositas dan difusivitas lemak selama pengeringan. Ukuran nozel yang lebih besar  dan tingkat padatan emulsi yang lebih besar  memberikan partikel yang lebih besar luas permukaan yang lebih rendah lemak bebas dan permukaan.

DAFTAR PUSTAKA

Onwulata, Charles. 2005. Encapsulated and Powdered Foods. Taylor & Francis Group, LLC .CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group