Article about beverage emulsion: compositions, preparations, quality & stability, aplications

1. EMULSI MINUMAN
Djonny Tungadi
R&D - PT Aroma Daun Seruni
mulsi minuman (beverage emulsion) adalah salah satu jenis emulsi yang dipakai
oleh industri minuman. Emulsi jenis ini biasanya diproduksi oleh perusahaan
pembuat flavor, di mana teknologi emulsi dikembangkan dan dimanfaatkan
sebagai sarana pembawa (delivery system) komponen flavor tertentu. Oleh sebab itulah
emulsi minuman digolongkan sebagai flavor.
Pada umumnya emulsi minuman digunakan pada produk minuman yang berpenampak-
an keruh. Emulsi minuman memiliki karakteristik yang khas, dan merupakan salah satu
komponen kritis dalam kestabilan penampakan suatu produk minuman. Maka, di dalam
aplikasinya diperlukan pemahaman yang memadai, sehingga bisa dipilih emulsi minuman
yang tepat, yang akan memberikan hasil optimum.
KOMPOSISI
Pada dasarnya emulsi minuman merupakan campuran stabil antara air dan minyak
dengan tipe O/W (oil-in-water), yaitu minyak terdispersi merata sebagai butiran/partikel
yang sangat kecil di dalam air. Dalam hal ini, minyak yang digunakan berupa minyak
flavor atau minyak netral.
Untuk memperoleh emulsi akhir yang stabil, diperlukan bahan-bahan tambahan dengan
fungsi tertentu yang lebih dulu dicampurkan kedalam air dan kedalam minyak untuk
memperoleh fase air dan fase minyak, sebelum akhirnya distabilisasi dengan proses yang
menggunakan energi mekanis (homogenisasi).
Pada fase air, komponen utama dan terbanyak adalah air. Selain itu, beberapa bahan
tambahan yang dipergunakan adalah pengemulsi, pengawet-pengasam dan adakalanya
pewarna. Bahan pengemulsi merupakan bahan tambahan yang terpenting karena bahan
inilah yang paling berperan dalam stabilisasi emulsi. Bahan pengemulsi berperan
menurunkan tegangan permukaan masing-masing fase air dan fase minyak sehingga
memudahkan proses homogenisasi, serta meningkatkan viskositas fase air yang bisa
memperlambat pergerakan butiran-butiran minyak. Bahan pengemulsi yang digunakan
dalam penyiapan emulsi minuman berupa hidrokoloid, misalnya gum arabik dan
beberapa gum alami lainnya, atau pati termodifikasi. Bahan pengawet-pengasam yang
umum digunakan adalah kombinasi Na-benzoat/K-sorbat dengan asam sitrat.
E

2. Pada fase minyak biasanya ditambahkan weighting agent atau bahan pemberat pada
minyak flavor/minyak netral dengan tujuan untuk meningkatkan densitas minyak agar
sama atau mendekati densitas minuman. Cara ini bisa membantu mempertahankan
kestabilan emulsi ketika diaplikasikan. Weighting agent terbaik sebenarnya adalah BVO
(brominated vegetable oil). Pada masa lalu BVO sangat umum digunakan dalam produksi
emulsi minuman, tapi kemudian diketahui memiliki sifat toksik yang membahayakan bagi
kesehatan sehingga sekarang sudah dilarang atau dibatasi penggunaannya dalam produk-
produk pangan. Saat ini weighting agent yang banyak digunakan adalah ester gum,
dammar gum atau SAIB (sukrosa asetat iso-butirat). Di samping itu, pada fase minyak
juga ditambahkan antioksidan (BHA/BHT atau tokoferol) untuk memperlambat proses
ketengikan pada fase minyak.
PROSES PEMBUATAN
Proses pembuatan emulsi minuman secara garis besar bisa dibedakan menjadi tiga tahap,
yaitu:
[1] penyiapan fase, dalam hal ini secara terpisah masing-masing komponen kedua fase
yang disebutkan di atas dicampurkan untuk mendapatkan fase air dan fase minyak;
[2] prehomogenisasi, di mana fase minyak dicampurkan kedalam fase air lalu diaduk
dengan high-shear mixer berkecepatan tinggi untuk memecah fase minyak menjadi
butiran-butiran dan mendispersikannya dalam fase air, sehingga diperoleh campuran
pra-emulsi; dan
[3] homogenisasi, merupakan tahap yang terpenting, di mana campuran pra-emulsi
diproses melalui homogenizer tekanan tinggi yang tekanannya bisa mencapai 150-500
kg/cm2
, dengan tujuan untuk memecah lebih lanjut butiran-butiran minyak menjadi
partikel-partikel yang sangat kecil dan seragam.
MUTU DAN STABILITAS
Mutu emulsi minuman ditunjukkan oleh kestabilannya. Kestabilan adalah faktor utama
yang menentukan apakah suatu emulsi minuman bisa dipakai dalam suatu aplikasi atau
tidak. Berbeda dengan emulsi lain, emulsi minuman termasuk unik karena digunakan dan
dikonsumsi dalam kondisi yang sangat encer ketika diaplikasikan ke produk minuman
dan pengencerannya bisa mencapai beberapa ratus kali. Dengan kondisi ini dibutuhkan
produk emulsi yang stabil, baik dalam bentuk konsentrat emulsi minuman itu sendiri, dan
terutama setelah diencerkan.
Kestabilan emulsi minuman ditentukan terutama oleh pemilihan bahan pengemulsi dan
weighting agent yang pas dan bermutu baik, yang diformulasi secara seimbang, diproduksi
dengan peralatan dan kondisi proses yang tepat, serta diaplikasikan dengan benar. Sejak
pelarangan/pembatasan penggunaan BVO, semakin sulit untuk menghasilkan emulsi
minuman yang stabil, khususnya untuk aplikasi pada sirup. Tanpa BVO, formulasi yang

3. tepat saja tidak memadai, sehingga dibutuhkan proses pembuatan yang lebih seksama
dengan kontrol yang lebih ketat untuk menghasilkan emulsi minuman bermutu baik.
Salah satu parameter terpenting yang menentukan mutu/kestabilan suatu emulsi adalah
distribusi ukuran partikel minyak. Distribusi ukuran partikel ini sangat ditentukan oleh
kehandalan homogenizer yang dipakai serta kontrol terhadap kondisi proses yang diterap-
kan. Untuk emulsi minuman, tergantung pada komposisi emulsi itu sendiri dan jenis
aplikasinya, diperlukan rataan ukuran partikel yang lebih kecil dari dua mikron, dan
semakin seragam (diagram distribusi semakin lancip) semakin baik. Ukuran partikel ini
secara visual bisa diamati dengan jelas melalui mikroskop fase kontras pada perbesaran
1000X atau lebih. Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang lebih akurat bisa digunakan
particle size analyzer, yang mampu memberikan diagram distribusi partikel lengkap
dengan perhitungan statistiknya.
Berikut ini adalah dua kondisi ketidakstabilan yang umum dijumpai dan menjadi masalah
dalam aplikasi emulsi minuman, yaitu:
(a) creaming/ringing, yaitu timbulnya lingkaran putih pada leher botol karena emulsi
yang terpisah dan mengambang ke permukaan, akibat formulasi dan/atau proses yang
kurang tepat, dan
(b) sedimentasi, yaitu adanya endapan putih di dasar botol karena emulsi yang terlalu
berat, akibat formulasi dengan kandungan weighting agent berlebihan.
Ketidakstabilan emulsi minuman dalam aplikasinya juga bisa dipicu oleh kandungan
cemaran yang tinggi, yang mungkin berasal dari komponen lain, seperti gula, air atau
bahan lain yang digunakan dalam pembuatan minuman tersebut.
APLIKASI
Pada banyak aplikasi, flavor yang sangat populer adalah jenis sitrus (jeruk, lemon, limau,
dan sebagainya). Flavor sitrus ini terutama berbasis minyak atsiri yang tidak larut dalam
air. Salah satu cara untuk membuat flavor jenis ini bisa diaplikasikan dalam produk-
produk minuman adalah dengan mengubah minyak tersebut menjadi emulsi minuman
yang mampu terdispersi dalam air.
Emulsi minuman pada umumnya keruh. Kekeruhan ini tidak lain daripada butiran-
butiran minyak tersuspensi yang menyebarkan cahaya sehingga menciptakan efek keruh.
Oleh sebab itu, selain berfungsi sebagai pembawa flavor sebagaimana disebutkan di atas,
emulsi minuman juga bersifat memberikan kekeruhan pada produk minuman. Efek keruh
ini pada beberapa formulasi minuman tertentu dibutuhkan untuk memperbaiki
penampakan minuman sehingga berkesan lebih alami.
Menilik fungsinya tersebut, emulsi minuman dikelompokkan menjadi dua, yaitu emulsi
minuman berflavor dan emulsi minuman netral. Emulsi minuman berflavor selain
memberikan kekeruhan pada minuman, juga memberikan flavor, dan ada kalanya warna.

4. Sedangkan emulsi minuman netral semata-mata memberikan kekeruhan pada minuman,
tanpa sumbangan flavor yang berarti. Kedua kelompok ini dibedakan oleh jenis kandung-
an minyaknya. Emulsi minuman berflavor dibuat dari minyak flavor, terutama minyak
sitrus. Sementara emulsi minuman netral dibuat dari minyak sayur, trigliserida rantai
sedang ataupun terpena.
Emulsi minuman ini dipergunakan dalam pembuatan minuman siap-santap atau sirup,
baik yang mengandung maupun yang tidak mengandung sari buah. Perlu diperhatikan di
sini, bahwa emulsi minuman biasanya dikembangkan untuk tujuan aplikasi tertentu,
sehingga belum tentu cocok digunakan untuk semua aplikasi (emulsi minuman yang
cocok untuk minuman siap-santap belum tentu cocok untuk sirup). Hal ini disebabkan
oleh tingkat kandungan gula (ditunjukkan oleh °Brix), yang merupakan faktor penting
dalam kaitan dengan kestabilian emulsi dalam aplikasinya. Kandungan gula minuman
siap-santap (5-15 °Brix) sangat berbeda dengan kandungan gula sirup (25-45 °Brix).
Emulsi minuman berflavor yang ditambahkan pada produk-produk minuman yang
mengandung sari buah bisa meningkatkan/memperkuat kontribusi rasa dari sari buah
yang digunakan, serta memperbaiki penampakan produk. Sedangkan penggunaan emulsi
minuman netral biasanya dipadukan dengan pemakaian flavor-flavor yang larut air pada
produk-produk minuman yang membutuhkan penampakan keruh.
BEBERAPA PERTIMBANGAN
Berikut ini adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan/dipertimbangkan di dalam
penggunaan dan penanganan suatu produk emulsi minuman.
Aspek legal. Emulsi minuman mengandung bahan pengemulsi, pengawet, pewarna,
weighting agent dan antioksidan yang tergolong bahan tambahan makanan yang peng-
gunaannya diatur atau dibatasi. Oleh sebab itu, sebelum menjatuhkan pilihan terhadap
suatu emulsi minuman, harus diperiksa dengan seksama regulasi pangan yang berlaku di
negara tujuan produk minuman akan dipasarkan. Sebagai contoh, weighting agent;
beberapa negara mengizinkan penggunaan gum/resin, sementara negara-negara lain
hanya mengizinkan SAIB. Untuk Indonesia, hal tersebut diatur dalam Peraturan Menteri
Kesehatan RI No. 72/MENKES/PER/IX/88 tentang Bahan Tambahan Makanan, yang antara
lain mencantumkan larangan penggunaan BVO.
Penyimpanan. Melihat komposisinya, emulsi minuman merupakan media yang sangat
baik untuk pertumbuhan mikroorganisme, sehingga biasanya diberi bahan pengawet
untuk memperpanjang umur simpannya. Di samping itu, emulsi minuman adalah suatu
sistem yang dinamis; jadi kalau kondisi penyimpanannya tidak dijaga optimum, akan
lebih cepat mengalami proses kearah pecah kembali menjadi fase air dan fase minyak.
Itulah sebabnya emulsi minuman dianjurkan untuk disimpan di tempat kering pada suhu
10-20 °C dalam wadah asli yang masih tersegel. Pada kondisi ini, umur simpannya bisa
mencapai hingga sedikitnya enam bulan. Kebersihan dalam penanganannya pun sebaik-

5. nya diawasi dengan ketat untuk mencegah terjadinya kontaminasi silang, terutama jika
emulsi minuman dalam satu wadah tidak dihabiskan sekali pakai.
Prosedur pemakaian/aplikasi. Untuk memastikan homogenitasnya, dianjurkan agar
emulsi minuman khususnya yang sudah tersimpan lama dikocok dengan seksama
sebelum dikeluarkan dari wadahnya. Selanjutnya, perlu dihindari terjadinya temperature-
shock dan concentration-shock, yang mungkin menyebabkan struktur emulsi pecah. Untuk
mencegah temperature-shock, usahakan agar perbedaan suhu antara emulsi minuman dan
minuman/sirup tidak terlampau besar pada waktu pencampuran. Concentration-shock
mungkin terjadi ketika konsentrat emulsi minuman dicampurkan kedalam minuman/
sirup, maka dianjurkan untuk terlebih dulu mengencerkannya dengan air paling sedikit
1:1, meskipun mungkin hal ini tidak selalu diperlukan, agar risiko terjadinya kerusakan
produk bisa diminimalkan. Selain itu, proses pengadukan dan transfer produk minuman
akhir juga tidak boleh dilakukan terlalu kencang/cepat karena bisa menimbulkan busa
berlebihan, yang juga mungkin berefek negatif terhadap kestabilan emulsi.
Referensi
C.T. Tan, Beverage Emulsion, di dalam Food Emulsion (K. Larsson & S.E. Friberg, eds.),
Marcel Dekker, Inc., New York and Basel, 1990.
Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 72/MENKES/PER/IX/88 tentang Bahan
Tambahan Makanan, DitJen POM DepKes, Jakarta, 1989/1990. concentration-shock