Successfully reported this slideshow.
KAJIAN MENGENAI PRINSIP-PRINSIP DASAR  TEKNOLOGI EKSTRUSI UNTUK BAHAN MAKANANDAN BEBERAPA APLIKASINYA PADA HASIL PERIKANAN...
LEMBAR PENGESAHANJudul                  :      Kajian Mengenai Prinsip Dasar Teknologi                              Ekstru...
KATA PENGANTAR       Puji dan syukur kami panjatkan kehadiran Allah SWT, atas berkat rahmatdan karunia-Nya, sehingga penul...
DAFTAR ISI                                                                                               HalamanKATA PENGA...
DAFTAR TABEL                                                                                             HalamanTabel 2.1 ...
DAFTAR GAMBAR                                                                                                 HalamanGamba...
I                                      PENDAHULUAN         Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu dan teknologi pada bi...
2yang berbeda pada ekstruder yang sedang digunakan. Tambah lagi hanyabeberapa laboratorium saja yang dapat melakukan penei...
3hidangan utama, ikan juga dapat dikonsumsi dalam beragam produk diversifikasisalah satunya ialah produk-produk makanan ri...
IIPRINSIP DASAR TEKNOLOGI EKSTRUSI UNTUK BAHANMAKANAN DAN APLIKASINYA PADA HASIL PERIKANAN2.1    Sejarah Ekstrusi       Te...
5Prinsip ekstrusi telah diterapkan dalam industri makanan sejak tahun 1930anuntuk pembuatan pasta. Pada tahun-tahun beriku...
6Gambar 2.2 Istilah-istilah Umum pada DieSumber : Holmes, 2007.       Formulasi bahan yang digunakan dapat menjadikan prod...
7spesifikasi mesin ekstruder yang digunakan (Nowjee,2004). Dewasa ini telahtersedia banyak jenis ekstruder yang mampu meng...
8proses pengolahan makanan lainnya, dalam arti bahan-bahan tersebut memilikikualitas yang baik sebagai bahan makanan dan b...
9yang terdapat dalam fase terdispersi dan membantu        dalam menahan prosespelepasan gas ketika tahap pengembangan terj...
10juga dapat digunakan pada saat pra kondisi pati untuk memperbaiki flavor danwarna dari produk (Prepared Foods, 1993).2.2...
11ada produk yang dihasilkan dari ekstruder karena bahan ikut berputar bersama ulirtanpa terdorong ke depan. Untuk menghas...
12                  Gambar 2.3 Zona Pada Ekstruder Ulir Tunggal                    Sumber : van Zuilichem, et. al. dalam J...
13geometris ulir sangatlah penting untuk diperhatikan karena bentuk ulir ini dapatmenyebabkan peningkatan tekanan pada rua...
14intermeshing. Semua perbedaan jenis ulir dan arah putarannya tersebut akanmenghasilkan karakteristik aliran, mekanisme g...
15Gambar 2.6 Dua Ulir Paralel Pada Ekstruder Ulir GandaSumber : van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982.       Ekstruder ...
16    produk pecah tidak beraturan ketika melalui die. Hal ini akan    mengakibatkan produk yang masih belum matang dan be...
17       dapat dihasilkan oleh ekstruder ulir tunggal dapat pula dihasilkan oleh       TSE, tetapi tidak sebaliknya. TSE d...
18      Beberapa ekstruder yang telah tersedia saat ini sudah bisa menghasilkan      lebih dari 16 ton produk jadi per jam...
19digunakan di industri pengolahan pangan. Alat ini merupakan suatu reaktorbiologis yang berkecepatan tinggi dengan melaku...
20bahan akan mengakibatkan kondisi ekstrusi yang sukar diprediksi, akibatnyaproduk ekstrusi yang dihasilkan juga menjadi t...
21pada tahap post extrusion diantaranya ialah mesin untuk menarik dan memotongekstrudat, mesin pemberi warna pada produk a...
22       Jika ditinjau dari mesin ekstrudernya maka, terdapat tahapan proses yangterjadi pada bagian-bagian tertentu pada ...
23sangat banyak (books). Pada prinsip kerja twin screw extruder juga terdapat tigazona pengolahan.       Pertama, zona pem...
24memperoleh bentuk sesuai bentuk die. Hasilnya berupa pellet padat denganbentuk yang beragam3 (Clextral, 2007).         ....
25mempertahankan flavor dan pembentukan produk pada lubang keluar ekstruder(die).         Proses pada suhu yang lebih rend...
26memanfaatkan energi panas lebih banyak dari energi mekanis untuk mengubahprotein menjadi berbentuk serat. Para penghasil...
27mensubtitusi daging dalam pembuatan sosis, daging giling, hamburger, dagingayam cincang, daging iris, dll. (Hudaya, 1999...
28atau tanpa melalui proses penggorengan. Untuk menghasilkan produk ini danmemasarkannya secara luas, maka terdapat bebera...
29makanan siap saji dancampuran minuman siap saji, pati yang dimodifikasi sebagaibahan fungsional, makanan hewan peliharaa...
30dengan menggunakan pengering khusus. Contoh produk akhir yang dihasilkandiantaranya ialah pengembang roti, thickening ag...
31Beberapa faktor tersebut diantaranya ialah formulasi bahan yang digunakan, suhuproses ekstrusi, kecepatan ulir (screw), ...
32          Tahap pengembangan (puffing) dalam proses ekstrusi merupakanfenomena yang kompleks yang terjadi pada pemasakan...
33       Waktu pengolahan bahan di dalam ekstruder umumnya sangat singkattetapi hal ini tergantung dari jenis produk apa y...
34mengembangnya berkurang. Formulasi ini akan menghasilkan makanan ringandengan kerenyahan yang meningkat dan tekstur yang...
35       Smith (1974) dalam Ang et. al.,(1984) menyatakan bahwa ekstrusi adalahproses yang memiliki potensi yang besar dal...
362.5    Ekstrusi Pada Hasil Perikanan       Banyak sekali jenis ikan, baik itu ikan air tawar ataupun air laut, yangdapat...
37fenilalanin dan tirosin tetapi mengandung glutamat dan lisin dalam jumlah yangcukup tinggi. Menurut hasil perhitungan st...
38disuntik oleh bahan tambahan yang berfungsi menghambat kerja enzim tetapimuncul masalah dalam penyebaran dan kemampuan d...
39•   Adonan dimasukkan ke dalam ekstruder. Bahan mentah dimasukkan ke    dalam suatu barrel (silinder tempat bahan diolah...
40    Aktifitas air yang meningkat akan meningkatkan juga proses denaturasi    protein enzim. Dengan adanya kelebihan kand...
41    terletak sebelum zona reaksi utama mempunyai fungsi utama sebagai    pengantar campuran bahan ke zona reaksi utama d...
42       seperti bumbu, pewarna, nutrisi dan anti oksidan untuk memperbaiki       flavor, warna, gizi dan umur simpan dapa...
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”

12,022 views

Published on

Published in: Education
  • Be the first to comment

INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)”

  1. 1. KAJIAN MENGENAI PRINSIP-PRINSIP DASAR TEKNOLOGI EKSTRUSI UNTUK BAHAN MAKANANDAN BEBERAPA APLIKASINYA PADA HASIL PERIKANAN MAKALAH Oleh : RUSKY INTAN PRATAMA NIP. 132 317 118 FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR 2007
  2. 2. LEMBAR PENGESAHANJudul : Kajian Mengenai Prinsip Dasar Teknologi Ekstrusi Untuk Bahan Makanan dan Beberapa Aplikasinya Pada Hasil PerikananNama Pegawai : Rusky Intan Pratama, STPNomor Induk Pegawai : 132 317 118Instansi : Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK) Universitas Padjadjaran Mengesahkan : Kepala Laboratorium Teknologi Industri Hasil Perikanan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Padjadjaran Evi Liviawaty, Ir., M.Si. NIP. 131 760 488
  3. 3. KATA PENGANTAR Puji dan syukur kami panjatkan kehadiran Allah SWT, atas berkat rahmatdan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tulisan karya ilmiahberupa makalah yang berjudul “Kajian Mengenai Prinsip Dasar TeknologiEkstrusi Untuk Bahan Makanan dan Beberapa Aplikasinya Pada HasilPerikanan”. Makalah ini bertujuan untuk memberikan pengetahuan mengenaiteknologi ekstrusi dalam teknologi pengolahan bahan makanan pada umumnyadan teknologi hasil perikanan pada khususnya serta sebagai salah satu syaratuntuk memenuhi pelaksanaan Tri Darma Perguruan Tinggi. Metode penulisan makalah ini menggunakan metode penulisan deskriptif,yang dilakukan dengan kajian pustaka berupa penelusuran, pengumpulan dantelaah pustaka yang berhubungan dengan masalah yang dikaji dari berbagaisumber data dan informasi. Penulis menyadari masih banyak terdapat kekurangandalam penulisan makalah ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yangdapat membuat makalah ini menjadi lebih baik. Semoga makalah ini dapatbermanfaat bagi pengembangan ilmu di bidang teknologi hasil perikanan danmeningkatkan kualitas proses pembelajaran mahasiswa dalam bidang tersebut. Bandung, Agustus 2007 Penulis i
  4. 4. DAFTAR ISI HalamanKATA PENGANTAR............................................................... iDAFTAR ISI.............................................................................. iiDAFTAR TABEL...................................................................... iiiDAFTAR GAMBAR................................................................. ivI. PENDAHULUAN.......................................................... 1II. PRINSIP DASAR TEKNOLOGI EKSTRUSI UNTUK BAHAN MAKANAN DAN APLIKASINYA PADA HASIL PERIKANAN........................................ 4 2.1 Sejarah Ekstrusi................................................. 4 2.2 Unsur-unsur Pengolahan Makanan dengan Ekstrusi ............................................................. 7 2.2.1 Bahan yang akan diolah........................ 7 2.2.2 Mesin ekstrusi......................................... 10 2.2.3 Proses Ekstrusi....................................... 19 2.2.4 Produk hasil Ekstrusi........................... 27 2.3 Pengaruh Pemasakan dengan Ekstrusi pada Produk ................................................................ 30 2.4 Keuntungan Pengolahan Makanan dengan Ekstrusi................................................................ 34 2.5 Ekstrusi Hasil Perikanan................................... 36III. KESIMPULAN................................................................ 44DAFTAR PUSTAKA................................................................... 46 ii
  5. 5. DAFTAR TABEL HalamanTabel 2.1 Klasifikasi Secara Umum Bahan Mentah yang Digunakan pada Proses Ekstrusi..................................... 8Tabel 2.2 Perbedaan Utama Antara Ekstruder Ulir Tunggal dan Ulir Ganda.................................................................. 13 iii
  6. 6. DAFTAR GAMBAR HalamanGambar 2.1 Contoh Dua Tipe Die yang Digunakan Pada Ekstruder....................................................................... 5Gambar 2.2 Istilah-istilah Umum pada Die...................................... 6Gambar 2.3 Zona Pada Ekstruder Ulir Tunggal............................... 12Gambar 2.4 Contoh Kerapatan Ulir Intermeshing, Counter Rotating......................................................................... 14Gambar 2.5 Tipe-tipe Ulir................................................................. 14Gambar 2.6 Dua Ulir Paralel Pada Ekstruder Ulir Ganda................. 15Gambar 2.7 Bagian-bagian Proses Pengolahan pada Ekstruder Secara Umum................................................................. 24Gambar 2.8 Proses Pembentukan Gelembung Pada Produk Ekstrusi Puffed (Mengembang)..................................... 32Gambar 2.9 Bagian-Bagian dari Ekstruder yang Digunakan untuk Inaktifasi Enzim Protease.................................... 42 iv
  7. 7. I PENDAHULUAN Seiring dengan pesatnya perkembangan ilmu dan teknologi pada bidangpengolahan makanan juga sebagai jawaban dari tuntutan masyarakat luas akantersedianya produk makanan yang mudah disajikan, aman, bergizi, memilikikarakteristik organoleptik yang menarik serta terjangkau, maka teknologi ekstrusisemakin berkembang dan diminati oleh kalangan pengolah makanan. Teknologiekstrusi bukanlah teknologi yang baru tetapi telah lama ditemukan dan terusberkembang hingga saat ini. Pada awalnya prinsip ekstrusi ini banyak digunakanuntuk keperluan-keperluan yang berkaitan dengan industri logam, polimer, plastikdan produk makanan pasta, namun karena prinsipnya yang sama, maka dapat puladiterapkan pada proses pengolahan produk-produk makanan secara luas.Berkembangnya teknologi ekstrusi pada bidang pengolahan produk makanan jugaternyata dikarenakan banyaknya keuntungan-keuntungan yang diperoleh denganmenggunakan teknologi ini. Teknologi ekstrusi memungkinkan kita untukmelakukan serangkaian proses pengolahan seperti mencampur, menggiling,memasak, mendinginkan, mengeringkan dan mencetak dalam satu rangkaianproses saja. Belum lagi produk makanan yang dihasilkan oleh teknologi ini sangatberagam. Hingga saat ini perubahan-perubahan dasar yang terjadi selama prosesekstrusi, hubungan antara rancangan mesin, parameter-parameter proses dankarakteristik produk dalam ekstrusi masih sedikit dimengerti. Walaupunteknologinya berkembang pesat namun masih sedikit penelitian-penelitian yangdilakukan untuk mepelajari teknologi ekstrusi ini, terutama penelitian tentangekstrusi dengan menggunakan ekstruder ulir1 ganda. Hal ini diantaranyadisebabkan oleh sulitnya prosedur-prosedur pengujian dan dibutuhkan alat yangcanggih juga biaya yang besar untuk mengukur secara tepat faktor-faktor sepertisuhu, tekanan, viskositas dan waktu yang dihabiskan bahan di beberapa bagian1 Bagian ulir (screw) dari ekstruder merupakan bagian yang sangat penting dalam menentukan jenis dankarakteristik produk yang dihasilkan. Berbagai macam ekstruder akan berbeda dalam bentuk ulirnya, tingkatkecepatan putarannya, tingkat panas yang digunakan dan ukuran die-nya, tergantung dari kebutuhan pengolahdan perusahaan yang membuat ekstruder tersebut 1
  8. 8. 2yang berbeda pada ekstruder yang sedang digunakan. Tambah lagi hanyabeberapa laboratorium saja yang dapat melakukan peneitian-penelitian ataupengukuran-pengukuran tersebut (van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982). Mesin ekstrusi atau biasa disebut ekstruder merupakan alat yang cukupsederhana namun memiliki keunikan tersendiri. Prinsip dasar kerja alat ini ialahmemasukkan bahan-bahan mentah yang akan diolah kemudian didorong keluarmelalui suatu lubang cetakan (die2) dalam bentuk yang diinginkan. Bila kitadahulu mengenal alat ekstrusi sistem ulir yang disebut ekstruder berulir tunggal(Single Screw Extruder/SSE) maka akhir-akhir ini telah dikembangkan ekstruderdengan ulir ganda (Twin Screw Extruder/TSE) yang memiliki banyak keunggulandibandingkan dengan pendahulunya. Saat ini, banyak sekali jenis produk makanan yang diolah denganteknologi ekstrusi, contohnya produk-produk pasta dan sejenisnya, sereal siapmakan, snack, makanan hewan, produk kembang gula, pati yang dimodifikasiuntuk produksi sup, makanan bayi, makanan instan, minuman ringan dan TVP(Texturized Vegetable Protein). Luasnya aplikasi teknologi ekstrusi ini menantangkita untuk lebih memahami prinsip kerja dan cara penggunaannya. Masyarakatluas kini semakin membutuhkan produk-produk makanan yang bergizi tinggi danterjangkau. Selain dari makanan utama, gizi juga dapat diperoleh dari makananpenunjang atau makanan-makanan ringan yang bersifat selingan. Kebanyakanmakanan-makanan ringan yang tersedia saat ini ialah makanan sintetik denganberbagai kandungan bahan kimia yang kadang-kadang membahayakan karenadigunakan secara tidak bijaksana dan semata-mata hanya mengejar keuntungan. Salah satu komoditi yang telah dikenal oleh masyarakat dalammenghasilkan makanan yang sehat dan terjangkau ialah komoditi hasil perikanan.Indonesia memiliki potensi hasil perikanan yang sangat besar tetapi banyak sekalidaerah-daerah di Indonesia yang kebutuhan minimal gizinya, terutama dalam halini kebutuhan protein minimalnya belum terpenuhi, karena konsumsi perkapitaikan masih tergolong rendah. Selain dapat dikonsumsi dalam bentuk utuh sebagai2 Die berbentuk piringan atau silinder dengan lubang-lubang cetakan yang terletak pada bagian akhirekstruder dan berfungsi sebagai pembentuk atau pencetak bahan/adonan setelah diolah di dalam ekstruder.Fungsi, bentuk dan jumlah lubang dari die ini bervariasi tergantung dari perusahaan mana yang membuat danmenyediakan ekstruder tersebut.
  9. 9. 3hidangan utama, ikan juga dapat dikonsumsi dalam beragam produk diversifikasisalah satunya ialah produk-produk makanan ringan. Makanan ringan (snack), sereal, makanan bayi, roti, bubuk minuman ataumakanan siap saji merupakan produk ekstrusi yang telah dikenal luas dan relatifterjangkau. Produk-produk olahan tersebut dan berbagai macam produk olahanlainnya yang dapat dihasilkan oleh proses ekstrusi, merupakan produk makananyang sangat menjanjikan untuk memenuhi kebutuhan protein masyarakat. Daerah-daerah dengan permasalahan gizi, baik itu dikarenakan alasan ekonomi ataulangkanya bahan baku, sangat potensial untuk distribusi makanan denganteknologi ekstrusi yang bergizi tinggi dan terjangkau. Fakta bahwa supermarket,toko, hingga warung-warung kecil menjual beragam produk ekstrusi danperusahaan-perusahaan mengeluarkan banyak uang untuk mengiklankan produkjenis ini menyebabkan semakin dibutuhkannya pengolahan makanan produkekstrusi dengan formulasi yang lebih seimbang dan kandungan protein yang lebihtinggi. Produk ekstrusi memungkinkan kita untuk memproduksi suatu produkmakanan dengan jumlah besar, terjangkau dan cukup mudah untuk melakukanpengolahan lebih lanjut seperti diversifikasi dan fortifikasi dengan menggunakanbahan-bahan yang diperoleh dari hasil perikanan. Produk-produk ekstrusi pada hasil perikanan masih sangat sedikit sekaliditeliti dan dipelajari pengaruh-pengaruhnya. Selain memiliki kandungan proteindan asam lemak tidak jenuh yang tinggi, komoditi perikanan di Indonesia sangatmelimpah kekayaan jenis ikannya dan jumlah hasil tangkapannya cukup besarsehingga berpotensi untuk diolah menjadi produk ekstrusi yang mengandungkualitas gizi yang baik. Ekstruder terkenal dengan prosesnya yang mampumeminimalkan kerusakan pada zat-zat gizi termasuk menjaga kualitas proteinbahan (Ang et.al., 1984). Sehingga pengembangan produk hasil perikanan melaluiteknologi ekstrusi menjadi produk makanan yang kaya gizi dan terjangkau sangatpenting untuk dikaji.
  10. 10. IIPRINSIP DASAR TEKNOLOGI EKSTRUSI UNTUK BAHANMAKANAN DAN APLIKASINYA PADA HASIL PERIKANAN2.1 Sejarah Ekstrusi Teknologi ekstrusi merupakan teknologi yang cukup tua. Pada tahun 1797di Inggris, Joseph Bramah menciptakan mesin untuk membuat pipa tanpasambungan yang diperkirakan sebagai mesin ekstrusi pertama. Tidak lamakemudian produk-produk lain seperti sabun, macaroni, dan bahan-bahanbangunan diproses menggunakan mesin yang sama. Pada mesin ini untukmenggiling dan mencampur bahan digunakan piston yang dioperasikan olehtangan. Karena keterbatasan proses yang dilakukan ekstruder terdahulu makaekstruder yang menggunakan ulir (screw) diciptakan untuk kebutuhan industrikabel. Konsep awal yang diketahui mengenai ekstruder ulir tunggal ditemukan ditahun 1873 pada suatu gambar rancangan milik Phoenix Gummiwerke A.G.Sementara ekstruder ulir ganda yang pertama dikembangkan pada tahun 1869oleh Follows dan Bates di Inggris untuk keperluan industri sosis. Sejak saat itupenggunaan ekstruder bagi pengolahan semakin meningkat (Janssen, 1978). Ekstruder memiliki banyak jenis ukuran, bentuk dan metodepengoperasian. Ada ekstruder yang dioperasikan secara hidraulik dimana padaekstruder ini piston berperan untuk mendorong adonan melalui lubang pencetak(die) yang terletak pada ujung ekstruder. Terdapat pula ekstruder tipe roda,dimana bahan didorong keluar atas hasil kerja dua roda yang saling berputar.Kemudian yang telah banyak dikenal saat ini ialah ekstruder tipe ulir (screw)dimana putaran ulir akan memompa bahan keluar melalui die. Ekstruderdigunakan pada pengolahan bahan makanan karena ekstruder mampumenghasilkan energi mekanis yang digunakan untuk proses pemasakan bahan.Ekstruder mendorong bahan/adonan dengan cara memompanya melalui sebuahlubang dengan bentuk tertentu. Ekstruder mampu melakukan proses pencampurandengan baik yang bertujuan agar bahan homogen dan terdispersi dengan baik(Frame, 1994). Prinsip ekstrusi dalam pengolahan makanan yang menggabungkan prosespendorongan bahan, pencampuran dan pembentukan bukanlah hal yang baru. 4
  11. 11. 5Prinsip ekstrusi telah diterapkan dalam industri makanan sejak tahun 1930anuntuk pembuatan pasta. Pada tahun-tahun berikutnya diterapkan pada industrikembang gula, industri roti dan kue, terutama pada proses frosting kue. Padatahun 1950, kemudian digunakan juga untuk produksi sereal, campuran minyakbiji-bijian untuk industri pakan. Proses-proses pengolahan tersebut merupakanteknologi ekstrusi pada generasi pertama. Pada tahun 1960an teknologi inidigunakan untuk mengubah ikatan silang dan mengikat biopolimer untukmembuat protein nabati bertekstur. Terobosan ini menyediakan pengetahuandasar bagi ekstrusi HTST (High Temperature Short Time) modern yangmemungkinkan diciptakannya produk-produk baru pada industri makanan. Prinsippenerapannya pada industri makanan umumnya berdasarkan pada gelatinisasi pati,pembentukan kompleks lemak-pati, denaturasi dan teksturisasi protein,pengikatan, reaksi kimia dan biokimia, pengaruh tekanan/penggilingan danpengembangan (Linko, et. al. dalam Jowitt, 1982). Dewasa ini ekstrusi telahberkembang penerapannya untuk beragam produk yang perludimasak/dimatangkan. Salah satu kunci dalam beranekaragamnya hasil produkekstrusi terletak pada bagian die-nya, dimana dari sinilah bahan akan didorongkeluar. Fungsi die dalam pembuatan produksi pasta telah meningkatkankeragaman penggunaannya dalam menghasilkan produk dengan berbagai macambentuk, kandungan air dan konsistensi (Holmes, 2007).Gambar 2.1 Contoh Dua Tipe Die yang Digunakan Pada EkstruderSumber : Holmes, 2007.
  12. 12. 6Gambar 2.2 Istilah-istilah Umum pada DieSumber : Holmes, 2007. Formulasi bahan yang digunakan dapat menjadikan produk akhir berbedahasilnya. Beragam jenis biji-bijian dan umbi-umbian seperti jagung dan kentang,dapat digunakan sebagai bahan baku pada proses ekstrusi. Bahan-bahan tersebutdapat menghasilkan produk akhir yang ringan dan renyah. Dengan tersedianyaberanekaragam bahan, maka lahirlah produk ekstrusi generasi kedua yangmemiliki kemampuan untuk mengembang dengan beragam bentuk. Produkgenerasi ketiga dari proses ekstrusi dihasilkan dari campuran berbagai macamformulasi bahan, yang pada umumnya berbahan dasar pati. Untuk mendapatkankandungan air yang dikehendaki, maka produk dilewatkan pada suatu alatpengering. Setelah itu tersedia teknologi untuk melakukan proses ko-ekstrusi (co-extrusion). Proses ini memungkinkan pembentukan produk yang memilikiselubung luar dari suatu bahan dan mengisinya dengan bahan lain yang dilakukanhanya dalam satu proses saja. Sebagai hasilnya dapat diperoleh makanan ringandengan lapisan luar yang renyah dan lapisan dalam yang lembut. Teknik ekstrusi dengan menggunakan ulir (screw) merupakan teknik yangpaling sering digunakan secara luas. Tujuannya ialah untuk merubah polimerbahan mentah dalam bentuk tepung atau pelet melalui serangkaian kombinasiproses seperti pencampuran, penggilingan, pembentukan dan proses pencetakanmenjadi bahan jadi atau bahan setengah jadi. Bentuk dan tekstur produk yangdihasilkan hanya dapat diperoleh melalui proses ekstrusi. Bentuk, ukuran, jenisdan jumlah bahan mentah yang ditambahkan ke dalam ekstruder tergantung dari
  13. 13. 7spesifikasi mesin ekstruder yang digunakan (Nowjee,2004). Dewasa ini telahtersedia banyak jenis ekstruder yang mampu mengolah bahan mentah denganbentuk yang masih kasar, berukuran cukup besar (flake, irisan, potongan,cincangan, dll.)dan mengandung kadar air yang tinggi dalam jumlah yang besar.2.2 Unsur-unsur Pengolahan Makanan dengan Ekstrusi2.2.1 Bahan Makanan Yang Akan Diolah Pengawasan yang baik terhadap kualitas dan spesifikasi bahan mentahsesuai standar tertentu, merupakan hal yang sangat penting untuk dilakukan. Halini bertujuan untuk menjamin kualitas produk yang dihasilkan tetap seragam.Suatu sistem pengawasan yang tepat perlu dilaksanakan untuk menghasilkankontrol kualitas produk yang sesuai dengan harapan (Schaaf Technologie GmbH,2007). Ekstrusi dapat digunakan untuk proses pemasakan tepung mentah menjaditepung masak ataupun produk setengah jadi yang siap menjadi bahan dasar untukindustri pengolahan selanjutnya. Ekstruder yang telah lama dikenal untukmelakukan proses ini ialah ekstruder tipe Brady Cooker. Bahan yang digunakanpada alat ekstrusi ini biasanya memiliki kandungan air yang rendah dan produkakhir yang dihasilkan dengan alat ini tidak selalu matang sempurna dan seringkaliharus digiling lebih lanjut untuk mencapai keseragaman ukuran partikel yangdiinginkan. Ekstruder ini banyak digunakan untuk pembuatan konsentrat danbanyak membantu program perbaikan gizi masyarakat. Bila produk akhir yang diinginkan berbentuk produk yang mengembangmaka digunakan ekstruder yang dapat mengolah bahan pada kadar air sedang.Produk akhir yang dihasilkan hampir selalu mencapai tingkat matang sempurna.Produk ekstrusi menjadi renyah karena terbentuknya rongga-rongga berupagelembung gas di dalamya sehingga menghasilkan dinding-dinding gelembungyang tipis dan rapuh. Kerenyahan akan hilang jika produk menyerap air dantekstur melembek. Dengan menyerap air maka dinding gelembung tidak lagi kakutetapi lentur dan lembek serta mudah hancur (Hudaya, 1999). Bahan-bahan yang digunakan pada proses ekstrusi untuk pengolahanmakanan pada umumnya sama saja dengan bahan-bahan yang digunakan pada
  14. 14. 8proses pengolahan makanan lainnya, dalam arti bahan-bahan tersebut memilikikualitas yang baik sebagai bahan makanan dan bila akan ditambahkan bahan-bahan tambahan lainnya maka harus digunakan bahan-bahan yang diizinkan danmemenuhi kemurnian yang dibutuhkan. Tetapi perlu diperhatikan juga, bahwasemua jenis bahan yang akan ditambahkan dalam proses pengolahan akanmemiliki kecenderungan untuk ikut memodifikasi proses dan mempengaruhiproduk akhir yang diolah. Pengelompokan bahan yang digunakan dalam prosespengolahan ekstrusi untuk bahan makanan pada umumnya disajikan pada tabel 2.1Tabel 2.1 Klasifikasi Secara Umum Bahan Mentah yang Digunakan pada Proses EkstrusiNo. Deskripsi Bahan Mentah1. Bahan-bahan pembentuk Biji-bijian, kentang dan turunannya, struktur protein nabati, gluten dan bahan-bahan lain yang hampir sama2. Bahan-bahan sebagai fase Berbagai macam protein, ekstrak, serat, terdispersi selulosa3. Bahan Pengental Air, minyak, emulsifier4. Bahan Pengembang Baking powder dan bahan pengembang lainnya5. Bahan Penambah flavor Garam, gula, bumbu-bumbu, flavor tambahan6. Bahan Pewarna Susu bubuk, gula pereduksi, protein- protein, pewarna alami dan sintetikSumber: Frame, 1994 Proses ekstrusi menggunakan energi mekanis dan energi panas yang besardengan tekanan yang tinggi, hal ini akan mengakibatkan bahan-bahan yangberbentuk bubuk, butir dll., berubah menjadi lebih cair. Oleh karena itukarakteristik-karakteristik bahan seperti friksi permukaan, kekerasan, kepadatanpartikel menjadi penting untuk diperhatikan. Struktur dasar dari produk-produk yang diekstrusi diperoleh dengan caramengubah dan mengatur sifat-sifat biopolimer-biopolimer alami, seperti pati danprotein dari jenis tertentu. Biopolimer alami memainkan peran yang pentingdalam pembentukan struktur produk. Pada umumnya biopolimer ini berubahmenjadi polimer-polimer yang meleleh pada temperatur yang tinggi. Lelehan inimembentuk fase kontinyu yang akan mengikat semua partikel-partikel bahan lain
  15. 15. 9yang terdapat dalam fase terdispersi dan membantu dalam menahan prosespelepasan gas ketika tahap pengembangan terjadi, oleh karena itu strukturgelembung yang mengembang dapat terbentuk (Frame, 1994). Kunci dari keberhasilan pemilihan bahan untuk ekstrusi ialah denganmengetahui bagaimana tiap bahan-bahan tersebut bereaksi di bawah parameter-parameter pengolahan yang terjadi dalam proses ekstrusi. Salah satu faktor yangmenentukan pada produk ekstrusi yang mengembang (puffed) ialah kandunganamilosa dari bahan dasar yang digunakan, semakin tinggi kandungan amilosamaka akan menghasilkan proses pengembangan produk yang lebih buruk. Perubahan struktur pati pada proses ektrusi akan mempengaruhi tekstur,flavor dan mouthfeel dari produk akhir yang dihasilkan. Agar pati dapattergelatinisasi dengan baik maka ada baiknya sebelum bahan diekstrusi dilakukanperlakuan pendahuluan dulu pada pati yang akan digunakan. Pemberian air danpra kondisi merupakan dua metode yang akan membuat pati menyerap air yangdibutuhkan untuk melakukan gelatinisasi yang baik. Berbagai macam bahanseperti agar-agar dan garam dapat mempengaruhi proses gelatinisasi. Perkembangan terkini di bidang pra gelatinisasi ini ialah dengan caramemancarkan sinar infra merah pada tepung sebelum dilakukan ekstrusi. Prosesini akan memulai proses gelatinisasi dari bagian tengah bahan, hal ini akanmempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk terjadinya gelatinisasi selamaproses ekstrusi berlangsung. Keuntungan dengan melakukan proses ini ialahsemakin kuatnya flavor produk. Faktor lain yang berpengaruh dalam penentuan formulasi produkekstrusi ialah flavor dan bahan aditif yang dapat membantu memodifikasiformula. Para pengusaha saat ini telah mengembangkan flavor baru yang tahanpanas sehingga dapat ditambahkan pada bahan-bahan yang akan diekstrusi. Tanpatakut akan berkurang intensitasnya. Sementara itu untuk menghasilkan produkekstrusi yang baik dapat pula ditambahkan pati yang telah dimodifikasi yangberfungsi untuk membantu proses pengembangan produk pada produk ekstrusiyang mengembang. Emulsifier sering digunakan untuk memperbaiki karakteristikproduk. Emulsifier akan berikatan dengan molekul pati dan mempengaruhigelatinisasi, mengurangi viskositas dari adonan. Selain itu, beberapa jenis enzim
  16. 16. 10juga dapat digunakan pada saat pra kondisi pati untuk memperbaiki flavor danwarna dari produk (Prepared Foods, 1993).2.2.2 Mesin Ekstrusi (Ekstruder) Ekstruder yang biasanya tersedia di pasaran adalah dari jenis ekstruderulir tunggal (single screw extruder/SSE) dan ekstruder ulir ganda (twin screwextruder/TSE) yang dapat digunakan secara luas pada produksi bahan-bahanmakanan komersial. Model twin screw extruder (TSE) lebih sering dipilih olehperusahaan-perusahaan pengolah makanan. Model ini merupakan pilihan yangtepat untuk melakukan diversifikasi jenis-jenis makanan, dikarenakankemampuannya yang baik dalam mengatur daya tekan mekanis dan daya gilingefektif pada adonan di dalam selubung mesin ekstruder (barrel) (Baianu, 1992). Ekstruder tipe ulir biasanya dikelompokkan berdasarkan seberapa banyakenergi mekanis yang dapat dihasilkan. Sebagai contoh, ekstruder dengan energimekanis yang rendah dirancang untuk mencegah proses pemasakan pada adonanbahan. Ekstruder tipe ini biasanya digunakan pada pembuatan pretzel, pasta danbeberapa jenis makanan ringan dan sereal. Ekstruder dengan energi mekanistinggir dirancang untuk memberikan energi yang besar agar dapat diubah menjadipanas untuk mematangkan adonan bahan dan biasa digunakan dalam produksimakanan hewan, makanan ringan dengan bentuk mengembang dan sereal (Frame,1994). Dalam hal mekanisme penggerakkan bahan dalam ekstruder, terdapatperbedaan yang nyata antara ekstruder ulir tunggal dan ganda. Pada ekstruder ulirtunggal daya untuk menggerakkan bahan berasal dari pengaruh dua gesekan, yangpertama adalah gesekan yang diperoleh dari ulir dan bahan sedangkan yang keduaadalah gesekan antara dinding barrel ekstruder dan bahan. Ekstruder ulir tunggalmembutuhkan dinding barrel ekstruder untuk menghasilkan kemampuanmenggerakkan yang baik, maka dari itulah dinding selubung ekstruder padaekstruder ulir tunggal memainkan peran penting dalam menentukan rancanganekstruder (Linko, et. al. dalam Jowitt, 1982). SSE memiliki ulir yang berputar di dalam sebuah barrel. Jika bahan yangdiolah menempel pada ulir dan tergelincir dari permukaan barrel, maka tidak akan
  17. 17. 11ada produk yang dihasilkan dari ekstruder karena bahan ikut berputar bersama ulirtanpa terdorong ke depan. Untuk menghasilkan output produksi yang maksimalmaka bahan harus dapat bergerak dengan bebas pada permukaan ulir danmenempel sebanyak mungkin pada dinding. Pada umumnya zona operasi pada SSE (tergantung spesifikasi mesin)terbagi menjadi tiga bagian yaitu : Solid transport zone yang terletak di bawah hopper/feeder. Pada zona ini bahan digerakkan dalam bentuk bubuk atau granula. Berhubung output produk yang dihasilkan harus sama dengan input bahan yang dimasukkan maka perencanaan yang buruk pada zona ini akan membatasi output yang dihasilkan. Melting zone. Pada zona ini bahan padat akan dipanaskan Pump zone. Pada bagian pertama zona ini, tinggi saluran berkurang disebabkan oleh peningkatan diameter dari ulir. Pada zona ini bahan mengalami tekanan untuk mengurangi jumlah ruang-ruang kosong pada bahan. Pada bagian kedua zona ini yang disebut juga sebagai metering zone, bahan digerakkan dan dihomogenisasi lebih lanjut. Pada beberapa ekstruder peningkatan tekanan terjadi di zona ini.Kadang-kadang diperlukan beberapa zona tambahan selain tiga zona di atas,tetapi hal ini dilakukan sesuai dengan kebutuhan. Zona tambahan diperlukanuntuk menyediakan daya tekan tambahan untuk pengadonan, homogenisasi bahandan daerah dengan tekanan rendah untuk mengeluarkan udara dari bahan-bahanyang dipanaskan. Pada Pump zone dimana saluran ulir dipenuhi oleh adonan bahan terdapattiga jenis aliran yang dapat dibedakan : Drag flow disebabkan oleh pengaruh bersinggungannya bahan dengan barrel dan permukaan ulir. Pressure flow yang disebabkan oleh tekanan yang meningkat pada ujung ekstruder (die). Arah dari aliran ini berlawanan dengan arah drag flow. Leakage flow. Aliran melalui celah antara barrel dan gerigi ulir. (Janssen, 1978)
  18. 18. 12 Gambar 2.3 Zona Pada Ekstruder Ulir Tunggal Sumber : van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982. SSE mengandalkan pada drag flow untuk menggerakkan bahan dalambarrel dan menghasilkan tekanan pada die. Agar bahan terdorong maju makabahan tidak boleh ikut berputar dengan ulir. Sama saja seperti cara kerja sebuahsekrup dan mur, agar sekrup bergerak maju maka mur harus dalam keadaan diambukannya ikut bergerak dengan sekrup (Levine dan Miller dalam Heldman danLund, 2007). Hingga saat ini ekstruder ulir tunggal masih digunakan secara luas padabanyak jenis produksi pangan dan pakan. Alasan kenapa hingga sekarang orang-orang masih menggunakan ekstruder ulir tunggal ialah karena pada kala itu alatini merupakan satu-satunya alternatif untuk menggantikan metode pengolahankonvensional. Secara keseluruhan memang proses ekstruder tipe ini jauh lebihunggul dibanding metode pengolahan konvensional tetapi sekarang TSE yangjauh lebih maju dari segi teknologi mampu menawarkan banyak keuntungan bagipara pengolah. Bersamaan dengan semakin banyaknya perusahaan-perusahaanyang menyadari keuntungan-keuntungan yang ditawarkan maka mereka akanlebih cenderung untuk menggunakan TSE (Clextral, 2007). Pada ekstruder ulir ganda, dua ulir yang paralel ditempatkan dalam barrelberbentuk angka 8. Jarak ulir yang diatur dengan rapat akan mengakibatkan bahanbergerak di antara ulir dan barrel dalam sebuah ruang yang berbentuk C.Tujuannya ialah untuk mengatasi keterbatasan pada hasil kerja SSE sepertitergelincirnya bahan dari dinding barrel. Sebagai hasilnya bahan akan terhindardari aliran balik (negarif) ke arah bahan masuk tetapi digerakkan pada arah positifyaitu menuju die tempat bahan keluar. Pada ekstruder tipe ini gesekan padadinding barrel tidak terlalu penting untuk diperhatikan walaupun sebenarnya halini tergantung dari proses pengolahan apa yang dilakukan. Tetapi bentuk
  19. 19. 13geometris ulir sangatlah penting untuk diperhatikan karena bentuk ulir ini dapatmenyebabkan peningkatan tekanan pada ruang ekstruder yang akan menyebabkanaliran bahan dari satu ruang ke ruang yang lain baik ke arah negatif maupunpositif (Linko, et. al. dalam Jowitt, 1982).Tabel 2.2 Perbedaan Utama Antara Ekstruder Ulir Tunggal dan Ulir Ganda Perbedaan Ekstruder ulir tunggal Ekstruder ulir gandaMekanisme Friksi antara logam dan Penggerakkan bahan kepenggerakkan bahan bahan makanan arah positif (die)Penyedia energi utama Panas gerakan ulir Panas yang dipindahkan pada barrelKapasitas (Throughput Tergantung pada Tidak tergantung apapunkg/hour) kandungan air, lemak dan tekananPerkiraan energi yang 900 – 1500 kJ kg-1 400 – 600 kJ kg-1digunakan per kg produkDistribusi panas Perbedaan temperaturnya Perbedaan temperatur besar kecilBiaya keseluruhan Rendah TinggiKandungan air minimum 10% 8%Kandungan air 30% 95%maksimumSumber : van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982. Secara umum, ulir pada ekstruder ulir ganda dapat dibagi menjadi duakategori utama yaitu ulir intermeshing dan non-intermeshing. Pada ulir ekstrudertipe non-intermeshing, jarak antara poros ulir setidaknya sama dengan diameterluar ulir. Sedangkan pada ulir tipe intermeshing, jarak antar poros ulir lebih kecildaripada diameter luar ulir, atau permukaan ulir dimungkinkan dalam keadaansaling bersentuhan. Pada ulir tipe ini bahan yang tergelincir dari dinding barrelmenjadi tidak mungkin karena ulir intermeshing yang satu akan mencegah bahanpada ulir lain untuk berputar dengan bebas (Linko, et. al. dalam Jowitt, 1982). Selain dua kategori utama tersebut, terdapat juga beberapa jeniskonfigurasi ulir pada ekstruder ulir ganda berdasarkan arah putarannya. Yangpertama ialah intermeshing/non-intermeshing counter rotating, dimana pada tipeini arah putaran ulir saling berlawanan. Kedua ialah tipe intermeshing/non-intermeshing co-rotating, dimana arah putaran ulir sama. Selain itu ada jugakonfigurasi ulir self wiping dimana bentuk kedua ulirnya berbeda dengan ulir tipe
  20. 20. 14intermeshing. Semua perbedaan jenis ulir dan arah putarannya tersebut akanmenghasilkan karakteristik aliran, mekanisme gerak bahan dan pencampurandengan pengaruh yang berbeda-beda pada bahan karena tipe-tipe ulir tersebutmemiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing.Gambar 2.4. Contoh Kerapatan Ulir Intermeshing, Counter Rotating Sumber : van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982.Gambar 2.5 Tipe-tipe Ulir a. counter rotating, intermeshing b. co-rotating, intermeshing c. counter rotating, non-intermeshing d. co-rotating, non-intermeshingSumber : Janssen, 1978
  21. 21. 15Gambar 2.6 Dua Ulir Paralel Pada Ekstruder Ulir GandaSumber : van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982. Ekstruder ulir ganda memiliki kapasitas yang lebih besar dalammenghasilkan produk walaupun ekstruder ulir ganda biasanya beroperasi dengankecepatan putaran yang rendah (20 – 60 rpm) daripada ekstruder ulir tunggal (100– 400 rpm). Hal ini menunjukkan sangat efektifnya ekstruder ulir ganda dalammenggerakkan bahan (van Zuilichem, et. al. dalam Jowitt 1982) Ekstruder ulir ganda dikembangkan untuk mengatasi beberapaketerbatasan kemampuan kerja dari ekstruder ulir tunggal (Single ScrewExtruder). Bila dibandingkan dengan ekstruder ulir tunggal, ada beberapakeuntungan yang dapat diperoleh dengan penggunaan ekstruder ulir ganda,diantaranya ialah : • Aliran produk dari awal hingga akhir dapat dikendalikan atau diawasi dengan lebih baik. Pada ekstruder ulir ganda, hasil kerja dua ulir menggerakkan produk melalui barrel ekstruder. Pada ekstruder ulir tunggal produk bergerak sebagai akibat dari gesekan antara ulir dan dinding barrel. • Ekstruder ulir tunggal sering mengalami selip (slippage) dan tersumbat (surging). Slippage terjadi ketika tekanan tinggi di dalam barrel menyebabkan produk menjadi tergelincir antara ulir dan dinding barrel. Hal ini akan menyebabkan tahap pemasakan dan pengolahan yang dijalani produk tidak sempurna. Surging terjadi ketika produk tertahan dari aliran bahan yang seharusnya terus bergerak ke arah ujung ekstruder (die). Bila proses produksi terus berjalan maka tekanan akan meningkat dan akhirnya
  22. 22. 16 produk pecah tidak beraturan ketika melalui die. Hal ini akan mengakibatkan produk yang masih belum matang dan bentuk yang dihasilkan tidak sesuai dengan keinginan.• Semua faktor yang berpengaruh pada pengolahan dengan proses ekstrusi dapat diatur lebih baik dengan menggunakan ekstruder ulir ganda. Semua parameter pengolahan seperti suhu, tekanan, kecepatan ulir, kandungan air dan kecepatan aliran bahan dapat diubah dengan leluasa. Hal ini akan memberikan pengendalian yang maksimal pada proses ekstrusi. Pada ekstruder ulir tunggal faktor-faktor pengolahan seperti di atas dapat disesuaikan juga, tetapi pada tingkat yang jauh lebih rendah.• Proses pencampuran pada TSE menyebabkan tahap pencampuran bahan yang lebih baik dibandingkan dengan proses pencampuran yang dihasilkan oleh ekstruder ulir tunggal. Di samping itu, TSE mampu melakukan tahap- tahap pencampuran yang lebih beragam sebagai hasil kerja dari komponen-komponen seperti cakram pencampur yang rumit bentuknya, ulir-ulir dengan arah putaran yang dapat diatur, kepadatan gerigi, daya giling dan jarak antar ulir yang dapat diatur. Kesemuanya itu akan menghasilkan proses pencampuran bahan yang dilaksanakan dengan sangat baik. TSE dapat mengolah partikel dengan beragam ukuran dan dalam waktu yang sama menjamin tahap pencampuran bahan dan keseluruhan pengolahan berjalan dengan baik.• Bagian dalam TSE dapat dibersihkan secara otomatis (pada ulir tipe self whiping), karena dua ulir yang terdapat dalam barrel TSE dapat saling membersihkan. Hal ini disebabkan karena putaran yang dihasilkan salah satu ulir dapat membersihkan ulir yang lain dari sisa-sisa bahan. Ekstruder dengan ulir tunggal tidak memiliki kemampuan ini dan sangat rentan terhadap “titik mati” yang sukar dibersihkan. Pada titik ini produk sisa yang tidak terbawa aliran bahan akan melekat pada ulir. Produk sisa ini akan terbakar lalu lepas dan menyumbat die, hal ini akan mengakibatkan barrel menjadi rusak.• TSE memiliki fleksibilitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan ekstruder ulir tunggal. Sebagian besar produk olahan bahan makanan yang
  23. 23. 17 dapat dihasilkan oleh ekstruder ulir tunggal dapat pula dihasilkan oleh TSE, tetapi tidak sebaliknya. TSE dapat mengolah produk pada kelembaban yang lebih tinggi, mengolah bahan kering pada berbagai macam ukuran partikel. Sementara pada ekstruder ulir tunggal agar pengolahan berjalan optimal maka bahan-bahan yang dibutuhkan harus memiliki ukuran partikel yang seragam. TSE juga dapat mengolah bahan- bahan dengan kandungan lemak dan gula yang lebih tinggi dari bahan- bahan yang dapat diolah dengan menggunakan ekstruder ulir tunggal. • Tahap scale-up dengan TSE dapat lebih diprediksi. Proses peralihan dari pengembangan laboratorium ke produksi secara menyeluruh merupakan masalah utama dari ekstruder ulit tunggal. Sementara pada TSE bukan merupakan masalah selama data yang diperoleh itu benar dan terus direkam selama riset dan pengembangan produk baru. TSE memberikan pengendalian yang sangat akurat atas parameter produksi, yang mana hal ini sangat penting dalam tahap scale-up. Beberapa keuntungan yang dapat diperoleh dengan menggunakanekstruder ulir ganda/Twin Screw Extruder (TSE) bila dibandingkan denganmetode pengolahan konvensional diantaranya ialah: • TSE mampu menghasilkan produk baru. Hanya dengan menggunakan satu ekstruder saja kita dapat menghasilkan produk dengan pilihan bentuk dan jenis yang beragam. Metode konvensional membatasi kita pada hanya satu proses pengolahan saja karena memang alat yang digunakan kemampuannya memang terbatas. Sebagai contoh mixer hanya dapat digunakan untuk mencampur bahan saja tidak bisa digunakan untuk tahap pengolahan yang lain seperti memasak adonan dan mencetak. Ekstruder memberikan kita fleksibilitas yang luar biasa dalam mengolah bahan dan kontrol proses pengolahan yang belum tentu tersedia dalam metode konvensional. • TSE berperan sebagai suatu sistem pengolahan yang lengkap, oleh karena itu menghasilkan produktivitas yang tinggi. Bahan-bahan dicampur, dimasak, dibentuk dan diadoni dalam satu proses yang berkesinambungan.
  24. 24. 18 Beberapa ekstruder yang telah tersedia saat ini sudah bisa menghasilkan lebih dari 16 ton produk jadi per jamnya. • TSE menghasilkan produk yang berkualitas tinggi. Kemampuan kerja ekstruder memberikan kendali yang hampir tak terbatas terhadap proses- proses pengolahan yang dialami bahan dan perubahan-perubahan yang dikehendaki pada produk dapat dilakukan dengan mudah selama proses pemasakan berlangsung. Hal ini memberikan kontrol yang penuh terhadap proses pemasakan dan pengolahan produk. Di samping itu metode pemasakan HTST dalam TSE mampu menghasilkan produk yang berkualitas. Temperatur tinggi yang digunakan akan membunuh mikroorganisme berbahaya, di saat yang bersamaan dapat meminimalisasi hilangnya zat gizi dan flavor pada makanan yang sedang diolah. • Ekstruder membutuhkan biaya yang rendah bila dibandingkan dengan biaya yang dikeluarkan untuk peralatan memasak konvensional. Harga beli satu TSE akan lebih rendah daripada kita membeli peralatan memasak tradisional seperti mixer, oven, pengering dan aksesoris pelengkap lainnya untuk meghasilkan produk yang sama. Selain itu, TSE efektif dalam biaya pengoperasian karena mampu melaksanakan fungsi-fungsi pengolahan seperti pencampuran, pengadonan, pemasakan dan pencetakan dalam satu proses pengolahan saja. • TSE sangat serbaguna, dapat menghasilkan produk makanan dengan pilihan jenis dan bentuk yang beragam. Dapat dilakukan dengan cara melakukan penganekaragaman bahan-bahan dan modifikasi kondisi pengolahan. • TSE sangat efisien pada penggunaan energi. Pada beberapa proses, TSE dapat mengurangi kebutuhan energi yang digunakan untuk pengolahan. Dengan TSE produk dapat dimasak lebih cepat dan efisien. Hal ini disebabkan oleh proses pengaturan temperatur dan kelembaban yang dilakukan secara tepat dan juga membutuhkan waktu reaksi yang lebih singkat (Clextral, 2007). Untuk melakukan proses pemasakan produk makanan, ekstruder ulir ganda(Twin Screw Ekstruder) merupakan alat pengolahan yang semakin umum
  25. 25. 19digunakan di industri pengolahan pangan. Alat ini merupakan suatu reaktorbiologis yang berkecepatan tinggi dengan melakukan serangkaian prosespemanasan, pendinginan, pengadonan, pencampuran, penguapan, pemotongandan penurunan suhu menggunakan udara (aerating). Ekstruder jenis ini sekarangsemakin banyak digunakan karena mudah sekali bagi kita untuk mengaturserangkaian parameter-parameter tahap pengolahan ekstrusi (Schlosburg, 2005).2.2.3 Tahap-Tahap dalam Proses Ekstrusi Pembagian tahap-tahap pengolahan ekstrusi dapat dilihat dari berbagaisegi. Ada yang menggolongkannya berdasarkan pada kebutuhan pengolah,spesifikasi mesin, jenis proses yang terjadi, dll. Disini akan dijelaskan beberapatahap dengan berbagai dasar yang digunakan. Beberapa pengolah membagi prosespengolahan ekstrusi menjadi tiga tahap yaitu pra ekstrusi, ekstrusi dan tahapsetelah ekstrusi (post-extrusion), tetapi hal ini sangat bergantung pada kebutuhanpengolah, jenis produk yang akan dihasilkan dan proses pengolahan apa saja yangakan dilakukan.1 Tahap pra ekstrusi biasanya melibatkan dua langkah utama yaitu :- Pencampuran (Blending) Pencampuran dari berbagai komponen bahan yang akan diekstrusi sesuaidengan formulasi yang telah ditentukan merupakan salah satu syarat pentingdakam proses ekstrusi. Selain harus memperhatikan ukuran bahan yang akandicampur, cara mencampur komponen yang benar juga penting untuk diketahui.- Penambahan air (Moisturizing) Jumlah penambahan kandungan air pada tahap pencampuran bahanekstrusi ini biasanya berkisar diantara 4% hingga 8%. Hal ini tentu sajabergantung pada banyak faktor, seperti tingkat kelembaban bahan saatpencampuran awal, tekstur produk akhir yang diinginkan, dsb. Cara penambahankandungan air ini harus dapat menjamin penyebaran kelembaban yang meratapada campuran adonan bahan mentah. Ketidakseragaman penyebaran air pada1 Untuk ketiga tahap ini dipergunakan mesin yang berbeda jenis tergantung dari spesifikasi dan kecanggihanekstruder yang digunakan. Artinya, ketiga tahap proses ekstrusi di atas dapat dilakukan oleh hanya satu mesinsaja yang terbagi ke dalam beberapa zona proses pengolahan dan mesin-mesin atau aksesoris-aksesoristambahan yang dapat dipasang untuk melakukan tahap-tahap pengolahan setelah ekstrusi.
  26. 26. 20bahan akan mengakibatkan kondisi ekstrusi yang sukar diprediksi, akibatnyaproduk ekstrusi yang dihasilkan juga menjadi tidak konsisten. Mesin yang umumdigunakan pada tahap pra ekstrusi terdiri dari mixer dan moisturiser. Mixer disiniberfungsi untuk proses pencampuran bahan awal sebelum dimasukkan keekstruder. Pada umumnya ekstruder yang diproduksi sekarang, terutama ekstruderulir ganda, telah dapat melakukan pengaturan proses pencampuran danpenambahan kadar air ini di dalam alat itu sendiri. Bahan mentah hanya tinggaldimasukkan kedalam feeder (tempat bahan masuk yang terletak pada bagian atasekstruder), lalu kandungan air dapat ditambahkan melalui suatu lubang inject padaekstruder sesuai dengan kebutuhan kelembaban produk akhir yang dihasilkan(Schaaf Technologie GmbH, 2007). Tahap kedua yaitu proses ekstrusi, mesin yang digunakan ialah berbagaijenis ekstruder dan beragam aksesorisnya sesuai kebutuhan pengolah. Produkyang keluar dari tahap ini disebut ekstrudat dan tergantung dari kebutuhan kitaatau jenis ekstruder yang digunakan, ekstrudat ini dapat merupakan produk akhirekstrusi ataupun juga produk yang harus diolah lagi lebih lanjut. Tahap terakhir adalah proses setelah sektrusi (post extrusion). Mesin yangtersedia untuk proses ini ialah mesin pengering, flavouring, pemanggang, pelapisdan pendingin yang semuanya disesuaikan dengan kebutuhan pengolah. Sebagaiakibat dari perkembangan teknologi di bidang ekstrusi yang pesat akhir-akhir ini,maka selain dapat berfungsi sendiri terpisah dari ekstruder, mesin-mesin tersebutjuga dapat dipasangkan pada ekstruder.2 Rancangan dari peralatan yang digunakan selama pengolahan setelahekstrusi (post-extrusion) tergantung pada banyak faktor. Salah satu faktor yangutama ialah karakteristik fisik dari produk dasar (ukuran dan bentuk) dankarakteristik dari produk akhir yang diinginkan. Prosedur pengolahan setelahekstrusi (post-extrusion) yang benar merupakan hal yang perlu diperhatikan dalammenghasilkan produk yang menarik, baik dari segi rasa maupun daya tarik visual.Karakteristik produk akhir ini akan berpengaruh pada daya terima oleh konsumensaat produk ini dipasarkan. Contoh alat-alat yang tersedia dan sering digunakan2 Sifatnya lebih cenderung seperti aksesoris tambahan yang dapat dipasang atau dibongkar kemudiandirangkaikan pada ekstruder sehingga membentuk satu rangkaian proses pengolahan untuk menghasilkanproduk bahan pangan olahan akhir ekstrusi
  27. 27. 21pada tahap post extrusion diantaranya ialah mesin untuk menarik dan memotongekstrudat, mesin pemberi warna pada produk akhir, mesin untuk filling produkakhir dengan berbagai macam teknik pengisian, mesin pemberi flavor, pelapis danpemercik bumbu. Bila dibutuhkan, produk ekstrusi dapat dikeringkan lebih lanjutuntuk mendapatkan kadar air yang dikehendaki. Terdapat beberapa faktor yangberpengaruh pada suatu sistem pengeringan ekstrusi yaitu produk, unitpenanganan produk dan sumber panas yang digunakan. Faktor jenis produk yang diolah akan menentukan desain dari sistempengeringan. Terdapat dua kategori produk, yang pertama produk bulk(banyakjumlah produknya), seperti snack, sereal; dan produk oriented (hanya satuproduk), seperti roti (flat bread) dan produk-produk ekstrusi lain yang memilikibentuk memanjang. Kategori-kategori produk tadi akan menentukan unitpenanganan produk apa yang akan dipakai. Produk yang bersifat bulk padaumumnya ditangani menggunakan pengering tipe drum atau bisa juga dengansistem sabuk/ban berjalan. Sementara produk oriented ditangani dengansabuk/ban berjalan saja (conveyor). Sumber panas yang digunakan padapengeringan produk ekstrusi bisa diperoleh dari sinar infra merah dan udara yangdipanaskan atau keduanya (Schaaf Technologie GmbH, 2007). Secara khusus terdapat proses ekstrusi dengan menggunakan suhu dantekanan cukup tinggi yang dinamakan ekstrusi HTST (High Temperature ShortTime) dilakukan pada suhu dan tekanan yang tinggi. Terdapat tiga zona prosesyang diketahui dari tipe ekstrusi ini. Pertama, ialah zona pemasukan bahan (feedzone), dimana bahan disesuaikan kandungan airnya atau dapat juga diberiperlakuan pemanasan awal untuk mempersiapkan bahan memasuki tahappencampuran dan penggilingan tetapi masih tanpa proses pemasakan. Kedua,ialah pemasakan (cooking zone), dimana produk diaduk, dicampur, dimasak, dandigiling menjadi produk yang sesuai dengan produk yang kita kehendaki. Produkyang dihasilkan dari zona ini pada umumnya bersifat plastis/kenyal. Ketiga, ialahzona die, pada zona ini suhu di dalam bahan kian bertambah tinggi kemudianpada saat inilah kandungan air menguap dan membentuk gelembung udara yangakan menyebabkan mengembangnya produk hasil ekstrusi (Holmes, 2007).
  28. 28. 22 Jika ditinjau dari mesin ekstrudernya maka, terdapat tahapan proses yangterjadi pada bagian-bagian tertentu pada mesin tersebut. Pertama, feed section,suatu bagian dimana bahan-bahan yang akan diekstrusi dimasukkan ke dalamekstruder melalui suatu lubang masukan (inlet). Kedua, bagian compressionsection atau transition section, dimana terdapat ulir (screw) terletak dalam dindingselubung (barrel) mesin ekstruder dan pada umumnya memiliki ukuran yangsemakin mengecil ke arah bahan keluar (tergantung spesifikasi ekstruder). Ulirakan berputar menggerakkan adonan makanan yang masih mengandung air danmenggilingnya, dalam waktu yang sama gerakan tersebut akan menyebabkanbahan adonan menjadi panas. Pada bagian ini tekanan dihasilkan dari menurunnyaluas ukuran jalur selubung ekstruder yang dilalui bahan adonan tersebut. Biasanyapanjang bagian ini menempati sekitar setengah dari panjang keseluruhanekstruder. Bagian ketiga ialah metering section yang merupakan bagian yang palingdekat dengan lubang tempat bahan keluar (die) dari ekstruder. Seringkali bagianini memiliki luas jalur yang sempit/kecil yang akan menyebabkan daya tekanmekanis pada bahan berlangsung efektif dan meningkat kemampuannya hinggabatas tertentu sesuai dengan tingkat kecepatan putaran dari ulir ekstruder tersebut.Dikarenakan kemampuan penggilingan yang meningkat pada bagian ini, makapencampuran bahan adonan akan berlangsung dengan baik, selain itu terjadi pulapeningkatan suhu yang tajam pada suhu adonan. Hal ini diakibatkan olehperubahan energi mekanik menjadi energi panas. Suhu menunjukkan peningkatanyang hampir linier dibandingkan dengan tahap pencampuran adonan. Peningkatansuhu yang tajam sesaat sebelum bahan keluar dari bagian die yang diikuti olehpenurunan suhu yang cepat setelah bahan keluar dari die akan menyebabkanterjadinya pengembangan adonan makanan yang diekstrusi (Baianu, 1992). Ekstruder yang modern, terutama ektruder ulir ganda memilikikemampuan yang sangat baik dalam pengaturan proses pengolahannya sehinggabatasan karakteristik produk yang dihasilkan hanya bisa ditentukan olehkreativitas dari ilmuwan-ilmuwan dan ahli-ahli teknis yang membuat produktersebut. Ekstruder memiliki fleksibilitas yang tinggi sebagai alat pengolah bahanmakanan dan ketersediaan bahan mentah yang potensial untuk dimanfaatkan
  29. 29. 23sangat banyak (books). Pada prinsip kerja twin screw extruder juga terdapat tigazona pengolahan. Pertama, zona pemasukan bahan (Feed Zone), dimulai dengan memasukanbahan mentah ke dalam ekstruder secara terus menerus. Ketika ulir mulaiberputar, ekstruder akan menggiling bahan dan mencampur bahan secaramenyeluruh. Bahan cair, biasanya lemak/minyak, air atau bahan lainnya,ditambahkan melalui sebuah lubang masukan pada barrel untuk menambahkelembaban atau membasahi partikel-partikel granula sebelum dimasak (biladiperlukan). Pada zona ini bahan-bahan dibentuk menjadi suatu adonan yangmerata oleh proses penggilingan ulir ganda (twin screw). Kedua, zona pemasakan (Cooking Zone), pada tahap ini adonan diberiperlakuan panas yang diperoleh dari berbagai sumber, tergantung dari hasilproduk yang diinginkan dan spesifikasi mesin. Panas mekanis dalam barreldihasilkan dengan cara mengatur konfigurasi ulir. Kepadatan gerigi-gerigi danjarak ulir, pengaturan arah putaran dan tekanan dapat menghasilkan panasmekanis. Panas konveksi dihantarkan langsung dari dinding barrel pada adonan.Penghantaran panas secara konveksi merupakan metode penghantaran panas yangsangat efektif. Panas uap, bila dibutuhkan dapat diberikan pada adonan melaluisuatu lubang masukan pada barrel. Ketiga, zona pembentukan (Forming Zone), dimana produk akan dibentuksesuai dengan keinginan pengolah. Kita dapat memperoleh produk yangbentuknya mengembang atau padat tergantung pada tingkat kelembaban, suhu,tekanan dan bentuk geometris dari die (piringan pencetak bahan). Untuk membuatproduk yang mengembang (expanded product), suhu dan tekanan ditingkatkansementara tingkat kelembaban harus dikendalikan dengan akurat. Ketika produkkeluar dari ekstruder melalui die, perubahan dari tekanan atmosfir akanmenyebabkan kelembaban di dalam bahan berubah menjadi uap. Hal inimengakibatkan mengembangnya adonan yang dimasak menjadi produk yangteksturnya berongga. Untuk membuat produk yang padat, digunakan adonandengan kelembaban tinggi dan diolah pada suhu yang rendah. Ketika ekstrudatdidorong keluar melalui die, produk tidak akan mengembang tetapi akan
  30. 30. 24memperoleh bentuk sesuai bentuk die. Hasilnya berupa pellet padat denganbentuk yang beragam3 (Clextral, 2007). .Gambar 2.7 Bagian-bagian Proses Pengolahan pada Ekstruder Secara UmumSumber : Schlosburg, 2005. Untuk memenuhi kebutuhan konsumen akan makanan yang mudahdikonsumsi kapanpun, bergizi dan menjankau selera semua usia, para pengolahmenjelajahi teknologi ekstrusi yang semakin canggih, salah satunya dengandikembangkan juga proses ekstrusi hibrid yang disebut supercritical fluidextrusion (SCFX). Bila pada proses ekstrusi biasa digunakan uap air dari bahansebagai pembentuk kantung udara yang membuat produk mengembang, padaproses SCFX ini digunakan gas karbondioksida pada tekanan tinggi untukmengembangkan produk akhir. Kemampuan lain dari ekstrusi ini ialah suhunyayang rendah dan tekanan mekanisnya yang juga rendah sehingga memungkinkanuntuk mengolah bahan-bahan yang tidak tahan terhadap panas seperti proteinsusu, vitamin, flavor, dsb. Penggunaan karbondioksida sebagai bahanpengembang memungkinkan terjadinya pengembangan yang serempak,3 Pelet memiliki dua arti, dalam dunia makanan, pelet diartikan sebagai produk yang memiliki kelembabanyang tinggi, sangat padat, seringkali bentuknya sangat beragam. Dikenal juga sebagai produk setengah jadiyang dapat diolah lebih lanjut, baik itu dengan cara pengeringan, penggorengan, pengembangan oleh udara,pemanggangan ataupun dimasak dengan microwave. Pada industri pakan, makanan untuk hewan ternak danikan yang diolah melalui proses ekstrusi disebut dengan pelet. Pelet-pelet ini diproduksi secara tradisionaloleh mesin penggiling pelet.
  31. 31. 25mempertahankan flavor dan pembentukan produk pada lubang keluar ekstruder(die). Proses pada suhu yang lebih rendah memberikan pengendalian yang lebihbaik terhadap ukuran pori bahan, densitas dan tekstur permukaan. Denganmengatur parameter pengolahan seperti tekanan dan tingkat penambahankarbondioksida akan menghasilkan busa padat dengan sifat-sifat tekstur yangberbeda. Proses ini menghasilkan produk dengan permukaan luar yang lembut danpori-pori bahan yang seragam sesuai dengan karakteristik yang diinginkan. ProsesSCFX akan membuka kemungkinan baru pada terciptanya generasi baru darimakanan ringan dan breakfast cereal (Berry, 2000). Selain proses ekstrusi yang umumnya dilakukan pada tingkat kelembabanyang rendah hingga sedang, untuk mengolah produk-produk ekstrusi terdapat pulasatu jenis pengolahan ekstrusi yang dilakukan pada kelembaban yang tinggi yangdikenal dengan ekstrusi basah atau wet extrusion. Ekstrusi ini dilakukan padakelembaban yang tinggi atau dan masih sangat minim diteliti dibandingkandengan ekstrusi dengan kelembaban rendah hingga sedang. Ekstrusi basah sebaiknya menggunakan ekstruder ulir ganda karenakemampuannya untuk menggerakkan bahan cukup efisien. Ekstruder dapatdigunakan sebagai bioreaktor untuk hidrolisis pati dan panas yang dihasilkan olehpengolahan pada ekstruder dapat menstabilkan enzim-enzim yang merugikanproses pengolahan bahan pangan. Ekstrusi dengan kadar air tinggi membutuhkantorsi mesin dan energi yang berbeda dengan ekstrusi biasa dan menghasilkan sifat-sifat reologis produk akhir yang berbeda pula. Ekstrusi basah ini digunakan padapengolahan protein nabati dan hewani berbiaya rendah dengan tujuan untukmenghasilkan produk makanan bergizi dengan rasa, flavor dan tekstur yangmenyerupai daging (Hulya, 1999). Proses pengolahan dengan ekstrusi basah telahmenghasilkan dua produk yang sangat inovatif dan bermanfaat bagi duniapengolahan bahan pangan yaitu Texturized Vegetable Protein (TVP) danTexturized Whey Protein (TWP). TVP merupakan ekstrusi pada kelembaban yang tinggi dapat mengubahprotein nabati dan hewani menjadi makanan dengan serat yang mirip dengandaging. Proses ekstrusi ini berlangsung pada tingkat kelembaban 70 – 80% dan
  32. 32. 26memanfaatkan energi panas lebih banyak dari energi mekanis untuk mengubahprotein menjadi berbentuk serat. Para penghasil produk makanan dapatmenggunakan ekstrusi basah ini untuk membuat produk yang mirip dengandaging dalam pembuatan sandwich, cordon bleu, nuget ayam, topping pizza, delisalad dan cemilan daging dengan bentuk panjang (jerkies). Di Eropa, pengolahmakanan memanfaatkan ekstrusi basah untuk menghasilkan “daging” burger bagipara vegetarian dengan jumlah produksi 455 kg “daging” per jam nya. Proses ekstrusi basah memungkinkan untuk menggabungkan proteinnabati dan hewani untuk menciptakan produk yang serupa dengan daging dengankandungan lemak yang lebih rendah dan kandungan protein yang lebih tinggi daridaging biasa. Disini konsumen memperoleh keuntungan dari produk yangmemiliki kandungan gizi serupa komoditi nabati dengan karakteristik sensorisyang serupa dengan komoditi hewani. Tahap pembentukan tekstur berserat pada produk ini terjadi pada die.Proses pembentukan tekstur didorong oleh pertukaran panas antara die dan produktersebut. Tekstur dan serat yang dihasilkan merupakan akibat dari meningkatnyasuhu bahan dan suhu dari die, oleh karena itu pengaturan proses pendinginansangat penting untuk dilakukan. Meskipun dengan produk TVP mutu gizi protein nabati dapat ditingkatkannamun sifat fungsional, cita rasa dan selera konsumen serta daya tarik bagiindustri masih jauh di bawah bahan pangan protein hewani. Proses teksturisasiprotein bertujuan mengubah protein nabati sehingga memiliki sifat-sifatmenyerupai produk daging baik dalam nilai gizi, rupa, rasa, warna dan teksturnya.Pada dasarnya prinsip teksturisasi protein mencakup proses mengubah proteinnabati yang berbentuk globuler (amorph) menjadi masa plastis yang dapatmengalir dan dapat dibentuk. Caranya yaitu dengan melewatkan masa plastistersebut pada lubang-lubang kecil sehingga mengalami reorientasi dan kemudianmengeras karena koagulasi sehingga terbentuk serabut dengan tekstur, keempukandan kekenyalan meyerupai daging sapi. Teksturisasi protein terjadi denganpembentukan reaksi ikatan silang yang saling mengikat antar rantai-rantai proteinselama proses ekstrusi dilakukan pada suhu dan tekanan tinggi. TVP telah berhasil
  33. 33. 27mensubtitusi daging dalam pembuatan sosis, daging giling, hamburger, dagingayam cincang, daging iris, dll. (Hudaya, 1999). Pada awalnya protein yang berasal dari susu tidak dapat diolahmenggunakan proses ekstrusi karena protein tersebut tidak tahan pada suhu dantekanan yang tinggi. Saat ini telah dikembangkan proses ekstrusi yangdimodifikasi sehingga memungkinkan untuk memanfaatkan protein whey padaproduk daging yang diekstrusi dan makanan ringan. Dengan menggunakan prosesekstrusi yang dimodifikasi beberapa peneliti di Amerika menciptakan proteinwhey susu yang mengalami proses teksturisasi atau TWP. TWP merupakan bahanyang dapat mengubah daging yang kandungan lemaknya tinggi menjadi dagingyang rendah dan kaya akan protein. Dengan diciptakannya TWP maka tersediapilihan alternatif bagi sebagian konsumen dan para pengolah yang kurangmenyukai produk TVP Untuk membuat TWP, para peneliti mengurangi suhu pemasakan padaekstruder dan memodifikasi konfigurasi ulir dan daya putarnya, juga memasangdie pendingin khusus untuk membatasi proses pengembangan dari bahan setelahbahan tersebut keluar dari ekstruder. Ekstrusi campuran yang terdiri 80%konsentrat protein whey dan 20% pati jagung yang dilanjutkan dengan prosespengeringan mampu mengubah protein whey menjadi partikel-partikel yangmenyerupai sebongkah kecil daging. Biasanya pada pabrik pengolahan bongkahanini direhidrasi dan dicampur ke dalam daging. Keuntungan yang diperoleh dengan menggunakan TWP sebagai campurandaging diantaranya ialah dapat mempertahankan tekstur, tidak mengandung lemakdan meminimalkan terjadinya cooking loss (berkurangnya komponen atau zat-zatgizi selama pemasakan). TWP dapat juga digunakan secara tunggal untukmembuat produk-produk tanpa daging (Berry, 2000).2.2.4 Produk hasil Ekstrusi Menurut Badan Standardisasi Nasional (2000) yang dimaksud denganmakanan ringan ekstrudat ialah makanan ringan yang dibuat melalui prosesekstrusi dari bahan baku tepung dan atau pati untuk pangan dengan penambahanbahan makanan lain serta bahan tambahan makanan lain yang diizinkan dengan
  34. 34. 28atau tanpa melalui proses penggorengan. Untuk menghasilkan produk ini danmemasarkannya secara luas, maka terdapat beberapa syarat mutu yang harussesuai dengan SNI 01-2886-2000. Tetapi perlu diperhatikan bahwa definisimenurut Badan Standardisasi Nasional ini hanya mencakup hasil ekstrusi untukmakanan ringan saja, sedangkan masih banyak sekali produk olahan makanan lainyang dihasilkan oleh teknologi ekstrusi dan memiliki standar industri masing-masing. Produk-produk yang dihasilkan oleh teknologi ekstrusi, termasuk serbukminuman, biskuit, kraker, produk crispy serupa roti, breadcrumb, crouton, bahanmakanan kaya serat dan untuk keperluan diet, pasta siap saji, sup yangdikeringkan dan produk siap saji lainnya, produk-produk makanan dengankandungan air sedang, liquorice dan produk kembang gula lainnya, makananhewan, snack, TVP, makanan bayi dan berbagai produk lainnya (Linko et. al.,1982). Pada dasarnya proses ekstrusi terdiri dari pendorongan formula melaluiulir ekstruder dan keluar melalui lubang pencetak dengan berbagai ukuran.(extrusionoregon)Teknologi ulir ganda (twin screw) pada ekstruder merupakanteknologi yang relatif baru bila dibandingkan dengan metode pemasakan danpencampuran konvensional. Banyak produk-produk baru yang dihasilkan olehekstruder ulir ganda, tetapi kebanyakan para penggunanya enggan untukmengungkapkan formulasi dan metode pemasakan yang mereka gunakan. Kitamungkin akan terkejut dengan banyaknya jenis produk yang dihasilkan denganekstruder ulir ganda. Contoh produk-produk yang dihasilkan oleh ekstruder ulir gandadiantaranya ialah pasta almond, makanan bayi (makanan-makanan yang berbahandasar beras, gandum, dan oat), produk kembang gula (licorice, permen karet,permen batangan, permen soft centers dan coklat), kaseinat, sereal (flake jagung,bran, gandum, rice crispy, oat, produk sereal yang mengembang dan kaya akanserat, siap untuk dimakan), kue-kue (produk ko-ekstrusi dengan berbagai macamfilling), pakan ikan (pakan untuk ikan di akuarium dan pakan komersial untuksalmon, trout dan catfish) roti flatbread dalam berbagai macam rasa (isi buah-buahan, kaya serat dan whole wheat), berbagai macam flavor, makanan kaya serat,
  35. 35. 29makanan siap saji dancampuran minuman siap saji, pati yang dimodifikasi sebagaibahan fungsional, makanan hewan peliharaan, snack untuk hewan peliharaan, kejuolahan, produk-produk snack (snack yang jenisnya mengembang dengan berbagaimacam bentuk seperti keriting, bola, snack ko-ekstrusi dan pelet), pakan udangdan TVP (Texturized Vegetable Protein). Teknologi ekstrusi ulir gandasebenarnya telah digunakan selama bertahun-tahun untuk pengolahan komponenplastik dan baru-baru ini untuk kosmetik (Clextral, 2007). Untuk menghasilkan produk akhir yang berbeda jenisnya diperlukan tipemesin ekstrusi yang berbeda pula. Tentu saja hal ini tergantung dari kapabilitasmesin yang dihasilkan perusahaan pembuat ekstruder. Misalnya, ekstruder untukmenghasilkan produk akhir makanan yang dapat mengembang berbeda jenisnyadengan ekstruder yang dapat menghasilkan produk pasta. Sebagai contoh,Coperion merupakan salah satu perusahaan terkemuka di bidang produksiekstruder dan perusahaan ini menggolongkan ekstrudernya berdasarkan jenisproduk akhir yang dihasilkan ke dalam tiga kategori, yaitu : Pertama, ekstruder mampu mengolah bahan mentah tertentu menjaditepung dan pati yang dimodifikasi. Bahan mentah yang dapat diolah dalam mesinini diantaranya tepung terigu, pati gandum, tepung jagung, pati jagung, tepungberas, pati beras, tepung rye, pati kentang, tapioka, dll. Bahan mentah dapatdimodifikasi secara fisik maupun kimia di dalam ekstruder. Perubahan fisik yangdapat dilakukan untuk menghasilkan produk tertentu yang kita inginkan salahsatunya ialah dengan cara mengatur dan mengendalikan sifat-sifat produktersebut (viskositas, daya larut dll.). Proses-proses ekstrusi dan seluruh parameter-parameter yang berpengaruh dalam pengolahan, seperti kandungan air, intensitastekanan penggilingan, konfigurasi ulir, kecepatan putaran ulir dan tekanan yangdialami produk perlu diperhatikan dengan cermat. Perubahan kimia dapat dilakukan dengan melakukan proses-proses sepertihidrolisis asam atau basa, reaksi katalisis menjadi karboksimetil atau pati yangbersifat kation. Untuk perubahan kimia ini Proses ekstrusi disesuaikan sedemikianrupa sehingga kondisi reaksi yang optimal dapat tercapai dan dapat menghasilkanproduk sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Pada umumnya, produk antarayang dihasilkan harus melalui pengeringan lebih lanjut. Hal ini dapat dilakukan
  36. 36. 30dengan menggunakan pengering khusus. Contoh produk akhir yang dihasilkandiantaranya ialah pengembang roti, thickening agent, makanan bayi, minumancepat saji dan pati fungsional (Coperion, 2007) Kedua, ekstruder yang mampu menghasilkan produk akhir berupabreakfast cereal dan makanan ringan (snack). Contoh bahan baku mentah yangdapat digunakan ialah gandum, rye, barley, oat, jagung, beras serta bahantambahan seperti pati, garam, gula, susu bubuk, bubuk coklat, proteinnabati/hewani, flavor tambahan, vitamin, lemak/minyak, emulsifier dan bumbu-bumbu lainnya. Bahan-bahan cereal/snacks dimasak dalam ekstruder denganproses HTST. Air ditambahkan seminimal mungkin, lalu dicetak melalui lubangkeluaran (die) kemudian dipotong. Bahan mentah yang digunakan dapat berupatepung halus maupun bubuk yang ukurannya lebih besar. Untuk memperkuat rasadan memperpanjang umur simpan sereal dan snack, produk yang telahmengembang lalu dikeringkan. Kemudian bila diperlukan produk akhir dapatdiberi perasa tambahan, difortifikasi dengan vitamin, diberi bubuk-bubuk bumbuatau dilapisi dengan minyak, coklat dan gula. Selain itu jika alat untuk proses ko-ekstrusi tersedia, dapat pula dihasilkan sereal ko-ekstrusi dengan berbagai jenisteknik pengisian. Produk akhir dari ekstruder ini diantaranya ialah sereal, crispies,flatbread, flake, beraneka ragam snack berbentuk bola, cincin, roda, serpihan,keriting, pelet dan produk-produk ko-ekstrusi. Ketiga, ekstruder yang mampu menghasilkan produk-produk khususseperti kembang gula, bubuk coklat, permen karet, protein bertekstur, bumbunabati, flavor Maillard (panggang, bakar dan karamel), keju olahan, dsb. Proses-proses yang terlibat selama ekstrusi produk-produk khusus ini ialah reaksi-reaksiyang melibatkan panas, reaksi-reaksi kimia, homogenisasi, pengadonan,pengeluaran gas, pencampuran, gelatinisasi, pengikatan, pengkristalan, pelelehan,mengurangi kontaminasi mikroorganisme, teksturisasi, pelapisan, pencetakan, danpengembangan. (Coperion, 2007).2.3 Pengaruh Pengolahan dengan Ekstrusi pada Produk Telah banyak penelitian yang dilakukan untuk mengetahui apa danbagaimana faktor-faktor yang mempengaruhi hasil produk akhir ekstrusi.
  37. 37. 31Beberapa faktor tersebut diantaranya ialah formulasi bahan yang digunakan, suhuproses ekstrusi, kecepatan ulir (screw), desain ulir, dan kandungan air dari bahan(Nowjee,2004). Peningkatan jumlah bahan yang dimasukkan ke dalam ekstruderakan menurunkan daya serap air dan daya larut pati dalam air, tetapi akanmeningkatkan nilai viskositasnya. Suhu dan kecepatan ulir sangat berpengaruhdalam menentukan daya larut pati dalam air. Untuk mendegradasi pati ada halpenting yang perlu diperhatikan yaitu kecepatan putaran ulir, denganmeningkatnya kecepatan ulir maka struktur pati akan berubah seluruhnya. (Chang,et. al., 1998). Ekstrusi termoplastis adalah suatu proses yang bertujuan untuk merubahstruktur bahan mentah yang pada dasarnya mengandung pati dan protein. Selamabahan mentah tersebut bergerak melalui ekstruder, bahan yang mengandungprotein akan terdenaturasi dan bahan yang mengandung pati akan tergelatinisasisehingga kehilangan sifat struktur aslinya, membentuk suatu gumpalan plastis dantebal. Selama ekstrusi perlakuan energi panas dan mekanis tertentu dapatmengakibatkan berbagai macam perubahan pada struktur pati, sehingga strukturgranulanya pecah. Pengetahuan akan sifat-sifat bahan mentah dan sifat alami alirannya (flow)pada serangkaian proses yang terjadi di dalam ekstruder, terutama pada daerahpengadonan dan pencetakan, sangat penting untuk dipelajari sehingga ekstruderakan menghasilkan hasil akhir yang berkualitas baik. Ilmu mengenai reologimenyediakan metode yang efektif dalam mempelajari perubahan-perubahankarakteristik yang terjadi pada bahan selama proses ekstrusi (Chang, et. al., 1998). Kombinasi dari semua pengaruh yang dihasilkan oleh proses pemotongan,suhu dan perubahannya yang diakibatkan oleh penggilingan di sepanjang jalur ulirekstruder akan membuat proses termomekanik selama proses ekstrusi ini menjadiunik. Proses ini akan membuat bahan yang relatif kering membentuk suatugumpalan makanan yang kenyal. Proses ini juga akan mengurangi kandunganmikroba pada bahan, mendenaturasi enzim, menggelatinisasi pati,mempolimerisasi protein dan yang terpenting ialah membentuk tekstur hasil akhirke dalam bentuk yang dikehendaki.
  38. 38. 32 Tahap pengembangan (puffing) dalam proses ekstrusi merupakanfenomena yang kompleks yang terjadi pada pemasakan dengan suhu tinggi,kelembaban yang rendah dan merupakan suatu hasil dari serangkaian prosesseperti perubahan struktur pada pati, perubahan fase/wujud, nukleasi,pembengkakan ekstrudat (produk yang dihasilkan oleh proses ekstrusi),pertumbuhan gelembung udara dan hancurnya gelembung. Aktivitas gelembungsangat berperan pada fenomena pengembangan ini (Nowjee,2004).Gambar 2.8 Proses Pembentukan Gelembung Pada Produk Ekstrusi Puffed (Mengembang)Sumber : Nowjee,2004. Ada perbedaan pada terbentuknya fase kontinyu produk ekstrusidibandingkan dengan produk yang dihasilkan dengan cara pemasakankonvensional. Pada produk ekstrusi fase kontinyunya ialah granula pati,sedangkan pada produk konvensional fase kontinyunya ialah protein yangdikelilingi oleh pati. Pada pemasakan dengan cara ekstrusi, gelembung-gelembung udara di dalam produk terbentuk oleh nukleasi uap secara spontan.Sementara pada produk konvensional gelembung terbentuk oleh aktivitasgelembung udara itu sendiri. Perbedaan ini mengakibatkan produk ekstrusi padaumumnya keras, renyah dan rapuh. Roti, kue, biskuit pada umumnya lembut danmerupakan gel viskoelastis (Holmes, 2007).
  39. 39. 33 Waktu pengolahan bahan di dalam ekstruder umumnya sangat singkattetapi hal ini tergantung dari jenis produk apa yang dikehendaki dan spesifikasimesin yang digunakan. Pada pembuatan makanan ringan mengembang yangberbahan dasar pati dengan menggunakan ekstruder tipe Dyason Grain Expander,waktu yang dihabiskan bahan sejak pertama kali dimasukkan hingga bahan itukeluar dalam bentuk mengembang hanya 3 – 5 detik. Pada saat bahan dimasukkanke dalam ekstruder, gerakan maju yang dihasilkan oleh putaran gerigi ulir akanmenggiling dan menekan bahan tersebut hingga menjadi adonan yang homogen.Kemudian bahan mulai tergelatinisasi oleh panas yang dihasilkan oleh dinding-dinding barrel dan panas yang dihasilkan dari gerakan mekanis ulir. Pada kondisitekanan tinggi dan panas, adonan yang padat dan tergelatinisasi ini menjalaniperubahan termoplastis dan mulai bergerak mengalir. Celah yang kecil di ujungekstruder memungkinkan adonan yang kenyal tersebut untuk terdorong keluarmelalui lubang die. Ketika bahan keluar dan terkena tekanan atmosfir makatekanan yang dilepaskan oleh uap air yang mengembang dengan tiba-tibamenyebabkan meningkatnya volume produk yang diekstrusi berkali-kali lipat(Ang et.al., 1984) Menurut Matz (1970) dalam Ang et.al. (1984), fenomena pengembanganproduk ini merupakan hasil dari pengembangan uap air yang tiba-tiba pada celah-celah granula. Partikel mengalami pengembangan karena dehidrasi yangdisebabkan oleh uap air yang berdifusi keluar secara cepat. Produk pada tahap ini,yang seringkali disebut sebagai produk setengah jadi, masih dalam keadaan panasdan kandungan air terus keluar dari produk. Produk ini masih mengandung kadarair sekitar 7 – 8% dan membutuhkan pengeringan lebih lanjut hingga kandunganairnya sekitar 3% (tergantung produk) agar produk yang dihasilkan meraihkerenyahan yang diinginkan. Pengolahan lebih lanjut dari produk setengah jadi inimelibatkan proses pengeringan dan penambahan rasa atau dapat juga prosespengolahan post extrusion lainnya. Pada umumnya formulasi bahan untuk makanan ringan yang mengembang(puffed) mengandung pati tinggi, hal ini dimaksudkan agar tahap pengembanganyang terjadi pada produk akhir berlangsung maksimal. Pada formulasi bahandengan kandungan pati di bawah 60%, produk akhir biasanya kemampuan untuk
  40. 40. 34mengembangnya berkurang. Formulasi ini akan menghasilkan makanan ringandengan kerenyahan yang meningkat dan tekstur yang lebih padat dan kaku.Sementara jika kandungan pati dalam formulasi di atas 60%, maka produk akhirakan memiliki kemampuan mengembang yang lebih baik, menghasilkan produkyang ringan dan teksturnya lebih lembut (Berry, 2000).2.4 Keuntungan Pengolahan Makanan dengan Ekstrusi Melakukan proses pemasakan bahan-bahan pangan dengan menggunakanteknologi ekstrusi memungkinkan kita untuk melakukan berbagai cara dalammengolah makanan. Proses pengolahan dengan ekstrusi akan mempengaruhikualitas dari kandungan gizi pada makanan tersebut. Pengaruh yangmenguntungkan dengan menggunakan proses ekstrusi diantaranya ialah rusaknyazat-zat anti gizi, gelatinisasi pada pati, meningkatnya serat kasar dan mengurangioksidasi lemak pada produk makanan. Sementara pengaruh yang merugikannyaantara lain ialah reaksi Maillard antara gula dan protein yang akan menguranginilai gizi protein, tetapi hal ini sangat dipengaruhi oleh jenis bahan baku yangdiolah, kandungan dan kondisi pengolahannya. Selain itu vitamin-vitamin yangrentan terhadap panas mungkin akan hilang dalam jumlah yang besar. Untukmemperoleh keseimbangan kandungan gizi produk-produk yang diekstrusi perludilakukan pengawasan yang ketat terhadap parameter-parameter prosespengolahan ekstrusi (Sing, et. al., 2007). Keuntungan yang diperoleh dari mengolah makanan dengan menggunakanekstruder diantaranya ialah : Serbaguna (mampu melakukan berbagai macamproses pengolahan dalam satu alat saja dan mampu menghasilkan jenis produkyang sangat beragam); Produktivitas produk yang dihasilkan tinggi (mampumelakukan pengolahan berkesinambungan); Biaya operasional relatif murah;Proses pengolahan dalam ekstruder memungkinkan resiko mesin untuk overheatrendah; Kualitas produk makanan yang dihasilkan tinggi (proses pengolahanHTST menyebabkan terjadinya degradasi yang minimal pada kebanyakan bahanmakanan); Efisien dalam penggunaan energi; Tidak menghasilkan limbah ataupolutan (Baianu, 1992).
  41. 41. 35 Smith (1974) dalam Ang et. al.,(1984) menyatakan bahwa ekstrusi adalahproses yang memiliki potensi yang besar dalam memproduksi makanan suplemenyang cocok dalam program-program untuk memperkaya gizi melalui produkmakanan. Keuntungan menggunakan proses ini diantaranya ialah : • Bagian pati dari bahan yang diolah tergelatinisasi penuh yang menyebabkan produk makanan menjadi mudah untuk dicerna. • Menjamin penyebaran yang merata bahan-bahan seperti protein, vitamin, mineral dan bahan tambahan lainnya bersama karbohidrat di seluruh campuran bahan. • Mengurangi jumlah kehilangan kandungan gizi bahan dan meminimalkan kerusakan pada kualitas protein. • Tekstur dan bentuk bahan mentah yang tadinya keras, tidak berbentuk, berpasir, tidak menarik, dsb., berubah menjadi produk akhir dengan tekstur dan bentuk sesuai dengan yang kita inginkan. • Bahan baku utama yang mengandung pati tersedia dengan luas. • Produk ekstrusi yang dikemas dengan benar mempunyai daya simpan yang baik tanpa harus disimpan pada suhu rendah. • Proses ekstrusi merupakan proses termodinamika yang efisien, energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan per ton bahan lebih rendah dibandingkan dengan bahan yang sama dan diolah dengan proses pemasakan dalam bentuk lainnya. • Biaya operasionalnya rendah, membutuhkan lebih sedikit tenaga kerja dan memerlukan luas lahan yang kecil. • Jalur-jalur proses pada ekstruder mudah sekali untuk dibongkar-pasang. Hal ini penting untuk keperluan pembersihan dan mobilitas alat. Bila pengolahan yang dilakukan memenuhi persyaratan sanitasi yang benar maka produk yang dihasilkan relatif bebas dari bakteri, serangga, larva dan patogen lainnya. • Proses ekstrusi bebas polusi dan bahan mentah dimanfaatkan seluruhnya tanpa adanya limbah yang tidak diinginkan atau zat-zat yang berbahaya bagi lingkungan.
  42. 42. 362.5 Ekstrusi Pada Hasil Perikanan Banyak sekali jenis ikan, baik itu ikan air tawar ataupun air laut, yangdapat dikonsumsi oleh manusia dan masing-masing jenis ikan ini memilikikarakteristik yang unik setelah ikan tersebut ditangkap, disimpan dan diolah.Banyak sekali reaksi-reaksi biokimia yang terlibat setelah ikan ditangkap.Berkaitan dengan beragamnya faktor bahan baku yang dapat mempengaruhiproduk akhir proses ekstrusi. Tidak hanya jenis ikan saja yang penting untukdiketahui tapi masih banyak lagi variabel yang menentukan seperti ukuran bahan,kadar air optimal, cara menghambat reaksi-reaksi yang merugikan, jenis produkapa yang cocok bagi produk ekstrusi hasil perikanan, jenis ekstruder apa saja yangcocok, jenis reaksi yang terlibat pada saat ikan tersebut diolah, perlakuanpendahuluan apa saja yang perlu dilakukan, sifat-sifat reologis produk akhirekstrusi hasil perikanan, bagaimana pengaruh proses ekstrusi pada penurunannutrisi produk, pengaruh apa yang akan terjadi bila komoditas hasil perikananditambahkan, dsb. Sebenarnya bahan baku dari semua jenis ikan yang memenuhi syaratsebagai bahan makanan, mungkin saja untuk ditambahkan pada beragam jenisproduk ekstrusi. Tetapi jenis ikan apa yg cocok, produk ekstrusi apa yang cocokdibuat dari ikan, proses apa saja yang berpengaruh selama ekstrusi menggunakanbahan baku ikan, kandungan nutrisi apa yg hilang atau berubah selama ekstrusi,karakteristik produk terakhir seperti apa bila jenis ikan tertentu dipakai danbanyak lagi faktor lainnya, perlu untuk dipelajari. Contohnya, daging ikan cucutsegar yang berkadar air tinggi 76,7% tidak dapat diekstrusi pada suhu rendah50oC, karena mengakibatkan tersumbatnya cetakan ekstruder. Penambahan suhuhingga 180oC tidak begitu berpengaruh. Daging giling tersebut harus dikeringkanterlebih dahulu hingga kadar airnya mencapai 13% (Muchtadi, dkk., 1993). Bahan pencampur dari daging ikan juga perlu diperhatikan, jenis tepungapa saja yang akan menghasilkan produk ekstrusi daging ikan yang terbaik. Selainitu suhu ekstrusi (tekstur), jenis ikan(warna) juga akan mempengaruhi produkakhir. Kesemuanya itu akan mempengaruhi kadar protein, daya serap minyak dandaya serap air produk. Hasil analisis asam amino diketahui bahwa tepung ikanhasil pemasakan ekstrusi rata-rata kekurangan asam amino metionin, leusin,
  43. 43. 37fenilalanin dan tirosin tetapi mengandung glutamat dan lisin dalam jumlah yangcukup tinggi. Menurut hasil perhitungan statistik, jenis ikan berpengaruh nyataterhadap kandungan protein, kekerasan produk burger yang dicobakan. Sedangkanjenis bahan campuran berpengaruh terhadap kadar protein tepung hasil ekstrusi,daya serap air, aktivitas emulsi, indeks dispersibilitas, daya cerna protein, rasaproduk dan kandungan protein produk (Muchtadi, dkk., 1993) Selain penelitian mengenai hal tersebut di atas, terdapat beberapapenelitian yang menginformasikan tentang sejumlah proses inaktifasi enzim alfaamilase, lipase, lipoksidase, peroksidase dan urease selama pemasakan ekstrusidalam kondisi proses tertentu. Oleh karena itu ekstrusi yang dikendalikan denganbaik harus dilakukan agar inaktifasi enzim yang terkandung dalam berbagaimacam bahan makanan berlangsung dengan efektif. Hal ini akan sangatberpengaruh dalam memperpanjang umur simpan bahan dan menghambatterjadinya flavor yang menyimpang (Linko et. al., 1982). Proses ekstrusi padahasil perikanan juga dapat digunakan untuk menginaktifkan enzim-enzim yangmerugikan dalam pengolahan produk hasil perikanan. Enzim hanya aktif di sekitar suhu kamar yaitu antara 10o – 40oC dankehadirannya dalam bahan pangan seringkali tidak diinginkan karena dapatmerusak bahan pangan tersebut. Inaktifasi enzim dapat dilakukan dengan prosesekstrusi karena proses ini mampu menghasilkan suhu tinggi dan bebas darioksidasi akibat bahan yang terkena udara bebas. Menurut Choudhury (1996), terdapat beberapa jenis ikan di Amerika Utarayang tidak bisa dipasarkan disebabkan tingginya kandungan enzim protease yangakan mendegradasi miosin pada daging. Penguraian enzimatik pada miosin padaproses pemasakan akan mengarah pada pelunakan otot ikan yang berlebihan. Halini akan mengakibatkan tekstur lunak pada produk akhir dan akhirnya tidak dapatditerima konsumen. Kurangnya pengetahuan tentang teknologi yang cocok untukmenghambat atau menghilangkan enzim protease pada daging ikan akanmenyebabkan ikan tersebut tidak dapat dimanfaatkan lebih jauh. Salah satu cara yang digunakan untuk menghambat kerja enzim proteasediantaranya ialah dengan mengolah ikan menjadi surimi atau filet terlebih dahulu.Beberapa cara telah diusahakan untuk menghasilkan surimi atau filet yang telah
  44. 44. 38disuntik oleh bahan tambahan yang berfungsi menghambat kerja enzim tetapimuncul masalah dalam penyebaran dan kemampuan difusi bahan tambahantersebut pada tempat-tempat tertentu yang mengandung enzim protease padasurimi. Teknologi ini jika dilakukan hanya dapat memanfaatkan ikan-ikan yangditangkap sebanyak 20% sisanya sebanyak 80% akan dibuang sebagai limbah.Saat ini telah terdapat suatu metode yang efektif untuk menghilangkan kandunganenzim protease tinggi pada jenis-jenis ikan tertentu yaitu dengan menggunakanproses ekstrusi. Prosedur pelaksanaan metode ini sebenarnya sangat sederhana karenamemanfaatkan prinsip-prinsip dasar proses ekstrusi pada bahan pangan yang telahdikenal luas. Ikan yang telah berbentuk adonan bersama dengan campuran lainnyadimasukkan ke dalam ekstruder. Ekstruder yang digunakan sekurang-kurangnyaharus memiliki dua bagian. Bagian yang pertama suhunya dijaga agar tetap dibawah suhu aktifasi enzim lalu bagian berikutnya suhu dijaga agar cukup untukmenginaktifkan enzim dalam campuran adonan tersebut. Ekstruder yangdigunakan sebaiknya ialah tipe twin screw, suhu yang digunakan pada bagianinaktifasi enzim berkisar antara 100o -1100 C tergantung pada jenis ikan dan jenisproduk akhir yang dihasilkan. Secara singkat keterangan mengenai prosedurpelaksanaan inaktivasi enzim protease dengan menggunakan ekstruder ialahsebagai berikut : • Ikan disiangi, dipisahkan kepala, jeroan dan tulang nya atau dapat juga difilet • Ikan dipotong, dicincang atau digiling tergantung pada kebutuhan pengolah lalu dicampur dengan bahan yang mengandung pati atau protein pada suhu yang dingin 4o -10o C. Bahan-bahan yang berpati atau protein tersebut akan menyerap kelembaban dari daging ikan. Mereka berperan sebagai pengikat adonan, meningkatkan viskositas yang akan membentuk adonan pasta yang kental (tergantung dari jenis bahan-bahan yang digunakan). Pengurangan kandungan air pada adonan dapat dilakukan sebelum proses ekstrusi, selama ekstrusi dan setelah ekstrusi dengan alat pengering (tergantung jenis ekstruder)
  45. 45. 39• Adonan dimasukkan ke dalam ekstruder. Bahan mentah dimasukkan ke dalam suatu barrel (silinder tempat bahan diolah dalam ekstruder) yang memanjang dimana didalamnya bahan digerakkan atau dialirkan oleh satu atau lebih ulir untuk dilakukan proses pencampuran, pemanasan dan pemotongan. Dengan cara mengatur komposisi bahan, jumlah bahan yang dimasukkan, kecepatan ulir, penggilingan dan kebutuhan energi panas dan kintetik bahan, maka akan dimungkinkan untuk menghasilkan produk dengan kualitas tekstur dan kandungan gizi sesuai dengan yang dikehendaki. Ulir-ulir pada ekstruder menyebabkan proses pengolahan HTST yang unik pada campuran bahan yang berfungsi untuk menginaktifkan enzim protease dengan denaturasi. Makanan yang diolah dengan proses HTST menghasilkan produk dengan nutrisi dan karakteristik seperti warna, flavor dan tekstur yang lebih baik dibandingkan dengan pengolahan menggunakan proses pemanasan yang konvensional seperti pengalengan. Dua istilah penting yang digunakan dalam pengolahan pemanasan yang menggambarkan reaksi dari energi kinetik sistem terhadap perubahan suhu yaitu nilai D dan z. Keduanya merupakan dasar dari perhitungan proses pemanasan. Nilai D (decimal reduction time) didefinisikan sebagai waktu dalam menit untuk mengurangi 90% dari konsentrasi enzim asal atau populasi mikroba. Istilah nilai z menunjukkan batasan suhu dalam F untuk sebuah perubahan 10:1 dalam nilai D. Pengolahan HTST didasarkan pada fakta bahwa enzim yang rentan terhadap panas dan mikroorganisme memiliki nilai D dan z yang lebih rendah dibandingkan dengan nilai yang dimiliki oleh nutrisi dan faktor-faktor kualitas. Tingkat kerusakan yang memiliki nilai z yang kecil sangat tergantung pada suhu sedangkan tingkatan dengan nilai z yang besar tidak terlalu dipengaruhi oleh suhu. Perubahan suhu yang ditingkatkan akan menyebabkan peningkatan kerusakan yang lebih besar pada perusakan enzim dan mikroorganisme dibandingkan dengan tingkat kerusakan yang dialami oleh nutrisi dan faktor-faktor kualitas. Hal ini memungkinkan pengolahan makanan dengan menggunakan proses HTST akan menghasilkan produk dengan kandungan nutrisi yang lebih baik.
  46. 46. 40 Aktifitas air yang meningkat akan meningkatkan juga proses denaturasi protein enzim. Dengan adanya kelebihan kandungan air, pada umumnya enzim akan lebih sensitif pada perubahan suhu dibandingkan dengan mikroorganisme dan akan dengan mudah diinaktivasikan. Dengan mempertimbangkan kandungan air daging ikan yang tinggi 66-81%, maka protease dalam ikan akan dengan mudah diinaktifasi oleh proses HTST dengan Twin Screw Ekstruder.• Adonan yang terdiri dari ikan dan bahan yang mengandung pati atau protein dapat dipanaskan dalam ekstruder hingga mencapai suhu barrel yang sangat tinggi (200o -300oC) pada waktu yang sangat singkat (1 hingga sekitar 2 menit). Ekstruder yang digunakan boleh terdiri dari beberapa bagian proses tapi minimal salah satu dari bagian itu ialah zona reaksi utama dimana proses HTST berlangsung. Sebenarnya zona-zona reaksi ini pada prinsipnya sama dengan zona-zona yang telah dibahas pada sub-bab terdahulu, tetapi untuk lebih jelasnya maka akan diuraikan secara singkat saja. Suhu adonan daging ikan pada bagian sebelum zona reaksi utama diatur agar kenaikannya terjadi secara bertahap, dijaga agar jangan terlebih dahulu mencapai suhu optimum untuk aktivasi enzim protease (pada ikan arrowtooth flounder sekitar 40o -55oC). Aktifnya enzim protease pada adonan sebelum memasuki zona reaksi utama akan mengakibatkan pecahnya/rusaknya struktur otot ikan pada bagian yang terkecil sekalipun. Hal ini akan menyebabkan produk makanan yang tidak diinginkan dan tidak dapat dimanfaatkan lebih lanjut. Pada zona reaksi utama, suhu adonan ikan ditingkatkan dengan cepat sehingga aktivasi enzim protease pada daging ikan tidak terjadi dan menghasilkan inaktivasi secara menyeluruh yang disebabkan oleh proses HTST. Bergantung pada susunan bagian barrel ekstruder yang digunakan, pada umumnya bagian pertama ialah bagian dimana campuran ikan, pati atau protein dimasukkan ke dalam ekstruder melalui sebuah feeder/inlet yang terletak di atas barrel pertama. Bagian barrel berikutnya yang
  47. 47. 41 terletak sebelum zona reaksi utama mempunyai fungsi utama sebagai pengantar campuran bahan ke zona reaksi utama dan membantu pencampuran adonan lebih lanjut yang disebabkan oleh putaran susunan ulir dalam ekstruder. Suhu di bagian ini diatur agar lebih rendah dari suhu aktivasi enzim protease pada daging ikan dan pada bagian selanjutnya bertahap lebih tinggi hingga mendekati suhu aktivasi enzim. Dengan pengaturan seperti ini proses HTST akan berlangsung lebih efektif karena semakin berkurangnya waktu untuk mencapai dan melebihi suhu aktivasi enzim (5-20 detik). Banyak cara yang dapat dilakukan untuk menginaktivasi enzim dengan menggunakan ekstruder, diantaranya ialah dengan cara mengubah variabel-variabel seperti konfigurasi ulir, kecepatan ulir dan tingkat gerakan aliran adonannya. Setelah bagian barrel zona reaksi utama biasanya terdapat bagian selanjutnya yaitu zona pembentukan tekstur (texturization). Pada zona ini adonan yang telah diinaktifasi diberi perlakuan panas yang dapat mencapai 200o -300o C. Di bagian ini campuran adonan ikan dirubah menjadi tekstur yang berserat dan kenyal sehingga menjadikannya mudah untuk dicetak menjadi bentuk produk yang sesuai dengan yang diinginkan. Zona ini digunakan untuk membentuk adonan ikan yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan mengolah produk makanan. Pada akhir dari zona teksturisasi, adonan akan keluar melalui cetakan yang disebut die yang akan mencetaknya menjadi berbagai macam jenis dan bentuk.• Produk makanan dengan beragam tekstur dapat diperoleh dengan memasang die ko-ekstrusi pada ekstruder. Cara ini akan memungkinkan produk makanan yang berasal dari ikan menjadi dilapisi oleh berbagai macam bahan seperti kentang, tepung dan sebagainya. Bila tidak akan digunakan bagian teksturisasi ini maka bagian barrel setelah zona reaksi utama dapat diganti dengan bagian untuk mendinginkan adonan.• Setelah produk keluar dari die sesuai dengan bentuk yang diinginkan, lalu adonan tersebut dipotong sesuai panjang yang diinginkan menggunakan pemotong konvensional. Kemudian sesuai kebutuhan produk dapat diasapi, didinginkan, dibekukan atau dikemas. Bahan-bahan tambahan
  48. 48. 42 seperti bumbu, pewarna, nutrisi dan anti oksidan untuk memperbaiki flavor, warna, gizi dan umur simpan dapat ditambahkan selama proses baik sebelum memasuki ekstruder, selama di dalam atau setelah bahan keluar dari ekstruder. Ekstruder yang digunakan memiliki perlengkapan pengatur dan baian- bagian reaksi yang terdiri dari pengatur tenaga utama dan pengatur kecepatan putaran (54), lubang bahan masuk/feeder/hopper (55), selubung pendingin (56), indikator dan pengendali suhu (57), selubung uap (58), pengatur tekanan (59), lubang pencerak/die (60), pengendali suhu pada lubang keluaran (61), piringan (62), barrel (63), metering section (64), compression section (65), feed section (66), ulir dengan diameter yang meningkat (67).Gambar 2.9 Bagian-Bagian dari Ekstruder yang Digunakan untuk Inaktifasi Enzim Protease Sumber : Choudhury, 1996 Dapat disimpulkan bahwa inaktivasi enzim dengan menggunakan prosesHTST pada zona reaksi utama dapat diperoleh dengan cara mengatur kofigurasiulir, temperatur, desain die dan waktu yang dihabiskan dalam zona reaksi utamapada ekstruder. Selain penelitian tentang enzim terdapat jenis penelitian lain pada prosesekstrusi di bidang hasil perikanan yang telah dilakukan ialah mempelajari tentang

×