texture food

63
1 Tekstur Bahan Pangan Tekstur Bahan Pangan Dr. Yudi Pranoto Dr. Yudi Pranoto

Upload: wahyu-d-saputra

Post on 22-Nov-2015

319 views

Category:

Documents


33 download

DESCRIPTION

Tekstur Bahan Makanan, Mata Kuliah Sifat Fisik Bahan Makanan

TRANSCRIPT

  • *Tekstur Bahan PanganDr. Yudi Pranoto

  • Tekstur adalah salah satu karakteristik kualitas pangan yang paling pentingPerbedaan tekstur dikarenakan perbedaan varietas, perbedaan ketuaan, dan perbedaan oleh karena metode pengolahan

    *

  • *

  • Metode sensoris memerlukan panel perasa/penguji terdiri dari penlis terlatihSulit untuk mengulang hasilMetode instrumen lebih murah dan tidak memakan waktu banyakAda berbagai metode untuk menentukan tekstur pangan*

  • *Definisi tekstureTekstur dapat dinyatakan sebagai manifestasi sensoris dari struktur pangan dan bagaimana struktur bereaksi terhadap gaya yang dikenakan, rasa khusus terlibat, yang terlihat, kinestetis dan pendengaran (Szczesniak, 1990)Tekstur adalah kumpulan dari sifat-sifat (atribut) yang timbul dari elemen struktur pangan dan bagaimana dia akan mendaftar rasa fisiologis (Sherman, 1970)

  • *Tekstur pangan memiliki karakteristik;Kelompok sifat fisik yang berderivasi dari struktur panganTermasuk dibawah subheading mekanis dan reologis dari sifat fisikTerdiri dari suatu kelompok sifat-sifat, bukan sifat tunggalTekstur dirasakan utamanya dengan feeling sentuhan, biasanya dalam mulut, tetapi anggota tubuh lain juga terlibat, seperti tanganTidak berkaitan dengan sense kimiawi dari rasa dan bauPengukuran obyektif hanya dengan massa, jarak dan waktu

  • *DeformasiGaya force, simbol F, memiliki dimensi massa x panjang x waktu-2 (mlt-2)Satuan konvensional gaya adalah newton, disimbolkan NStress adalah gaya per satuan luas, simbol , memiliki dimensi mlt-2/l2Itu dinyatakan dalam satuan pascal (simbol Pa), dan memiliki satuan Nm-2

  • *Persamaan menggambarkan stress, secara sederhana

    = F/A

    Dimana adalah stress diperoleh ketika suatu gaya F dikenakan secara seragam pada suatu body dengan luas AGambar 3.1. menjelaskan perbedaan antar gaya dan stressApabila suatu sampel bentuk dan komposisinya seragam, dan deformasinya kecil, biasanya diasumsikan bahwa stress terdistribusi merata seluruh sampel, tetapi ketika sampel tidak seragam dalam bentuk dan komposisi, maka stress tidak terdistribusi merata

  • *

  • *Jika deformasi besar, atau bila bahan membelah, hancur, stress tidak terdistribusi merataPada kasus ini, yang sering terjadi pada bahan pangan, menjadi sangat sulit dan sering tidak mungkin digambarkan distribusi stress dalam sampelStress sering diterapkan ke pangan dalam compression, dapat juga diterapkan dalam tension atau shear

  • *Strain mengacu pada perubahan ukuran atau bentuk bahan ketika dikenai stressDitulis dengan simbol (epsilon) dan didiskripsikan dalam beberapa jalanSatuan dimensi, strain adalah x mm, perubahan tinggi lRasio sederhana; strain Cauchy juga disebut engineering strain

    l0 ll = = = untuk compression l0l0

  • * l l0l = = = untuk tension l0l0

    Dimana l0 adalah tinggi atau panjang specimen tidak dikenai stress dan l adalah setelah dikenai stress, dan l adalah perubahan tinggiRasio logaritmik; strain Hencky juga disebut true strain atau natural strain

    l = ln l0

  • *Suffix sering dipakai untuk membedakan Cauchy strain (c) dari Hency strain (h)Ketika satu strain diketahui, lainnya dapat dihitung darinya dengan menggunakan persamaan konvensional

    h = ln (1 c)

    Baik Cauchy dan Hency strain adalah pengukuran rasio, dan sehingga dimensionlessNote: stress adalah selalu pengukuran gaya dan strain adalah selalu berdasarkan jarak

  • *Uniaxial compression: compresion sederhana pada satu planeIni adalah mode pengujian tekstur pangan paling sederhana dan paling luas dipakai, dan adalah tipe compression yang dipakai dalam universal testing machine yang ada pada kebanyakan laboratorium panganBulk compression: menekan produk pada semua 3 dimensiBiasanya disempurnakan dengan dengan tekanan hidrostatik, dan oleh karena kompleksnya peralatan yang diperlukan, maka jarang dipakai untuk pengukuran tekstur pangan

  • *Shear: terjadi ketika suatu gaya diterapkan lateral (sideways) pada body padatan yang sisi bawahnya terkunci atau diamPerubahan sudut sisi vertikal () adalah shear. Tan = l/hUntuk deformasi kecil, sudut dalam radian setara dengan shear strain, pada kasus ini tan = Perbedaan antara uniaxial compression, bulk compression dan shear digambarkan pada Fig 3.2

  • *

  • *Linear elastic menggambarkan bahan yang strain setara dengan stress dan strain kembali ke nol ketika stress dihilangkanUntuk kebanyakan pangan, stress dan strain harus sangat kecil untuk mematuhi perilaku linear elastic sebagaimana dalam Tabel 3.2.Kebanyakan pengujian tekstur pada pangan padatan menggunakan strain besar yang melampaui kisaran linear elastik

  • *

  • *Aspek waktu-deformasiContoh bahan pangan dengan luas penampang melintang yang seragam diletakkan pada permukaan kaku dengan plate ringan pada sisi atas (Fig 3.4)

  • *Misalkan beban diletakkan diatas plate dan ada mekanisme untuk mengukur perubahan tinggi pangan dibawah gaya tekanan konstanFig 3.5 menggambarkan apa yang terjadi ketika bahan elastis sempurna.Ketika beban diletakkan, ada deformasi seketika disebut instaneous elastic deformation dan tidak ada perubahan lanjut dengan waktuKetika beban dihilangkan, sampel dengan cepat kembali ke ketinggian semula

  • *Deformation-time relationship for an elastic body under constant stress

  • *Sedikit pangan yang bersifat elastis sempurnaKebanyakan pangan memiliki sifat flow selain elastis, seringkali plastic dan viscoelasticPerilaku pangan viscoelastic dibawah kondisi ini diperlihatkan pada gambar 3.6Ketika beban diletakkan pada pangan, ada compression seketika pada pangan yang deformasi elastic secara cepatIni diikuti oleh perpanjangan, menerus tetapi kecepatan menurun deformasi dicebut creep atau retarded deformationDeformasi menerus dengan waktu dan teorinya tidak akan pernah berhenti

  • *Deformation-time relationship for a viscoelastic body under constant force

  • *Kemiringan garis tidak akan pernah horizontal sempurnaKetika beban dihilangkan, ada recovery elastic sebagian seketika diikuti recovery lebih lanjut seiring waktu disebut retarded recovery atau creep recoveryLagi, garis secara teoritis tidak akan pernah horizontal.Dengan ini, komoditi tidak kembali ke ketinggian aslinya; ini tertekan permanen dan irreversible, disebut irreversible atau permanent deformation atau set

  • *Viscoelastic pangan bervariasi secara luasPangan kebanyakan elastic dan agak viscoelastic akan memberikan respon deformation-time berperilaku seperti Fig 3.5Namun, produk viscoelastic tinggi akan menunjukkan perilaku Fig 3.6Creep dan recovery adalah bagian minor deformasi yang biasanya dirasakan dengan tangan, oleh karena pendeknya durasi waktu meremasKadangkala ini penting seperti pada adonan roti, yang tinggi viscoelastic nya

  • *Deformation-time relationship for a viscoelastic body under constant force

  • *Deformasi irreversible oleh karena viscoelastisitas sebagai contoh pada buah anggur yang telah dikemas dan pack dengan ketat dalam karton pengapalanSetelah dikeluarkan dan bebas untuk kembali ke bentuk spere, mereka masih tetap menunjukkan permukaan flat untuk beberapa hari, membuktikan telah terjadi deformasi permanenPembahasan tadi berhubungan dengan perubahan tinggi berkaitan dengan waktu dibawah gaya deforming konstan

  • *Cara lain mengukur aspek waktu deformasi adalah mengukur perubahan gaya selama periode waktu pada tingkat deformasi konstan; produk ditekan ke ketinggian tertentu, dan ditahan pada penekanan tersebut dan perubahan gaya diukurUji ini dapat dilakukan dengan Instron dan peralatan lain serupaKurva tipikal untuk padatan viscoelastic terlihat pada Fig 3.7

  • *Force-time relationship for a viscoelastic body under constant deformation

  • *Gaya meningkat bertahap dan hampir linier dari O ke A ketika komoditi ditekanPada titik A, penekanan dihentikan dan produk ditahan pada ketinggian konstanGaya menurun, dengan cepat pertama kali dan lebih lambat ketika produk berlanjut deform dibawah gayaDecay tekanan dibawah strain konstan dikenal sebagai stress relaxationPada titik B, produk decompress sebagian dengan menaikkan plate penekan sedikit dan dihentikan lagi pada titik COleh karena produk ditahan dengan sedikit penekanan, gaya akan meningkat lagi ketika produk recover ke bentuk aslinya

  • *Itu dikenal sebagai recoveryPadatan elastis memberikan penekanan hampir sama dari O ke A oleh karena padatan viscoelastic, tetapi ketika penekanan dihentikan pada A, gaya tidak berubah tetapi memberikan garis horizontal hingga padatan di decompress

  • *Perinsip-prinsip pengukuran tekstur obyektif

  • *Uji FundamentalUji ini mengukur sifat reologis yang tertentuBerkembang dari scientist dan engineering yg berminat pada teori dan praktek konstruksi bahan, dan mereka tidak berguna untuk mengukur apa rasanya dalam mulut ketika pangan dikunyahNampak pandangan scientist bahan dan teknologi pangan adalah berlawananSatu ingin mengukur kekuatan bahan dengan tujuan untuk merancang struktur yg tahan terhadap gaya dikenakan dibawah penggunaan normal tanpa pecah

  • *Lainnya ingin mengukur kekuatan pangan, dan sering melemahkan struktur yg terbebaskan sehingga akan pecah menjadi keadaan lembut cocok untuk ditelan ketika dikenai gaya crushing terbatas dari gigi, memberikan rasa enak ketika proses memakanUji fundamental biasanya mengasumsikan;(1) strain kecil (1-3% maksimum)(2) bahan adalah kontinyu, isotropik (menunjukkan sifat fisik yg sama segala arah)(3) potongan uji adalah seragam dan bentuk teraturKebanyakan pangan gagal mengikuti satu atau lebih dari 3 asumsi tersebut

  • *Uji fundamental umumnya lambat dilakukan, tidak berhubungan baik dengan evaluasi sensoris atau uji empiris, dan menggunakan peralatan mahalTidak banyak dipakai di industri pangan, namun banyak di penelitian laboratoriumTabel 4.2. hasil diperoleh bahan dengan uji fundamental dan empiris dibandingkan dengan evaluasi sensoris, kekerasan (firmness)Koefisien stiffness, yg pada dasarnya adalah indeks modulus Young dari elastisitas dan adalah uji fundamental, memberikan koorelasi rendah yg konsisten dengan pengukuran sensoris (Magnes-Taylor), dimana adalah pengukuran tipe empiris

  • *

  • *Uji EmpirisPengujian mengukur parameter yang belum ditentukan, namun dari pengalaman praktis ditemukan berhubungan dengan kualitas teksturPengujian biasanya mudah, cepat dan sering menggunakan peralatan tidak mahalMasalah dengan pengujian ini adalah definisi yg miskin apa yg sedang diukur, kerancuan pengujian, sering tidak ada standar mutlak, dan pengujian biasanya hanya efektif dengan sejumlah kecil komoditiUji empiris sukses dalam mengukur sifat tekstur pangan, maka sering dipakai di industri pangan

  • *Uji ImitasiPengujian meniru kondisi dimana bahan pangan diperlakukan pada prakteknyaKelompok ini mungkin diklasifikasikan sebagai subtipe uji empiris, karenan pengujian adalah tidak uji fundamentalContoh pengujian ini adalah Farinograph dan peralatan pengujian adonan lainnya, yg meniru penanganan dan kinerja adonan roti

  • *Fig 4.1 menunjukkan skema hubungan antara pengujian empiris, fundamental dan imitasiTabel 4.3 menampilkan kelebihan dan kekurangan masing2 tipePeralatan pengukur tekstur idealnya harus menggabungkan profil terbaik dari metode fundamental, empiris dan imitasi dan menghilangkan profil tiap2 tipePada saat ini tidak ada peralatan atau sistem pengukur tekstur yg ideal

  • *

  • *

  • *Metode empiris dipakai hampir menyeluruhArah penelitian kedepan, harus bergerak dari empiris menjadi ideal dengan mengandung lebih aspek fundamental dan imitasi dalam uji empirisnyaTeknik pengukuran tekstur ideal mungkin adalah merupakan kombinasi metode empiris, fundamental dan imitasi yg adaKlasifikasi instrumen tekstur pangan pangan yg lain adalah berdasarkan variabel atau variabel yg diukur dalam pengujianTabel 4.4 memberikan klasifikasi dan sistemnya yg akan dipakai pada pembahasan semuanya

  • *

  • *Instrumen Pengukur GayaInstrumen pengukur gaya adalah instrumen pengukur tekstur paling umumGaya memiliki dimensi massa x panjang x waktu-2Satuan standar gaya adalah newton (N)Oleh karena banyak, dikelompokkan menjadi(a) puncture(b) compression-extrusion(c) cutting-shear(d) compression(e) tensile(f) torsion(g) bending dan snapping

  • *Puncture testPuncture test mengukur gaya yang diperlukan untuk mendorong pukulan atau probe kedalam panganPengujian bersifat;(a) suatu instrumen pengukur gaya(b) penetrasi probe kedalam pangan menyebabkan pangan crushing irreversible atau mengalir(c) kedalaman penetrasi biasanya ditahan konstan

  • *Puncture tester merubahan satu dari tipe pengukuran tekstur paling sederhana dan salah satu yg paling banyak digunakan

  • *A: gaya terus meningkat setelah yield pointB: gaya cenderung konstan setelah yield pointC: gaya menurun setelah yield pointD: diperoleh dari pasta patiE: diperoleh dari pasta pati

  • *Compression-Extrusion testCompression-extrusion test terdiri dari penerapan gaya pada pangan hingga mengalir melalui outlet yang mungkin dalam bentuk satu atau dua slot atau lubang yang ada dalam cell pengujian

  • *

  • *Cutting-Shear testTeknolog pangan seringkali menggunakan shear untuk menggambarkan adanya aksi cutting (pemotongan) yg menyebabkan produk terbagi menjadi 2 potongan

  • *Compression testAda 2 tipe compression test, yaituUniaxial compressionBulk compression

  • *

  • *

  • *Tensile testTensile test tidak banyak dipakai pada pangan, oleh karena bisa dimengerti bahwa proses pengunyahan melibatkan compression, bukan tension (tarikan)

  • *TorsionPada torsion test gaya digunakan cenderung memutar atau memuntir satu bagian dari obyek mengitari sumbu yg berkaitan dengan bagian lain

  • *Bending and Snapping testBiasa diterapkan pada pangan yg dalam bentuk bar atau sheet2 tipe paling umum terlihat pada Fig 4.27

  • *Texture Profile AnalysisTexture Profile Analysis menekan potongan bahan pangan (biasanya kubik 1 cm) dua kali untuk simulasi aksi pengunyahan dari gigiCompression biasanya 80% dari panjang awal sampelHasil TPA, sifat sensoris seperti gumminess, cohesivenss dan lainnya dapat ditentukan secara obyektifTexture Analyzer dipakau untuk memperoleh texture profile analysis

  • *Kurva gaya yang dihasilkan sebagai fungsi waktu diketahui sebagai profil teksturInstrumen menekan sampel dua kali, akan diperoleh kurva 2 positif dan 2 negatifGaya puncak and luasan dibawah kurva digunakan untuk menentukan berbagai sifat bahan pangan seperti fracturability, hardness, cohessiveness, adhesiveness, springiness, gumminess and chewiness

  • Fractureability (brittleness) dinyatakan sebagai gaya pada patahan nyata pertama dalam luasan positif penekanan pertamaHardness dinyatakan sebagai puncak gaya selama siklus penekanan pertamaCohessiveness dinyatakan sebagai rasio luasan positif penekanan kedua terhadap luasan positif penekanan pertamaAdhesiveness dinyatakan sebagai luasan gaya negatif pada penekanan pertama mewakili kerja yang diperlukan untuk menarik plunger dari panganSpringiness (elasticity) dinyatakan sebagai ketinggian dimana bahan recovery selama waktu antara akhir penekanan pertama dan mulai penekanan kedua (jarak siklus compression selama penekanan kedua)Gumminess adalah hardness dan cohesiveness produk. Secara sensoris, energi diperlukan untuk memisahkan pangan semisolid sehingga siap untuk ditelanChewiness adalah gumminess dan springiness produk. Secara sensoris adalah energi diperlukan untuk mengunyah pangan padat sehingga siap untuk ditelan

    *

  • *

  • *Universal Testing Machine (UTM)Adalah peralatan yg menjadi tersebar luas pada akhir abad 20 anUTM terdiri dari 3 komponen utamaDrive system yang mengatur pergerakan ke cross-head yang membawa bagian cell ujiTest cell yang membawa pangan dan menerapkan gaya padanyaSistem pengukur dan pencatat gaya yg plotting history lengkap perubahan gaya untuk durasi pengujian

  • *

  • *Keuntungan UTM adalah bahwa mesin basic yg sama dapat dikonfigurasi untuk pengujian jenis yang berbeda