PEMBENTUKAN, KARAKTERISASI, DAN APLIKASI OLEOGEL DARI KOMBINASI OLEIN SAWIT, MINYAK BEKATUL, DAN GLUKOMANAN PORANG TERMODIFIKASI

I WAYAN RAI WIDARTA, Prof. Dr. Ir. Sri Raharjo; Prof. Dr. Ir. Umar Santoso; Dr. Ir. Supriyadi, M.Sc

2022 | Disertasi | DOKTOR ILMU PANGAN

Oleogelasi adalah teknik mengubah minyak cair menjadi gel, sehingga dapat diaplikasikan sebagai pengganti lemak padat pada produk pangan. Faktor penting yang menentukan keberhasilan proses oleogelasi adalah oleogelator yang digunakan. Glukomanan porang berpotensi digunakan sebagai oleogelator karena kemampuannya untuk membentuk gel, namun karakteristik hidrofiliknya perlu dimodifikasi agar memiliki sifat sedikit hidrofobik. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan oleogelator dari glukomanan porang termodifikasi oktenil suksinat anhidrat (OSA) (PGOS), mengevaluasi kemampuan PGOS sebagai oleogelator dalam pembuatan oleogel, dan mengaplikasikan oleogel sebagai pengganti lemak pada formulasi sosis daging sapi. Pada Tahap I, proses optimasi menggunakan Central Composite Design dari Response Surface Methodology (RSM) dengan perlakuan konsentrasi Na2CO3 dan OSA sebesar 0,17-5,83% (b/b) dan 2,17-7,83% (b/b) untuk menghasilkan PGOS. PGOS selanjutnya digunakan sebagai oleogelator pada pembentukan oleogel. Tahap II adalah pembentukan oleogel menggunakan olein sawit atau minyak bekatul serta PGOS sebagai oleogelator. Rasio minyak/air masing-masing adalah 40:60; 45:55; dan 50:50 dengan konsentrasi PGOS sebesar 1, 2, dan 3%. Tahap III adalah aplikasi oleogel yang dihasilkan dalam formulasi sosis. Jumlah oleogel yang digunakan adalah 10% (b/b) dan 20% (b/b) dengan perlakuan kontrol menggunakan lemak sapi, serta formula sosis komersial menggunakan lemak sapi dan tapioka. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi Na2CO3 sebesar 2,25% (b/b) dan OSA sebesar 6,19% (b/b) mampu menghasilkan PGOS dengan emulsibilitas terbaik. Kapasitas dan stabilitas emulsi yang dihasilkan sebesar 34,6% dan 32,5% dengan derajat substitusi sebesar 1,02%, sudut kontak 92o, dan viskositas PGOS sebesar 5720 cP. Hasil analisis FT-IR mengkonfirmasi adanya substitusi OSA pada 1734 cm-1. Pada tahap II, oleogel dengan oil loss terendah diperoleh pada perlakuan konsentrasi PGOS 1% dan rasio minyak bekatul/air sebesar 40:60. Hasil analisis FT-IR dan XRD menunjukkan bahwa oleogel terbentuk karena minyak yang terperangkap dalam jejaring yang terbentuk melalui ikatan hidrogen intermolekuler. Hasil Anova pada penelitian tahap III menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan (p<0,05) jumlah lemak dan substitusi lemak sapi dengan oleogel terhadap cooking loss dan proksimat (kadar air, kadar abu, kadar lemak, dan protein) sosis daging sapi. Begitu pula dengan tekstur (hardness, cohesiveness, springiness, gumminess, dan chewiness) dan evaluasi sensoris sosis daging sapi yang dihasilkan. Penambahan oleogel sebanyak 20% pada formulasi sosis sebagai pengganti lemak sapi mampu menghasilkan karakteristik sensoris terbaik yang menyerupai karakteristik sosis sapi dengan penambahan 20% lemak sapi dan tapioka sebagai formulasi pembanding. Kesimpulannya, PGOS sebagai oleogelator dalam pembuatan oleogel efektif digunakan dalam konsentrasi rendah pada minyak bekatul yang kaya akan asam lemak tak jenuh ganda dan oleogel yang dihasilkan dapat digunakan sebagai pengganti lemak sapi pada pembuatan sosis.

Oleogelation is a technique of converting liquid oil into a gel so that it can be applied as a substitute for fat in food products. An important factor that determines the success of the oleogelation process is the oleogelator used. Porang glucomannan can be used as an oleogelator because of its ability to form a gel, but its hydrophilic characteristics need to be modified so that it has slightly hydrophobic properties. Therefore, this study aimed to produce an oleogelator from porang glucomannan modified octenyl succinate anhydrous (OSA) (PGOS), evaluate the ability of PGOS as an oleogelator in the manufacture of oleogel, and apply oleogel as a substitute for fat in beef sausage formulations. In first step, the optimization process used Central Composite Design from Response Surface Methodology (RSM) with concentrations of Na2CO3 and OSA of 0.17-5.83% (w/w) and 2.17-7.83% (w/w) to produce PGOS. PGOS is then used as an oleogelator for oleogel formation. Second step is the formation of oleogel using palm olein and rice bran oil and PGOS as oleogelator. The oil/water ratio is 40:60; 45:55; and 50:50 with PGOS concentrations of 1, 2, and 3% (w/w). Third step is the application of the resulting oleogel in the sausage formulation. The amount of oleogel used was 10% and 20% with the control treatment using beef fat, as well as the commercial sausage formula using beef fat and tapioca. The results showed that the concentration of Na2CO3 of 2.25% (w/w) and OSA of 6.19% (w/w) was able to produce PGOS with the best emulsibility. The capacity and stability of the resulting emulsion were 34.6% and 32.5% with a degree of substitution of 1.02%, a contact angle of 92o, and a PGOS viscosity of 5720 cP. The results of the FT-IR analysis confirmed the presence of OSA substitution at 1734 cm-1. The resulting PGOS is then applied as an oleogelator in the manufacture of oleogel. The best treatment with the lowest oil loss was obtained at 1% PGOS concentration and 40:60 ratio of rice bran oil/water. The results of FT-IR and XRD analysis showed that the oleogel was formed because the oil was trapped in the network formed through intermolecular hydrogen bonds. The oleogel was then applied to the beef sausage formulation. The ANOVA results showed a significant effect (p<0.05) the amount of fat and substitution of beef fat with oleogel on the cooking loss and proximate (moisture content, ash content, fat content, and protein) of beef sausage. Likewise with the texture (hardness, cohesiveness, springiness, gumminess, and chewiness) and sensory evaluation of the beef sausage produced. The addition of 20% oleogel to the sausage formulation as a substitute for beef fat was able to produce sensory characteristics that were close to the characteristics of sausages formulated with 20% beef fat and tapioca as a comparison formula. In conclusion, PGOS as an oleogelator in the manufacture of oleogel is effectively used in low concentrations in rice bran oil which is rich in polyunsaturated fatty acids and the resulting oleogel can be used as a substitute for beef fat in sausage production.

Kata Kunci : Oleogel, porang glucomannan, rice bran oil, beef sausage