KLIK !!!!!!!!!!!!!!!!!!

Rabu, 22 Agustus 2012

PENGARUH PENAMBAHAN NaCl PADA PEMBUATAN ES KRIM



A. Sifat Koligatif Larutan
          Larutan merupakan campuran homogen antara dua atau lebih zat. Adanya interaksi antara zat terlarut dan pelarut dapat berakibat terjadinya perubahan sifat fisis dari komponen-komponen penyusun larutan tersebut. Salah satu sifat yang diakibatkan oleh adanya interaksi antara zat terlarut dengan pelarut adalah sifat koligatif larutan. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut di dalam larutan, dan tidak dipengaruhi oleh sifat dari zat terlarut.
          Hukum Raoult merupakan dasar bagi empat sifat larutan encer yang disebut sifat koligatif ( dari bahasa latin colligare, yang berarti mengumpul bersama) sebab sifat-sifat itu tergantung pada efek kolektif jumlah partikel terlarut, bukannya pada sifat partikel yang terlibat. Keempat sifat itu ialah :

1. Penurunan tekanan uap larutan relatif terhadap tekanan uap pelarut murni
2. Peningkatan titik didih
3. Penurunan titik beku
4. Gejala tekanan osmotik (Oxtoby, David W : 2004 , 166)

B. Penurunan Titik Beku Larutan
          Proses pembekuan suatu zat cair terjadi bila suhu diturunkan, sehingga jarak antarpartikel sedemikian dekat satu sama lain dan akhirnya bekerja gaya tarik menarik antarmolekul yang sangat kuat. Adanya partikel-partikel dari zat terlarut akan mengakibatkan proses pergerakan molekul-molekul pelarut terhalang, akibatnya untuk dapat lebih mendekatkan jarak antarmolekul diperlukan suhu yang lebih rendah. Jadi titik beku larutan akan lebih rendah daripada titik beku pelarut murninya. Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku (?Tf). Penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penurunan titik beku pelarut (Kf), dinyatakan dengan persamaan :
?Tf = Kf m atau ?Tf = Kf (n x 1000/p)
Dimana :
?Tf = penurunan titik beku
Kf = tetapan penurunan titik beku molal
n = jumlah mol zat terlarut
p = massa pelarut

          Titik beku larutan merupakan titik beku pelarut murni dikurangi dengan penurunan titik bekunya atau Tf = Tfo - ?Tf. (Sudarmo, Unggul:2007,13)

C. Penyebab dan Definisi Penurunan Titik Beku Larutan
          Apakah yang dimaksud dengan penurunan titik beku? Air murni membeku pada suhu 0oC, dengan adanya zat terlarut misalnya saja di tambahkan gula ke dalam air tersebut maka titik beku larutan ini tidak akan sama dengan 0oC, melainkan akan turun dibawah 0oC, inilah yang dimaksud sebagai penurunan titik beku.
          Jadi larutan akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Sebagai contoh larutan garam dalam air akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu air, atau larutan fenol dalam alkohol akan memiliki titik beku yang lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya yaitu alkohol.
          Mengapa hal ini terjadi? Apakah zat terlarut menahan pelarut agar tidak membeku? Penjelasan mengapa hal ini terjadi lebih mudah apabila dijelaskan dari sudut pandang termodinamik sebagai berikut.
          Contoh,  air murni pada suhu 0oC. Pada suhu ini air berada pada  kesetimbangan antara fasa cair dan fasa padat.  Artinya kecepatan air berubah wujud dari cair ke padat atau sebaliknya adalah sama, sehingga bisa dikatakan fasa cair dan fasa padat pada kondisi ini memiliki  potensial kimia yang sama, atau dengan kata lain tingkat energi kedua fasa adalah sama.
          Besarnya potensial kimia dipengaruhi oleh temperatur, jadi pada suhu tertentu potensial kimia fasa padat atau fasa cair akan lebih rendah daripada yag lain, fasa yang memiliki potensial kimia yang lebih rendah secara energi lebih disukai, misalnya pada suhu 2oC fasa cair memiliki potensial kimia yang lebih rendah dibanding fasa padat sehingga pada suhu ini maka air cenderung berada pada fasa cair, sebaliknya pada suhu -1oC fasa padat memiliki potensial kimia yang lebih rendah sehingga pada suhu ini air cenderung berada pada fasa padat.
          Apabila ke dalam air murni kita larutkan garam dan kemudian suhunya kita turunkan sedikit demi sedikit, maka dengan berjalannya waktu pendinginan maka perlahan-lahan sebagian larutan akan berubah menjadi fasa padat hingga pada suhu tertentu akan berubah menjadi fasa padat secara keseluruhan. Pada umumnya zat terlarut lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, akibatnya pada saat proses pendinginan berlangsung larutan akan mempertahankan fasanya dalam keadaan cair, sebab secara energi larutan lebih suka berada pada fasa cair dibandingkan dengan fasa padat, hal ini menyebabkan potensial kimia pelarut dalam fasa cair akan lebih rendah (turun) sedangkan potesnsial kimia pelarut dalam fasa padat tidak terpengaruh. Maka akan lebih banyak energi yang diperlukan untuk mengubah larutan menjadi fasa padat karena titik bekunya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan pelarut murninya. Inilah sebab mengapa adanya zat terlarut akan menurunkan titk beku larutannya. Rumus untuk mencari penurunan titik beku larutan adalah sebagai berikut:

rTf = Kf . m. i
Keterangan:
· delta Tf = Penuruan titik beku
· m = molalitas larutan
· Kf = Tetapan konstantat titik beku larutan

          Jangan lupa untuk menambahkan faktor van hoff pada rumus diatas apabila larutan yang ditanyakan adalah larutan elektrolit.
Contoh soal :

1. Tentukan titik beku larutan yang terjadi jika 9 gram glukosa dan 5,85 gram NaCl dilarutkan dalam 200 gram air Kf air = 1,86oC/m?
(Mr glukosa = 180 dan Mr NaCl = 58,5)
Jawab :
?Tf larutan = ?Tf glukosa + ?Tf NaCl
= (Kf x m glukosa + Kf x m x i )
= (1,86 x 9gr/180 x 1000/200gr + 1,86 x 5,85 gr/58,5 x 1000/200gr x 2)
= (0,465 + 1,86)0C = 2,3250C
Jadi titik beku larutan yang terjadi adalah -2,3250C.

D. Penerapan Penurunan Titik Beku Larutan Dalam Pembuatan es krim
Bagaimana es krim dibuat?
          Adonan es krim ditempatkan dalam bejana yang terendam es batu dan air yang telah diberi garam dapur sambil diputar-putar untuk memperoleh suhu yang lebih rendah dari 00C. Proses tersebut mengakibatkan adonan es krim membeku dengan titik beku es beberapa derajat di bawah dibawah titik beku air murni. Hal ini terjadi karena proses perpindahan kalor dari adonan es krim ke dalam campuran es batu, air, dan garam dapur.
          Temperatur normal campuran es dan air adalah 00C. Akan tetapi itu tidak cukup dingin untuk membekukan es krim. Temperatur yang diperlukan untuk membekukan es krim adalah -3 oC atau lebih rendah. Untuk mencapai suhu tersebut perlu ditambahkan garam dalam proses pembuatan es krim. Sebenarnya banyak bahan kimia lain yang dapat digunakan tetapi garam relatif murah. Garam berfungsi menurunkan titik beku larutan. Ketika es dicampur dengan garam, es mencair dan terlarut membentuk air garam serta menurunkan temperaturnya. Proses ini memerlukan panas dari luar. Campuran itu mendapatkan panas dari adonan es krim maka hasilnya adalah es krim padat dan lezat seperti yang diinginkan.(Susilowati, Endang : 2004,16)
          Es krim merupakan makanan dengan gizi tinggi. Hidangan yang sudah tersaji sejak zaman Romawi atau 400 tahun SM itu ternyata mampu menyembuhkan influenza, serta mengandung zat anti tumor. Pada tahun 1851 es krim dapat dikatakan jenis hidangan paling populer di dunia. Pada tahun 2003, produksi es krim dunia mencapai lebih dari satu miliar liter dan dikonsumsi oleh miliaran konsumen per tahun.
          Es krim adalah anggota kelompok hidangan beku yang memiliki tekstur semi padat, Banyak fakta menyebutkan bahwa es krim merupakan salah satu makanan bernilai gizi tinggi. Nilai gizi es krim sangat tergantung pada nilai gizi bahan bakunya. Bahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan es krim adalah lemak susu, padatan susu tanpa lemak (skim), gula pasir, bahan penstabil, pengemulsi, dan pencita rasa. Proses pembuatan es krim terdiri dari pencampuran bahan, pasteurisasi, homogenasi, aging di dalam refrigerator, pembekuan sekaligus pengadukan di dalam votator, dan terakhir adalah pengerasan (hardening) di dalam freezer.
          Di balik kelembutan dan rasa manisnya, es krim terbukti memiliki beberapa fakta gizi yang tak terduga. Keunggulan es krim didukung oleh bahan baku utamanya, yaitu susu tanpa lemak dan lemak susu. Susu disebut sebagai makanan yang hampir sempurna karena kandungan zat gizi yang lengkap. Para peneliti menemukan lebih dari 100.000 jenis molekul yang terkandung di dalam susu, Selain air dan lemak, molekul-molekul tersebut mencakup protein, karbohidrat, mineral, enzim-enzim, gas, serta vitamin A, C dan D. Terdapat beberapa peneliti yang menyatakan bahwa susu termasuk dalam golongan pangan fungsional.
          Sebagian besar komponen dalam susu telah diketahui fungsinya secara biologis bagi tubuh. Komponen yang telah diketahui fungsinya adalah protein terutama dari bagian whey, termasuk di dalamnya alfalaktalbumin, betaktoglobulin, imunoglobulin, laktoferin, dan glikomakropeptida. Alfalaktalbumin berperan serta dalam metabolisme karbohidrat. Enzim ini memiliki kemampuan berinteraksi dengan enzim galaktotransferase. Fungsi enzim tersebut mentransportasikan galaktosa ke pool glukosa. Beberapa penelitian membuktikan alfalaktalbumin sebagai zat antitumor.

E. Komposisi Es Krim Dan Manfaatnya

KOMPOSISI ES KRIM
          Ada lima komponen penyusun es krim: Krim, Skim, Air, Gula dan Stabilizer. Kadar air dalam es krim antara 60%-62%, jika air terlalu banyak maka es krim menjadi kasar, jika air terlalu sedikit maka es krim akan menjadi terlalu padat. Untuk bisa creamy, 60%-62% itu sudah ukuran yang teruji.
Dengan demikian maka kadar bahan kering adalah 38%-40%.

MANFAAT KRIM
          Krim adalah bagian yang paling banyak mengandung lemak pada susu. Panaskan susu sapi sampai suhu pasteur (70C-80C), kemudian dinginkan agak lama sampai muncul selaput yang makin lama makin tebal. Selaput inilah yang dinamakan krim, memang cuma sedikit karena kadar krim dalam susu sapi hanya 3.5%. Fungsi dari krim ini adalah memberikan aroma susu dan mencegah pembentukan kristal yang terlalu besar. Pada hakekatnya krim adalah lemak, maka kita bisa menggunakan lemak lain, umumnya adalah santan atau telur. Dengan konsekuensi akan berkurangnya/hilangnya aroma susu diganti menjadi aroma santan atau aroma telur, bisa juga dicampurkan ketiga lemak tersebut, sesuai selera. Tapi tidak semua lemak bisa dipakai untuk es krim, mentega atau korvet akan membuat es krim ngendal, minyak kedelai tidak ngendal tapi aroma es krim menjadi aneh. Jadi yang direkomendasikan adalah lemak susu, lemak telur dan lemak santan. Kadar lemak dalam es krim adalah 8%-16%.

MANFAAT SKIM
          Setelah susu sapi diambilnya krimnya, maka yang tersisa tinggal air dan bahan padatan lain meliputi protein, karbohidrat dan mineral.
          Jika kadar air tersebut dihabiskan, maka yang tersisa itulah yang dinamakan skim. Yaitu bahan padatan susu sapi tanpa lemak. Fungsi skim pada es krim adalah sebagai tubuh yang membentuk tekstur. Membuat es krim tanpa skim hasilnya seperti kocokan whipcream itu, memang lembut, tapi ringan. Sama dengan krim, pada hakekatnya skim ini adalah bahan padatan yang terdiri dari protein, karbohidrat dan mineral, jadi bisa diambilkan dari telur atau santan. Kadar skim dalam es krim adalah sama dengan krim yaitu antara 8% sampai 16%.

MANFAAT GULA
          Gula tidak hanya berfungsi sebagai pemberi rasa manis pada es krim, tapi juga menurunkan titik beku adonan, sehingga adonan tidak terlalu cepat membeku saat diproses. Ini penting agar udara yang masuk kedalam adonan bisa lebih banyak sehingga tekstur menjadi lebih lembut. Kadar gula dalam es krim adalah 15%.

MANFAAT STABILIZER
          Adonan es krim jika dibekukan tanpa stabilizer, maka molekul lemak dan molekul air yang sebelumnya sudah tercampur rata akan memisah pelan-pelan. Membentuk kelompok air dan kelompok lemak. Lemak menjadi keras sedangkan air menjadi kristal. Stabilizer berfungsi untuk emulsi, yaitu membentuk selaput yang berukuran mikro untuk mengikat molekul lemak, air dan udara. Dengan demikian air tidak akan mengkristal, dan lemak tidak akan mengeras. Stabilizer juga bersifat mengentalkan adonan, sehingga selaput2 tadi bisa stabil. Kadar stabilizer dalam es krim adalah 0.3%.

F. Alat Pembuat Es Krim
          Nancy Johnson dari Philadelphia adalah orang yang pertama menciptakan alat pembuat es krim. Alat yang ia ciptakan adalah ember dari kayu yang di dalamnya ada wadah lebih kecil dari logam. Wadah logam ini dapat diputar dengan menggunakan pedal. Ruang di antara wadah kecil dan ember kayu diisi dengan campuran es dan garam. Pembuatan es krim sebenarnya sederhana saja, yakni mencampurkan bahan-bahan dan kemudian mendinginkannya. Air murni pada tekanan 1 atmosfer akan membeku pada suhu 00C. Namun, bila ke dalam air dilarutkan zat lain, titik beku air akan menurun. Jadi, untuk membekukan adonan es krim pun memerlukan suhu di bawah 00C. Misalkan adonan es krim dimasukkan dalam wadah logam, kemudian di ruang antara ember kayu dan wadah logam dimasukkan es.
          Awalnya, suhu es itu akan kurang dari 00C. Namun, permukaan es yang berkontak langsung dengan udara akan segera naik suhunya mencapai 00C dan sebagiannya akan mencair. Suhu campuran es dan air tadi akan tetap 00C selama esnya belum semuanya mencair. Seperti disebut di atas, jelas campuran es krim tidak membeku pada suhu 00C akibat sifat koligatif penurunan titik beku.
          Bila ditaburkan sedikit garam ke campuran es dan air tadi, maka akan didapatkan hal yang berbeda. Air lelehan es dengan segera akan melarutkan garam yang ditaburkan. Dengan demikian, kristal es akan terapung di larutan garam. Karena larutan garam akan mempunyai titik beku yang lebih rendah dari 00C, es akan turun suhunya sampai titik beku air garam tercapai. Dengan kata lain, campuran es krim tadi dikelilingi oleh larutan garam yang temperaturnya lebih rendah dari 00C sehingga adonan es krim itu akan dapat membeku. Tetapi Kalau campuran itu hanya dibiarkan saja mendingin tidak akan dihasilkan es krim, melainkan gumpalan padat dan rapat berisi kristal-kristal es yang tidak akan enak kalau dimakan. Bila diinginkan es krim yang enak di mulut, selama proses pembekuan tadi adonan harus diguncang-guncang. Pengocokan atau pengadukan campuran selama proses pembekuan merupakan kunci dalam pembuatan es krim yang baik. Proses pengguncangan ini bertujuan ganda. Pertama, untuk mengecilkan ukuran kristal es yang terbentuk; semakin kecil ukuran kristal esnya, semakin lembut es krim yang terbentuk. Kedua, dengan proses ini akan terjadi pencampuran udara ke dalam adonan es krim. Gelembung-gelembung udara yang tercampur ke dalam adonan inilah yang menghasilkan busa yang seragam (homogen).

Peran emulsifier
          Metode sederhana pengadukan dan pendinginan secara serempak ini ternyata menimbulkan masalah lain. Krim pada dasarnya terdiri atas globula kecil lemak yang tersuspensi dalam air. Globula-globula ini tidak saling bergabung sebab masing-masing dikelilingi membran protein yang menarik air, dan airnya membuat masing-masing globula tetap menjauh. Pengadukan akan merusak membran protein yang membuat globula lemak tadi kemudian dapat saling mendekat. Akibatnya, krim akan naik ke permukaan. Hal seperti ini diinginkan bila yang akan dibuat adalah mentega atau minyak, tetapi jelas tidak diinginkan bila yang akan dibuat es krim.
          Penyelesaian sederhananya adalah dengan menambahkan emulsifier pada campuran. Molekul emulsifier akan menggantikan membran protein, satu ujung molekulnya akan melarut di air, sedangkan ujung satunya akan melarut di lemak. Lecitin, molekul yang terdapat dalam kuning telur, adalah contoh emulsifier sederhana. Oleh karena itu, salah satu bahan pembuat es krim adalah kuning telur. Selain itu, dapat digunakan mono- atau di-gliserida atau polisorbat yang dapat mendispersikan globula lemak dengan lebih efektif.

G. Kesimpulan
1. Sifat koligatif larutan adalah sifat larutan yang hanya dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut di dalam larutan, dan tidak dipengaruhi oleh sifat dari zat terlarut.
2. Perbedaan titik beku akibat adanya partikel-partikel zat terlarut disebut penurunan titik beku (?Tf). Penurunan titik beku larutan sebanding dengan hasil kali molalitas larutan dengan tetapan penurunan titik beku pelarut (Kf), dinyatakan dengan persamaan :
?Tf = Kf m atau ?Tf = Kf (n x 1000/p)
3. Temperatur normal campuran es dan air adalah 00C. Akan tetapi itu tidak cukup dingin untuk membekukan es krim. Temperatur yang diperlukan untuk membekukan es krim adalah -3 oC atau lebih rendah. Untuk mencapai suhu tersebut perlu ditambahkan garam dalam proses pembuatan es krim. Garam berfungsi menurunkan titik beku larutan. Ketika es dicampur dengan garam, es mencair dan terlarut membentuk air garam serta menurunkan temperaturnya. Proses ini memerlukan panas dari luar. Campuran itu mendapatkan panas dari adonan es krim maka hasilnya adalah es krim padat dan lezat seperti yang diinginkan.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar