Di dunia produksi makanan, bentuk struktural makanan diproduksi dengan berbagai macam variasi. Setiap variasi bentuk memiliki fungsi yang berbeda-beda. Struktur makanan bisa terbentuk secara alami atau direkayasa di pabrik. Struktur fisik bahan makanan secara umum dibagi menjadi:

Struktur seluler: Sayuran, buah-buahan, dan makanan berprotein tinggi sebagian besar terdiri dari jaringan seluler. Karakteristik sel dan, lebih khusus lagi, sel dinding menentukan sifat reologi dan transportasi makanan seluler. Satu salah satu karakteristik khusus untuk makanan seluler adalah turgiditas atau tekanan turgor. Turgor adalah tekanan intraseluler yang dihasilkan dari perbedaan tekanan osmotik antara isi sel dan cairan ekstraseluler. Ini adalah faktor yang bertanggung jawab untuk tekstur buah dan sayuran yang renyah dan makanan ‘berdaging segar’ seperti daging dan ikan. Struktur makanan seluler juga dapat dibuat secara buatan.

Struktur berserat (fibrous): Struktur makanan yang terdiri dari benang-benang serat. Contoh paling jelas dari makanan berserat adalah daging. Struktur serat protein bertanggung jawab atas kekenyalan makanan berprotein tinggi. Penciptaan struktur serat buatan adalah tantangan utama pengembangan daging.

Gel: gel adalah sistem koloid homogen yang secara makroskopis terdispersi partikel (umumnya polimer seperti polisakarida atau protein) telah dikombinasikan dengan pelarut (umumnya air) untuk membuat padatan struktur semi-fixed. Gel biasanya diproduksi dengan melarutkan polimer terlebih dahulu dalam pelarut, kemudian mengubah kondisi (pendinginan, konsentrasi, cross-linking) sehingga kelarutan berkurang. Gel sangat penting dalam produksi yogurt, deserts susu, custard, tahu, selai, dan gula-gula. Stabilitas struktural makanan gel yang mengalami gaya geser dan jenis pengolahan tertentu (misalnya pembekuan- pencairan) merupakan pertimbangan penting dalam formulasi produk dan desain.

Emulsi: emulsi adalah campuran dari dua cairan yang tidak dapat bercampur, di mana salah satu cairan terdispersi sebagai butiran halus di lainnya. Dalam hal makanan, dua media cair, dalam banyak kasus, lemak dan air. Ada dua kemungkinan untuk emulsi yang terdiri dari minyak dan air:
a. Fase zat yang terdispersi adalah minyak (emulsi minyak dalam air/ OW-oil in water). Contohnya susu, krim, saus, dan saus salad.
b. Fase zat yang terdispersi adalah air (emulsi air dalam minyak/WO water in oil). Contohnya Mentega dan margarin.

Emulsi bukanlah sistem yang stabil secara termodinamika. Mereka tidak terbentuk secara spontan. Emulsi kation membutuhkan masukan energi (pencampuran, homogenisasi) dalam untuk memotong salah satu fase menjadi butiran-butiran kecil dan membubarkannya dalam fase kontinu. Emulsi cenderung pecah sebagai hasil dari koalesensi (peleburan tetesan dispersi menjadi yang lebih besar) dan creaming (pemisahan emulsi asli menjadi emulsi yang lebih pekat seperti krim, dan beberapa fase kontinu bebas). Emulsi distabilkan dengan bantuan bahan aktif yang dikenal sebagai emulsifier.

Busa (foam): busa adalah struktur seluler yang terdiri dari sel yang diisi gas (udara) dan cairan dinding sel. Karena gaya permukaan, busa berperilaku seperti padatan. Es krim pada dasarnya adalah busa beku, karena hampir setengah dari volumenya adalah udara. Busa dengan karakteristik spesifik (distribusi ukuran gelembung, kepadatan, kekakuan, stabilitas) adalah penting dalam minuman yang mengandung susu dan bir. Sebaliknya, Busa berlebihan yang spontan dari beberapa produk cair (misalnya susu skim) selama transportasi dan pemrosesan dapat menimbulkan masalah rekayasa yang serius. Busa yang tidak diinginkan dikendalikan oleh peralatan yang tepat, pemecah busa mekanis atau melalui penggunaan antibusa (pencegahan) dan agen penghilang busa kimia (pengurangan busa) seperti minyak dan senyawa berbasis silikon tertentu.

Bubuk: partikel padat yang berukuran 10 sampai 1000 mikrometer didefinisikan sebagai bubuk. Partikel yang lebih kecil secara konvensional disebut ‘debu’ dan partikel yang lebih besar disebut ‘butiran’ . Beberapa produk makanan dan bahan baku industri makanan adalah bubuk. Bubuk diproduksi dengan pengurangan ukuran, presipitasi, kristalisasi atau pengeringan semprot.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Berk, Zeki. 2008. Food Process Engineering and Technology. United States of America: Elsevier

Dalam beberapa tahun terakhir, minat yang tumbuh pada sifat fisik makanan banyak diteliti. Sejumlah buku dan ulasan yang secara khusus membahas tentang subjek telah diterbitkan. Beberapa sifat fisik pada makanan misalnya viskositas dalam aliran fluida, ukuran partikel dalam pengurangan ukuran, sifat termal dalam perpindahan kalor, difusivitas dalam perpindahan massa, dll.

Sifat Mekanik Makanan

Sifat mekanik adalah sifat-sifat yang menentukan perilaku bahan makanan ketika kontak dengan gaya eksternal. Sifat mekanik dapat digunakan untuk cara pengolahan (misalnya pengangkutan, pengurangan ukuran) dan konsumsi (tekstur, rasa mulut). Gaya-gaya yang bekerja pada bahan biasanya dinyatakan sebagai tegangan , yaitu intensitas gaya per satuan luas (N/m² atau Pa). Dimensi dan satuan tegangan mirip seperti tekanan. Sangat sering, tetapi tidak selalu, respons bahan terhadap tekanan adalah deformasi yang dinyatakan sebagai regangan. Regangan biasanya dinyatakan sebagai rasio tak berdimensi, seperti perpanjangan sebagai persentase dari panjang aslinya. Hubungan antara stres dan regangan adalah pokok bahasan ilmu yang dikenal sebagai rheologi.

Deformasi Elastis

Deformasi elastis muncul seketika saat ada tekanan dan menghilang seketika dengan melepas tekanannya. Untuk beberapa bahan, regangan sebanding dengan tegangan, setidaknya untuk nilai deformasi sedang. Deformasi elastis dirumuskan oleh hukum hooke sebagai:

E = Tegangan/Regangan = (F/A₀)/(∆L/L₀)

E = Modulus Young , Pa
F = Gaya yang bekerja, N
A₀ = Luas penampang awal, m²
ΔL = Pertambahan panjang, m
L₀ = Panjang awal, m

Deformasi Plastis

Deformasi plastis tidak terjadi selama tegangan di bawah nilai batas yang dikenal sebagai tegangan luluh. Deformasi plastis bersifat permanen, yaitu benda kerja tidak kembali ke ukuran dan bentuk semula ketika tegangan dihilangkan.

Deformasi Viscous

Deformasi (aliran) yang terjadi secara instan dengan tekanan dan bersifat permanen. Laju regangan sebanding dengan tegangan.

Jenis tegangan diklasifikasikan menurut arah gaya dalam hubungannya ke materi. Tegangan normal adalah tegangan yang bekerja pada arah tegak lurus terhadap permukaan bahan. Tegangan normal adalah gaya tekan jika mereka bertindak terhadap material dan gaya tarik jika mereka bertindak jauh dari itu. Tegangan geser bekerja pada arah paralel (tangensial) ke permukaan material. Peningkatan deformasi benda di bawah tekanan konstan disebut creep. Peluruhan tegangan dengan waktu di bawah regangan konstan disebut relaksasi.

Rheology Model

Hubungan tegangan-regangan dalam bahan makanan biasanya kompleks. Oleh karena itu berguna untuk menggambarkan perilaku reologi makanan yang sebenarnya dengan bantuan penyederhanaan seperti model gambar. Model-model tersebut dibangun dengan menghubungkan elemen-elemen ideal (elastis, kental, gesekan, pecah, dll.) secara seri, paralel atau kombinasi keduanya. Model fisik berguna dalam pengembangan model matematika (persamaan) untuk deskripsi dan prediksi perilaku reologi makanan yang kompleks.

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI

>> YOUTUBE PT TENSOR

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Berk, Zeki. 2008. Food Process Engineering and Technology. United States of America: Elsevier