Penentuan Total padatan Susu Bukan Lemak pada Produk Yoghurt
Apa yang dimaksud dengan “Total padatan susu bukan lemak”? Secara harfiah, parameter ini diartikan sebagai total padatan yang terukur namun dikurangi dengan total lemak dan gula yang terkandung pada suatu sampel. Penentuan parameter ini berfungsi untuk mengukur kandungan gizi dari produk yang dihasilkan. Disebutkan dalam SNI Nomor 2981 Tahun 2009 bahwa standar baku mutu untuk parameter total padatan terlarut bukan lemak dari setiap produk yoghurt, baik itu yoghurt tanpa atau dengan perlakuan pemanasan setelah proses fermentasi adalah minimum 8.2%. Lebih detailnya, kadar total padatan susu bukan lemak juga tercantum dalam CFR 21 dengan minimum kadar 8.25%. Lalu metode apa yang dapat digunakan untuk parameter ini? Pengujian parameter ini mengacu pada Official Methods of Association of Official Agricultural Chemists Nomor 990.21.
Yoghurt merupakan produk hasil fermentasi susu dan biasanya melibatkan bakteri Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus. Kedua jenis bakteri ini berfungsi untuk memfermentasikan laktosa yang ada dalam susu untuk membentuk asam laktat. Semakin banyak asam laktat yang terproduksi maka pH produk akan semakin menurun yang menyebabkan tekstur susu mengental dan memiliki rasa khas yoghurt. Meskipun banyak tipe bakteri Lactobacillus yang dapat digunakan, namun hanya 2 tipe bakteri ini saja yang terdaftar secara resmi di CFR yang dapat digunakan untuk pembuatan yoghurt. Berdasarkan CFR 21 Part 131B, pH yang umumnya tercapai yakni berkisar pada 4.6 atau lebih rendah.
Biasanya, pengukuran total padatan terlarut sering dilakukan dengan 2 cara, yakni metode refraktometri dan metode gravimetri. Secara prinsip, metode refraktometri mengandalkan proses terjadinya pembiasan atau refraksi untuk mengetahui seberapa banyak total padatan yang terkandung dalam sampel dengan mengukur indeks bias sampel. Beberapa alat refraktometer mungkin sudah dapat menampilkan nilai langsung dalam satuan persen (%), tetapi banyak juga yang hanya menampilkan nilai indeks bias (RI) yang terukur. Secara praktek, metode ini memang tergolong praktis dan lebih cepat. Namun, tidak jarang juga banyak pelaku industri yang masih menggunakan metode gravimetri karena metode ini masih sangat relevan untuk digunakan dan lebih diunggulkan dalam hal akurasi dan presisi.
Metode Gravimetri untuk Penentuan Total Padatan (Total Solids Content)
Setiap pelaku industri pasti sudah sangat akrab dengan metode yang satu ini. Prinsipnya hanya bertumpu pada perbandingan bobot antara sebelum dan setelah perlakuan diberikan. Perlakuan ini antara lain adalah pemanasan dan penurunan suhu. Instrumentasi yang kerap dibutuhkan adalah neraca analitik (analytical balance), oven, desikator serta cawan untuk wadah sampel. Namun, untuk sampel produk susu dan olahannya termasuk produk yoghurt, dibutuhkan pengaktifan protein dan zat aktif lainnya pada suhu 38oC ± 1oC. Dalam hal ini, disarankan untuk menggunakan alat penangas air agar sampel menerima panas yang konstan dan merata.
Berdasarkan AOAC dan SNI disebutkan bahwa sampel dengan kisaran bobot ±3 gram yang sudah diaktifkan diletakkan pada cawan atau pinggan tahan panas. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam oven untuk dikeringkan selama ±4 jam pada suhu 100o ± 1oC. Setelah durasi tercapai, sampel dapat didinginkan dalam alat desikator selama 30 menit dan ditimbang bobotnya untuk masuk ke dalam perhitungan. Perhitungan ini tercatat sebagai total padatan (%), sehingga untuk menentukan total padatan bukan lemak, analis perlu mengetahui kadar lemak dan gula dalam produk secara pasti. Tercantum dalam SNI Nomor 2981 Tahun 2009 bahwa total padatan susu bukan lemak pada produk Yoghurt dapat dihitung dengan rumus:
Hal apa saja yang harus diperhatikan dan dikontrol?
Sebagai kontrol kualitas, analis juga perlu memperhatikan analisa secara keseluruhan. Adapun hal - hal yang perlu dijadikan catatan oleh analis untuk melakukan uji ini adalah sebagai berikut:
-
Bahan Pinggan Atau Cawan Yang Digunakan
Disebutkan dalam AOAC bahwa bahan yang digunakan sebagai pinggan atau wadah sampel haruslah wadah yang tahan panas. Beberapa bahan material yang dapat digunakan seperti campuran logam aluminum (alloy), nikel, stainless steel, porselen ataupun silika.
-
Menyediakan Kontrol Pembanding
Dalam setiap uji, analis harus melakukan pengulangan terhadap sampel yang diuji serta menyiapkan pembanding sebagai kontrol. Pada uji gravimetri, diwajibkan bagi analis untuk menyediakan wadah sampel tambahan yang diberikan perlakuan yang sama seperti dengan wadah sampel lainnya. Untuk menghilangkan lemak atau kotoran - kotoran yang menempel pada wadah sampel, wadah pun perlu diberi perlakuan tersendiri yakni dengan cara membersihkannya lalu menyimpannya dalam oven pada suhu 100o ± 1oC. Seluruh wadah kemudian disimpan pada desikator untuk menjaga agar wadah tetap bersih dan tidak terkontaminasi. Dari sejumlah wadah yang telah diberi perlakuan awal, analis perlu membiarkan 1 wadah tetap kosong dan berlaku sebagai blanko.
-
Kelengkapan dan Kondisi Instrumentasi
Peralatan laboratorium yang memadai justru menjadi faktor utama terealisasinya pengujian yang optimal dan efisien. Namun kadar optimalitas dan efisiensi ini tetap bergantung pada kondisi alat. Berdasarkan ISO 17025, disebutkan bahwa perlu adanya perawatan pada setiap instrumen atau alat ukur analisa. Perawatan instrumentasi yang disebutkan sebagai syarat wajib yakni adalah kalibrasi. Meski tidak disebutkan lagi jangka waktu ideal perlakuan kalibrasi untuk setiap instrumen, namun analis tetap harus melakukan pengkajian ulang terkait waktu interval yang tepat untuk mengkalibrasi suatu instrumen yang dilihat dari beberapa faktor. Adapun faktor - faktor tersebut mencakup umur alat, intensitas pemakaian alat, kondisi fisik alat, batas kesalahan dan faktor lingkungan.
Dalam hal ini, parameter kalibrasi untuk alat waterbath dan oven adalah suhu dan waktu, sedangkan pada alat neraca timbang baik neraca analitik (analytical balance) ataupun neraca presisi (precision balance) adalah bobot. Penggunaan alat termometer dan stopwatch referensi pun dilibatkan pada saat kalibrasi alat oven dan waterbath. Anak timbang atau batu timbang (test weight) digunakan untuk mengetahui beban minimum dan maksimum yang dapat diterima dan dideteksi oleh neraca timbang. Setiap parameter ini diperlukan pengukuran berulang dan pemantauan yang kontinu sehingga dapat diperoleh angka akurasi dan presisi dari alat yang dikalibrasi.
Gambar 1. Contoh Tampilan Neraca Analitik dan Anak Timbang
Improvisasi dalam Instrumentasi
Semakin modern instrumen yang digunakan belum tentu dapat memenuhi kebutuhan ataupun menghemat biaya analisa. Oleh karena itu, analis dan user perlu mengetahui fitur - fitur yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan agar penggunaan instrumen efisien dan dapat mengoptimalkan uji yang dilakukan. Berikut beberapa fitur yang mungkin dibutuhkan oleh analis dalam instrumen elektronik untuk uji gravimetri:
Pada Alat penangas air elektronik yang kerap disebut waterbath, fitur pengatur suhu dan waktu adalah hal yang sangat penting. Ada baiknya, jika alat dapat menampilkan suhu aktual dan suhu target secara bersamaan. Jika terdapat pengatur waktu atau durasi pemanasan, baiknya alat juga dapat menampilkan durasi sisa waktu untuk pemanasan. Hal yang tidak kalah penting, alat harus dapat memunculkan alarm error jika terjadi disfungsional tertentu pada sistem. Misalnya, alat harus dapat memunculkan alarm jika level air dalam tangki kurang dari semestinya, atau terjadi overheating pada elemen pemanas.
Alat juga baiknya dibekali dengan penutup tertentu yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan, yang dapat mempertahankan suhu tetap konstan. Sekarang ini banyak alat waterbath yang telah dibekali dengan aksesoris lainnya seperti adapter untuk beberapa wadah, pompa sirkulasi, pendingin tambahan hingga perangkat pengaduk (shaking device). Bahkan telah tersedia waterbath dengan fitur layar sentuh (touchscreen) yang lebih memudahkan analis dalam operasinya. Sebagai catatan, analis tidak hanya perlu melakukan kalibrasi terhadap alat, namun juga melakukan pengurasan dan pembersihan tangki secara berkala. Hal ini guna untuk mencegah munculnya kerak atau mikroorganisme pada air ataupun badan alat yang dapat memicu kontaminasi pada sampel.
Gambar 2. Contoh Tampilan (A) Display Alat Penangan Air Digital dan (B) Alat Waterbath
Dewasa ini, sudah banyak industri yang menggunakan timbangan digital karena dinilai lebih mudah dan praktis, serta yang paling utama timbangan digital lebih akurat dan lebih presisi dibandingkan timbangan manual. Meski banyak fitur yang ditawarkan oleh berbagai vendor, namun analis dapat memilah fitur mana yang fungsinya esensial dan mana yang hanya bersifat optional. Adapun fitur yang dinilai sebagai fitur esensial yakni, fitur kalibrasi, fitur pergantian satuan, fitur pengenal titik nol (0) atau zero recognition. Biasanya fitur kalibrasi dapat membantu analis untuk melakukan kalibrasi dan adjustment secara internal bila terjadi penyimpangan pada alat atau untuk memastikan bahwa tidak ada penyimpangan terjadi setelah alat dipindahkan.
Meski terlihat seperti fitur tambahan, namun pada beberapa aplikasi fitur ini sangatlah dibutuhkan untuk proses dokumentasi tanpa sunting. Fitur tersebut adalah konektivitas alat pada perangkat lainnya seperti printer dan PC. Tidak jarang koneksi seperti USB tipe A ataupun tipe B dan RS232 digunakan sebagai interface konektivitas pada neraca timbang. Fitur tambahan lainnya juga mungkin bermanfaat bagi analis yakni perfect self check (PSC), dimana neraca akan mendeteksi kestabilan suhu ruangan dan jika terjadi perubahan ± 2oC atau lebih maka neraca akan secara otomatis melakukan kalibrasi dan adjustment. Adanya fitur ini memungkinkan analis melakukan adjustment tanpa menggunakan anak timbang. Biasanya, timbangan tipe ini telah dibekali pilihan kalibrasi eksternal yang juga dapat diakses dan memungkinkan analis untuk melakukan adjustment pada alat menggunakan anak timbang yang sudah ditentukan sehingga pengukuran yang dilakukan memiliki akurasi dan presisi yang tinggi.
Sebagai alat pemanas, biasanya oven dibekali dengan sistem pengatur suhu dan waktu. Meskipun begitu, tidak semua oven dapat menampilkan suhu target dan suhu aktual chamber analisa dalam waktu yang bersamaan. Oleh karena itu, analis perlu memperhatikan apakah terdapat display digital pada alat oven atau tidak. Adanya display digital akan memudahkan analis dalam pemantauan suhu dan kondisi alat. Adanya overheating dan notifikasi lainnya pun akan lebih mudah terdeteksi jika alat oven yang digunakan dilengkapi dengan display digital. Bahkan untuk kalibrasi display digital dapat dijadikan sebagai acuan kalibrator dalam membandingkan alat dengan termometer referensi. Meski beberapa oven telah dibekali dengan konektivitas berupa port ethernet ataupun port USB, namun fitur ini masih dianggap sebagai fitur tambahan bukan esensial dalam beberapa aplikasi.
Gambar 3. Contoh Tampilan (A) Display Digital Alat Oven dan (B) Alat Oven
Setiap industri memiliki regulasinya masing - masing agar hasil uji dan pengujian yang dilakukan bersifat akurat, presisi, optimal dan efisien. Sangat besar kemungkinan keempat elemen ini dapat terwujud dengan memperhatikan faktor - faktor yang telah dijelaskan pada penjelasan diatas. Oleh karena itu, penting bagi analis dan user untuk mempertimbangkan beberapa faktor yang telah disebutkan dengan seksama.
Referensi:
Anonim. 2023. Proses Kalibrasi : Inilah Interval Kalibrasi yang Direkomendasikan untuk Alat Ukur, https://news.kalibrasi.com/interval-kalibrasi/ diakses pada Tanggal 5 Oktober 2023
Anonim. Milk Facts, http://www.milkfacts.info/Milk%20Processing/Yogurt%20Production.htm#:~:text=Yogurt%20Definitions,Yogurt%20is%20a&text=All%20yogurt%20must%20contain%20at,yogurt%20less%20than%200.5%25%20milk, diakses pada Tanggal 2 Oktober 2023
Asim, Muhammad Nazi. 2023. Technical Article: When To Calibrate: Making Sense of Calibration Intervals, https://control.com/technical-articles/when-to-calibrate-making-sense-of-calibration-intervals/, diakses pada Tanggal 5 Oktober 2023
Association of Official Analytical Chemists. 2021. Unit 7 : Chemical Analysis of Milk and Milk Products, chromeextension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://egyankosh.ac.in/bitstream/123456789/9633/1/Unit-7.pdf, diakses Tanggal 3 Oktober 2023
Badan Standardisasi Nasional. 2009. Standar Nasional Indonesia Nomor 2981 tentang “Yoghurt”
International Organizations of Standardization (ISO). ISO 17025.
National Archives and Records Administration. 2023. Code of federal Regulations Title 21 Chapter I Subchapter B Part 131, https://www.ecfr.gov/current/title-21/chapter-I/subchapter-B/part-131/subpart-B/section-131.200 ,diakses pada Tanggal 2 Oktober 2023