Aplikasi Bubuk CMC dalam Es Krim dan Susu Asam

13 Agustus 2025
6:48 AM

Karboksimetil selulosa (CMC)aditif berkinerja tinggi yang berasal dari selulosa alami, mulai dikenal di industri industri susu sebagai alat utama untuk meningkatkan kualitas produk, berkat fungsi tiga intinya yaitu pengentalan, emulsifikasi, dan stabilisasi. Artikel ini akan memberikan analisis mendalam tentang solusi aplikasi inovatif untuk bubuk CMC dalam es krim dan susu asam.

I. Gambaran Umum Bubuk Karboksimetil Selulosa

Karboksimetil selulosa (CMC) adalah berat molekul tinggi selulosa eter diperoleh melalui modifikasi kimiawi dari selulosa alami. Berat molekul senyawa ini berkisar dari beberapa ribu hingga jutaan. Setiap unit struktural terhubung melalui ikatan β-1,4 glikosidik, membentuk bubuk yang tidak berbau dan tidak beracun dengan sifat pengental, pengemulsi, dan penangguhan. Hasilnya, sekarang banyak digunakan dalam pengolahan susu.

II. Aplikasi Bubuk CMC dalam Es Krim

1. Ketika pH lebih besar dari titik isoelektrik protein, CMC dapat membentuk struktur komposit dengan protein. Struktur ini tidak hanya meningkatkan stabilitas emulsi tetapi juga membantu mempertahankan bentuk struktur es krim.

2. CMC dapat digunakan dalam kombinasi dengan berbagai bahan penstabil lainnya (xanthan gum, guar gum, karagenan, pati, maltodekstrin, dll.) dan menunjukkan efek sinergis.

Efek sinergis dari maltodekstrin dan pati dengan CMC

Sampel	Viskositas Air	Kecepatan tipe B	B	Viskositas NDJ79 (cP)
CMC	1%	0.6	720	210
CMC	1%	60	452	210
Maltodekstrin	20%	60	6.9
CMC Maltodekstrin (1: 20)	21%	60	1234	430
CMC Maltodekstrin (1: 20)	21%	0.6	2400	430
Pati	10%	60	68.2	78
Pati	10%	0.6	150	78
Pati CMC (1: 10)	11%	6	74300	2700
Pati CMC (1: 10)	11%	0.6	253000	2700

3. Memadukan CMC dengan Penstabil Lain

(1) Untuk meningkatkan retensi air dan mencegah kristalisasi, gunakan natrium alginat atau gelatin.

(2) Untuk tekstur yang halus dan lembut, ketahanan meleleh yang baik, dan rasa yang lebih baik, campurkan dengan karagenan atau guar gum.

4. Sifat Pengemulsi CMC

Sifat pengemulsi CMC memungkinkan penggunaan pengemulsi yang lebih sedikit dalam formulasi es krim sekaligus meningkatkan laju ekspansi produk es krim. Nilai CMC dengan sifat pengemulsi yang baik termasuk FH6 dan FVH6.

5. Keuntungan CMC dalam Pengolahan Es Krim

Viskositas CMC menunjukkan reversibilitas pada suhu yang berbeda: dengan meningkatnya suhu, viskositas larutan menurun, mengurangi konsumsi energi selama pasteurisasi es krim; dengan menurunnya suhu, viskositas meningkat, meningkatkan laju ekspansi es krim selama pembekuan.

Namun, pada suhu tinggi, terutama ketika terpapar pada suhu di atas 50°C dalam waktu yang lama, viskositas CMC berkualitas rendah dapat menurun secara permanen. Pasteurisasi es krim biasanya menggunakan proses pasteurisasi 70-80°C selama 30 menit. Dalam kondisi seperti itu, viskositas CMC dari sebagian besar produsen menurun secara signifikan setelah 30 menit pada suhu 80°C.

6. Pseudoplastisitas Larutan CMC

Viskositas CMC berkurang dengan adanya gaya geser, dan nilai viskositas menurun seiring dengan meningkatnya gaya geser. Sifat ini menguntungkan untuk mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan efisiensi homogenisasi selama homogenisasi, pencampuran, dan pengangkutan produk es krim melalui pipa. Di sisi lain, saat es krim dikonsumsi, gaya geser yang dihasilkan oleh gerakan mengunyah lidah membuat produk terasa halus dan menyegarkan, yang bermanfaat untuk pelepasan rasa.

7. Struktur Molekul CMC

Dari struktur internal molekul CMC: Molekul CMC mengandung sejumlah besar gugus hidrofilik-COO-, OH-yang sangat menguntungkan untuk meningkatkan ketahanan lelehan produk es krim.

III. Aplikasi Bubuk CMC dalam Susu Asam

1. Nilai pH susu asam pada umumnya berkisar antara 3,8 dan 4,2. Ketika pH berada di bawah titik isoelektrik protein, CMC dapat membentuk struktur komposit yang stabil dengan protein, yang membantu meningkatkan stabilitas susu cair dan ketahanan protein.

2. Ketahanan asam dari CMC

Seiring dengan meningkatnya derajat substitusi CMC, ketahanan asamnya juga meningkat. Ketika tingkat substitusi ≥0,8, ketahanan asam meningkat secara signifikan, dan ketika ≥0,9, ketahanan asam sangat baik, sehingga cocok untuk minuman asam. Ketahanan asam CMC sering dinyatakan sebagai rasio viskositas asam. Jika rasio asam-viskositas larutan CMC 2% ≥0,8, ini menunjukkan ketahanan asam yang baik.

3. Aplikasi CMC dalam susu fermentasi

CMC tidak mempengaruhi aktivitas agen fermentasi. Percobaan fermentasi komparatif dilakukan antara susu yang mengandung 0,3% CMC dan susu tanpa CMC. Setelah 4 jam, keasamannya mencapai 87°T, tanpa perbedaan tekstur yang signifikan dan tidak ada pemisahan whey yang teramati.

4. Faktor-faktor yang sering diabaikan yang mempengaruhi stabilitas susu

(1) Susu mentah

Isi: Biasanya antara 30-50%. Jika kandungan susu melebihi 50%, larutan susu asam yang dihasilkan akan memiliki stabilitas yang buruk.

Kualitas: Susu yang positif mengandung alkohol 75% tidak boleh digunakan, karena susu tersebut memiliki stabilitas protein yang buruk dan ketahanan terhadap asam yang lemah.

(2) Viabilitas, jenis, dan keberadaan kontaminan dalam strain bakteri (untuk membuat minuman lactobacillus)

Viabilitas strain bakteri yang buruk dan tingkat kontaminan yang tinggi secara langsung menghasilkan produksi whey yang berlebihan selama fermentasi, tekstur yang longgar, dan stabilitas minuman akhir yang buruk.

(3) Pertimbangan bahan

A. Nilai HLB campuran emulsifier harus dikontrol di sekitar 9.

B. Keasaman akhir larutan susu harus diatur pada suhu 60°C, dengan padatan terlarut pada suhu 8%.

C. Bahan baku harus larut sepenuhnya.

D. Saat menyesuaikan keasaman, suhu larutan susu dan larutan asam harus sekitar 20°C, dengan larutan asam ditambahkan terus menerus dalam waktu 1,5-2 menit. Konsentrasi larutan asam umumnya 2-10%, dengan konsentrasi yang lebih rendah lebih disukai.

IV. Kesimpulan

TENESSY karboksimetil selulosa (CMC) menawarkan solusi komprehensif untuk produk susu melalui inovasi struktur molekuler (gugus -COO-, OH) dan karakteristik respons yang cerdas (dapat dibalikkan pada suhu / semu). Menguasai teknologi pencampuran dan titik adaptasi proses CMC dapat membantu perusahaan meningkatkan stabilitas kualitas produk, mengurangi biaya produksi, dan memperpanjang umur simpan.