Fisiko Kimia Susu

1. IPTEK PengolahanSusu Fisiko Kimia Susu

2. SifatFisikdan Kimia • Sifat fisik merupakan sifat-sifat atau karakteristik yang dapat dilihat secara visual sehingga dapat dilihat kualitas fisik-nya • Sifat kimia merupakan sifat-sifat atau karakteristik yang terbentuk karena reaksi-reaksi kimia antar senyawa yang ada dalam bahan pangan

3. SifatFisik Kimia Susu

4. DasarSifatFisik Kimia Susu

5. SifatFisik Sifat Fisik dan Kimia Susu

6. WarnaSusu • Warnasusuberbeda-beda yang dipengaruhiolehbeberapafaktorantara lain adalahsbb; • bangsaternak • jenispakan • jumlahlemak • bahanpadat • bahanpembentukwarna • Warnasusuberkisardariputihkebiruanhinggakuningkeemasan • Warnaputihsusumerupakanhasildispersidarirefleksicahayaolehglobulalemakdanpartikelkoloidaldari casein dancalsiumphosphat • Warnakuningadalahkarenalemakdancaroten yang dapatlarut. Bilalemakdiambildarisusumakasusuakanmenunjukkanwarnakebiruan

7. Rasa dan Aroma Susu

8. Penyimpangan Flavor Susu • Pakan • cita rasa pakansapimisalnya alfalfa, bawangmerah, bawangputih, dancita rasa algae yang akanmasukkedalamsusujikabahan-bahanitumencemaripakandan air minumsapi. • Enzimatis • rasa tengikkarenaaktivitasenzim lipase padalemaksusu. • Kimiawi • disebabkanolehoksidasilemak. • mikrobiologis • Disebabkanpencemarandanpertumbuhanbakteri yang menyebabkanfermentasilaktosamenjadiasamlaktatdanhasilsampingmetaboliklainnya yang mudahmenguap. • Mekanis • bilasusumungkinmenyerapcita rasa cat yang adadisekitarnya, sabundanlarutanchlor.

9. Aroma Susu • Aroma susu mudah berubah dari yang dikehendaki menjadi aroma yang tidak dikehendaki. • Aroma ini dipengaruhi oleh sifat lemak susu yang mudah menyerap bau di sekitarnya. • Pakan ternak sapi juga dapat merubah karakteristik aroma susu

10. BeratJenisSusu • Susumempunyaiberatjenis yang lebihbesardaripada air. • BJ susu = 1.023-1.035 dengan rata-rata 1.028. • Menurut codex susu, BJ susuadalah 1.028. • Codex susuadalahsuatudaftarsatuan yang harusdipenuhisususebagaibahanmakanan. • Beratjenisharusditetapkan 3 jam setelahsusudiperah. Penetapanlebihawalakanmenunjukkanhasil BJ yang lebihkecil. Hal inidisebabkanoleh : • Perubahankondisilemak • Adanya gas yang timbuldidalamsusu

11. ViskositasSusu • Kekentalan susu (viskositas) . Seperti BJ maka viskositas susu lebih tinggi daripada air. • Viskositas susu berkisar 1,5 – 2,0 cP. • Pada suhu 20 °C viskositas whey 1,2 cP, viskositas susu skim 1,5 cP dan susu segar 2,0 cP. • Bahan padat dan lemak susu juga mempengaruhi viskositas. • Temperatur juga menentukan viskositas susu. Sifat ini sangat menguntungkan dalam pembuatan mentega.

12. TitikBekudanTitikCairSusu • Pada codex susu dicantumkan bahwa titik beku susu adalah –0,500 0 C. • Akan tetapi untuk Indonesia telah berubah menjadi –0,520 0 C. Titik beku air adalah 0 0 C. • Apabila terdapat pemalsuan susu dengan penambahan air, maka dengan mudah dapat dilakukan pengujian dengan uji penentuan titik beku. Karena campuran susu dengan air akan memperlihatkan titik beku yang lebih besar daripada air dan lebih kecil daripada susu. • Titik didih air adalah 100 °C dan susu 100,16 °C. • Titik didih juga akan mengalami perubahan pada pemalsuan susu dengan air.

13. pH Susu • Kisaran pH 6,6 – 6,7 atau sedikit asam • Apabila ada aktivitas mikroorganisme, pH akan terus menurun. • Susu yang baru diperah bersifat amfoter, karena terdapat senyawa buffer (fosfat, sitrat, protein) yang secara alami terdapat di dalam susu • Bila pH di atas pH normal, indikasi penyakit mastitis

14. PenggumpalanSusu • Faktor penyebab: • Asam dan garam • Panas • Enzim renin • Pembekuan

15. PenggumpalanSusu • Denaturasi Protein : • Perubahan utama pada struktur 3 dimensi • Flokulasi : • Perubahan sekunder, gumpalan protein yang mengendap berada dalam keadaan terpisah-pisah • Gelasi/Koagulasi: • Gumpalan-gumpalan protein sudah membentuk massa homogen seperti gel.

16. PenggumpalanSusu • Flokulasi dan gelasi dipengaruhi oleh lama dan kepadatan koagulasi. • Faktor yang mempengaruhi koagulasi a.l. : • Asam (pH) dan garam (Na+, Ca++ ) • Suhu: pemanasan dan pembekuan • Enzim renin

17. Denaturasi • Denaturasi adalah proses yang mengubah struktur protein, sehingga terjadi kerusakan/kehilangan sifat fungsionalnya atau konformasi alamiahnya; kadang bersifat reversible. • Faktor penyebab : • Panas • Dingin • Pengocokan/agitasi • Asam/alkali • Sinar UV

18. Koagulasi • Koagulasi adalah proses berubahnya struktur protein, sehingga denaturasi yang terjadi bersifat Ireversible dan protein tersebut menjadi tidak larut. • Faktor penyebab : • Asam-garam • Panas • Enzim renin • Pembekuan

19. KoagulasiolehPanas • Dapat berlangsung pada : • Campuran susu + sayuran, ikan, daging • Menghasilkan asam, garam, dsb. • Koagulasi olah panas tidak dapat berlangsung pada susu

20. KoagulasiolehEnzimRenin • Ekstrak komersial enzim renin : RENET • Renin : enzim yang terdapat dalam ekstrak larutan garam dari perut anak sapi. Renin Glikopeptida + para-K-kasein K-kasein Ca2+ Sangathidrofil, miselkasein

21. Faktor-faktor yang MempengaruhiKoagulasiolehEnzimRenin • Suhu : Opt 40 – 42oC • Koagulasi terjadi pada suhu 10 – 65oC • pH • Konsentrasi Kasein • Perlakuan Pemanasan dan pendinginan • Kation-kation lain dalam sistem

22. Sifat Kimia Sifat Fisik dan Kimia Susu

23. KomponenMakropadaSusu

24. KomponenMikropadaSusu

25. LemakSusu • Susu dan krim (lemak susu) adalah contoh dari emulsi lemak dalam air (atau minyak dalam air). • Lemak susu ada dalamglobula kecil atau droplet yang tersebar dalam serum susu • Globula lemak memiliki berbagai ukuran 0,1-20 pM (1 pM =0.001mm dengan ukuran rata-rata 3 - 4 pm. • Mungkin ada hingga 15 miliar globula per ml susu. • Struktur kimia Lemak Susu- Lemak susu adalah gabungan dari asam lemak ester yang disebut trigliserida, yang terdiri dari gliserol dan asam lemak yang berbeda.- 90% asam lemak adalah penyusun dari lemak susu.

26. LemakSusu

27. Protein Susu

28. Protein Susu Susu mengandung semua asam amino essensial

29. Protein Susu • Proteindikelompokkan menjadi tiga kategori utama: • Kasein • Albumin • Globulin • Protein susu dikelompokkan dalam kelompok besar sbb: • Kasein - 79,5% • Protein Whey - 19,3% • Protein Membran globula - 1,2%

30. Protein Susu • KaseinKasein adalah protein yang paling menonjol ditemukan dalam susu dan ada tiga jenis utama:* Ά-kasein 38,6%* Κ-kasein, dan 30,8%* Β-kasein 10,1% • Kasein misel* kelompok kasein submicelle yang terikat bersama untuk membentuk sedikit dari jaringan yang memungkinkan curd terbentuk dalam pembuatan keju.

31. EnzimdalamSusu • Enzim adalah suatu kelompok protein yang dihasilkan oleh organisme hidup. • Enzim memicu reaksi kimia dan mempengaruhi jalannya dan kecepatan reaksi tersebut. Enzim melakukan ini tanpa dikonsumsi, Mereka disebut sebagai 'biocatalysts‘ • Aktivitas enzim sangat spesifik, masing-masing jenis enzim mengkatalisis satu jenis reaksi • Suhu dan pH sangat mempengaruhi aktivitas enzim

32. EnzimdalamSusu Enzim yang ada dalam susu, antara lain adalah sebagai berikut, a. Peroxidase b. Catalase c. Phosphatase d. Lipase

33. Laktosa • Laktosa merupakan disakarida (gula) yang hanya ditemukan dalam susu. • Salah satu jenis karbohidrat yang terdiri dari dua molekul gula sederhana (glukosa - galaktosa) • Kandungan laktosa susu bervariasi antara 3,6% sampai 5,5% • Laktosa dapat dimanfaatkan oleh bakteri asam laktat yang menghasilkan laktase panggilan enzim yang memecah molekul laktosa menjadi glukosa dan galaktosa yang kemudian membentuk menjadi asam laktat melalui proses fermentasi. Sehingga terbentuklah susu masam.

34. Vitamin dalamSusu • Vitamin adalah zat organik yang adadalam konsentrasi yang sangat kecil pada tumbuhan dan hewan • Susu mengandung beberapa macam vitamin. Namun vitamin utama yang ditemukan dalam susu adalah:a. Vitamin A Larut Lemakb. Vitamin B1 larut Airc. Vitamin B2 Larut Aird. Vitamin C larut Aire. Vitamin D larut dalam lemak

35. Mineral dalamSusu • Konsentrasi total mineral dalam susu kurang dari 1% • Garam mineral ada dalam larutan serum susu atau dalam senyawa kasein. • Garam mineral primer yang ada dalam susu antara lain adalah; • Kalsium • Natrium • Kalium • Magnesium

36. IPTEK Pengolahan Susu Terimakasih

37. Milk Composition • Solution - dissolve to the molecular level • Lactose • Minerals • Suspension - Colloid, particles so small they will not settle out • Proteins - Casein • Emulsion - compounds that don't mix with water • Butterfat

38. Milk • Nature's most perfect food • Nutritional value is greater than the sum of it's parts • One of only two foods we eat whose sole purpose in nature is food (Honey is the other) • High quality ingredients • Protein – AA Content • Fat • Sugars • Complete nutrition for the young animal

39. Water 87.5% Lactose 4.9% Protein    Casein    Lactalbumin    Lactoglobulin 3.2%2.9%0.52%0.20% Fat 3.7% Minerals   Calcium   Phosphorus   Chlorine 0.72%0.12%0.11%0.11% Composition of Milk

40. Other Compounds Normally Found in Milk • Acids • Citrate, Formate, Acetate, Lactate, Oxalate • Enzymes • Peroxidase, Catalase, Lipase, Phosphatase • Gases • Oxygen, Nitrogen, Carbon dioxide • Vitamins • A, C, D, B Complex

42. Water • Lactating cows require lots • 1 lb. per lb. of milk produced • Carrier for all other components • Regulated by the lactose production • Lactose pumped into the micelles causes osmotic pressure which draws water in

43. Milkfat • Complex blend of lipids • Triglycerides • 98% of lipids • Mono and Diglycerides, FFA, Phospholipids and Cholesterol • Fat and water don't mix • Forms globules surrounded by protein • Rise to top • Provide the young with energy • Content highly variable • Species, breeds, stage of lactation • Feed, fiber, temperature

44. Milkfat Synthesis • Two Sources • Blood (VLDL) • Longchained FA • FA Synthesis • Short Chained – Acetate and Betahydroxy Butyrate • Occurs in cytoplasm • Small lipid droplets coalesce in cytoplasm

45. Changes in Fat Percentage During a Milking

46. Fatty Acid Percent C4:0 (Butyric) 11 C6:0 (Caproic) 5 C8:0 (Caprylic) 1 C10:0 (Capric) 3 C12:0 3 C14:0 10 C16:0 (Palmitic) 23 C18:0 (Steric) 10 C18:1 (Oleic) 29 C18:2 (Linoleic) 2 Fatty Acid Composition FA Triglyceride composition not random C4 – 97% in 3 binding site

47. Milkfat Globules • Size ranges from 0.1 to 15 microns in diameter • Covered by a thin membrane from secretory cells (Protein and Phospholipids) • Helps prevent coalescence and flocculation • Protects fat from enzymatic action • Properties enable the production of butter, whipped cream and ice cream • Homogenization • Decreases diameter making them more stable in suspension

48. Milk Proteins • Several types found in milk • Casein – 76% • Whey proteins – 18% • beta lactoglobulin • alpha lactalbumin • Lactose synthesis • Serum proteins • Blood • Serum albumin • Enzymes, hormones, antibodies, growth factors, lactoferrin, NPN • Major proteins are unique to milk • Amino acids balanced for growth • Manufactured from AA's

49. Protein Approx. % of skim milk protein Isoelectric point Molecular weight alpha-Casein 45-55 4.1 23,000 kappa-Casein 8-15 4.1 19,000 B-Casein 25-35 4.5 24,000 gamma-Casein 3-7 5.8-6.0 30,650 alpha-Lactalbumin 2-5 5.1 14,437 B-Lactoglobulin 7-12 5.3 18,000 Blood serum albumin 0.7-1.3 4.7 68,000 Lactoferrin 0.2-0.8 87,000 Immunoglobulins IgG1 1-2 160,000 IgG2 0.2-0.5 160,000 IgM 0.1-0.2 ~1,000,000 IgA 0.05-0.10 ~400,000 Proteose peptone fraction 2-6 3.3-3.7 4,100-200,000 Protein Composition of Milk

50. Casein • Phosphoproteins – about 80% of all milk proteins • Lack Disulfide bonds and has little secondary and tertiary structure • Form a micelle (140nm) - hydrophobic • Calcium and phosphates stabilize structure • Several forms • Alpha - phosphorylated form S1 and S2 variants (39%) • Beta - major (28%) • Kappa - glycoprotein (10%) • Stabilizes the micelle • Gamma - fragments of beta (3%) • Precipitated by • pH below 4.6 – Low solubility – Clots in stomach • Ultracentrifugation • Ultrafiltration - reduce trucking costs of milk used for cheese. • Rennin - cheese • Cleaves Kappa casein