Sifat Reologi Stabilizer Hidrokoloid dan Penentuan Konsentrasinya dalam Formulasi Susu Nabati

Abstract

Permintaan terhadap susu nabati sebagai alternatif susu sapi terus meningkat seiring dengan isu intoleransi laktosa, tren pola makan berbasis nabati, serta pertimbangan kesehatan dan lingkungan. Namun, produk susu nabati masih menghadapi tantangan utama berupa ketidakstabilan fisik, seperti pemisahan fase, sedimentasi, dan ketidakhomogenan tekstur (mouthfeel). Karakteristik tersebut sangat dipengaruhi oleh sifat reologi, sehingga diperlukan pemahaman komprehensif mengenai profil reologi susu nabati dan pengaruh stabilizer hidrokoloid yang umum digunakan dalam formulasi produk. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan lima jenis stabilizer, yaitu carboxymethyl cellulose (CMC), gellan gum, guar gum, karagenan dan xanthan gum dengan variasi konsentrasi sesuai rentang penggunaan industri. Pada tahap awal, dilakukan karakterisasi reologi terhadap berbagai produk susu nabati komersial berbasis kedelai, oat, almond, dan jenis lainnya. Hasil analisis menunjukkan bahwa seluruh sampel memiliki perilaku aliran non-Newtonian dengan karakter pseudoplastik (shear-thinning), ditunjukkan oleh penurunan viskositas seiring meningkatnya shear rate serta nilai indeks perilaku aliran (n) < 1. Profil reologi ini dijadikan dasar untuk menentukan batas atas dan batas bawah parameter target (indeks perilaku aliran (n), indeks konsistensi (K), dan viskositas terukur pada shear rate 50 s?¹) yang digunakan dalam pemodelan prediktif stabilizer. Tahap berikutnya dilakukan pemetaan sifat reologi masing-masing stabilizer pada empat tingkat konsentrasi. Parameter reologi yang dianalisis meliputi indeks perilaku aliran (n), indeks konsistensi (K), dan viskositas terukur pada shear rate 50 s?¹. Hubungan matematis antara konsentrasi stabilizer dan parameter reologi dianalisis menggunakan model regresi non-linier (logaritmik dan Power Law). Model dengan nilai koefisien determinasi terbaik kemudian digunakan untuk memprediksi kisaran konsentrasi optimal, yaitu konsentrasi yang mampu menghasilkan nilai n, K, dan viskositas terukur pada shear rate 50 s?¹ yang berada dalam rentang susu nabati komersial. Berdasarkan hasil pemodelan, diperoleh kisaran konsentrasi prediktif sebagai berikut: CMC (0,0148–0,1121%), gellan gum (0,0581–0,1373%), guar gum (0,0718–0,1859%), karagenan (0,0583–0,3613%) dan xanthan gum (0,0596– 0,2249%). Konsentrasi ini kemudian diverifikasi melalui aplikasi pada pembuatan susu kedelai. Hasil verifikasi menunjukkan bahwa sebagian besar nilai parameter reologi aktual berada dalam batas yang diprediksi, sehingga mendukung validitas model yang dikembangkan. Pengecualian terjadi pada karagenan 0,1%, yang menghasilkan nilai viskositas dan indeks konsistensi melebihi rentang target akibat karakteristiknya yang cenderung membentuk gel pada konsentrasi rendah. Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa penggunaan model prediktif berbasis parameter reologi dapat membantu menentukan konsentrasi stabilizer yang tepat secara lebih efisien dibandingkan metode trial-and-error yang umum digunakan dalam pengembangan produk pangan. Pendekatan ini berpotensi mengurangi jumlah iterasi formulasi, menghemat waktu dan bahan, serta meningkatkan peluang tercapainya produk susu nabati dengan kestabilan fisik dan kualitas sensori yang lebih baik. Temuan ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam proses formulasi susu nabati baik pada skala laboratorium maupun industri.