Reologi berasal dari Bahasa Yunani yaitu rheo yang berarti mengalir dan logos yang berarti ilmu. Reologi merupakan ilmu yang mempelajari deformasi dan aliran cairan serta responnya terhadap tekanan dan ketegangan. Dalam industri reologi sangat penting dalam pengembangan produk.
Dengan mengetahui sifat reologi suatu produk maka dapat dianalisis dan diketahui jenis pengolahan terbaik pada produk tersebut agar dapat dimanfaatkan dengan optimal dengan biaya seminimalnya sehingga dapat diketahui perlakuan terbaik dari suatu produk baik dari segi kualitas maupun keamanan (Ibarz and Barbosa-Cánovas 2002).
Susu adalah bio cairan-spesifik yang dihasilkan dari kalenjer susu (Alatalo and Hassanipour 2020). Susu mengandung nutrisi yang cukup banyak seperti protein, vitamin, dan berbagai jenis mineral mikro.
Susu memiliki umur simpan yang cukup pendek sehingga perlu dilakukan perlakuan seperti pasteurisasi dan sterilisasi untuk membentuk dalam memperpanjang umur susu (Purnomo and Satyani 2020).
Hasil pengolahan dari susu ada berbagai jenis termasuk susu segar, yoghurt, kefir, buttermilk, susu sterilisasi dan susu pasteurisasi. Produk hasil pengolahan susu ini memiliki karakteristik fluida yang berbeda sehingga menghasilkan sifat reologi yang bervariasi.
Baca Juga: Penerapan Teknologi Pulsed Electric Field (PEF) pada Produk Susu Listrik (Sulis) di Indonesia
Dalam menentukan jenis reologi terdapat dua parameter penting yaitu shear rate (laju geser) dan shear stresss (tekanan geser). Shear rate adalah nilai seberapa cepat fluida dapat mengalir dan bergerak, sedangkan shear stress adalah gaya per satuan luas yang bekerja pararel terhadap permukaan suatu bahan.
Shear rate berguna untuk mengukur gaya yang digunakan untuk menggerakkan fluida. Terdapat dua model hukum yang digunakan dalam reologi yaitu Newtonian dan non-Newtonian. Newtonian menggambarkan fluida yang memiliki viskositas konstan, sedangkan non-Newtonian menggambarkan fluida yang viskositasnya berubah-ubah tergantung pada shear rate (Sahaya, Widodo, and Imron 2016).
Melalui penelitian yang dilakukan oleh Ketto et al. (2018) mengenai reologi pada cultured milk, Alatalo and Hassanipour (2020) yang mengulas reologi pada air susu ibu, dan Ayyash et al (2022) yang mendalami reologi pada susu fermentasi, dapat diidentifikasi pemahaman yang mendalam mengenai sifat reologi dalam produk susu tersebut.
Reologi pada susu sapi fermentasi tanpa perlakuan tambahan oleh Ketto et al. (2018) menyatakan bahwa model terbaik untuk perlakuan ini adalah model non-Newtonian dengan jenis modified cross.
Baca Juga: Manfaat Yoghurt Susu Kambing yang Ditambahkan Filtrat Pandan Wangi terhadap Peningkatan Sistem Imun
Hal ini dapat disimpulkan karena nilai koefisien determinasi (R2) yang mendekati 1 dan pada model ini terdapat adanya tegangan leleh (yield stress), sehingga tegangan leleh menunjukkan seberapa kuat struktur internal produk tersebut sebelum mulai mengalir atau berubah bentuk secara signifikan.
Ini sangat penting untuk memahami stabilitas dan tekstur produk, selain itu non-Newtonian menunjukkan viskositas yang berubah dengan adanya shear stress seperti pada gambar 1.
Selain dari reologi pada susu fermentasi ada pula reologi pada susu sapi yang dipasteurisasi dan susu unta yang disterilisasi dengan perlakuan fermentasi juga telah diteliti. Menurut Ayyash et al. (2022) diketahui bahwa reologi susu sapi dan susu unta menunjukkan sifat shear-thinning, dengan faktor-faktor yang memengaruhi sifat reologinya meliputi jenis susu, perlakuan pengolahan, tipe kultur dan periode penyimpanannya.
Susu fermentasi yang diproduksi dari susu unta murni dilaporkan memiliki tekstur yang encer dan konsistensi yang lebih lembut dibandingkan dengan susu fermentasi yang diproduksi dari susu sapi (Al haj and Al Kanhal 2010). High Pressure Processing (HPP) meningkatkan sifat reologi susu unta yang difermentasi dibandingkan dengan perlakuan panas.
Gel yang rapuh dan konsistensi tipis dari susu unta yang disterilisasi terutama disebabkan oleh karakteristik komposisi susu seperti ketiadaan β-lg dan konsentrasi κ-kasein yang rendah. Dalam penelitian ini model Carreau-Yasuda dipilih sebagai model terbaik untuk menggambarkan perilaku viskositas keseluruhan susu fermentasi, yang merupakan model non-Newtonian.
Baca Juga: Bayi yang Belum Cukup Umur Mengalami Obesitas karena Diberi Susu Kental Manis
Di mana viskositas menurun dengan meningkatnya laju geser. Hal ini memiliki persamaan dengan sifat reologi pada ASI, seperti pada penelitian Alatalo and Hassanipour (2020).
Penelitian ini menunjukkan bahwa ASI awalnya memiliki sifat Newtonian, namun karena kandungan lemaknya dan sifat ASI sebagai biofluida dinamis dengan lebih dari 100 komponen yang bervariasi, maka sifatnya berubah-ubah menjadi non-Newtonian. Sifat non-Newtonian ASI ini mencakup karakteristik shear-thinning,dan thixotropic, serta adanya tegangan leleh dan tegangan alir.
Penyimpanan dan penuaan menyebabkan peningkatan densitas susu dan penurunan viskositas ASI, terutama laju geser rendah dengan viskositas yang tinggi. Penelitian yang mencakup susu sapi fermentasi, susu sapi yang dipasteurisasi, dan susu unta yang disterilisasi menyoroti kompleksitas sifat aliran dan deformasi dalam produk susu.
Pemilihan model reologi yang tepat, seperti model non-Newtonian dengan jenis modified cross untuk susu fermentasi, merupakan langkah kunci dalam memahami perilaku viskositas dan konsistensi produk. Hasil penelitian ini memberikan wawasan yang penting bagi industri susu, untuk mengoptimalkan proses pengolahan guna memastikan kualitas produk yang konsisten dan memenuhi standar mutu yang tinggi.
Penulis: Ance Laurensia Tobing
Mahasiswa Magister Ilmu Pangan Institut Pertanian Bogor
Editor: Ika Ayuni Lestari
Bahasa: Rahmat Al Kafi
Ikuti berita terbaru di Google News
Daftar Pustaka
Al haj, Omar A., and Hamad A. Al Kanhal. 2010. “Compositional, Technological and Nutritional Aspects of Dromedary Camel Milk.” International Dairy Journal 20(12): 811–21. http://dx.doi.org/10.1016/j.idairyj.2010.04.003.
Alatalo, Diana, and Fatemeh Hassanipour. 2020. “An Experimental Study on Human Milk Rheology: Behavior Changes from External Factors.” Fluids 5(2).
Ayyash, Mutamed et al. 2022. “Rheological Properties of Fermented Milk from Heated and High Pressure-Treated Camel Milk and Bovine Milk.” Lwt 156(December 2021): 113029. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2021.113029.
Ibarz, Albert, and Gustavo V. Barbosa-Cánovas. 2002. Unit Operations in Food Engineering Unit Operations in Food Engineering.
Ketto, I.A, A-G Johansen, S.B Skeie, and R.B Schüller. 2018. “Rheological Models for Cultured Milk.” Annual Transactions of The Nordic Rheology Society 26: 59–64.
Purnomo, Eko, and Ni Satyani. 2020. “Effect of Temperature on Rheological Behavior of Liquid Milk and Its Impact to Adequacy of Thermal Process.” : 38–42.
Sahaya, Rina, Basuki Widodo, and Chairul Imron. 2016. “Aliran Fluida Magnetohidrodinamik Viskoelatis.” Jurnal Sains Dan Seni ITS 5(2): 78–82. https://ejurnal.its.ac.id/index.php/sains_seni/article/view/19647%0Ahttps://ejurnal.its.ac.id.
