Susu Bebas Laktosa dengan Teknologi Membran

susu bebas laktosa

Produk susu memiliki pasar global sangat besar yang terus berkembang. Susu secara signifikan berkontribusi pada diet seimbang karena komposisi nutrisi makro dan mikro, termasuk protein berkualitas tinggi dan kandungan kalsium yang tinggi.

Di antara 20 jenis asam amino yang menyusun protein manusia, terdapat 8 asam amino esensial yang tidak dapat disintesis tubuh manusia.

Protein dalam susu mengandung semua jenis asam amino ini. Oleh karena kebutuhan dan tuntutan pasar, teknologi baru pengolahan susu terus diperbaharui. Salah satunya adalah teknologi membran.

Bacaan Lainnya
DONASI

Banyak perhatian telah diberikan pada produksi susu bebas laktosa. Laktosa adalah disakarida yang menyusun sekitar 4-5% dari berat susu. Akan tetapi, sebagian besar penduduk dunia intoleran terhadap laktosa.

Baca juga: Mahasiswa KKN Undip Gelar Pelatihan Pembuatan Susu Pasteurisasi dan Pengemasan Botol

Proporsi populasi global yang diperkirakan menunjukkan kondisi ini sekitar 65%. Pada beberapa wilayah Asia, kondisi intoleran laktosa mencapai 90% dari populasi.

Intoleransi laktosa merupakan kondisi genetik umum yang terkait dengan defisiensi enzim laktase fungsional. Defisiensi ini menyebabkan sakit perut, perut kembung, dan diare saat mengonsumsi produk susu yang mengandung laktosa.

Intoleransi laktosa bukan berarti laktosa tidak dapat diserap tubuh. Konsumsi produk susu redah laktosa dapat meningkatkan jumlah laktase di usus kecil dan membantu meringankan intoleransi laktosa.

Dengan demikian, produk susu rendah laktosa dan bebas laktosa merupakan alternatif bagi orang-orang yang tidak dapat mencerna laktosa untuk tetap menyerap nutrisi dari susu seperti kalsium dan vitamin.

Saat ini, produksi susu rendah atau bebas laktosa di industri umum dilakukan dengan metode enzimatik. Laktase dan β-galaktosidase ditambahkan untuk menghidrolisis laktosa menjadi galaktosa dan glukosa.

Akan tetapi, proses ini meningkatkan rasa manis, mengubah warna, dan menurunkan nilai gizi. Oleh sebab itu, teknologi membran diterapkan untuk menghindari hidrolisis laktosa dengan menghilangkan laktosa secara langsung.

Baca juga: Manfaat Susu di Masa Pandemi Covid-19

Sekelompok peneliti yang dipimpin oleh Hongjie Zhang menggunakan teknologi membran coupling sebagai teknologi hijaubaru untuk produksi susu bubuk rendah laktosa.

Kombinasi dari UF (ultrafiltration), ED (electrodialysis), dan NF (nanofiltration) diterapkan sebagai pengganti metode enzimatik yang umum dilakukan di industri.

Molekul-molekul besar seperti protein dan lemak pertama-tama tertahan dengan UF, garam mineral dicegat dan ditambahkan kembali ke dalam susu dengan ED, dan laktosa dipulihkan dengan NF.

Produk susu bubuk yang dihasilkan memiliki kadar laktosa kurang dari 0.2% dengan hasil sampingan bubuk laktosa dengan kemurnian 95.7%.

Proses yang telah dikembangkan Zhang et al. (2020) ini memiliki beberapa keuntungan yaitu komposisi susu yang relatif tidak berubah, tidak ada penggunaan BTP, dan limbah yang sangat sedikit.

Solusi dari masalah fouling ini yaitu sebuah bahan baru: graphene oxide (GO). Bahan ini diteliti lebih lanjut oleh sekelompok peneliti dari Shinshu University’s Global Aqua Innovation Centre yang dipimpin oleh Aaron Morelos-Gomez.

Materi graphene oxide (GO) diperoleh dari oksidasi terkontrol dari grafit dan dapat dibentuk menjadi membran melalui beberapa teknik (casting, filtration, shear coating, dan spray coating).

GO sebagai membran memiliki selektivitas setingkat NF sehingga dapat dimanfaatkan dalam separasi laktosa.

Baca juga: Mahasiswa UPNVY Kembangkan Wedhang Susu Zalacca Bubble, Minuman Olahan Inovatif Berbahan Dasar Kulit Salak

Membran GO memiliki properti anti-fouling yang baik terhadap minyak, surfaktan, sodium alginat, dan protein. Dalam studinya, Morelos-Gomez et al. (2021) mengembangkan membran GO dengan permeabilitas laktosa yang tinggi dan flux recovery dari filtrasi susu yang tinggi jika dibandingkan proses UF dan NF komersial.

Laktosa yang diperoleh sebagai limbah filtrasi dapat dikonsentrasikan lebih lanjut dan dapat dimanfaatkan sebagai produk pangan dan farmasi.

Dengan demikian, limbah laktosa yang dapat mencemari lingkungan karena memiliki nilai BOD (biochemical oxygen demand) dan COD (chemical oxygen demand) yang tinggi dapat dikurangi bahkan ditiadakan.

Studi Chollangi dan Hossain (2007) menunjukkan bahwa sebanyak 100% laktosa dapat dipulihkan menggunakan membran selulosa dengan MWCO 10 kDa.

Penulis: Nadine Kurniadi
Mahasiswa Jurusan Teknologi Pangan IPB University

Referensi

Chollangi A, Hossain MM. 2007. Separation of proteins and lactose from dairy wastewater. Chemical Engineering and Processing. 46(2007): 398-404.

Morelos-Gomez A, Terashima S, Yamanaka A, Cruz-Silva R, Ortiz-Medina J, Sánchez-Salas R, Fajardo-Díaz JL, Muñoz-Sandoval E, López-Urías F, Takuechi K et al. 2021. Graphene oxide membranes for lactose-free milk. Carbon. 181(2021): 119-129.

Zhang H, Tao Y, He Y, Pan J, Yang K, Shen J, Gao C. 2020. Preparation of low-lactose milk powder by coupling membrane technology. ACS Omega. 5: 8543-8550.

Kirim Artikel

Pos terkait

Kirim Artikel Opini, Karya Ilmiah, Karya Sastra atau Rilis Berita ke Media Mahasiswa Indonesia
melalui WhatsApp (WA): 0822-1088-8201
Ketentuan dan Kriteria Artikel, baca di SINI