Tugas Pengganti Kuis ROP

posted by khoiru arrijal
Jan 6

Proses Thermal

Kajian tentang pengolahan pangan dengan suhu tinggi atau proses termal terutama memfokuskan pada aplikasi panas untuk membunuh atau menginaktif-kan mikroorganisme yang dapat menyebabkan kebusukan produk pangan dan berbahaya bagi kesehatan manusia. Pengolahan dengan suhu tinggi melibatkan proses pemanasan pada berbagai variasi suhu dan waktu. Prosesnya sendiri dapat dilakukan dalam sistem

  1. Batch (in-container sterilization)
  2. Sistem kontinyu (aseptic processing).

 

Tujuan utama dari proses pengolahan dengan suhu tinggi ini adalah untuk memperpanjang daya awet produk pangan yang mudah rusak dan meningkatkan keamanannya selama disimpan dalam jangka waktu tertentu. Proses pengolahan dengan suhu tinggi telah diaplikasikan dalam makanan kaleng dan dapat mempertahankan daya awet produk pangan hingga 6 bulan atau lebih.

Dalam proses thermal terdapat beberapa jenis proses yang umumnya diterapkan dalam proses pengolahan produk pangan, yaitu blansir, pasteurisasi, sterilisasi dan hot-filling. Berikut merupakan penjelasan dari masing-masing proses (Kusnandar, 2010) :

  • Blansir

Pada dasarnya proses blansir ini dilakukan dengan tujuan untuk memperbaiki mutu produk pada tahap pengalengan makanan buah dan sayuran sebelum masuk kedalam proses selanjutnya. Proses blansir digunakan untuk menginaktifkan enzim yang sering kali mengganggu dalam proses penyimpanan produk pangan. Dalam proses blansir pada produk buah dan sayuran, terdapat dua jenis enzim yang tahan panas, yaitu enzim katalase dan peroksidase. Kedua enzim ini memerlukan pemanasan yang lebih tinggi untuk menginaktifkannya dibandingkan enzim-enzim lain. Sehingga dilakukan proses blansir dan selanjutnya dilakukan proses sterilisasi guna memastikan enzim-enzim yang menggganggu tersebut tidak lagi aktif dan merusak produk selama proses penyimpanan.

  • Pasteurisasi

pada dasarnya proses pasteurisasi merupakan proses pemanasan yang memnggunakan suhu yang relatif rendah berkisar dibawah 100 C dengan maksud untuk mengurangi tingkat / jumlah populasi dari mikroorganisme pembusuk sehingga produk dapat memiliki daya simpan lebih lama.  Namun dalam penerapannya, proses pasteurisasi tidak sepenuhnya membunuh mikroorganisme yang ada, sehingga digunakan metode pengawetan lainnya yang dikombinasikan dengan proses pasteurisasi, sehingga sisa mikroorganisme yang masih ada setelah proses pasteurisasi dapat dikendalikan dengan metode pengawetan tersebut (misalnya pasteurisasi dikombinasikan dengan pendinginan, pengemasan yang rapat tertutup, penambahan gula dan/atau asam, dan lain-lain). Secara umum proses pasteurisasi  dapat mengawetkan produk pangan dengan adanya inaktivasi enzim dan pembunuhan mikroorganisme yang sensitif terhadap panas (terutama khamir, kapang dan beberapa bakteri yang tidak membentuk spora), tetapi hanya sedikit menyebabkan perubahan/penurunan mutu gizi dan organoleptik. Keampuhan proses pemanasan dan peningkatan daya awet yang dihasilkan dari proses pasteurisasi ini dipengaruhi oleh karakteristik bahan pangan, terutama nilai pH.

  • Sterilisasi Komersial

Menunjukkan bahwa bahan pangan yang telah mengalami proses sterilisasi mungkin masih mengandung spora bakteri (terutama bakteri non-patogen), namun setelah proses pemanasan tersebut spora bakteri non-patogen tersebut bersifat dorman (tidak dalam kondisi aktif bereproduksi), sehingga keberadaannya tidak membahayakan kalau produk tersebut disimpan pada kondisi normal. Dengan demikian, produk pangan yang telah mengalami sterilisasi komersial akan mempunyai daya awet yang tinggi, yaitu beberapa bulan sampai beberapa tahun. Sterilitas komersial (menurut FDA) atau stabilitas penyimpanan (menurut USDA) adalah kondisi bebas dari mikroba yang dapat berkembang biak dalam makanan pada kondisi penyimpanan atau distribusi yang normal tanpa bantuan pendingin. Proses sterilisasi komersial dilakukan melalui pemanasan pada suhu tinggi. Sterilisasi komersial mencakup dua operasi yang esensial; yaitu:

  • Bahan pangan harus dipanaskan secara cukup (pada suhu yang cukup tinggi dan waktu yang cukup lama) untuk memastikan bahwa kondisi steril komersial telah tercapai.
  • Pangan yang telah disterilisasi komersial harus dikemas dan ditutup dengan menggunakan wadah yang hermetik atau kedap udara (seperti kaleng, gelas, alumnium foil, retort pouch, dll), sehingga mampu mencegah timbulnya rekontaminasi setelah produk tersebut disterilkan.

Proses sterilisasi dapat dilakukan dengan metode sebagai berikut:

  • Proses pengalengan konvensional, dimana produk dimasukkan dalam kaleng, lalu ditutup secara hermetis, dan setelah itu produk dalam kaleng dipanaskan/disterilisasikan dengan menggunakan retort. Setelah kecukupan panas yang diperlukan tercapai, produk dalam kaleng tersebut didinginkan.
  • Proses aseptis, yaitu suatu proses dimana produk dan kemasan disterilisasi secara terpisah, kemudian produk steril tersebut diisikan ke dalam wadah steril pada suatu ruangan yang steril.
  • Hot-Filling

Prinsip dari proses ini adalah melakukan pengemasan bahan dalam kondisi panas setelah proses pasteurisasi ke dalam kemasan steril (misalnya botol atau gelas jar), lalu ditutup rapat (hermetis) dan didinginkan. Biasanya proses hot-filling dikombinasikan dengan teknik pengawetan lain,

Proses pasteurisasi dapat dilakukan pada kombinasi suhu dan waktu yang berbeda. Sebagai contoh, pasteurisasi susu dapat dilakukan dengan menggunakan metode sebagai berikut:

  • Long time pasteurization atau ‘holder process’, yaitu pada suhu 62.8oC-65.6oC selama 30 menit.
  • High temperature short time [HTST] pasteurization, yaitu pada suhu 73oC selama 15 detik.
  • Flash pasteurization, yaitu pada suhu 85oC-95oC selama 2-3 detik

Proses hot-filling dalam agroindustry dilakukan dalam penambahan gula, garam, bahan pengawet atau pendinginan. Di antara produk pangan yang dapat diproses dengan hot-filling adalah saus, sambal, jem, dsb.

 

Biopolimer

Biopolimer merupakan senyawa polimer yang dapat diuraikan dengan proses alam oleh mikroorganisme ataupun melalui  proses  hidrolisis  yang terdapat di alam.  Keunggulan senyawa  biopolimer dibandingkan  dengan  plastik  sintesis  yang berasaskan petrokimia adalah dari sifat bahannya yang mudah terurai (biodegradable) sehingga lebih ramah   lingkungan seperti yang banyak ditimbulkan oleh plastik sintesis. Di samping itu  senyawa biopolimer dapat dihasilkan dari bahan-bahan dari alam yang ketersediaannya tidak   terbatas dan dapat diperbarui sepanjang masa (renewable), sehingga bahan baku untuk produksinya melimpah (Siregar, 2011).

Faktor yang mempengaruhi biopolimer

  • suhu

Oleh karena reaksi kimia itu dapat dipengaruhi suhu maka reaksi menggunakan katalis enzim dapat dipengaruhi oleh suhu. Di samping itu, karena enzim adalah suatu protein maka kenaikan suhu dapat menyebabkan denaturasi dan bagian aktig enzim akan terganggu sehingga konsentrasi dan kecepatan enzim berkurang.

  • pH

Umumnya enzim efektifitas maksimum pada pH optimum, yang lazimnya berkisar antara pH 4,5-8.0. Pada pH yang terlalu tinggi atau terlalu rendah umumnya enzim menjadi non aktif secara irreversibel karena menjadi denaturasi protein.

  • konsentrasi enzim

Seperti pada katalis lain, kecepatan suatu reaksi yang menggunakan enzim tergantung pada konsentrasi enzim tersebut. Pada suatu konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi bertambah dengan meningkatnya konsentrasi enzim.

  • konsentrasi substrat

Hasil eksperimen menunjukkan bahwa dengan konsentrasi substrat akan menaikkan kecepat reaksi. Akan tetapi, pada batas tertentu tidak terjadi kecepatan reaksi, walaupn konsenrasi substrat diperbesar.

  • zat-zat penghambat

Hambatan atau inhibisi suatu reaksi akan berpengaruh terhadap penggabungan substrat pada bagian aktif yang mengalami hambatan. Suatu enzim hanya dapat bekerja spesifik pada suatu substrat untuk suatu perubahan tertentu.

Di Bidang agroindustri biopolimer dimanfaatkan untuk pembuatan biofilm yang ramah lingkungan.

Pulsed Electric Field

Pulsed Electric Field (PEF) adalah salah satu metode pengolahan pangan non-thermal dengan menggunakan kejutan listrik intensitas tinggi yang diaplikasikan pada bahan yang berbentuk cair. Proses berlangsung antara satu mikrodetik sampai satu milidetik dengan pulsa yang pendek dan tegangan antara 20-80 kV. Aplikasi teknologi PEF digunakan untuk pasteurisasi susu dari mikroorganisme sehingga mempunyai umur simpan yang lebih panjang serta aman dikonsumsi masyarakat (Apriliawan, 2012).

Proses Pulsed Electric Field (PEF) didasarkan pada aplikasi denyut pendek pada tegangan tinggi (20-80 kV/cm) ke makanan yang ditempatkan diantara 2 elektroda. PEF dikategorikan suatu proses non thermal karena makanan diproses pada suhu kamar atau di bawahnya selama beberapa detik dan mampu memperkecil kehilangan nutrisi yang disebabkan oleh pemanasan.

  • Mekanisme Penginaktivasian Mikroba dengan PEF

Ada beberapa metode mekanisme penginaktivasian mikroba oleh PEF yaitu perusakan membran sel akibat efek tegangan listrik. Elektroporasi adalah fenomena dimana sel tersebut pecah dengan pulsa listrik bertegangan tinggi secara temporer merusak lapisan lipid dan protein dari membran sel dan akhirnya kandungan plasma dari membran sel menjadi permeable terhadap molekul kecil setelah terkena medan listrik. Hal ini menyebabkan membran sel membengkak dan setelah itu pecah. Efek utama dengan pengaruh medan listrik yang diberikan pada sel mikroorganisme adalah untuk meningkatkan permeabilitas membran, dalam hal ini tekanan pada membran dan pembentukan pori.

Menurut Martin et al-San (2003) dalam Nogroho (2011) terdapat 3 faktor utama yang mempengaruhi inaktivasi mikroba : aplikasi tegangan listrik, jenis mikroorganismenya, dan suspensi medium.

  • Faktor-faktor yang mempengaruhi aplikasi tegangan listrik : bentuk aliran gelombang PEF, kekuatan medan listrik, dan waktu perawatan alat. Semakin tinggi PEF, semakin tinggi inaktivasi yang dicapai. Secara umum, inaktivasi mikroba meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan.
  • Faktor-faktor yang mempengaruhi jenis mikroorganisme adalah ukuran sel, fase pertumbuhan, dan jumlah mikroba. Spora sel mikroba dalam jumlah banyak akan membuat inaktivasi lebih lama. Sel mikroba pada fase eksponensial lebih sensitif terhadap perlakuan PEF daripada sel-sel pada fase lag atau fase stasioner. Metode PEF melemahkan aktivitas spora mikroba. Jenis tegangan juga mempengaruhi keefektifan PEF.
  • Faktor-faktor yang mempengaruhi suspensi medium : Suhu, pH, kekuatan ion, konduktivitas, dan komposisi medium. Komposisi pada makanan tertentu seperti protein dan lipid melindungi mikroorganisme pada makanan dari lingkungan luar.

 

  • Prinsip Kerja

Prinsip kerja mengapa PEF dapat menginaktivasi mikroba adalah dengan mengalirkan tegangan listrik tegangan tinggi sekitar 20-80 kV/cm melalui dua elektroda yang diletakkan diantara bahan pangan. Tegangan listrik yang tinggi dapat merusak membran sel bakteri. Amplitudo pada dinding sel bakteri berubah, akibatnya permeabilitas membran sel juga ikut berubah. Hal ini dikenal dengan istilah elektroporasi.

Namun, aplikasi PEF terbatas hanya untuk makanan cair yang tahan dengan kekuatan medan listrik tinggi, konduktivitas listrik yang rendah, dan tidak mengandung bentuk gelembung. Tetapi, faktor lain seperti frekuensi, waktu pengolahan, jenis dan bentuk denyut, serta karakteristik dari mikroorganisme itu sendiri dapat mempengaruhi keefektifan proses PEF.

Dalam jurnalnya Aprilliawan (2012) menjelaskan bahwa PEF du=igunakan dalam proses sterilisasi susu segar. Prinsip dari PEF inilah yang digunakan sebagai dasar dalam pebuatan teknologi sterilisasi susu segar dengan menggunakan system kejut listrik.

 

Separasi Membran

Prinsip  separasi  membran  seperti  yang  dikemukakan  oleh  Timoti (2005)  dalam Akbar (2010) adalah  pemisahan  antar  dua  bagian  yang  terpisah oleh membran untuk tujuan tertentu. Meskipun sebenarnya gaya tekan umpan juga  dihasilkan  akibat  gaya  beratnya  atau  lebih  dikenal  dengan  tekanan hidrostatik.

Menurut Notodermoko dan Deniva (2004) koefisien rejeksi suatu  membran  merupakan ukuran  kemampuan  suatu  membran  untuk  menahan  suatu  spesi  (konsentrat) atau  melewatkan  suatu  spesi  (konsentrat)  tertentu.  Parameter  yang  digunakan untuk  menggambarkan  tingkat  pemisahan  membran  terhadap  suatu  konsentrat tertentu,  dapat  diekspresikan  melalui  nilai  adalah  koefisien  rejeksi (R)  atau dapat  pula  disebut  persen  pemisahan (%  Removal).

Untuk dapat digunakan teknologi pemisah, membran harus disusun dengan komponen-komponen lain dalam unit membran. Unit ini dapat terdiri dari :

  1. Membran Dapat berbentuk lembaran, serat berpori maupun lilitan spiral
  2. Modul membran Modul membran adalah vessel bertekanan yang didalamnya terdapat membran
  3. Sistem pemipaan Sistem membran meliputi modul, pompa, tangki, dan lainnya

Menurut Andayani dan Putra (2007) menyebutkan bahwa separasi membran dapat di gunakan dalam proses pengolahan limbah cair dengan di aplikasikan pada Bioreaktor Membran Terendam (BRMt).

DAFTAR PUSTAKA

Akbar, M. A. 2010. Skripsi. Pembuatan Membran Mikrofilter Zeolit Alam Dengan Penambahan Semen Portland Putih. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta.

Andayani,  R dan Putra, V. C. D. 2010. Skripsi. Permodelan Pada Sistem Bioreaktor Membran Dengan Penggabungan Proses Lumpur Aktif Dan Separasi Membran Dalam Satu Reaktor. Fakultas Teknologi Industri Institut. Teknologi Sepuluh Nopember. Surabaya

Apriliawan, H. 2012. Laban Electric Alat Pasteurisasi Susu Kejut Listrik Tegangan Tinggi (Pulsed Electric Field) Menggunakan Flyback Transformer. Jurnal Teknologi Pertanian. Departemen Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya. Malang.

Kusnandar, F. 2010. Proses Termal Dalam Pengawetan Pangan. Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Nugroho, et, al. 2011. Resume Jurnal Pulsed Electric Field (PEF) Sebagai Metode Inkonvensional Pengawetan Makanan. http://anita-widynugroho.blogspot.com/2011/03/pulsed-electric-field-pef-sebagai.html. Diakses tanggal 27 Desember 2013 Pukul 10.04 WIB.

Notodarmojo, S dan Deniva A. 2004. Penurunan Zat Organik  dan Kekeruhan Menggunakan  Teknologi  Membran  Ultrafiltrasi  dengan  Sistem  Aliran Dead-End  (Studi  Kasus:  Waduk  Saguling,  Padalarang). PROC. ITB Sains & Tek. Vol. 36 A, No. 1.hal. 63-82.

Nubhakty, O. 2007. Pasteurisasi Non Thermal Teknologi Pulsed Electric Fields (PEF) untuk Inaktifasi Staphylococcus aureus pada Sari Buah Tomat. Skripsi Teknologi Pertanian. Departemen Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya. Malang

Siregar, N. S. 2011. Skripsi. Studi Pembandingan Hambatan Gesek Laju Kapal Dengan Penggunaan 50% Biopolimer Kanji Dalam Formulasi Cat Kapal. Fakultas Teknik. Universitas Indonesia, Depok.

Categories: Document