i
PENGEMBANGAN SISTEM PASTEURISASI BERBASIS
KOMBINASI ULTRAVIOLET (
UV
) DAN MEDAN
PULSA LISTRIK TEGANGAN TINGGI (
HPEF
)
UNTUK SUSU KAMBING
BUDI HARIONO
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
iii
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Pengembangan Sistem Pasteurisasi Berbasis Kombinasi Ultraviolet (UV) dan Medan Pulsa Listrik Tegangan Tinggi (HPEF) untuk Susu Kambing adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Mei 2012
v
ABSTRACT
BUDI HARIONO. Development Ultraviolet (UV) and High Pulsed Electric Field (HPEF) Combination Pasteurization System for Goat’s Milk. Under Supervision of SUTRISNO, KUDANG BORO SEMINAR and RARAH RATIH ADJIE MAHESWARI.
Some efforts have been addressed in order to fulfill the demand of consumers towards goat’s milk products to produce a high quality and effective process for inactivating pathogenic bacteria without damaging the physical, chemical properties of milk, has minimal affects which causes quality and nutritional degradation and reduce, sensory acceptance value. One of alternative method is combination of the ultraviolet (UV) and high pulsed electric field (HPEF). The UV pasteurization instrument uses three reactors constructed in series system at UV-C 10 W and 253.7 nm wavelength with specification 1.80 using Salmonella Typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Escherichia coli ATCC 25922. The bacteria were obtained from Integrated Laboratory of Faculty Animal Science, Bogor Agricultural University which had been grown in 105 cfu/ml concentration. The statistical analysis was conducted using Complete Randomized Design. Observed variables were total bacteria, pathogenic bacteria (S. Typhimurium, E. coli dan S. aureus) and physical, chemical properties before and after treatment. The result showed that the inactivation reduction rate using series system of UV series-HPEF at 5.50, 7.00 and 10.00 pulses were 70.00%; 89.49% and 85.67% respectively. The statistical analysis showed that the physical, chemical properties among treatments were insignificantly different (P>0.05). Inactivation rate was 0.52; 0.98 and 0.84 log cycle or 11.78; 22.04 and 19.01 log cfu/ml/hour, respectively; D value was 0.09; 0.05 and 0.05 hour, respectively. Whereas bacteria pathogen inactivation rate of Salmonella Typhimurium ATCC 14028, Escherichia coli ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 25923 was 0.28; 0.07 and 0.19 log cycle, respectively. The observation of cell damage using SEM (Scanning Electron Microscopy) showed that Salmonella Typhimurium ATCC 14028 and Staphylococcus aureus ATCC 25923 cell had formation changes.
vii
RINGKASAN
BUDI HARIONO. Pengembangan Sistem Pasteurisasi Berbasis Kombinasi Ultraviolet (UV) dan Medan Pulsa Listrik Tegangan Tinggi (HPEF) untuk Susu Kambing. Dibimbing oleh SUTRISNO, KUDANG BORO SEMINAR dan RARAH RATIH ADJIE MAHESWARI.
Jaminan keamanan produk pangan susu kambing segar perlu mendapat perhatian khusus terkait dengan kepercayaan masyarakat akan khasiat susu kambing bagi kesehatan jika dikonsumsi dalam keadaan segar. Teknologi penanganan dan pengolahan susu yang aplikatif dan tepat guna, serta mengikuti tata cara pengolahan yang baik dan benar (Good Manufacturing Practices) dengan mempraktekkan kaidah-kaidah higien dan sanitasi (Sanitation Standar Operating Procedures), perlu ditekankan kepada pelaku pengolahan untuk memberikan jaminan keamanan dan kualitas produk olahan asal susu.
Kerusakan susu baik secara fisik maupun kimia sangat merugikan. Kualitas susu yang menurun menyebabkan timbulnya masalah dalam hal pengolahan susu untuk menjadi produk olahan susu dan juga tidak layak dikonsumsi secara langsung sebagai susu segar. Oleh karena itu, kualitas susu perlu diperhatikan dan terjamin sampai susu tersebut siap dikonsumsi.
Upaya untuk memenuhi permintaan konsumen terhadap produk susu kambing yang berkualitas, efektif dalam menginaktivasi bakteri patogen tanpa merusak sifat fisik dan kimia susu, memberikan pengaruh minimal terhadap penurunan kualitas dan nutrisi susu, serta organoleptiknya merupakan tantangan yang harus segera di atasi. Salah satu metode alternatif untuk mengatasi masalah di atas adalah penerapan metode kombinasi Ultra Violet (UV) dan Medan Pulsa Listrik Tegangan Tinggi (HPEF).
viii
terbaik diperoleh pada pasteurisasi reaktor ketiga UV seri. Tahap III, perlakuan kombinasi UV seri-HPEF 31.67 kV/cm pada jumlah pulsa 5.50, 7.00, 10.00 dengan waktu perlakuan berturut-turut 0.32 μs; 0.48 μs; 0.64 μs diperoleh nilai reduksi inaktivasi mikroorganisme berturut-turut adalah 70.00%; 89.49% dan 85.67% dengan uji statistik sifat fisik dan kimia susu kambing tidak berbeda (P>0.05). Laju inaktivasi berturut-turut adalah 0.52; 0.98 dan 0.84 log siklus atau 11.78; 22.04 dan 19.01 log cfu/ml/jam, nilai D berturut-turut adalah 0.09; 0.05 dan 0.05 jam. Perlakuan terbaik diperoleh dengan perlakuan UV seri-HPEF 31.67 kV/cm 7.00 pulsa. Tahap IV, menunjukkan laju inaktivasi bakteri patogen Salmonella enteridis subsp. Typhimurium ATCC 14028, Escherichia coli ATCC 25922 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923 berturut-turut adalah 0.28; 0.07 dan 0.19 log siklus atau 6.35, 1.66; dan 4.34 log cfu/ml/jam, nilai D berturut-turut 0.16; 0.60 dan 0.23 jam. Pengamatan kerusakan sel dengan SEM (Scanning Electron Microscopy) menunjukkan sel Salmonella Typhimurium ATCC 14028 dan Staphylococcus aureus ATCC 25923 mengalami perubahan bentuk.
Pasteurisasi non termal kombinasi UV dan HPEF terbukti dapat menurunkan total mikroorganisme dan bakteri patogen pada susu kambing tanpa menyebabkan perubahan pada sifat fisik dan kimianya. Metode pasteurisasi kombinasi UV dan HPEF mempunyai potensi untuk diteliti lebih lanjut dengan cara meningkatkan efektifitas HPEF dengan memvariasikan dengan berbagai faktor kritis, mengkombinasikan dengan teknologi non termal lainnya seperti OMF (Oscillating Magnetic Field), Ozon, HHP (High Hydrostatic Pressure) serta zat antimikroorganisme alami (natural antimicroorganism). Sistem kombinasi UV seri dan HPEF merupakan kebaharuan dari penelitian ini dan direkomendasikan untuk diteliti lebih lanjut pada skala produksi.
ix
©Hak Cipta milik IPB, tahun 2012
Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
xi
PENGEMBANGAN SISTEM PASTEURISASI BERBASIS
KOMBINASI ULTRAVIOLET (
UV
) DAN MEDAN
PULSA LISTRIK TEGANGAN TINGGI (
HPEF
)
UNTUK SUSU KAMBING
BUDI HARIONO
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
xii
Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Ir. Endang Gumbira Said Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr
xiii
Judul Disertasi : Pengembangan Sistem Pasteurisasi Berbasis Kombinasi Ultraviolet (UV) dan Medan Pulsa Listrik Tegangan Tinggi (HPEF) untuk Susu Kambing
Nama : Budi Hariono
NIM : F164070131
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr. Ketua
Prof. Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M.Sc. Dr. Ir. Rarah RA Maheswari, DEA. Anggota Anggota
Mengetahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Keteknikan Pertanian
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr.
xv
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah pengawetan pangan non termal dengan judul Pengembangan Sistem Pasteurisasi Berbasis Kombinasi Ultraviolet (UV) dan Medan Pulsa Listrik Tegangan Tinggi (HPEF) untuk Susu Kambing, merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar doktor pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan terimakasih dan penghargaan kepada Bapak Dr. Ir. Sutrisno, M.Agr selaku ketua komisi pembimbing, Prof Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, MSc, dan Dr. Ir. Rarah Ratih Adjie Maheswari, DEA selaku anggota komisi pembimbing atas segala perhatian, kepercayaan, kesabaran, bimbingan, arahan, wawasan ilmu yang diberikan, kritik, saran, serta waktu yang disediakan selama penulisan proposal, pelaksanaan penelitian, penulisan disertasi, mempersiapkan seminar dan ujian hingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan karya disertasi serta menyelesaian studi program doktor di Institut Pertanian Bogor.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktur Politeknik Negeri Jember, Ketua Jurusan Teknologi Pertanian, Ketua Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, atas izin yang diberikan kepada penulis untuk melanjutkan program doktor di Program Studi Ilmu Keteknikan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Terima kasih kepada Dr. Ir. Usman Ahmad, M.Agr, Dr. Ir. Wayan Budiastra, M.Agr dan Dr. Ir. Dyah Wulandani, M.Si, yang telah memberikan surat rekomendasi sebagai persyaratan mendaftar di IPB. Terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Endang Gumbira Said dan Dr. Ir. Usman Ahmad, M. Agr sebagai Penguji Ujian Tertutup. Terima kasih kepada Prof (R) Dr. Ir. Bambang Haryanto, M.S serta Dr. Ir. I Dewa Made Subrata, M. Agr sebagai Penguji Ujian Terbuka. Terima kasih kepada Ida Ayu Ratih Stefani, Lia Rostini, Kasih Febriana Suheri, Muhammad Sarwar Khan, Dedy Nurachmanto, STp, M.Si serta Deddy Wirawan Soedibyo, STp, M.Si yang telah berperan besar membantu dalam penelitian ini. Terima kasih juga kami sampaikan kepada kepala dan staf Laboratorium Terpadu Fakultas Peternakan IPB atas segala fasilitas dan bahan yang penulis gunakan selama penelitian.
Akhirnya kepada keluarga tercinta, anak, istri dan keluarga besar, penulis menyampaikan terima kasih atas pengorbanan, pengertian, dorongan dan doanya yang tak pernah putus. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu dan teknologi.
Bogor, Mei 2012
xvii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jember, Jawa Timur pada tanggal 19 Mei 1966, anak ke 4 dari pasangan Bapak Ponidjo Atmo Harsono (Alm) dan Ibu Sri Sumiati. Menikah pada tahun 1994 dengan Imas Parnika Winata, dan sekarang dikarunia dua orang putra yaitu Muhammad Fikri Alauddin dan Muhammad Luthfi Fakhruddin. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Jember dari tahun 1985-1990. Pada tahun 1992, penulis diangkat menjadi staf pengajar di Politeknik Negeri Jember. Pada tahun 2000 penulis mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan S2 di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor (IPB) Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian dari Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS-DIKTI), dan selesai pada tahun 2002. Pada tahun 2007 penulis mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan S3 di tempat yang sama dengan Beasiswa IMHERE Politeknik Negeri Jember. Beberapa karya ilmiah yang berkaitan dengan disertasi, telah diterbitkan di antaranya:
a. Hariono B, Sutrisno, Kudang BS dan Rarah RAM. 2009. Laju inaktivasi mikroorganisme pada berbagai perlakuan jarak elektrode pada teknologi medan pulsa listrik tegangan tinggi sistem sirkulasi. J Agro-Techno 8:471-477. Diterbitkan di Jurusan Teknologi Pertanian, Politeknik Negeri Jember. b. Hariono B, Sutrisno, Kudang BS dan Rarah RAM. 2010. Penerapan teknologi
medan pulsa listrik tegangan tinggi dalam proses pasteurisasi bahan pangan cair : Sebuah Kajian Teoritis. J Agro-Techno 9:621-629. Diterbitkan di Jurusan Teknologi Pertanian, Politeknik Negeri Jember.
xix
Ruang Lingkup Penelitian ... 7
Daftar Pustaka ……….. 8
Salmonella enteridis subsp. Typhimurium ……….. 18
Staphylococcus aureus ... 19
Escherichia coli ... 20
Ultraviolet ... 20
Permasalahan Iradiasi Pangan ………. 22
Estimasi Dosis UV ... 24
Model Mekanisme Inaktivasi Mikrorganisme pada UV ... 25
Sensitivitas Mikroorganisme Patogen dalam Bahan Pangan oleh UV ... 26
Model Kinetika Inaktivasi Mikroorganisme pada UV ... 27
Model Inaktivasi Mikroorganisme pada UV secara Seri ... 28
Keuntungan Aplikasi UV ... 29
High Pulsed Electric Field (HPEF) ... 30
Model Mekanisme Inaktivasi Mikroorganisme pada HPEF 31
Model Kinetika Inaktivasi Mikroorganisme pada HPEF … 33 Jenis-jenis Ruang Proses (Treatment Chamber) ………….. 39
Beberapa Hasil Penelitian Penerapan HPEF pada Susu ….. 43
Daftar Pustaka ……….. 44
III RANCANGBANGUN ALAT PASTEURISASI METODE HIGH PULSED ELECTRIC FIELD ALIRAN KONTINYU … 51
Abstrak ... 51
Abstract ... 51
Pendahuluan ... 52
Bahan dan Alat Penelitian ... 53
xx
Halaman
Hasil dan Pembahasan ... 54
Simpulan dan Saran ... 67
Daftar Pustaka ………. 68
IV STUDI KOMPARATIF PASTEURISASI SUSU KAMBING METODE ULTRAVIOLET SISTEM SERI DAN SIRKULASI SERTA PENGUJIAN SIFAT FISIK, KIMIA DAN DIPASTEURISASI METODE KOMBINASI ULTRA-VIOLET DAN MEDAN LISTRIK TEGANGAN TINGGI …. 93 Abstrak ... 93
Abstract ... 93
Pendahuluan ... 94
Bahan dan Metode ... 95
Hasil dan Pembahasan ... 100
Simpulan dan Saran ... 106
Daftar Pustaka ……… 107
VI INAKTIVASI BAKTERI PATOGEN S. aureus ATCC 25923, S. Typhimurium ATCC 14028, E. coli ATCC 25922 DENGAN METODE UV SERI-HPEF SERTA PENGARUH-NYA TERHADAP KERUSAKAN SEL BAKTERI ………… 109
Abstrak ... 109
Abstract... 109
Pendahuluan ... 110
Bahan dan Metode ... 112
Hasil dan Pembahasan ... 118
xxi
DAFTAR TABEL
Halaman 1.1 Penurunan kadar vitamin susu karena perlakuan metode
termal ……….. 4
1.2 Penurunan kadar protein (lysine) dalam susu karena
perlakuan metode termal ………. 4
2.1 Komposisi susu kambing ... 11
2.9 Konstanta model kinetika Hülshelger untuk berbagai jenis mikroorganisme dalam suspensi larutan
Na2HPO4/KH2PO4 pada pH 7.0 ... 35 2.10 Konstanta model kinetika... 36
3.1 Estimasi biaya pembuatan HPEF aliran kontinyu
metode tidak langsung ……… 55
3.2 Nilai konduktivitas dan resistivitas susu pada berbagai
suhu pengukuran ... 56 3.3 Luas permukaan elektrode pada berbagai tahanan ruang
berdasarkan tahanan susu pada suhu 25oC ... 57 3.4 Ukuran sel dan nilai TMP pada berbagai
mikro-organisme ... 59 3.5 Hasil perhitungan waktu perlakuan pada berbagai
frekuensi (Hz) ... 61 3.6 Nilai energi kapasitor, energi ruang perlakuan dan ΔT .. 62 3.7 Nilai P dan E pada rancangan metode HPEF tidak
langsung ……….. 62
3.8 Peralatan switch dan spesifikasinya ... 62 3.9 Komponen dan fungsi dari unit HPEF metode langsung 64 3.10 Hasil pengukuran pada unit HPEF fly back dan coil ... 65 3.11 Estimasi biaya pembuatan HPEF aliran kontinyu
metode tidak langsung ……… 66
4.1 Spesifikasi lampu UV-C ………. 75
4.2 Nilai dosis UV-C aktual dan prediksi ……… 77 4.3 Sifat fisik dan kimia susu kambing yang dipapar sinar
xxii
Halaman 4.4 Sifat fisik dan kimia susu kambing yang telah dipapar
sinar UV-C 253.7 nm sistem sirkulasi ... 80 4.5 Nilai laju inaktivasi dan nilai D metode UV-seri ……… 87 5.1 Sifat fisik susu kambing yang dipapar sinar UV-C 253.7
nm sistem kombinasi UV seri-HPEF ... 100 5.2 Sifat kimia susu kambing yang dipapar sinar UV-C
253.7 nm sistem kombinasi UV seri-HPEF ... 100 5.3 Bilangan peroksida susu kambing yang diperlakukan
UV seri-HPEF ……… 101 5.4 Karakteristik utama protein susu kambing ………. 102
5.5 Berat molekul marker ………. 103
5.6 Perbandingan reduksi total mikroorganisme dan nilai D pada susu kambing yang diberi perlakuan UV seri dan
UV seri – HPEF ... 105 6.1 Mekanisme senyawa antimikroorganisme ……….. 122 6.2 Laju inaktivasi, nilai D bakteri patogen dengan
perlakuan metode UV seri-HPEF ………... 122 7.1 Nilai laju inaktivasi S. Typhimurium ATCC 14208 dan
nilai D pada metode HPEF dan UV seri-HPEF ……… 135 7.2 Nilai laju inaktivasi dan nilai D total mikroorganisme
pada metode UV dan UV seri-HPEF ……… 136
xxiii 2.5 Struktur DNA yang pecah karena terpapar sinar UV .... 26 2.6 Efek sinar UV-C pada DNA ... 26 2.7 Inaktivasi mikroorganisme dengan UV yang disusun
seri ………. 28
2.8 Diagram skematik kerusakan elektrik (electrical
breakdown) ... 31 2.9 Bentuk sel S. aureus, E. coli dan S. Cerevisae ... 32 2.10 Elektroporasi membran sel ... 33 2.11 Treatment chamber statik model U ... 39 2.12 Treatment chamber statik tipe aliran menyilang ……... 39 2.13 Treatment chamber statik tipe aliran menyilang ……... 40 2.14 Chamber statik dengan kumparan kaca mengelilingi
anoda ... 40 2.15 Treatment chamber kontinyu yang dilengkapi dengan
dilapisi membran konduksi ………... 41 2.16 Chamber kontinyu dengan baffle ……….. 41 2.17 Chamber kontinyu tipe Co-field ……….. 42
2.18 Chamber kontinyu tipe Coaxial ……… 42
3.1 Desain rancangan HPEF sistem tidak langsung ... 54 3.2 Hubungan antara nilai tahanan dengan luas permukaan
ruang perlakuan (tretment chamber) ... 58 3.3 Kalibrasi rpm switch ke tegangan (Volt) ………... 63 3.4 Blok diagram rancangan HPEF sistem langsung ... 64 3.5 Blok diagram pembangkit pulsa tegangan tinggi ... 67 4.1 Skematik peralatan pengujian sistem seri ... 75 4.2 Skematik peralatan pengujian sistem sirkulasi ... 76 4.3 Inaktivasi mikroorganisme yang dipapar reaktor UV
253.7 nm disusun secara seri ... 87 5.1 Skematik peralatan uji kombinasi UV seri – HPEF ... 96 5.2 Hasil uji elektroforesis ... 103 6.1 Skematik peralatan pengujian UV seri – HPEF ... 113 6.2 Prosedur pemupukan bakteri uji ... 117 6.3 Morfologi bakteri S. aureus ATCC 25923 ... 118 6.4 Morfologi bakteri E. coli ATCC 25922 ... 119 6.5 Koloni pada media SSA (a), Morfologi sel secara
mikroskopis (b) dan Katalase positif (c) ... 121 6.6 Bentuk sel normal S. Typhimurium (a) dan sel siap
xxiv
Halaman 6.7 Pengaruh perlakuan UV seri-HPEF terhadap morfologi
sel S. Typhimurium a) terdapat lekukan, b) ukuran sel membesar, c) cairan sitoplasma keluar. Perbesaran (7
500 X) ……… 125
6.8 Sel S. aureus normal dalam susunan (a) berpasangan, (b) anggur (perbesaran 10 000 X) dan sel membelah diri (c) dengan perbesaran 10 000 X atau (d) dengan perbesaran
15 000 X ………... 126
6.9 S. aureus (a) berlubang, (b) terdapat tonjolan, (c) cairan sitoplasma keluar setelah mendapat perlakuan UV
seri-HPEF ……… 127 6.10 S. aureus dengan permukaan berlubang besar (tanda
panah) hasil perbesaran 10 000 X dan 15 000 X ……….. 128 7.1 Perbandingan laju inaktivasi dan nilai D metode UV seri
xxv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1.1 Standar kualitas susu kambing (Thai Agricultural
Standar TAS 6006 2008) ... 163 2.1 Energi yang dibutuhkan (dosis UV) untuk
menginaktivasi mikroorganisme sebesar 90% dan 99 % 164 2.2 Inaktivasi E. coli dengan metode HPEF ... 166 2.3 InaktivasiSalmonella dengan metode HPEF ... 168 2.4 InaktivasiS. aureus dengan metode HPEF ... 168 3.1 Unit HPEF dengan muatan listrik disimpan dalam
kapasitor ... 169 3.2 Unit HPEF dengan sumber pembangkit tegangan tinggi
flyback ... 171 3.3 Unit HPEF dengan sumber pembangkit tegangan tinggi
coil ... 172 3.4 Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ... 173 4.1 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar
4.6 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap titik beku
pada sistem UV seri ……….. 175
4.7 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap nilai pH
pada sistem UV seri ……….. 175
4.8 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap
konduktivitas pada sistem UV seri ………... 175 4.9 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap bobot
kering pada sistem UV seri ………... 176 4.10 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar air
pada sistem UV seri ……….. 176
4.11 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap panas
spesifik pada sistem UV seri ……… 176 4.12 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap viskositas
pada sistem UV seri ……….. 176
4.13 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar
lemak pada sistem UV sirkulasi ………... 177 4.14 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar
xxvi
Halaman 4.15 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar
laktosa pada sistem UV sirkulasi ……….. 177 4.16 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar
BKTL pada sistem UV sirkulasi ………... 177 4.17 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap bobot
jenis pada sistem UV sirkulasi ……….. 178 4.18 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap titik beku
pada sistem UV sirkulasi ……….. 178 4.19 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap nilai pH
pada sistem UV sirkulasi ……….. 178 4.20 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap
konduktivitas pada sistem UV sirkulasi ………... 178 4.21 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap bobot
kering pada sistem UV sirkulasi ………... 179 4.22 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap kadar air
pada sistem UV sirkulasi ……….. 179 4.23 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap panas
spesifik pada sistem UV sirkulasi ……… 179 4.24 Hasil sidik ragam pengaruh dosis UV terhadap viskositas
pada sistem UV sirkulasi ……….. 179 4.25 Nilai laju inaktivasi dan nilai D pada perlakuan
pengaruh dosis UV pada UV sistem seri ... 180 5.1 Laju inaktivasi total mikroorganisme pada perlakuan
kombinasi UV seri-HPEF ... 180 5.2 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar lemak ... 180 5.3 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar protein ... 180 5.4 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar laktosa ... 181 5.5 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar BKTL ... 181 5.6 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap bobot jenis……….. 181 5.7 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap titik beku ……… 181 5.8 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar pH ……… 182 5.9 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap konduktivitas ………... 182 5.10 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap bobot kering ……….. 182 5.11 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
seri-HPEF terhadap kadar air ………. 182 5.12 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
xxvii
Halaman 5.13 Hasil sidik ragam pengaruh perlakuan kombinasi UV
xxix NOTASI
A Luas permukaan elektrode (cm2) ao Jari-jari luar dari sel (μm)
C Kapasitansi efektif susu pada ruang perlakuan (μF) Co Energi yang tersimpan dalam kapasitor (μF)
Cp Panas spesifik susu dalam ruang perlakuan (3.85 kJ/kgoC) D Waktu pengurangan desimal (jam)
d Jarak antara dua elektrode pada ruang perlakuan paralel plate (cm) E Kuat medan listrik tegangan tinggi aktual (kV/cm)
Ec Kuat medan listrik tegangan tinggi kritis (kV/cm)
Ed Kuat medan listrik tegangan tinggi dimana 50% mikroorganisme mampu bertahan hidup
f Frekuensi (Hz)
fm Faktor bentuk mikroorganisme
fa Tetapan bentuk bakteri, tanpa dimensi fl Frekeunsi listrik PLN (50 Hz)
F Debit aliran susu (cm3/detik) I Kuat arus (kA)
Ir Intensitas lampu UV (mW/cm2) pada jarak r dari lampu (cm) k Nilai konstanta kepekaan mikroorganisme (jam-1)
kSE Konstanta inaktivasi mikroorganisme model UV yang disusun seri l Rata-rata panjang mikroorganisme (μm)
m Bobot sampel (g)
N Jumlah mikroorganisme sebelum perlakuan (awal) No Jumlah mikroorganisme setelah perlakuan (akhir)
n Jumlah pulsa (tanpa dimensi)
P Daya listrik untuk proses HPEF (W)
PL Daya lampu UV yang dipancarkan per unit panjang reaktor yang terkena lampu (mW/cm)
Q Muatan listrik yang tersimpan dalam kapasitor (J/cm3) QC Muatan listrik pada ruang perlakuan (J/cm3)
R Jari-jari mikroorganisme (μm) RCH Tahanan ruang perlakuan (Ω)
RS Tahanan efektif susu pada ruang perlakuan (Ω) RT Tahanan sistem (Ω)
r Jarak radial dari lampu (cm) t Waktu perlakuan (detik)
xxx v Volume ruang perlakuan (cm3)
vm Rata-rata volume mikroorganisme (μm3) V Tegangan maksimum – Vmaks (kV)
Vo Tegangan awal yang disimpan dalam kapasitor (kV)
Vout Nilai Transmembran Potensial (TMP) pada ruang perlakuan (treatment chamber) (V)
Vc Tegangan puncak kritis (kV)
V1 Volume natrium tiosulfat untuk titrasi sampel (ml) V0 Volume natrium tiosulfat untuk titrasi blanko (ml) W Energi spesifik (kJ/L)
XC Nilai impedansi optimum (Ω)
koefisien absorbsi (cm-1), dimana nilai e 2.303 x A254
o
Nilai permititivitas udara = 8.854 x 10-12 F/m
r
Nilai relatif permititivitas susu skim pada 30oC = 60, tanpa dimensi
Resistivitas susu pada suhu 25o
C (220 (Ω) cm) f Densitas susu (980 g/cm3)
Konduktifitas susu pada suhu 25oC (0.455 S/m)
Lebar pulsa (μs)
T
I. PENDAHULUAN
Latar Belakang
Susu merupakan bahan makanan yang sempurna karena nilai gizinya yang tinggi dibandingkan dengan nilai gizi makanan lain, juga dikenal sebagai bahan pangan yang tidak tahan lama dan mudah rusak (perishable food) serta sebagai bahan pangan yang berpotensi mengandung bahaya (potentially hazardous food/PHF). Komponen penting dalam susu adalah protein, lemak, vitamin,
mineral, laktosa, enzim-enzim dan beberapa mikroorganisme (Lamport 1980). Kandungan protein dan lemak dalam susu dijadikan sebagai tolok ukur mutu susu, semakin tinggi kandungannya akan memberikan insentif harga yang lebih tinggi pula.
Susu merupakan medium yang baik untuk pertumbuhan mikroorganisme, dikarenakan komposisi nutrisinya sangat ideal. Sebagai gambaran, susu pada ambing ternak yang sehat tidak bebas dari mikroorganisme dan mengandung sampai 500 mikroorganisme/ml, jika ambing sakit jumlah mikroorganisme dapat meningkat menjadi lebih besar yaitu 20 000 mikroorganisme/ml (Buckle et al. 2009). Puting susu juga dapat menyebabkan pencemaran mikroorganisme, karena mikroorganisme dapat tumbuh sedikit agak jauh ke dalam puting yang tidak tertutup dan biasanya dalam kondisi basah. Mikroorganisme terbawa sebagai sumber pencemaran, ketika susu mulai diperah, bagian pertama dari pemerahan biasanya dibuang karena dapat mengandung hingga 50 000 mikroorganisme/ml.
berturut-turut adalah < 5 x 104; 5 x 104hingga105 dan > 105hingga 2 x 105 organisme/ml susu (Thai Agricultural Standar TAS 6006 2008).
Jaminan keamanan produk pangan susu kambing segar perlu mendapat perhatian khusus terkait dengan kepercayaan masyarakat akan khasiat susu kambing bagi kesehatan jika dikonsumsi dalam keadaan segar. Taufik et al. (2008) mendapatkan hasil bahwa kualitas susu kambing segar memiliki kandungan bakteri Staphylococcus spp, Staphylococcus koagulase positif, Staphylococcus koagulase negatif dan coliform berturut-turut dengan rata-rata
78.7%, 37.7%, 66% dan 46.3%. Adanya bakteri patogen pada susu kambing segar dapat menyebabkan susu menjadi tidak layak untuk dikonsumsi dan membahayakan konsumen. Beberapa bakteri patogen penyebab utama keracunan yang sering ditemukan dalam susu adalah Salmonella sp, Staphylococcus, dan Escherichia coli (USFDA 1999). Kejadian luar biasa keracunan karena
Salmonella (salmonelosis) masih terjadi di banyak negara. Survey terhadap susu
segar di USA dan di Inggris ditemukan Salmonella berturut-turut sebesar 4.7% dan 0.06% (Anon 1998).
Masalah keamanan pangan masih merupakan hal yang penting dalam bidang pangan di Indonesia, dan perlu mendapat perhatian khusus dalam program pengawasan pangan. Di Indonesia, penyakit dan kematian yang ditimbulkan melalui makanan hingga saat ini masih tinggi, walaupun prinsip-prinsip pengendalian untuk berbagai penyakit pada umumnya telah diketahui. Pengawasan pangan yang mengandalkan pada uji produk akhir tidak dapat mengimbangi kemajuan yang pesat dalam industri pangan dan tidak dapat menjamin keamanan produk pangan yang beredar di pasaran. Pendekatan tradisional yang selama ini dilakukan dapat dianggap telah gagal untuk mengatasi masalah tersebut.
pelaku pengolahan untuk memberikan jaminan keamanan dan kualitas produk olahan asal susu.
Kerusakan susu baik secara fisik maupun kimia sangat merugikan. Kualitas susu yang menurun menyebabkan timbulnya masalah dalam hal pengolahan susu untuk menjadi produk lain dan juga tidak layak dikonsumsi secara langsung sebagai susu segar (Muchtadi dan Sugiyono 1992). Oleh karena itu, kualitas susu perlu diperhatikan dan terjamin sampai susu tersebut siap dikonsumsi. Kriteria yang sangat berpengaruh terhadap kualitas susu, salah satunya adalah pencemaran mikroorganisme di dalam susu. Menurut UU tentang pangan No.7 tahun 1996, pengertian keamanan pangan adalah kondisi dan upaya yang diperlukan untuk mencegah pangan dari kemungkinan cemaran biologis, kimia dan benda-benda lain yang dapat mengganggu, merugikan dan membahayakan kesehatan manusia.
Sejalan dengan perkembangan industri susu, parameter untuk menentukan kualitas susu tidak lagi didasarkan pada kandungan protein dan lemak saja, akan tetapi mulai tahun 2010 ditambah dengan parameter kandungan mikroorganisme dalam susu (hasil wawancara pribadi dengan Abubakar 2009). Oleh karena itu menjadi sangat penting untuk mempertahankan kualitas susu segar ditinjau dari aspek fisik, kimia dan mikrobiologis.
Metode termal merupakan cara umum yang dilakukan untuk membunuh mikroorganisme patogen sehingga dihasilkan susu yang aman untuk dikonsumsi. Pemanasan tidak hanya membunuh mikroorganisme berbahaya, tetapi juga mengakibatkan perubahan rasa, adanya rasa masak atau gosong (cooked flavor), serta kehilangan sebagian vitamin dan protein (Quass 1997). Penurunan kadar vitamin dan protein (lysine) pada susu karena perlakuan metode termal bila dibandingkan dengan susu segar diperlihatkan pada Tabel 1.1 dan 1.2.
Tabel 1.1 Penurunan kadar vitamin susu karena perlakuan metode termal
Tabel 1.2 Penurunan kadar protein (lysine) dalam susu karena perlakuan metode termal
Kehilangan lysine (%)
Pasteurisasi UHT langsung UHT tidak langsung Sterilisasi
0.7 – 1.1 1.1 1.7 6.2 Ster*) : susu mendapatkan proses sterilisasi pada suhu 115oC selama 30 menit UHT*) : susu mendapatkan pemanasan pada suhu 138oC selama 2 detik
LTLT**) : susu mendapatkan proses pasteurisasi pada suhu 63oC selama 30 menit
yang menyimpang (off flavor), jika penggunaan dosis dan lama perlakuan tidak tepat (Koutchma et al. 2009). Aplikasi cahaya UV-C dengan efek germisidal saat ini luas digunakan pada disinfeksi udara, sterilisasi bahan pangan cair dan penghambatan mikroorganisme pada permukaan bahan (Binstsis et al. 2000).
Di industri pangan, iradiasi UV-C telah diaplikasikan pada berbagai proses dan produk seperti disinfeksi udara pada produk daging, sayuran dan air yang akan digunakan pada proses pengolahan bahan pangan, sedangkan penghambatan bakteri di permukaan telah banyak dikembangkan untuk produk segar seperti karkas ayam, ikan, telur dan berbagai bahan pangan cair seperti jus jeruk dan cider (Basaran et al. 2004; Duffy et al. 2000; Hadjock et al. 2008; Liltved dan Landfald 2000; Quintero-Ramos et al. (2004). Iradiasi UV-C berhasil diterapkan untuk pasteurisasi pada susu kambing (Lodi et al. 1996) yang mampu mereduksi total bakteri antara 50% - 60%, dan bakteri coliform 80% - 90%, Matak (2004), melakukan perlakuan sebanyak 12 kali sirkulasi melewati lampu UV-C dengan dosis 15.8 +/- 1.6 mJ/cm2 dengan waktu perlakuan 18 detik menghasilkan rata-rata kadar lemak dan kadar protein berturut-turut sebesar 4.1 ± 0.09% dan 2.9 ± 0.03%. Krishnamurthy et al. (2004) pada produk susu sapi yang diinokulasi dengan bakteri S. aureus dengan perlakuan dosis 5.6 J/cm2 dengan volume, jarak sampel dari UV dan waktu perlakuan berturut-turut sebesar 30 ml, 8 cm dan 180 detik menghasilkan inaktivasi S. aureus sebesar 8.55 log-siklus.
Metode HPEF lebih efektif dan unggul dibanding metode termal, karena mampu menghindari kerusakan sifat fisik dan sensori bahan pangan (Quass 1997). Beberapa penelitian telah dilakukan dalam pasteurisasi susu oleh Qin et al. (1995), Dunn (1996) dan Fernandez-Molina et al. (1999). Hasil penelitian menunjukkan bahwa HPEF mampu menurunkan sejumlah mikroorganisme sebesar tiga log-siklus dan tidak mempengaruhi sifat fisik dan kimia bahan. Konsumsi energi dari perlakuan HPEF pada jus apel dilaporkan 90% lebih rendah dibanding metode HTST (High Temperatur Short Time) (Qin et al. 1996), pada jus jeruk dan cuka apel sebesar 7 J/ml (EPRI 1998), biaya proses HPEF sekitar $0.03–$0.07/L (Ramaswamy et al. 2005).
susu atau produk olahannya yang aman, sehat, utuh dan halal (ASUH), meningkatan nilai ekonomis susu serta dapat memperpanjang kesegaran susu.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian adalah mendapatkan produk susu kambing yang ASUH dengan metode kombinasi non termal UV-HPEF. Sedangkan tujuan khusus dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan prototipe sistem pasteurisasi metode kombinasi non termal UV-HPEF.
2. Menguji kinerja alat pasteurisasi metode kombinasi non termal UV-HPEF. 3. Menetapkan kondisi optimal proses pasteurisasi metoda kombinasi non termal
UV-HPEF terhadap sifat fisik, kimia dan mikrobiologis pada susu kambing.
4. Mendapatkan informasi laju kinetika inaktivasi mikroorganisme patogen yang dipasteurisasi UV-HPEF (Escherichia coli ATCC 25922, Staphylococcus aureus ATCC 25923 dan Salmonella enteridis subsp. Typhimurium ATCC 14028).
5. Mengkaji perubahan atau kerusakan morfologi sel bakteri Gram positif (S. aureus ATCC 25923) dan bakteri Gram negatif (S. Typhimurium ATCC
14028) menggunakan SEM (Scanning Eelectron Microscope).
Manfaat Penelitian
1. Tersedianya pilihan metode pasteurisasi non termal kombinasi UV seri-HPEF dan model peralatannya.
2. Tersedianya produk susu kambing yang ASUH dan siap dikonsumsi dalam keadaan segar.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam lima topik penelitian yaitu sebagai berikut: 1. Merancang unit pasteurisasi metode UV yang memenuhi persyaratan dosis
sesuai rekomendasi WHO dan Permenkes No. 701/Menkes/Per/VIII/2009 tentang pangan iradiasi serta unit HPEF dengan nilai kuat medan listrik tegangan tinggi 10-100 kV/cm (Gauri 2009); 20-80 kV/cm (Barbosa-Canovas et al. 1999); 30-70 kV/cm (Picart et al. 2002); 20-60 kV/cm (Fox et al. 2005)
dengan durasi waktu mikrosekon hingga milisekon (Barbosa-Canovas et al. 1999).
2. Menentukan kondisi optimum pasteurisasi susu kambing segar dengan metode UV sistem sirkulasi dan kontinyu sebagai upaya mempertahankan kualitas
fisik, kimia dan mikrobiologis susu kambing segar.
3. Menentukan kondisi optimum pasteurisasi susu kambing segar dengan metode UV seri-HPEF sebagai upaya mempertahankan kualitas fisik, kimia dan
mikrobiologis susu kambing segar.
4. Menentukan laju kinetika inaktivasi mikroorganisme patogen (E. coli, S. Typhimurium, dan S. aureus) dengan metode kombinasi UV seri-HPEF. 5. Melakukan kajian kerusakan mikroorganisme patogen (S. Typhimurium, dan
S. aureus) dengan metode Scanning Electron Microscope (SEM).
Daftar Pustaka
Anon. 1998. Surveillance of the microbiological status of raw cows milk on retail sale. Microbiological food safety surveillance. London: Departement of Health. Barbosa-Cánovas GV, Gongora-Nieto MM, Pothakamury UR, Swanson BG.
1999. Preservation of Foods with Pulsed Electric Fields. USA: Acad Pr. Basaran N, Quintero-Ramos A, Moake MM, Churey JJ, Worobo RW. 2004.
Influence of apple cultivar son inactivation of different strains of Escherichia coli O157:H7 in apple cider by UV irradiation. J Appl Environ Microbiol 70:6061-6065.
Binstsis T, Litopoulou-Tzanetaki E, Robinson R. 2000. Existing and potential applications of ultraviolet light in the food industry a critical review. J Sci Food Agric 80:637-645.
Buckle KA, Edwads RA, Fleet GH, Wooton M. 2009. Ilmu Pangan. Hari Purnomo dan Adiono, penerjemah. Jakarta: UI Pr. Terjemahan dari Food Scince.
Burton M. 1988. Ultra High Temperature Processing of Milk and Milk Product. England: Elsevier Appl Sci Publ.
Duffy S, Churey JJ, Worobo RW, Schaffner DW. 2000. Analysis and modeling of the variability associated with UV inactivation of Escherichia coli in apple cider. J Food Protect 63:1587-1590.
Dunn JE. 1996. Pulsed light and pulsed electric field for foods and eggs. Poult Sci 75:1133-1136.
[EPRI]. Electric Power Research Institute. 1998. Pulsed electric field processing in the food industry: A status report on PEF: Report CR-109742. Palo Alto. California: Industrial and Agricultural Technologies and Services.
Fellow PJ. 2000. Food Processing Technology Principles and Practice. England: Woodhead Publ.
Fernández-Molina JJ, Barkström E, Tortensson P, Barbosa-Cánovas GV, Swanson BG. 1999. Shelf-life extension of raw skim milk by combined heat Effects of UHT processing and of subsequent storage on the vitamin content of milk. J Dairy Res 36:447–454.
Gauri M. 2009. Non-thermal food processing with pulsed electric field technology. Food safety series. [Maret 2009].
Hadjock C, Mittal GS, Warriner K. 2008. Inactivation of human pathogens and spoilage bacteria on the surface and internalized within fresh produce by using a combination of ultraviolet light and hydrogen peroxide. J Appl Microbiol 104:1014-1024.
Koutchma TN, Larry JF, Carmen IM. 2009. Ultraviolet Light In Food Technology: Principles and Application. Boca Raton USA: CRC Pr.
Krishnamurthy K, Demirci A, Irudayaraj J. 2004. Milk pasteurization by pulsed UV-light treatment. ASAE/CSAE Annual International Meeting. Ottawa, Ontario. Canada. 1-4 August 2004.
Lamport LM. 1980. Modern Dairy Product. New York: Chemical Publ.
Liltved H, Landfald B. 2000. Effects of high intensity light on ultraviolet-irradiated and non-ultraviolet-irradiated fish pathogenic bacteria. J Water Res 34:481-486. Lodi R, Brasca M, Mañaspina P, Nicosia P. 1996. Improvement of the
microbiological quality of goat milk by UV treatment. J Dairy Sci Abstr. 58:484.
Matak KE. 2004. Effects of UV irradiation on the reduction of bacterial pathogens and chemical indicators of milk [Disertasi]. Blacksburg. Virginia: Graduate Faculty of Virginia Polytechnic Institute and State Univ.
Muchtadi TR, Sugiyono. 1992. Ilmu Pengetahuan Bahan Pangan. Petunjuk Laboratorium. PAU Pangan dan Gizi. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Picart L, Eliane D, Cheftel JC. 2002. Inactivation of Listeria innocua in dairy fluids by pulsed electric fields: influence of electric parameters and food composition. J Innov Food Sci Emerg Technol 3:357-369.
Qin BL, Pothakamury UR, Barbosa-Canovas GV, Swanson BG. 1996. Nonthermal pasteurization of liquid foods using high intensity pulsed electric fields. Critic Rev Food Sci Nutr 36:603-627.
Qin BL, Pothakamury UR, Vega H, Martin O, Barbosa-Canovas GV, Swanson BG. 1995. Food pasteurization using high-intensity pulsed electric fields. J Food Technol 49:55-60
Quass DW. 1997. Pulsed electric field processing in the food industry. A status report on PEF. Palo Alto CA. Electric Power Research Institute.
Ramaswamy R, Jin T, Balasubramaniam VM, Zhang H. 2005. Pulsed Electric Field Processing: Fact Sheet for Food Processors. Department of Food Science and Technology. College of Food, Agricultural, and Environmental Sciences. Ohio State University.
[TAS] Thai Agricultural Standar TAS 6006. 2008. Raw Goat Milk. Thailand: National Bureau of Agricultural Commodity and Food Standars. Ministry of Agriculture and Cooperativies.
Taufik E, Wirjantoro TI, Kreusukon K, Hildebrandt G. 2008. Microbiological investigation of raw goat milk from commercial dairy goat farms in Bogor, Indonesia. OIE Joint Symposium on Emerging Diseases. Bangkok, Thailand. [USFDA]. United State Food and Drug Administration. 1999. Bad Bug Book:
II. TINJAUAN PUSTAKA
Susu Kambing
Susu segar didefinisikan sebagai cairan yang berasal dari ambing sehat yang bersih, diperoleh dengan cara pemerahan yang benar dengan kandungan alaminya tidak dikurangi atau ditambah suatu apapun dan tidak mendapat perlakuan apapun, kecuali proses pendinginan tanpa mempengaruhi kemurniannya (SNI 01-3141-1998). Susu merupakan cairan dalam bentuk emulsi berwarna putih yang berasal dari hasil pemerahan hewan menyusui yang dapat diminum dan digunakan sebagai produk pangan yang aman untuk dikonsumsi.
Sifat kimia susu kambing meliputi kadar lemak, kadar protein, kadar laktosa, kadar abu, bahan kering tanpa lemak (BKTL) serta total bobot kering (BK) diperlihatkan pada Tabel 2.1, komposisi kimia susu kambing bila dibandingkan dengan domba, sapi dan manusia diperlihatkan pada Tabel 2.2, dan sifat fisik susu kambing dan susu sapi diperlihatkan pada Tabel 2.3. Menurut Thai Agricultural Standar (2008) sifat kimia susu kambing diklasifikasikan dalam tiga kriteria, yaitu kualitas premium, baik dan standar seperti diperlihatkan pada Tabel 2.4.
Tabel 2.1 Komposisi susu kambing
Lemak Protein Laktosa Abu BKTL BK
Sumber ---(%)---
4.21 3.52 4.27 0.86 8.79 13.00 Blakely dan Blade (1991) 4.21 3.75 4.76 0.82 9.33 13.54 Devandra dan
Burns (1994)
4.10 3.60 4.70 0.80 9.10 13.20 Fox (2003)
4.50 2.90 4.10 0.80 8.70 13.20 Chandan et al. (2007)
Tabel 2.2 Perbandingan komposisi susu kambing dengan susu domba, sapi dan manusia
Komposisi Kambing Dombaa Sapi Manusia
Lemak (%)
Sumber : Posati dan Orr (1976); Jennes (1999); Larson dan Smith (1974); Haenlein dan Caccese (1984)
a Anifantakis et al. (1980)
Tabel 2.3 Sifat fisik susu sapi dan susu kambing
Sifat Susu Sapi a) Susu Kambing b)
Bobot jenis (g/cm3) 1.0231-1.0398 1.029-1.039
Viskositas (cP) 2.0 2.12
Tabel 2.4 Komposisi susu kambing
Keterangan Premium Baik Standar
Protein (%) >3.70 >3.40-3.70 3.10-3.40
Lemak (%) >4.00 3.50-4.00 3.25-3.50
Bobot kering (%) >13.00 >12.00-13.00 11.70-12.00
Sumber : Thai Agricultural Standar (2008)
vitamin dalam jumlah memadai atau berlebih, kecuali vitamin C, D, piridoksin dan asam folat. Blakely dan Blade (1998) mengatakan susu kambing memiliki perbedaan karakteristik dibandingkan dengan susu sapi, yaitu warna lebih putih, lemaknya lebih mudah dicerna, curd proteinnya lebih lunak sehingga memungkinkan untuk dibuat keju yang spesial, mengandung mineral (kalium, fosfor, vitamin A, vitamin E dan B komplek) yang tinggi dan aman dikonsumsi penderita alergi terhadap susu sapi.
Pasteurisasi
Susu pasteurisasi adalah susu segar, susu rekonstitusi atau susu rekombinasi yang telah mengalami proses pemanasan pada temperatur 63-66oC minimum selama 30 menit atau pemanasan 72oC minimum selama 15 detik, kemudian segera didinginkan sampai 10oC, selanjutnya diperlakukan secara aseptis dan disimpan pada suhu maksimum 4.4oC. Susu rekonstitusi adalah susu yang diperoleh dari penyatuan kembali bagian-bagian daripada susu yang sudah dipisahkan, sedangkan susu rekombinasi adalah susu yang diperoleh dari kombinasi bahan baku susu segar dengan rekonstitusi.
Tujuan pasteurisasi adalah membunuh bakteri patogen dan non patogen dengan tetap mempertahankan spora bakteri (Fardiaz 1989; Gaman dan Sherington 1992), juga untuk memperpanjang umur simpan susu. Hubbert dan Hagstad (1991) menjelaskan suhu proses pasteurisasi susu berdasarkan rekomendasi Public Health Service (PHS) USA seperti diperlihatkan pada Tabel 2.5, sedangkan perbandingan komposisi antara susu sapi segar dan susu sapi pasteurisasi diperlihatkan pada Tabel 2.6.
Penentuan waktu dan suhu dimaksudkan untuk dapat membunuh bakteri patogen terutama penyebab tuberkulosis, yaitu Mycobacterium tuberculosis, S. aureus, Salmonella sp, E. coli, Yersinia enterolitica dan Listeria monocytogens
Tabel 2.5 Aplikasi suhu dan waktu pada berbagai proses pasteurisasi Suhu
Waktu (detik) Istilah Umum
o
C oF
63 145 1800 Long Time Holding (LTH)
72 161 15 High Temperature Short Time (HTST)
89 191 1
90 194 0.5
94 201 0.1
96 204 0.05
100 212 0.01
138 286 2 Ultra Hight Temperature (UHT)
Sumber: Hubbert dan Hagstad (1991)
Tabel 2.6 Perbandingan komposisi susu segar dan susu pasteurisasi
Komposisi Susu segar (%) Susu pasteurisasi (%)
Air 87.25 87.31 – 88.61
Protein 3.50 2.73 – 2.90
Lemak 3.80 3.00 – 3.40
Laktosa 4.80 4.80 – 4.91
Mineral 0.65 0.16 – 0.18
Sumber: Muchtadi dan Sugiyono (1992)
Bakteri Patogen
Bakteri pencemar dalam susu dibedakan menjadi dua golongan, yaitu bakteri patogen dan bakteri pembusuk. Keduanya dapat menimbulkan penyakit yang dikenal dengan Tmilkborne diseasesT seperti tuberkulosis, demam tipoid/Ttyphoid
feverT dan bruselosis (Shiddieqy 2009). Menurut USFDA (1999), bakteri patogen
penyebab utama keracunan dikarenakan kemampuannya untuk berpenetrasi, bertahan hidup dan bermultiplikasi pada sel inang di antaranya adalah Salmonella sp., Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Camphylobacter sp., Shigella sp., Clostridium botulinum dan Escherichia coli. Tingkat bahaya bakteri tersebut bergantung pada beberapa faktor antara lain lingkungan (komposisi makanan, suhu) dan faktor bakteri seperti galur dan jenis toksin (Stewart et al. 2003).
Staphylococcus, Salmonella serovar dan Y. enterocolitica. Bakteri patogen ini
berbahaya bagi wanita hamil, anak-anak, orang tua dan orang yang memiliki sistem kekebalan tubuh yang lemah. Peningkatan sanitasi dan inovasi pasteurisasi mampu meminimalkan resiko infeksi penyakit yang disebabkan oleh susu yang terkontaminasi (Jayarao et al. 2006).
Struktur Sel Bakteri
Bakteri mempunyai ukuran yang bervariasi dengan panjang 0.2 – 60 µm dengan diameter satu hingga beberapa mikron. Kebanyakan bakteri yang menginfeksi manusia mempunyai ukuran panjang 1 – 3 µm (Boyd 1995), morfologi bakteri mempunyai struktur yang tidak sempurna, tidak mempunyai dinding inti (membran nukleus), mitokondria dan retikulum endoplasma (Davis et al. 1976). Struktur sel bakteri diperlihatkan pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Struktur sel bakteri (http://biobakteri.wordpress.com/2009)
N-asetilmuramat yang bisa berbeda untuk setiap organisme. Struktur peptidoglikan ini hanya terdapat pada sel prokariot, N-asetilmuramat tidak pernah ditemukan pada sel eukariot (Fardiaz 1989).
Membran sitoplasma terletak di antara sitoplasma dan dinding sel dengan ketebalan berkisar 7.5 nm (Fardiaz 1989). Membran ini rapuh tepat terletak di bawah dinding sel yang kaku dengan kandungan 8-10% dari bobot kering sel (Volk dan Wheeler 1988). Membran sitoplasma baik pada bakteri Gram positif dan Gram negatif terdiri dari dua lapis lipid (lipid bilayer) disusun dari unsur dasar yang sama yaitu fosfolipid, glikolipid dan bermacam-macam protein (Moat dan Foster 1998). Protein merupakan komponen utama dari dinding sel (60-80%), yang dikelompokkan menjadi protein periferal (protein dekat membran berikatan secara elektrostatik atau interaksi hidrofobik) dan protein integral (protein yang sebagian melekat pada membran dan sebagian muncul pada permukaan membran (Beuchat 1978). Di dalam membran sel terdapat enzim-enzim yang terlibat dalam pemasangan komponen dinding sel.
Ribosoma merupakan komponen penting untuk proses sintesa protein dalam sel, terdiri 60% RNA dan 40% protein (Fardiaz 1989). Ribosom terletak di dalam sel dan mengisi sitoplasma dengan bobot mencapai 50% dari bobot sel. Kapsul merupakan komponen berlendir yang kompak mengelilingi permukaan sel, jika komponen tersebut tidak terlalu kompak dan mudah lepas disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir ini terdiri dari polisakarida, polipeptida atau kompleks polisakarida protein. Pembentukan kapsul oleh bakteri dipengaruhi medium pertumbuhan dan kondisi lingkungan. Pembentukan kapsul oleh bakteri dapat meningkatkan ketahanan bakteri terhadap panas, bahan kimia maupun sel fagosit jika sel tersebut masuk ke dalam tubuh (Fardiaz 1989).
negatif dinding sel menjadi tidak berwarna dan diberi pewarna safranin warnanya berubah menjadi merah sedangkan pada bakteri Gram positif setelah dicuci dengan alkohol tetap berwarna violet biru dengan penambahan safranin dan tidak berpengaruh terhadap warna biru.
Bakteri Gram Positif
Dinding sel bakteri Gram positif (20 – 80 µm) (Volk dan Wheeler 1988), 90% dinding selnya terdiri dari lapisan peptidoglikan dan sisanya asam teikoat dan asam teikuronat (Roger et al. 1980). Kebanyakan bakteri Gram positif berbentuk kokus (bulat) mengandung lisin sebagai pengganti ADP, sedangkan Gram poistif lainnya mengandung asam amino (Fardiaz 1989). Bakteri S. aureus rantai peptida yang menempel pada asam muramat adalah L-alanin, D-glutamat, L-lisin dan D-alanin, antar tetrapeptida terdapat ikatan silang yang terdiri 5 unit glisin membentuk jembatan dari D-alanin pada posisi 4 dari suatu tetrapeptida ke asam amino pada posisi 2 atau 3 pada peptida tetangga (Moat dan Foster 1988). Derajat ikatan silang antar peptida pada bakteri S. aureus berdekatan sangat tinggi (100%), berlawanan dengan E. coli derajat silangnya rendah kira-kira 30%. Menurut Franklin dan Snow (1989), dinding sel bakteri Gram positif banyak mengandung asam amino alanin yang bersifat hidrofobik.
Bakteri Gram positif mengandung asam teikoat yang tidak terdapat pada bakteri Gram negatif (Moat dan Foster 1988). Asam teikoat mencakup semua polimer yang mengandung gliserol yang terdapat pada dinding sel, membran dan kapsul. Asam teikoat ini bermuatan negatif yang dapat mempengaruhi muatan pada permukaan sel (Volk dan Wheeler 1988).
Bakteri Gram Negatif
Bagian luar peptidolikan terdapat lapisan dinding sel yang kompleks, disebut membran sel (outer membrane) (Boyd 1995). Membran luar ini menempel pada peptidoglikan dan dihubungkan molekul lipoprotein, disusun oleh fosfolipid 20-30%, liposakarida 30% dan protein 40-50%. Rongga antar membran luar dan lapisan peptidoglikan disebut ruang periplasma berisi enzim-enzim periplasma yang tergolong dalam enzim ekstraseluler (Fardiaz 1989), ruang ini merupakan tempat lewatnya bermacam-macam enzim dan protein (Moat dan Foster 1988).
Fosofolipid dari membran luar susunannya mirip dengan membran bilayer pada membran sitoplasma. Protein yang terdapat pada fosfolipid berupa saluran yang disebut porin, dimana protein ini berfungsi sebagai pengangkut zat makanan (Boyd 1995). Permukaan luar Gram negatif mengandung lemak lebih banyak dibandingkan bakteri Gram positif, dalam bentuk lipopolisakarida yang melekat pada fosfolipid sementara bagian polisakarida muncul pada permukaan sel. Komponen lipid dari lipopolisakarida disebut lipid A yang bersifat toksik (Moat dan Foster 1988).
Salmonella enteridis subsp. Typhimurium
Klasifikasi S. Typhimurium termasuk dalam kTingdom TTTEubacteriaT, filum
TTT
ProteobacteriaT, kelas Gamma ProteobacteriaT, ordo EnterobacterialesT, famili
T
EnterobacteriaceaeT, genus TSalmonellaT, spesies S. enterica, subspesies enteritica, serotipe Typhimurium. Koloni S. Typhimurium pada media Salmonella dan Shigella Agar dan sel bakteri Salmonella secara mikroskopis diperlihatkan pada
Gambar 2.2.
(a) (b)
S. Typhimurium merupakan bakteri Gram negatif, berbentuk batang dan bersifat motil dengan flagel peritrikus. Salmonella tidak membentuk spora, tidak berkapsul, bersifat motil (kecuali S. pullorum dan S. gallinarum). S. Typhimurium mempunyai ukuran panjang 2-3 µm dan lebar 0.6-0.7 µm dan mampu tumbuh pada kondisi anaerobik maupun aerobik. Bakteri ini tumbuh pada kisaran suhu 2-47oC dengan kisaran pH 3.6-9.5 (pH optimum pertumbuhan 6.5-7.5). Nilai aBw
B
optimum untuk pertumbuhan adalah 0.94-0.99. Bakteri ini merupakan bakteri patogen berbahaya, selain dapat menyebabkan gejala gastrointestinal, juga dapat menyebabkan demam tifus (Fardiaz 1992). S. Typhimurium dengan jumlah 11 000 sel/ml sudah dapat menimbulkan gejala keracunan.
Staphylococcus aureus
S. aureus merupakan bakteri Gram positif, berbentuk kokus dengan diameter 0.7-0.9 µm, nonmotil, tidak membentuk spora dan fermentatif. Bakteri kokus ini bersifat aerob fakultatif tetapi pada keadaan anaerobik pertumbuhannya sangat lambat (Lay dan Hastowo 1992). Kisaran pH untuk pertumbuhannya di antara 4.2-9.3 dan optimum pada 7.0 (Lopez dan Belloso 2005). Suhu optimum pertumbuhan bakteri ini adalah 35-37oC, suhu minimal 6.7oC dan maksimal 45.5oC (Suriawiria 2005). Bakteri ini hidup pada aw serendah-rendahnya 0.83 hingga lebih dari 0.99 (USFDA 2003).
Pertumbuhan S. aureus dipengaruhi oleh kondisi yang bervariasi, namun secara umum pertumbuhan terjadi pada suhu 7-47.8oC dan enterotoksin diproduksi pada suhu antara 10oC dan 46oC dengan suhu optimum 40-45oC (Jay 2000). Konsentrasi S. aureus sekitar 107 cfu/g dalam bahan pangan dapat memproduksi cukup enterotoksin yang dapat menyebabkan keracunan makanan. S. aureus dalam susu segar dan produk pangan dapat menyebabkan toxic shock
syndrome sebagai akibat dari keracunan pangan. Staphylococcal enterotoxin (SE)
merupakan agen yang menyebabkan sindrom keracunan dalam makanan baik pada manusia maupun hewan (Dinges et al. 2000).
yang diperlukan untuk menghasilkan toksin yang cukup serius adalah 5 x 106 cfu/g dimana toksin yang dihasilkan tersebut bersifat tahan panas. Jumlah enterotoksin yang dapat menyebabkan penyakit serius adalah apabila dikonsumsi sebanyak 1 mg/g. Menurut USFDA (1999), bila jumlah bakteri S. aureus telah mencapai 105 cfu/g akan dihasilkan toksin sebanyak < 1 mikro gram yang merupakan jumlah batas aman sehingga tidak menyebabkan terjadinya penyakit.
Escherichia coli
E. coli merupakan bakteri Gram negatif yang berbentuk batang, termasuk
dalam famili enterobakteria, anaerobik fakultatif, cenderung bersifat patogen bagi hewan dan manusia, tidak membentuk spora, fermentatif serta biasanya motil (Lay dan Hastowo 1992). E. coli berukuran 1.1-1.5 x 2.0-6.0 µm (Rhea 2008), motil, hidup secara anaerobik fakultatif, cenderung bersifat patogen bagi manusia, hewan dan tumbuhan. Kisaran suhu pertumbuhan E. coli adalah antara 10-40oC dengan suhu optimum 30oC. Kisaran pH antara 7.0-7.5 dengan nilai aw minimum untuk pertumbuhan adalah 0.96. Bakteri ini sangat sensitif terhadap panas sehingga inaktif pada suhu pasteurisasi 70 sampai 80oC (Fardiaz 1992).
E. coli merupakan agen penyakit pada hewan yang peka yaitu hewan
menyusui dan hewan muda terutama yang berumur kurang dari satu minggu. E. coli mempunyai habitat normal yang berada di saluran pencernaan hewan
berdarah panas dan biasa digunakan sebagai indikator kualitas air. Mikroorganisme ini dapat ditemukan di tumbuhan, tanah dan air, saluran pencernaan hewan, produk-produk hewani dan makanan siap saji yang ditangani secara langsung (Barbosa-Cánovas et al. 1999).
Ultraviolet (UV)
Aplikasi UV pada produk bahan pangan merupakan salah satu teknik iradiasi non pengion. Iradiasi adalah proses aplikasi radiasi energi pada produk bahan pangan. Menurut Maha (1985), iradiasi adalah suatu teknik yang digunakan untuk pemakaian energi radiasi secara sengaja dan terarah, sedangkan Winarno et al. (1980) menyatakan bahwa iradiasi adalah teknik penggunaan energi untuk
Cahaya UV mempunyai panjang gelombang antara 100 sampai 400 nm, dimana UV-A (315 – 400 nm) yang dapat mengakibatkan perubahan warna pada kulit menjadi hitam yang disebut dengan “tanning”, UV-B (280 – 315 nm) yang menyebabkan kulit terbakar dan sering digunakan untuk penyinaran penyakit kanker, UV-C (200 – 280 nm) yang disebut wilayah germicidal yang efektif untuk inaktivasi bakteri dan virus, serta UV-vakum (100 – 200 nm) yang dapat diserap oleh semua bahan dan dapat diteruskan hanya pada kondisi vakum (Koutchma et al. 2009). Kisaran panjang gelombang 253-264 nm merupakan panjang
gelombang yang mempunyai efek puncak germisidal yang dikenal sebagai spektrum germisidal, diperlihatkan pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Kelompok kisaran radiasi UV (Atilgan 2007)
Sumber cahaya UV umumya digolongkan dalam tiga tipe yaitu: a) Low Pressure (LP); b) Low Pressure High Output (LPHO); dan c) Medium Pressure
Gambar 2.4 Skematik (a) lampu UV tipe LP; (b) LPHO dan (c) MP (Koutchma et al. 2009)
UV-C sering digunakan secara komersial untuk disinfektan partikel
penyaring udara dan dekontaminasi permukaan setelah pembersihan. Cahaya UV memiliki sifat kedalaman penetrasi yang rendah sehingga UV lebih cocok digunakan pada perlakuan permukaan. Penggunaan UV diijinkan di beberapa negara untuk aplikasi pada produk makanan, tetapi dapat dengan mudah menyebabkan perubahan warna dan off flavor (cita rasa yang menyimpang) jika penggunaan dosis dan lama perlakuan yang tidak tepat (Koutchma et al. 2009).
Permasalahan Iradiasi Pangan
Permasalahan yang menyangkut kesehatan pada produk pangan yang diiradiasi adalah permasalahan tentang gizi, mikrobiologis, toksikologi dan persepsi masyarakat.
(a)
(b)
a) Aspek Gizi
Masalah gizi produk pangan yang diiradiasi adalah kekhawatiran adanya perubahan kimia yang mengakibatkan penurunan nilai gizi, menyangkut perubahan komposisi protein dan vitamin (Glubrecht 1987). Aplikasi dosis iradiasi hingga 1 kGy pada produk tidak menimbulkan perubahan yang nyata, sedangkan pada dosis 1-10 kGy, bila udara pada saat iradiasi dan penyimpanan tidak dihilangkan, mengakibatkan penurunan beberapa jenis vitamin. Kondisi iradiasi yang tepat, tidak menyebabkan perubahan nilai gizi pada produk pangan, terutama makronutrisi seperti karbohidrat, lemak dan protein (Purwanto dan Maha 1993).
b) Aspek Mikrobiologis
Masalah yang mungkin ditimbulkan dari aplikasi iradiasi pada produk pangan adalah sifat resistensi atau efek mutagenik dan peningkatan patogenitas mikroorganisme (WHO 1991; Simatupang 1983).
c) Aspek Toksikologi
Iradiasi pada produk pangan yang mengandung air menyebabkan ionisasi dari bagian molekul-molekul air dengan pembentukan hidrogen dan radikal hidroksil yang sangat reaktif. Radikal-radikal ini berperan terhadap pengaruh biologis iradiasi pengion. Kekhawatiran ini terjawab berdasarkan penelitian yang dilakukan dan tidak ditemukan bukti yang menunjukkan bahwa makanan iradiasi berbahaya bagi kesehatan konsumen. Pakar FAO, WHO IAEA pada tahun 1981 yang tergabung dalam JECFI (Joint Expert Committee on Food Irradiation) memberikan rekomendasi yang menyatakan bahwa semua jenis bahan pangan yang diiradiasi sampai batas 10 kGy adalah aman dikonsumsi (Hasbullah 2011). d) Faktor Persepsi Masyarakat
pengolahan pangan dengan iradiasi adalah energi yang digunakan tidak boleh menyebabkan terbentuknya senyawa radioaktif pada bahan pangan (Sofyan 1984). Setiap jenis bahan pangan memerlukan dosis khusus untuk dapat dicapai hasil yang diinginkan, jika dosis radiasi yang digunakan kurang dari dosis yang diperlukan, efek yang diinginkan tidak tercapai, sebaliknya jika dosis yang diberikan berlebihan, bahan pangan akan rusak sehingga tidak dapat diterima konsumen. Iradiasi pangan merupakan proses yang aman dan telah disetujui lebih kurang dari 50 negara di dunia dan telah diterapkan secara komersial selama puluhan tahun di USA, Jepang dan beberapa negara Eropa (Hasbullah 2011). Berdasarkan kondisi di atas maka persepsi masyarakat terhadap produk pangan iradiasi yang dianggap berbahaya bagi kesehatan menjadi terpatahkan.
Estimasi Dosis UV
Dosis UV adalah hasil perkalian intensitas dengan waktu kontak (mJ/cm2). Dosis UV-C yang umum digunakan untuk menginaktivasi mikroorganisme diperlihatkan pada Tabel 2.7. Sedangkan Energi yang dibutuhkan (dosis UV) untuk menginaktivasi mikroorganisme sebesar 90% dan 99 % diperlihatkan pada Lampiran 2.1
Tabel 2.7 Aplikasi dosis UV-C (mJ/cm2) pada berbagai mikroorganisme Jenis mikroorganisme D10 UV Dosis (mJ/cm2) Enteral bacteria
Model sederhana yang digunakan untuk mengestimasi dosis UV adalah menggunakan model radial (Koutchma et al. 2009), dengan nilai sebagai nilai koefisien absorbsi diperlihatkan pada Tabel 2.9.
Keterangan: I(r) adalah intensitas lampu UV (mW/cm2) pada jarak radial dari lampu (cm), PL adalah daya lampu UV yang dipancarkan per unit panjang reaktor yang terkena lampu (mW/cm), r adalah jarak radial cairan dari lampu UV (cm), α adalah koefisien absorbsi sinar UV pada cairan bahan pangan (cm-1)
Tabel 2.8 Koefisien penyerapan bahan pangan cair pada UV-C 254 nm Bahan pangan cair Nilai α (cm-1
Model Mekanisme Inaktivasi Mirkoorganisme pada UV
Perlakuan sinar UV umum digunakan untuk menginaktivasi mikroorganisme dari bahan pangan cair seperti jus, cuka apel dan susu. Aplikasi metode UV tidak menyebabkan sifat organoleptik dan sifat nutrisi bahan pangan berubah (Binstsis et al. 2000).
Gambar 2.5 Struktur DNA yang pecah karena terpapar sinar UV (Koutchma et al. 2009)
Gambar 2.6 Efek sinar UV-C pada DNA (Atilgan 2007)
Asam nukleat mengabsorbsi sinar UV pada kisaran panjang gelombang 200 hingga 310 nm, akan mengganggu struktur DNA dan RNA yang mendorong terjadinya kerusakan yang diawali dengan pembentukan dimmer pirimidin, yaitu dengan membentuk ikatan antara pasangan timin atau sitosin-pirimidin yang berdekatan pada untai DNA atau RNA yg sama. Dimmer ini mencegah mikroorganisme bereplikasi sehingga tidak aktif dan tidak mampu menginfeksi.
nukleat rusak dan mikroorganisme tidak aktif kembali. Penggunaan lampu merkuri ultra violet (LPM UV) pada panjang gelombang antara 260-265 mn efektif sebagai biosidal, sedangkan pada panjang gelombang 254 nm efektif sebagai desinfektan. Wright (2000) menjelaskan metode penghitungan dosis UV pada lampu LPM UV tergantung pada panjang gelombang UV, spektra sinar, jumlah mikroorganisme dalam bahan pangan dan jenis mikroorganisme yang akan diinaktifkan.
Sensitivitas Mikroorganisme Patogen dalam Bahan Pangan oleh UV Hans et al. (2002) menunjukkan efektivitas UV dalam menginaktivasi Cryptosporodium parvum dalam cider apel. E. coli O157:H57 mampu berkurang
hingga 3.8 log-siklus. Yeast dan fungi mampu berkurang hingga 5 log-siklus dengan penyinaran UV pada dosis tinggi dan lampu tekanan rendah. Tingkat inaktivasi mikroorganisme oleh radiasi UV secara langsung berhubungan dengan dosis yang diaplikasikan pada bahan pangan. Faktor utama yang menunjukkan efektivitas UV adalah desain reaktor, tipe aliran bahan pangan cair dan absorbsivitasnya (Koutchma et al. 2009).
Model Kinetika Inaktivasi Mikroorganisme pada UV
Beberapa model yang diusulkan untuk menggambarkan dan memprediksi kinetika inaktivasi mikroorganisme karena paparan cahaya UV mengikuti ordo pertama (Collins dan Selleck, 1972; Severin et al 1983; Kowalski 2001; Chiu et al. 1999). Laju inaktivasi orde pertama berbanding lurus dengan jumlah mikroorganisme patogen (N) dan intensitas (I).
o
