inaktivasi enzim

(1)

Prinsip dan Proses

Pengalengan Pangan

P. Hariyadi, F. Kusnandar,

dan N. Wulandari

Sub-topik 3.2. Prinsip dan Tahapan Proses Pasteurisasi

Tujuan

Tujuan InstrukInstruk sional Khusus:sional Khusus:

Setelah menyelesaikan sub-topik 3.2 ini, mahasiswa diharapkan mampu Setelah menyelesaikan sub-topik 3.2 ini, mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan prinsip dan tahapan proses pengalengan pangan untuk tujuan menjelaskan prinsip dan tahapan proses pengalengan pangan untuk tujuan pasteurisasi produk pangan asam/diasamkan, serta titik-titik kritis yang pasteurisasi produk pangan asam/diasamkan, serta titik-titik kritis yang harus diperhatikan. harus diperhatikan.

Topik

3

P e n d a h u l u a n P e n d a h u l u a n

Nama pasteurisasi diambil dari nama ahli mikrobiologi terkenal, yaitu Louis Nama pasteurisasi diambil dari nama ahli mikrobiologi terkenal, yaitu Louis Pasteur, yang menemukan bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan pada Pasteur, yang menemukan bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan pada minuman anggur dapat diinaktifasikan dengan memberikan perlakuan panas minuman anggur dapat diinaktifasikan dengan memberikan perlakuan panas pada suhu cukup tinggi tetapi masih di bawah titik didih air. Proses pemanasan pada suhu cukup tinggi tetapi masih di bawah titik didih air. Proses pemanasan inilah yang kemudian dikenal dengan proses pasteurisasi. Pasteurisasi kemudian inilah yang kemudian dikenal dengan proses pasteurisasi. Pasteurisasi kemudian berkembang dan diaplikasikan secara luas pada susu dan sampai saat ini berkembang dan diaplikasikan secara luas pada susu dan sampai saat ini meru-pakan proses yang paling populer di industri persusuan dunia. Dalam pakan proses yang paling populer di industri persusuan dunia. Dalam perkem-bangannya, proses pasteurisasi pun banyak untuk diaplikasikan untuk bangannya, proses pasteurisasi pun banyak untuk diaplikasikan untuk penga-wetan bahan pangan asam/diasamkan (pH

wetan bahan pangan asam/diasamkan (pH≤≤4.5), seperti sari buah, pickle, dsb.4.5), seperti sari buah, pickle, dsb.

Proses pasteurisasi juga dapat dilakukan pada produk pangan dengan pH>4.5 Proses pasteurisasi juga dapat dilakukan pada produk pangan dengan pH>4.5 apabila akan dikombinasikan dengan metode pengawetan lainnya, seperti apabila akan dikombinasikan dengan metode pengawetan lainnya, seperti pendi-nginan atau penambahan bahan pengawet.

nginan atau penambahan bahan pengawet.

Secara umum proses pasteurisasi adalah suatu proses pemanasan yang Secara umum proses pasteurisasi adalah suatu proses pemanasan yang bertujuan untuk mengurangi populasi mikroorganisme pembusuk. Pada bertujuan untuk mengurangi populasi mikroorganisme pembusuk. Pada umum-nya proses pasteurisasi dilakukan pada suhu yang relatif cukup rendah nya proses pasteurisasi dilakukan pada suhu yang relatif cukup rendah (umum-nya dilakukan dibawah 100

nya dilakukan dibawah 100ooC), sehingga bahan pangan yang dipasteurisasi ter-C), sehingga bahan pangan yang dipasteurisasi ter-sebut akan mengalami peningkatan daya awet beberapa hari (untuk produk susu sebut akan mengalami peningkatan daya awet beberapa hari (untuk produk susu pasteurisasi) sampai beberapa bulan (untuk produk sari buah pasteurisasi) saja. pasteurisasi) sampai beberapa bulan (untuk produk sari buah pasteurisasi) saja.

Walaupun proses ini hanya mampu membunuh sebagian populasi Walaupun proses ini hanya mampu membunuh sebagian populasi mikro-organisme, namun pasteurisasi ini sering diaplikasikan terutama jika :

(2)

2. _{Tujuan utama proses pemanasan hanyalah untuk membunuh} mikroorga-nisme patogen (penyebab penyakit; misalnya pada susu) atau inaktivasi enzim-enzim yang dapat merusak mutu (misalnya pada sari buah).

3. _{Diketahui bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan yang utama adalah} mikroorganisme yang sensitif terhadap panas (misalnya khamir/ragi pada sari buah).

4. _{Akan digunakan cara atau 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, penge-masan yang rapat tertutup, penambahan gula dan/atau asam, dan lain-lain).

Jadi, secara umum tujuan utama pasteurisasi adalah untuk memusnahkan sel-sel vegetatif dari mikroba patogen, pembentukan toksin maupun pembusuk. Beberapa mikroba yang dapat dimusnahkan dengan perlakuan pasteurisasi di antaranya adalah bakteri penyebab penyakit seperti Mycobacterium tuberculosis (penyebab penyakit TBC), Salmonella (penyebab kolera dan tifus) serta Shigella dysenteriae (penyebab disentri). Di samping itu, pasteurisasi juga dapat memus-nahkan bakteri-bakteri pembusuk yang tidak berspora seperti Pseudomonas, Achromobater, Lactobacillus, Leuconostoc, Proteus, Micrococcus dan Aerobacter

serta kapang dan khamir.

Dengan demikian, secara umum proses pasteurisasi dapat mengawetkan produk pangan dengan adanya inaktivasi enzim dan pembunuhan mikroorga-nisme yang sensitif terhadap panas (terutama khamir, kapang dan beberapa bakteri yang tidak membentuk spora), tetapi hanya sedikit menyebabkan peru-bahan/penurunan mutu gizi dan organoleptik. Keampuhan proses pemanasan dan peningkatan daya awet yang dihasilkan dari proses pasteurisasi ini dipe-ngaruhi oleh karakteristik bahan pangan, terutama nilai pH. Sebagaimana dapat dilihat pada Tabel 3.4, kondisi dan tujuan pasteurisasi dari beberapa produk dapat berbeda-beda.

Khususnya untuk susu, sampai saat ini terdapat tiga metode pasteurisasi yang umum dipakai di industri susu; -terutama pada kombinasi suhu dan waktu tertentu yaitu :

1. _{Suhu 62.8-65.6}o_{C selama 30 menit (long time pasteurization atau 'holder} process). Pasteurisasi dengan 'holder process' ini populer sebagai proses

pasteurisasi susu secara batch yang saat ini mulai kurang dipakai; kecuali untuk proses pasteurisasi susu yang akan diproses lebih lanjut menjadi keju. 2. _{Suhu 73}o_{C selama 15 detik (high temperature short time [HTST] pasteuri-}

(3)

Tabel 3.4. Kondisi dan tujuan pasteurisasi dari beberapa produk pangan Jenis Produk Pangan Tujuan Utama Pasteurisasi Tujuan Sampingan/Ikutan Kondisi Minimum Proses Pasteurisasi pH < 4 ,5 Sari Buah

Inaktivasi enzim (pek-tinesterase dan poliga-lakturonase)

Membunuh mikro-organisme pembusuk (kapang dan khamir)

65oC selama 30 menit; 77oC selama 1 menit, 88oC selama 15 detik

Bir

Membunuh mikroorga-nisme pembusuk (kha-mir, Lactobacillus sp.) dan sisa khamir/ragi yang ditambahkan pada proses fermentasi (Saccharomyces sp.)

-65-68oC selama 20 menit (dalam botol); 72-75oC selama 1-4 menit pada tekanan 900-1000 kPa pH>4,5 Susu Membunuh mikroorga-nisme patogen (Brucella abortis, Mycobacterium tuberculosis (Coxiella burnettii ) Membunuh mikro-organisme pembusuk dan beberapa enzim

63oC selama 30 menit; 71,5oC selama 15 detik

Telur cair

Membunuh mikroorga-nisme pathogen Sal- monella sp. Membunuh mikro-organisme pembusuk 64,4oC selama 2,5 menit; 60oC selama 3,5 menit Es krim Membunuh mikroorga-nisme patogen Membunuh mikro-organisme pembusuk 65oC selama 30 menit; 71oC selama 10 menit; 80oC selama 15 detik

Adapun tujuan khusus pada proses pasteurisasi susu, mencakup dua hal yang sangat penting; yaitu :

1. _{Menjaga kesehatan publik - untuk menyediakan susu dan produk susu yang} aman untuk konsumsi manusia, yaitu dengan cara menginaktifasikan semua bakteri patogen (yaitu bakteri yang dapat menyebabkan penyakit bagi manusia)

2. _{Menjaga mutu simpan susu - untuk meningkatkan mutu simpan susu dan} produk susu. Selain menginaktivasikan bakteri patogen, pasteurisasi juga dapat menginaktifasikan beberapa enzim dan bakteri perusak/pembusuk susu. Dengan demikian daya simpan susu dapat ditingkatkan sampai 7, 10, 14 atau bahkan sampai 16 hari, tergantung cara penyimpanannya.

(4)

Pr i n s i p Pa s t e u r i s a s i S i s t e m B a t c h

Pada prinsipnya, bahan pangan dapat dipasteurisasi pada saat sesudah dikemas maupun sebelum dikemas. Susu dan sari buah -misalnya- dapat dipas-teurisasi setelah dibotolkan. Jika bahan pangan dikemas dalam kemasan gelas, maka air panas sering digunakan sebagai medium pemanas untuk mengurangi kemungkinan terjadinya pecah (thermal shock, yaitu pecah karena adanya perubahan suhu secara mendadak). Perbedaan suhu maksimum antara bahan kemasan gelas dan air biasanya berkisar sekitar 20°C pada proses pema-nasan dan sekitar 10oC untuk proses pendinginan. Untuk bahan pangan yang dikemas dengan bahan logam (metal) dan/atau plastik dapat diproses dengan menggu-nakan uap panas karena resiko thermal shock relatif kecil. Pada umum-nya, setelah pasteurisasi bahan pangan didinginkan kembali sampai mencapai suhu sekitar 40oC untuk mengevaporasikan sisa air, sehingga (i) mencegah terjadinya proses korosi; dan (ii) mempermudah proses penempelan dan pengeleman label pada permukaan bahan pengemas.

Peralatan pasteurisasi paling sederhana hanya berupa bak air panas pada suhu yang telah ditentukan, dimana bahan pangan yang akan dipasteurisasi dicelupkan ke dalam air panas tersebut selama selang waktu yang telah diten-tukan pula (Gambar 3.9). Jika pemanasan telah tercapai, maka produk tersebut diangkat dan kemudian dicelupkan kedalam bak lain yang berisi air dingin. Jika dikehendaki operasi proses yang sinambung, maka dapat digunakan konveyor yang secara sinambung akan mentransportasikan produk masuk melalui bak air panas dan akhirnya melalui bak air pendingin. Waktu pemanasan dapat dikenda-likan dengan mengendadikenda-likan kecepatan konveyor.

Beberapa jenis alat pasteurisasi yang secara sederhana banyak digunakan di industri pangan hanya berupa tangki pemanas biasa. Sumber panas yang digunakan zias berupa uap ataupun pemanas lainnya. Alat pasteurisasi sema-cam ini (skema dapat dilihat pada Gambar 3.9) hanya terdiri dari bak pemanas (biasanya terbuat dari baja tahan karat) dan dilengkapi dengan pipa penebar uap (berlubang di sepanjang pipa yang di dalam bagian bawah bak) dan pipa penebar udara bertekanan. Udara disemprotkan ke dalam bak dengan tujuan untuk menciptakan pergolakan yang akan memperbaiki distribusi panas pada air pemanas, sehingga proses pasteurisasi akan lebih terjamin keseragamannya. Produk pangan yang dipasteurisasi dengan metode ini lain adalah produk nata de coco, produk coktail buah, sari buah, produk laut (daging lobster, shrimp, dll) dalam kemasan gelas plastik. Pasteurisasi dilakukan setelah produk dikemas.

Metode pasteurisasi batch juga masih banyak digunakan industri susu dan cair lainnya (sari buah, dll) dimana pasteurisasi dilakukan sebelum proses penge-masan. Proses ini menggunakan tangki pemanas yang terdiri dari tangki berjaket ( jacketed vat) yang dikelilingi dengan pemanas (Gambar 3.10). Pemanas yang digunakan dapat berupa sirkulasi air panas, uap ataupun koil listrik. Pada tangki

(5)

air

Pipa penebar uap

Gambar 3.9. Alat pasteurizer sederhana

Gambar 3.10. Batch pasteurizer

Pipa penebar uap Kran

udara Udara bertekanan Uap Uap Agitator motor and shaft Recording thermometer Air space thermometer

Indicating thermometer Air space heater Inlet line Cover requirements Jacket : heating medium close-coupled valve To avoid area: L<H

(6)

Setelah mencapai suhu dan waktu tertentu yang diinginkan, produk dapat didinginkan di tangki yang sama atau bisa juga dipindahkan ke tangki lain. Beberapa modifikasi sering dilakukan, antara lain produk dipanaskan dengan alat penukar panas terlebih dulu sebelum masuk ke tangki pasteurisasi. Tujuan-nya adalah untuk mempersingkat waktu pamanasan untuk mencapai suhu pas-teurisasi yang diinginkan. Modifikasi ini sangat signifikan meningkatkan mutu produk, terutama untuk produk susu krim dan coklat. Sistem pasteurisasi ini banyak digunakan terutama di industri es krim, karena memberikan mutu cam-puran yang lebih baik.

R a n g k u m a n

1. Pasteurisasi sering diaplikasikan terutama jika (a) dikhawatirkan bahwa penggunaan panas yang lebih tinggi akan menyebabkan terjadinya keru-sakan mutu (misalnya pada susu); (b) tujuan utama proses pemanasan hanyalah untuk membunuh mikroorganisme pathogen (penyebab penya-kit; misalnya pada susu) atau inaktivasi enzim-enzim yang dapat merusak mutu (misalnya pada saribuah); (c) diketahui bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan yang utama adalah mikroorganisme yang sensitif terhadap panas (misalnya khamir/ragi pada saribuah); (d) akan digunakan cara atau metode pengawetan lainnya yang dikombinasikan dengan proses pasteurisasi, sehingga sisa mikroorganisme yang masih ada setelah proses pasteurisasi dapat dikendalikan dengan metode pengawetan tersebut. 2. Mikroba yang dapat dimusnahkan dengan perlakuan pasteurisasi adalah

bakteri penyebab penyakit (Mycobacterium tuberculosis penyebab penyakit TBC, Salmonella penyebab kolera dan tifus serta Shigella dysenteriae penyebab disentri) dan bakteri-bakteri pembusuk (Pseudomonas, Achromobater, Lactobacillus, Leuconostoc, Proteus, Micrococcus dan Aerobacter serta kapang dan khamir).

3. Tiga metode pasteurisasi yang umum dipakai di industri susu; -terutama pada kombinasi suhu dan waktu tertentu yaitu : (a) (long time pasteuri-zation atau 'holder process) (62.8°C-65.6°C selama 30 menit); (b) (high temperature short time [HTST] pasteurization) (73°C selama 15 detik); dan (c) flash pasteurization (85°C-95°C selama 2-3 detik).

Da f t a r Pu s t a k a

Fellows,P.J. 1992. Food Processing Technology: Principle and Practice. Ellis Horwood, New York.

Hariyadi, P. (Ed). 2000. Dasar-dasar Teori dan Praktek Proses Termal. Pusat STudi Pangan dan Gizi IPB, Bogor.

(7)

Valentas,K.J., Rotstein,E. Dan Singh,R.P. 1997. Handbook of Food Engineering Practice. CRC Presss, New York.

Wirakartakusumah,M.A., Hermanianto,D., dan Andarwulan,N. 1989. Prinsip Teknik Pangan. PAU Pangan