KELAS : A KELOMPOK : 3
NAMA (NIM) : 1. Annisa Fitri (H0919015) 2. Dea Saskya Eka Puji Lestari (H0919032) 3. Flora Camellia (H0919047) 4. Indah Kusuma Ningsih (H0919052) 5. Jasmine Veldina Gegono (H0919055)
APLIKASI PROSES THERMAL PADA JUS NANAS
A. Alasan Aplikasi Thermal
Nanas merupakan buah yang memiliki umur simpan yang relatif singkat yaitu sekitar 4-6 hari. Umur simpan yang singkat tersebut menyebabkan nanas mudah mengalami pembusukan. Kontaminasi patogen dan kerusakan pada kulit nanas juga dapat mempercepat terjadinya pembusukan nanas. Kontaminasi tersebut dapat terjadi pada proses pengolahan buah nanas maupun akibat faktor lingkungan seperti polusi udara, air, atau tanah. Nanas yang mengandung mikroorganisme patogen apabila dikonsumsi oleh manusia dapat menyebabkan keracunan makanan dan penyakit pada tubuh manusia.
Beberapa mikroorganisme patogen yang terdapat pada jus nanas diantaranya Bacillus subtilis, Eupenicillium javanicum, dan Talaromyces sp.
Ketiga mikroorganisme tersebut merupakan mikroorganisme yang tahan terhadap perlakuan panas (heat resistance). Sifat resistensi tersebut dikhawatirkan dapat membentuk spora yang kemudian akan mengkontaminasi jus nanas. Umumnya, jus nanas diolah dengan proses pasteurisasi pada suhu 65- 950C. Namun, proses tersebut hanya dapat menginaktivasi beberapa jenis mikroorganisme saja. Mikroorganisme yang tahan terhadap panas tidak dapat diinaktivasi dengan proses pasteurisasi tersebut. Oleh karena itu, perlu dilakukan proses pemanasan pada suhu yang lebih tinggi tanpa menyebabkan kerusakan pada jus nanas, salah satunya pasteurisasi thermal.
B. Variasi Perlakuan Panas 1. Artikel 1
Variasi proses termal pada artikel 1 untuk menginaktivasi askospora E. javanicum pada jus nanas menggunakan tiga suhu pemanasan yang berbeda yaitu 800C, 850C, dan 900C. Pertama, askospora E. javanicum yang dibudidayakan setelah usia 30, 45, dan 60 hari pada suhu 250C dikumpulkan dengan cara mengaliri permukaan plat kultur dengan 5 ml air suling steril dan menggosok permukaan agar dengan batang kaca steril secara perlahan.
Selanjutnya, suspensi spora disaring menggunakan kain kasa untuk menghilangkan sisa fragmen hifa. Spora diperoleh setelah proses sentrifugasi dalam air suling steril pada 4.000xg selama 15 menit pada suhu 40C. Setelah itu, 1 ml spora diinokulasi ke dalam 3 ml sampel jus nanas untuk menghasilkan spora awal kira-kira 109 cfu/ml jus nanas. Penentuan konsentrasi askospora kapang sebelum dan sesudah pengolahan dilakukan dengan plating ke dalam media PDA. Koloni spora dihitung setelah inkubasi 250C selama 4-5 hari. Perlakuan termal dilakukan dengan memanaskan waterbath termostatis hingga mencapai suhu 800C, 850C, dan 900C. Kemudian, jus nanas yang diinokulasi dimasukkan ke dalam waterbath dan dipanaskan dengan berbagai variasi waktu pemanasan.
Selanjutnya, sampel dikeluarkan dari waterbath dan dihitung konsentrasi spora E. javanicum.
2. Artikel 2
Variasi suhu proses termal pada artikel 2 untuk menginaktivasi B.subtilis pada jus nanas menggunakan tiga suhu pemanasan yang berbeda yaitu 90°C, 95°C dan 100°C. Mula-mula, waterbath dipanaskan hingga suhu 90°C, lalu sampel jus nanas pH 2 dan pH 6 pada tabung reaksi yang telah diinokulasikan spora bakteri B.subtilis dimasukkan ke dalam waterbath selama 0, 3, 6, 9, 12, hingga 21 menit. Sampel-sampel kemudian didinginkan dalam air es dan dilakukan penghitungan spora. Prosedur yang sama dilakukan untuk perlakuan pemanasan suhu 95°C dan 100°C dengan sampel jus nanas pH 2 dan 6 yang telah diinokulasikan spora bakteri
B.subtilis. Berdasarkan hasil penelitian pada artikel, diketahui bahwa sampel jus nanas pH 2 membutuhkan waktu 7,25 menit pada suhu pemanasan 90°C, 4,04 menit pada suhu 95°C dan hanya 1,87 menit dengan suhu pemanasan 100°C untuk dapat mereduksi 1 log spora B.subtilis pada jus nanas. Hasil tersebut membuktikan bahwa semakin meningkat suhu pemanasan maka semakin cepat waktu yang dibutuhkan untuk mereduksi spora Bacillus subtilis. Sedangkan pada industri pengolahan jus buah, teknik pasteurisasi yang umum dilakukan adalah pada suhu 90°C selama 1,5 menit dinilai belum mencukupi proses termal untuk menginaktivasi spora mikroorganisme.
3. Artikel 3
Variasi proses termal pada artikel 3 untuk menginaktivasi Talaromyces sp. dalam jus nanas menggunakan 3 temperatur berbeda yaitu 85°C, 88°C dan 91°C. Pasteurisasi jus nanas diawali dengan memanaskan waterbath hingga temperatur 85°C lalu sampel jus nanas yang telah diinokulasikan Talaromyces sp pada tabung reaksi SS 10°Brix dimasukkan ke dalam waterbath. Selang waktu pemanasan suhu 85°C yaitu 0,5, 8,7 14, 22,3 dan 33,6 menit. Selang waktu pemanasan suhu 88°C yaitu 0,5, 8,7, 14, 22,3 menit sedangkan untuk pemanasan suhu 91°C menggunakan selang waktu 0,5, 6,3 9,3 dan 13,3 menit. Setelah dipanaskan, setiap sampel didinginkan pada dalam air es dan dilakukan pencacahan askospora.
Prosedur yang sama juga dilakukan untuk sampel jus nanas 20°Brix dan 30°Brix dengan suhu pemanasan 88°C dan 91°C. Perlakuan pemanasan sampel jus nanas SS 10°Brix pada suhu 85°C dapat mengurangi 2,5 log askospora dalam waktu 22,3 menit, waktu 14,3 menit pada suhu 88°C dan 9,3 menit pada suhu 91°C. Sampel jus nanas SS 20°Brix juga menunjukkan penurunan 2,5 log askospora Talaromyces sp. dalam waktu 25 menit untuk pemanasan 85°C, 16,3 menit dengan suhu pemanasan 88°C dan 13,3 menit suhu 91°C. Sedangkan pada sampel jus nanas 30°Brix menunjukkan waktu penurunan 2,5 log askospora yang paling lambat dibandingkan dengan sampel jus nanas 10°Brix dan 20°Brix, yaitu 38 menit pada suhu pemanasan
85°C, 16,9 menit untuk suhu 88°C dan 14,3 menit untuk suhu pemanasan 91°C. Dari keseluruhan hasil penelitian, berdasarkan variasi suhu pemanasan diketahui bahwa semakin tinggi suhu pemanasan maka semakin cepat proses inaktivasi askospora Talaromyces sp. pada jus nanas.
C. Perlakuan Panas Terpilih/Terbaik 1. Artikel 1
Perlakuan panas terbaik pada artikel 1 yaitu dengan menggunakan suhu tertinggi yaitu suhu 90℃. Dibandingkan dengan suhu lain yaitu 80℃
dan 85℃, pemanasan dengan suhu 90℃ dapat menginaktivasikan 5-log askospora E. javanicum dengan waktu yang lebih singkat, baik pada sampel jus nanas dengan derajat Brix terendah yaitu 11 hingga sampel jus nanas dengan derajat Brix tertinggi yaitu 20. Waktu yang diperlukan untuk menginaktivasi askospora E. javanicum dipengaruhi oleh derajat Brix jus nanas, dimana semakin rendah derajat Brix sampel maka semakin singkat waktu yang diperlukan untuk dapat menginaktivasi askospora E. javanicum.
Waktu yang diperlukan ditunjukkan dengan nilai D. Nilai D untuk pemanasan jus nanas pada suhu 90℃ lebih rendah dari nilai D pada suhu 80℃ dan 85℃. Nilai D pada suhu 90℃ berkisar antara 1,45 hingga 1,97 menit, nilai D suhu 85℃ berkisar antara 4,99 hingga 6,29 menit, dan nilai D pada suhu 80℃ berkisar antara 19,84 hingga 29,07 menit. Sedangkan untuk askospora yang berusia 30 hari diperlukan waktu pemanasan dengan suhu 90℃ selama 7,3 menit, yang berusia 45 hari selama 13,75 menit, dan yang berusia selama 60 hari selama 23,95 menit.
Perlakuan panas pada artikel 1 ini diawali dengan persiapan larutan askospora, dimana larutan askospora didapatkan dengan mensentrifugasi suspensi kultur sediaan yang sudah dikultivasi selama 30, 45, dan 60 hari pada suhu 25℃ dengan media agar ekstrak malt. Setelah itu dilakukan penginokulasian 1 ml larutan spora ke dalam 3 ml sampel jus nanas dengan variasi derajat Brix 11, 15, dan 20. Kemudian dilakukan perhitungan konsentrasi askospora. Lalu dilakukan penginaktivasian askospora E.
javanicum dengan perlakuan panas. Tabung berisi jus nanas yang sudah
diinokulasi dimasukkan ke dalam water bath termostatik yang sudah dipanaskan hingga mencapai suhu 80℃, 85℃, dan 90℃ dengan lama pemanasan yang bervariasi. Tabung yang sudah diberi perlakuan dikeluarkan dan dilakukan perhitungan konsentrasi askospora kembali.
Gambar 1. Diagram Alir Proses Penelitian Artikel 1 2. Artikel 2
Pada artikel 2, perlakuan terbaik diperoleh oleh perlakuan suhu inaktivasi tertinggi, yaitu 100. Perlakuan dilakukan dengan tahapan:
pembuatan jus nanas, inokulasi jus nanas dengan cara mengambil 1 ml spora B. subtilis kemudian diinokulasikan ke dalam 9 ml jus nanas, dan dilakukan perhitungan spora. Setelah itu, dilakukan inaktivasi spora dengan proses
termal dengan 3 variasi suhu yaitu 90, 95, dan 100. Tahapan inaktivasi dilakukan dengan cara memanaskan waterbath hingga mencapai suhu target, lalu sampel jus nanas yang telah diinokulasi dimasukkan ke dalam waterbath selama hingga 21 menit, lalu didinginkan dan dilakukan perhitungan spora.
Dibandingkan dengan perlakuan suhu lain, hasil penelitian menunjukkan bahwa suhu 100 dapat mereduksi 1 log spora B. subtilis dalam jus nanas dalam waktu 1,87 menit. Sementara suhu 90 membutuhkan waktu 7,25 menit, dan suhu 95 membutuhkan waktu 4,04 menit. Dari data tersebut, dapat disimpulkan bahwa meningkatnya suhu yang digunakan akan berakibat pada waktu penurunan jumlah spora yang semakin cepat, dengan kata lain, perlakuan panas akan mempengaruhi komponen- komponen penyusun sel/spora. Hal ini disebabkan oleh DPA (dipicolinic acid) pada spora yang bertanggung jawab terhadap resistensi spora terhadap panas, terlepas dari dalam inti sel. Dengan lepasnya DPA, maka terjadi perubahan mendadak dalam struktur protein spora. Akibatnya, denaturasi protein mengarah pada hilangnya nutrisi dinding sel sehingga spora mati.
Dengan perlakuan suhu yang lebih tinggi, semakin cepat inaktivasi spora B.
subtilis yang berlangsung.
Gambar 2. Diagram Alir Proses Penelitian Artikel 2
3. Artikel 3
Berdasarkan artikel 3, perlakuan tebraik yaitu pada temperatur 91 °C dengan SS 10 °brix. Hal ini karena pengurangan log askospora pada perlakuan tersebut memerlukan waktu yang lebih singkat dibandingkan pada temperatur 88 °C dengan SS, 10; 20; dan 30 °brix. Pada temperatur 91
°C dengan SS 10 °Brix terjadi pengurangan 2,5 log askospora dalam waktu 9,3 menit. Kenaikan temperatur mampu mengurangi populasi askospora secara cepat. BAdanya panas menyebabkan pelepaskan DPA berlangsung secara lambat dan denaturasi protein, sehingga dinding sel akan kehilangan nutrisi dan menyebabkan kematian pada askospora. Semakin tinggi SS pada produk juga menyebabkan semakin heat resistance askospora Talaromyces sp. sehingga semakin lama pula waktu yang dibutuhkan untuk mengurangi populasi askospora.
Perlakuan panas pada artikel 3 ini diawali dengan proses persiapan media PDA untuk inokulasi fungi Talaromyces sp. Inokulasi ini dilakukan inkubasi selama 4 minggu pada temperatur 37 °C. Dari proses inkubasi,
askospora dipanen dan disaring dengan glass wool, serta filtratnya disentrifugasi pada 4000 rpm dan temperatur 4 °C selama 10 menit.
Suspensi tersebut kemudian diinokulasi sebanyak 1 ml ke dalam 2 ml jus nanas. Inokulasi dilakukan heat shock pada temperatur 75 °C pada waterbath untuk menghitung jumlah koloni askospora awal. Larutan inokulasi kemudian dimasukkan pada tabung reaksi SS, 10; 20; dan 30
°brix. Sampel kemudian dimasukkan ke dalam waterbath pada temperatur 85℃ selama selang waktu 0; 5; 8,7; 14; 22,3; dan 32,6 menit, pada temperatur 88℃ selama selang waktu 0; 5; 8,7; 14; dan 22,3 menit, dan pada temperatur 91℃ selama selang waktu 0; 5; 6,3; 9,3; dan 13,3 menit. Sampel kemudian didinginkan dalam air es dan dilakukan pencacahan askospora.
Gambar 3. Diagram Alir Proses Penelitian Artikel 3
DAFTAR PUSTAKA Artikel 1:
Evelyn, Chairul, S.R. Muria, L. Adella, dan R. Ramadhani. 2020. Thermal Inactivation of Eupenicillium Javanicum Ascospores in Pineapple Juice:
Effect of Temperature, Soluble Solids and Spore Age. Journal of Physics:
Conference Series, 1655: 1-8.
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1655/1/012020/pdf
Artikel 2:
Khaira, Evelyn, dan Chairul. 2019. Inaktivasi Termal Spora Bacillus subtilis dalam Jus Nanas. Jom FTEKNIK, 6(2): 1-8.
https://jom.unri.ac.id/index.php/JOMFTEKNIK/article/download/25925/25113
Artikel 3:
Fozla, Dony., Evelyn., dan Sri Rezeki Muria. 2018. Inaktivasi Askospora Talaromyces sp. dalam Jus Nanas Menggunakan Proses Termal. JOM F.
Teknik. 5(2):1-6
https://jom.unri.ac.id/index.php/JOMFTEKNIK/article/view/20615
