PROSES THERMAL PANGAN

PROSES THERMAL PANGAN

R. Baskara Katri Anandito, S.TP, MP.

KURVA SURVIVOR MIKROBIA

Kurva Survivor Mikrobia selama Proses Pemanasan

Persamaan umum untuk menggambarkan kurva survivor mikrobia :

N = jumlah mikrobia ; k = konstanta penurunan jumlah mikrobia; n = orde reaksi.

• Penurunan jumlah mikrobia selama proses pemanasan mengikuti reaksi orde 1, sehingga persamaan menjadi :

(1) ...

...

kN dt -

dN

_n



(2) ...

...

kN dt -

dN 

Apabila persamaan (2) diintegralkan, maka diperoleh persamaan :

N = jumlah mikrobia akhir; N₀ = jumlah mikrobia awal; k = konstanta laju penurunan mikrobia; t = waktu pemanasan (dalam menit)

• Persamaan (3) menunjukkan plot kurva semilogaritma dari N terhadap t. Persamaan tersebut dapat diubah :

(3) ...

...

kt N -

ln N

0



(4) ...

...

2,303 - kt

N log N atau

kt N -

log N 2,303

0 0





Nilai 2,303 / k sering dinyatakan sebagai nilai D, sehingga :

Nilai D = waktu penurunan desimal (decimal reduction time)

• Nilai D menyatakan ketahahanan panas mikrobia atau sensitifitas mikroba oleh suhu pemanasan.

• Nilai D didefinisikan sebagai waktu dalam menit pada suhu tertentu yang diperlukan untuk menurunkan jumlah spora atau sel vegetatif tertentu sebesar 90%

atau satu logaritmik.

(5) ...

...

D - t N

log N

0



(6) ...

...

k 2,303

D 

• Setiap mikroba memiliki nilai D pada suhu tertentu. Semakin besar nilai D suatu mikroba pada suatu suhu tertentu, maka semakin tinggi ketahahan panas mikroba tersebut pada suhu yang tertentu.

Gambar 1. Logaritma jumlah mikroba yang hidup sebagai fungsi waktu pada suhu pemanasan T

• Gambar 1 memperlihatkan kurva hubungan antara jumlah mikrobia (sumbu y, skala logaritma) dan waktu pada suhu pemanasan tertentu (sumbu x). Kurva ini sering disebut dengan kurva semi-logaritma ketahanan panas mikroba.

Kurva ini berbentuk linier dengan nilai slopenya adalah -1/D.

• Dari Gambar 1, nilai D diperoleh dari penurunan jumlah mikroba sebesar 1 siklus logaritma atau 90% penurunan.

Misalnya, penurunan jumlah mikroba dari 10 ⁵ cfu / ml menjadi 10 ⁴ akan melewati 1 siklus logaritma atau menurun sebesar 90% (1D). Sedangkan untuk menurunkan jumlah mikroba dari 10 ⁵ cfu/ ml menjadi 10 ³ cfu/ml akan melewati 2 siklus logaritma atau penurunan sebesar 99 % (2D).

Contoh Soal

1. Data spora yang masih selamat (hidup) setelah proses pemanasan pada 100 ⁰C sebagai berikut :

Tentukan nilai D dan estimasikan konstanta kecepatan (k) !

Data spora yang masih hidup :

Plot log jumlah spora (sumbu Y) vs waktu (Sumbu X) kemudian dilakukan regresi linier

0 10 20 30 40 50 60 70 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9

f(x) = − 0.06 x + 7.2 R² = 0.85

Waktu (menit)

Log jumlah spora

2. Suatu suspensi mengandung 3 x 10⁵ spora bakteri A yang mempunyai nilai D = 1,5 menit dan 8 x 10⁶ spora bakteri B yang mempunyai nilai D = 0,8 menit (masing-masing pada suhu 121,1 ⁰C). Suspensi tersebut dipanaskan pada suhu 121,1 ⁰C. Hitunglah waktu yang diperlukan untuk memperoleh peluang mikrobia akhir 1 / 1000!

JAWAB :

Menggunakan persamaan (5) Untuk Bakteri A :

D_121,1 = 1,5 menit N₀ = 3 x 10 ⁵ N = 1 / 1000 = 10 ^-3

Untuk Bakteri B :

D_121,1 = 0,8 menit N₀ = 8 x 10⁶ N = 1/1000 = 10^-3

menit 12,72

10 x10 log 3

x 1,5 t

1,5 - t

10 x 3 log 10

D - t N

log N

3 -

5 5

3 -

0









menit 10 7,92

x10 log 8

x 0,8 t

0,8 - t

10 x 8 log 10

D - t N

log N

3 -

6 6

3 -

0









Contoh 3 :

• Nilai D dipengaruhi oleh suhu  Semakin tinggi suhu maka nilai D semakin kecil  artinya, semakin tinggi suhu pemanasan, maka waktu yang diperlukan untuk menginaktivasi mikroba akan semakin pendek.

• Gambar 2 memperlihatkan pengaruh suhu terhadap nilai D.

Pada suhu pemanasan yang lebih tinggi, kurva akan semakin curam yang memberikan slope kurva -1/D semakin besar atau nilai D semakin kecil.

• Nilai D dari setiap mikroba memiliki sensitivitas yang berbeda terhadap perubahan suhu  dinyatakan dengan nilai Z  perubahan suhu yang diperlukan untuk merubah nilai D sebesar 90% atau 1 siklus logaritma.

• Misalnya, Clostridium botulinum memiliki nilai Z sebesar 10

0C, artinya untuk merubah nilai D mikroba tersebut dari 0.25 menit pada suhu 121 ⁰C menjadi 0.025 menit (menurun sebesar 90% atau 1 siklus logaritma), suhu pemanasan harus dinaikkan sebesar 10 ⁰C, yaitu menjadi 131 ⁰C. Dengan kata lain, untuk menurunkan C. botulinum sebesar 90% pada suhu 121 ⁰C adalah 0.25 menit, sedangkan pada suhu 131 ⁰C adalah 0.025 menit (10 kali lebih cepat).

Gambar 2. Kurva semilogaritma hubungan nilai D dengan suhu. Nilai z diperoleh dari kebalikan nilai slope kurva

Dari persamaan :

Nilai D pada berbagai suhu dapat dicari dengan :

D_T = nilai D pada suhu T; D₀ = nilai D pada suhu reference (250 F / 121,1 ⁰C); z = nilai z ; T_ref = suhu reference (250 F / 121,1 ⁰C)

(7) ...

...

z T - - T D

log D

log

_T



₀ ^ref

(8) ...

...

10 x D D

z T - -T D

log D

z T - -T D

log - D log

z T - -T D log D

log

z T - T 0

T

ref 0

T

ref 0

T

0 ref T

 ref







Contoh Soal

1. Data nilai D (decimal reduction time) dari suatu suspensi spora pada berbagai suhu sebagai berikut :

Tentukan nilai z !

2. Tentukan waktu proses pada suhu 280 F jika diketahui kandungan mikrobia awal adalah 10 spora / g produk dan diinginkan peluang kebusukannya adalah 1 kaleng dari 10 ⁵ kaleng yang diproduksi (berat produk = 330 g / kaleng).

Diketahui D250 = 1,2 menit dan z = 18 ⁰F JAWAB :

Untuk mencari D280, maka digunakan persamaan (8)

menit 0,026

10 x 1,2 D

10 x D

D

10 x D

D

18 280 - 250 280

280 - 250 250

280

z T - T 0

T

ref









z

Spora akhir (N) = 1 / 10 ⁵ = 10 ^-5

Dengan menggunakan persamaan (5) :

kaleng /

spora 3300

kaleng) /

g (330 x

g) / spora (10

N

: awal spora

Jumlah

0  

menit 10 0,22

log 3300 x

0,026 t

0,026 - t

3300 log 10

D - t N

log N

5 - 5

- 0







