7. Prinsip Kemunduran Mutu - New PPT

Oleh :

PUSAT PENGENDALIAN MUTU 2023

PRINSIP

KEMUNDURAN

MUTU DAN

TEKNOLOGI

PENGOLAHAN

KEMUNDURAN MUTU IKAN

Segera setelah ikan mati, maka akan terjadi perubahan-perubahan yang mengarah kepada terjadinya pembusukan, yang disebabkan : AKTIVITAS ENZIM, KIMIAWI DAN BAKTERI

Aktivitas enzim (autolysis) :

Proses penguraian protein dan lemak oleh enzim (protease dan lipase) perubahan rasa (flavor), bau (odor), rupa (appearance) dan tekstur (texture).

Aktivitas kimiawi :

terjadinya oksidasi lemak daging oleh oksigen

Oksigen yang ada di udara mengoksida lemak daging ikan tengik (rancid) Aktivitas bakteri

Dipicu oleh terjadinya kerusakan komponen dalam tubuh ikan karena aktivitas enzim dan aktivitas kimia pertumbuhan bakteri pada tubuh ikan

✓ Cara/alat penangkapan

✓ Cara penanganan

✓ Reaksi ikan menghadapi kematian

✓ Jenis dan ukuran ikan

✓ Keadaan fisik sebelum mati

✓ Suhu lingkungan

Faktor yang Mempengaruhi Kemunduran Mutu Ikan

1. Tahap Pre rigor

✓ Mutu dan kesegaran bahan pangan sama seperti ketika masih hidup

✓ Terlepasnya lendir (glukoprotein dan musin) dari kelenjar bawah kulit 2. Rigor

✓ Bahan pangan memiliki kesegaran dan mutu seperti ketika masih

hidup,namun kondisi tubuhnya secara bertahap menjadi kaku (berubah dari elastis menjadi kaku)

✓ Akibat perubahan kimia yang kompleks (sirkulasi darah berhenti, suplai oksigen berkurang glikogen berubah menjadi asam laktat

✓ pH ikan menurun, jumlah ATP menurun, kekenyalan menurun 3. Tahap Post Rigor

✓ Ikan masih segar, namun proses pembusukan daging ikan telah dimulai

✓ Kondisi isi kembali elastis

Proses perombakan pada ikan terdiri dari 3 tahap :

TAHAPAN PERUBAHAN SEJAK IKAN MATI MENJADI BUSUK

Diklasifikasikan menjadi 3 tahap :

A.Tahap I

Perubahan :

- ATP dan Kreatin Fosfat (menurun)

- Glikogen asam laktat (proses glikolisa) - Aktivitas enzim ATP-ase dan Kreatinfosfokinase

meningkat

- Terjadi antara 1 – 7 jam setelah ikan mati

- Tergantung jenis ikan

Lanjutan…

B. Tahap II

 Daging menjadi lebih keras/ kaku

 Terjadi penggabungan protein aktin dan protein miosin mejadi protein aktomiosin

C. Tahap III

 Daging menjadi lunak secara perlahan

 Bakteri mulai berkembang

APA YANG TERJADI MENJELANG IKAN MATI ?

(Aerobic and anaerobic breakdown of glycogen in fish muscle)

Glucosa

Glucosa Glycogen

Glycogen AEROBIC

RESPIRATION

ANAEROBIC RESPIRATION

O

₂

CO

₂

+H

₂

O

Lactic Acid

ATP + Creatine Creatine phosphate + ADP

O

₂

-Struggle dying - Death

X

ATP

(ADENOSIN TRI FOSFAT)

ADP

AMP

IMP + NH3

INOSIN

HIPOSANTIN +

RIBOSA

HIPOSANTIN +

RIBOSA FOSFAT

FOSFORILASE

IDP +NH3 (INOSIN DIFOSFAT)

PEMBONGKARAN ATP DALAM DAGING IKAN,

SELAMA PEMBUSUKAN

PEMBUSUKAN PEMBUSUKAN

AKIBAT PERUBAHAN SENYAWA KIMIA

(TMAO, UREA, TMA, TVB, HISTAMIN, dll.)

PARAMETER KESEGARAN

KARENA AKTIFITAS BAKTERI

9

Pembentukan Formalin secara alami pada seafood

CH 3

C CH ³

CH ³

CH 3

N O

Bakteriologis

CH ³

CH 3

N

CH ³

CH 3

N

(TMA)

H H

(FORMALDEHID)

+ ⁼⁼ _O

(TMAO)

(DMA)

10

HISTAMIN

▪ Indikator utama keracunan scombrotoxin (toxin yang dihasilkan ikan Scombroidae)

▪ Komponen amin biogenik (bahan aktif yang

diproduksi secara biologis melalui dekarboksilasi asam amino/histidin bebas)

▪ Proses dekarboksilase melalui 2 cara : autolisis (aktivitas enzim histidine decarboxylase/HDC) dan aktivitas bakteri (Enterobacteriaceae dan

Bacillaceae)

11

Pembentukan Histamin

CO

₂

12

Prinsip penanganan ikan

a. Pembunuhan

b. Pendarahan/pembuangan darah

memotong pembuluh darah di belakang sirip dada

memotong pembuluh darah di atas insang

memotong pembuluh darah dibagian sisi

batang ekor

●Pendinginan dilakukan dengan cara memberikan es (pengesan)

● Pengesan dilakukan dengan memasukkan hancuran es kedalam isi perut terlebih dahulu, kemudian ikan tuna direndam dalam air laut yang telah diberi es (air laut : es = 1 : 2) antara 6-12 jam.

● Pindahkan ikan ke dalam palka yang berisi es curai pada bagian dasar dan ditutup dengan es curai secukupnya serta dihindari penumpukan ikan yang terlalu tinggi.

c. Penurunan Suhu Ikan (Lowering temperature/slurry ice)

d. PENYIMPANAN IKAN

SISTEM “COLD BOX” (PETI DINGIN)

• Menggunakan peti-peti / box: kayu, pastik, bahan sintetis, bahan aluminium.

• Aluminium: mudah di kontrol, dibersihkan, kondisi ikan lebih baik karena ikan tidak

mendapatkan tekanan dan beratnya tidak berkurang. Selain itu saat pembongkaran juga jadi lebih mudah dan cepat. Kerugiannya terlalu banyak memakan tempat di dalam kapal.

SISTEM SHELFING

• Dengan satu lapisan ikan dalam satu rak.

• Sekat dipasang dengan jarak sekitar 20 cm.

• Kelemahan dari cara ini akan memakan waktu, tenaga dan ruang palka.

SISTEM BULKING

• Ikan ditumpuk dalam kotak/ruangan palka lapis demi lapis.

• Dasar diberi es yang telah dihancurkan kurang lebih tebalnya 15 cm.

• Ikan dibelah perutnya disimpan dengan bagian perutnya di bawah agar air/cairan tidak tertampung dalam perutnya tapi mengalir ke dasar palka.

• Lapisan ikan tidak boleh terlalu tebal agar pendinginannya merata.

• Cairan dari pelelehan es diusahakan tidak mengalir ke lapisan bawahnya. Jadi diberi kemiringan pada lapisan dasar agar air dapat mengalir ke pinggir lalu dibuang.

CARA YANG SEDERHANA DAN MURAH MENGHAMBAT

KEMUNDURAN MUTU IKAN DENGAN SUHU RENDAH /PENGES- AN

Es adalah medium yang ideal, karena :

 Mempunyai kemampuan pendinginan yang besar

Tidak berbahaya/ merusak ikan

Cepat mendinginkan ikan

 Cairan es dapat membersihkan lendir, darah, dan kotoran lain

 Ikan tetap basah/ tidak kering

PENGELOMPOKAN TEKNOLOGI PENGOLAHAN HASIL PERIKANAN

1. SUHU RENDAH ✓Pendinginan

✓Pembekuan 2. SUHU TINGGI

3. PENGERINGAN

✓Pengalengan

✓Perebusan

Pengasinan dan

pengeringan

4. FERMENTASI Terasi, peda, bekasam, dll

5. PENGASAPAN Ikan asap, ikan kayu, dll

6. LAIN-LAIN Kerupuk, fish jelly

produk, dll.

TUJUAN

➢ Menurunkan suhu ikan, memperlambat laju pembusukan akibat aksi enzym dan bakteri

➢ Memperpanjang daya simpan/awet ikan

(Ikan beku lebih panjang daya simpannya

dibandingkan ikan yang di es)

Prinsip Pembekuan

• Menurunkan suhu ikan

• Menghentikan pertumbuhan mikroorganisme

• Memperlambat aktivitas enzim dan reaksi

kimiawi

Prinsip

Pembentukan kristal es yang menurunkan

ketersediaan air bebas di dalam pangan

sehingga pertumbuhan mikroorganisme

terhenti

PEMBEKUAN (FREEZING)

Usaha menurunkan suhu di bawah 0ºC, dengan cara melewati suhu zona kritis (-1ºC s/d -5ºC) secepat mungkin sampai suhu ideal untuk penyimpanan

(maks -18ºC)

Pemindahan panas dari bahan yang disertai perubahan

fase dari cair ke padat pada bahan pangan

TAHAPAN DALAM PROSES PEMBEKUAN

1. Tahap pembuangan panas (REMOVAL OF HEAT) : SUHU DAGING TURUN SECARA cepat s/d

sedikit di bawah 0ºC (titik beku air)

2. Tahap konversi air menjadi es : suhu daging agak

“statis” s/d mayoritas air menjadi es (0ºC s/d -5ºC)

3. Tahap penurunan suhu beku : suhu daging turun secara cepat s/d untuk disimpan dalam cold

storage (-30ºC)

PEMBEKUAN CEPAT (“ Quick freezing” )

TERJADI APABILA PRODUK MELEWATI

SUHU 0 s/d -5ºC KURANG DARI 2 JAM DAN

SUHU PUSAT PRODUK AKHIR -20ºC

5 0 -5 -10 -18

-20

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

ILUSTRASI PEMBEKUAN CEPAT

DAERAH MAX. PEMBENTUKAN KRISTAL ES DAN MAX. DENATURASI PROTEIN

PEMBEKUAN LAMBAT (“Slow freezing”)

Terjadi apabila pembekuan berlangsung lebih dari 24 jam (melewati suhu -5ºC lebih dari 2 jam)

AKIBAT : - Dehidrasi (drip loss)

- Tekstur lunak

5 0 -5 -10 -18

-20

0 5 10 15 20 25 30 35

ILUSTRASI PEMBEKUAN LAMBAT

DAERAH MAX. PEMBENTUKAN KRISTAL ES DAN MAX. DENATURASI PROTEIN

Pembekuan Lambat

Pembekuan Cepat

Kecepatan Pembekuan

➢ Mutu Produk akhir dan daya simpan kurang baik

➢ Produk akhir tidak seragam

➢ Bersifat tradisional

➢ Faktor-faktor yang berpengaruh selama proses tidak terkontrol

Terjadinya penguapan air ke udara karena perbedaan kandungan uap air di udara dan bahan yang dikeringkan

kandungan uap air udara lebih sedikit (udara mempunyai

kelembapan nisbi yang rendah sehingga terjadi penguapan)

PRINSIP PENGERINGAN

Suatu metode pengawetan dimana

“kadar air” produk dikurangi sampai level tertentu sehingga produk stabil untuk

jangka waktu yang lebih panjang

30

Faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan :

1. Faktor yang berhubungan dengan udara pengeringan

✓ Suhu

✓ Kecepatan aliran udara pengeringan

✓ Kelembapan udara

2. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan yang dikeringkan

✓ Ukuran bahan

✓ Kadar air awal

✓ Tekanan parsial dalam bahan

TUJUAN PENGERINGAN

Mengurangi kadar air bahan sampai batas perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim

pembusukan terhambat/terhenti sama sekali

TUJUAN

➢ Memasukkan unsur-unsur asap (KETON, ALDEHID) yang dapat menghambat aktifitas bakteri, enzym dan kimia

➢ Mengurangi kadar air

➢ Pemberian bumbu

Proses penetrasi senyawa volatil pada ikan yang dihasilkan dari pembakaran kayu yang dapat menghasilkan produk dengan rasa dan aroma spesifik

umur simpan lama :

aktivitas anti bakteri, menghambat aktivitas enzimatis

32

Senyawa kimia asap dari kayu

✓ Fenol (yang berperan sebagai antioksidan),

✓ Asam organik, alkohol, karbonil, hidrokarbon

✓ Senyawa nitrogen (nitro oksida, aldehid, keton, ester, eter)

Senyawa pada pengasapan yang bersifat karsinogenik :

✓ Senyawa Piliciclic aromatic hydrocarbon (PAH)

Ditemukan pada ikan asap

✓ Senyawa N-nitroso compound (NNC)

Ditemukan pada daging asap

✓ Senyawa Heterocyclic aromatic amine (HAA)

Ditemukan pada ikan dan daging bakar atau panggang.

TUJUAN

➢ Pemberian panas yang tinggi pada produk untuk menghambat aktifitas penyebab

pembusukan

➢ Pemberian bumbu/media

➢ Kondisi kemasan: ANAEROB/VACUUM

HEAT TRANSFER

Proses perpindahan energi yang terjadi karena adanya perbedaan suhu di antara benda atau material

▪ Perpindahan energi panas dari suatu benda ke benda lain

▪ Meramalkan laju perpindahan panas yang terjadi

▪ Konduksi

▪ Konveksi

▪ Radiasi

Faktor yang berpengaruh

1. Konduksi

Proses perpindahan panas dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dengan media pengahantar panas tetap

2. Konveksi

Proses perpindahan panas yang terjadi antara permukaan padat dengan fluida dengan media penghantar berupa fluida (cairan) atau kombinasi keduanya

3. Radiasi

Proses perpindahan panas yang terjadi karena pancaran/sinaran/

radiasi melalui gelombang elektro-magnetik, tanpa memerlukan media perantara

Metode perpindahan panas pada

PENGALIRAN PANAS

a. Konduksi b. Konveksi

Slowest Heating Point

10%

Proses pemanasan sampai mencapai suhu di atas titik didih (100

^o

C) untuk mematikan semua mikroorganisme beserta spora-sporanya

STERILISASI

Kurva Kematian Mikroba karena Pemanasan

▪ Sejumlah mikroba dipanaskan pada suhu (T) konstan tertentu, maka sebagian mikroba akan mati (jumlah menurun)

▪ Sifat ketahanan panas mikroba pada suhu yang berbeda-beda

▪ D = waktu pemanasan pada suhu konstan tertentu yang menurunkan jumlah mikroba sebesar 1 desimal atau 1 siklus log (mis. dari 10.000 mjd 1.000/ memusnahkan 90%

populasi)

Nilai D disebut juga = laju kematian konstan/Konstanta laju kematian/

decimal reduction time

38

▪ Nilai D suatu mikroba sangat dipengaruhi suhu pemanasan

▪ Semakin tingi suhu pemanasan, maka nilai D semakin kecil

▪ Konstanta pengaruh suhu terhadap perubahan nilai D adalah nilai Z

▪ Z = peningkatan suhu pemanasan yang diperlukan untuk mencapai perubahan nilai D sebesar 1 desimal (1 siklus log cycle perubahan jumlah mikroba) : menaikkan suhu sebesar 10

^o

C maka nilai D akan berkurang 90% (1 siklus log)

Pengaruh perubahan suhu (Nilai Z)

▪ Laju penurunan jumlah mikroba oleh panas hingga level yang aman

mengikuti orde 1 atau menurun secara logaritma

▪ Penurunan jumlah mikroba/siklus logaritma = S

Siklus logaritma

Nilai Sterilisasi/Pasteurisasi (Nilai F ₀ )

Proses thermal pada pengolahan pangan perlu dihitung agar kombinasi suhu dan waktu yang diberikan dapam proses pemanasan cukup untuk memusnahkan bakteri dan sporanya (patogen dan pembusuk)

: waktu proses thermal pada suhu

tertentu untuk membunuh mikroba target hingga pada level yang diinginkan

(tergantung suhu proses dan nilai Z)

Convection heating

Conduction

heating

Faktor yang mempengaruhi proses thermal :

1. Karakteristik produk yang dikalengkan (pH keseimbangan, metode pengasaman, konsistensi/ viskositas bahan,

bentuk/ukuran bahan, aktivitas air, persen padatan, rasio padatan/cairan, ukuran partikel, dll

2. Kemasan (jenis dan dimensi, metode pengisian bahan ke dalam kemasan)

3. Proses dalam retort (jenis retort (kemampuan retort

berbeda), jenis media pemanas, posisi wadah dalam retort,

tumpukan wadah, pengaturan kaleng, kemungkinan terjadinya

nesting, dan sebagainya)

Clostridium botulinum

1. Dapat memproduksi toksin yang mematikan (botulin)

2. Terdapat pada tanah/air, sehingga mudah mengkontaminasi bahan pangan

3. Tumbuh baik pada kondisi : tanpa oksigen, 30 – 37oC (mesofilik), pH > 4,6 – 7,5

4. Dapat dihambat dengan : pengaturan pH, pengaturan Aw (<0,85), garam (nitrit/nitrat, NaCl), pemanasan (Sterilisasi)

5. Menjadi target utama proses strelisasi produk pangan

STERILISASI PADA PENGALENGAN

Proses pemanasan (wadah dan isi) sampai mencapai suhu (tertentu) di atas titik didih (100

^o

C) dan waktu tertentu untuk mematikan semua mikroorganisme beserta spora- sporanya yang menyebabkan kerusakan makanan

Sterilisasi Komersial :

Tingkat sterilisasi dimana semua mikroba (patogen, non-patogen, pembusuk,

pembentuk toksin) mati, namun tekstur, warna dan nilai nutrisi produk tidak rusak

Membunuh

Waktu dan suhu dipengaruhi :

• Konsistensi atau ukuran partikel bahan

• Derajat keasaman (nilai pH) isi kaleng

• Ukuran head space

• Besar dan ukuran kaleng

• Kemurnian uap air (steam)

• Kecepatan perambatan panas

Proses Pengalengan Ikan Tuna

Pre- cooking

Preparation Cooling

Receiving RM

Trimming Filling

Medium Filling Seaming

Retorting Cooling Incubation Packaging

and Labelling

Proses Pengalengan Ikan Sardine

Soaking Preparation

(Cutting &

Gutting, washing)

Filling Receiving

RM

Pre- cooking Draining

Medium Filling Seaming

Retorting Cooling Incubation Packaging

and Labelling

Hal Penting pada proses pengalengan 1. Kemasan

✓ Bahan : kaleng, wadah kaca, laminated pouches

(plastik/aluminium)

✓ Kondisi kemasan

✓ Kebersihan kemasan

(kontaminasi kotoran/debu

selama penyimpanan dan

transportasi)

2. Tahap Pre-Cooking

Melakukan pemanasan pendahuluan jaringan pangan, dengan tujuan :

✓ Inaktifasi enzim

✓ Mengurangi jumlah mikroba awal

✓ Mengeluarkan cairan dan lemak dari produk

✓ Koagulasi protein

✓ Membentuk tekstur produk

✓ Mengeluarkan udara yang terperangkap dalam jaringan pangan mengurangi oksidasi dan terbentuknya headspace yang baik

✓ Meningkatkan suhu bahan : kecukupan suhu pasteurisasi/

sterilisasi

Hal penting yang harus diperhatikan adalah : - Berat produk

- Suhu produk

- Headspace (yg dikhawatirkan adalah breaking)

3. Tahap Pengisian

4. Tahap Seaming

✓ Kemasan harus tertutup rapat

( hermetically sealed ) dan kedap udara untuk mencegah recontamination (dari luar)

✓ Penutupan kaleng (double seam) harus benar dan dilakukan pengecekan

periodically

✓ Proses Exhausting :

▪ menghilangkan sebagian besar udara dan gas sebelum kaleng ditutup)

▪ Memberikan kondisi vakum

▪ Mengurangi terjadinya kebocoran karena tekanan kaleng terlalu tinggi (saat pemanasan)

▪ Mengurangi proses pengkaratan dan

reaksi oksidasi

a. Proses Venting

Pengeluaran udara yang terkurung di dalam retort

b. Come Up Time/CUT (Waktu menaikkan suhu untuk mencapai suhu sterilisasi) :

Waktu yang dibutukan untuk menaikkan suhu retort pada suhu yang ditentukan (mis. ±116°C) dan tekanan yang diinginkan (mis. 0.8 kg/cm2)

5. Tahap Retorting

▪ Mencegah terjadinya over cooking pada produk yang dikalengkan

▪ Menghindari pembusukan termofilik (cold shock)

▪ Hal penting :

✓ Kualitas air pendingin (potable water)

✓ Kondisi sanitasi-hygiene setelah proses retorting

6. Tahap Cooling

7. Tahap Inkubasi

Untuk melihat kondisi seaming dan kondisi fisik kaleng (indikasi kerusakan

produk : mis. Penggembungan, kebocoran)

Faktor kritis yang menentukan proses pengalengan :

1. Wadah/kaleng tertutup secara hermetis Pengisian dan penutupan kaleng harus benar) 2. Perlakuan pemanasan yang cukup

Tercapainya sterilisasi komersial 3. Penanganan kaleng yang baik

Sebelum, selama dan setelah pemanasan untuk memastikan bahwa integritas sambungan dan penutup tetap terjaga

Integritas sambungan dan penutupan merupakan faktor penting, karena :

Selalu ada kemungkinan bahwa bakteri akan masuk

kembali dan mencemari produk yang telah disterilisasi

A--Water line.

B--Steam line.

C--Temperature control.

D--Overflow line.

E1--Drain line.

E2--Screens.

F--Check valves.

G--Line from hot water storage.

H--Suction line and manifold.

I--Circulating pump.

J--Petcocks.

K--Recirculating line.

L--Steam distributor.

M--Temperature-controller sensor.

N--Temperature-indicating device sensor.

O--Water spreader.

P--Safety valve.

Q--Vent valve for steam processing.

R--Pressure gage.

S--Inlet air control.

T--Pressure control.

U--Air line.

V--To pressure control instrument.

W--To temperature control instrument.

X--Wing nuts.

Y1--Crate support.

Y2--Crate guides.

Z--Constant flow orifice valve.

Z1--Constant flow orifice valve used during come-up.

Z2--Constant flow orifice valve used during cook.

51

Suatu proses pengolahan yang mengoptimalkan proses termal sehingga dapat membunuh sebagian besar mikroba yang bersifat patogen biasanya

menggunakan suhu di bawah 100

⁰

C

Masih terdapat mikroba, sehingga daya tahan simpan singkat

Tujuan pasteurisasi :

1. Membunuh semua bakteri patogen yang umum pada bahan pangan

2. Memperpanjang daya tahan simpan dengan jalan mematikan bakteri dan menginaktifkan enzim

PASTEURISASI

52

1. Tidak vakum (masih ada udara di dalam kaleng), sehingga dikhawatirkan terjadi discolorasi (SAPP sebagai anti oksidan : Sodium acid)

2. Sifat daging rajungan sangat labil (mudah bebas) sehingga

perlu pyrophosphat (SAPP sebagai water binding)

Penambahan SAPP ( Sodium acid Pyrophosphat )

pada Pasteurisasi :

Faktor kritis dalam proses Pasteurisasi:

1. Keseragaman suhu di setiap posisi alat pasteurisasi 2. Konsistensi suhu proses (terutama jika digunakan air

sebagai media pemanas)

3. Waktu pasteurisasi