Alfauzia's blog Senin, 25 Juni 2012 Pengawetan makanan dengan tekanan tinggi
ILMU TEKNOLOGI PANGAN Pengawetan Makanan dengan Tekanan Tinggi
disusun oleh:
PROGRAM STUDI ILMU GIZI FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS DIPONEGORO SEMARANG 2012
Pengawetan dengan Tekanan Tinggi
1.1 Definisi Tekanan Tinggi Salah satu tujuan pengolahan pangan adalah untuk mempertahankan atau mengawetkan kesegaran produk pangan. Pengawetan bisa dicapai dengan memberikan perlakuan yang membunuh mikroba pembusuk pangan. Salah satu metode adalah pemanasan (suhu tinggi), yang terbukti efektif membunuh mikroba.(1) Dalam beberapa tahun terakhir pengolahan dengan tekanan tinggi merupakan alternatif pengolahan dengan menggunakan panas. Terdapat berbagai produk yang dapat diawetkan menggunakan tekanan tinggi melalui inaktivasi mikroorganisme dan enzim pada tingkatan yang sama dengan pasteurisasi menggunakan panas tanpa menyebabkan perubahan flavor.(2) Proses pengolahan dengan tekanan tinggi dikenal pula dengan istilah proses pengolahan dengan tekanan hidrostatik dimana makanan dikenakan dengan tekanan tinggi yang sebagian besar antara 100 sampai 800 MPa.(3,2) Hidrostatik tekanan tinggi (HHP) sebagai metode pengolahan non-termal baru telah menunjukkan potensi besar dalam menghasilkan produk mikrobiologis yang lebih aman serta mempertahankan karakteristik alamiah dari makanan tertentu.(3) Suhu proses selama perlakuan tekanan secara spesifik dengan kisaran kurang dari 0º (untuk meminimalkan pengaruh panas adiabatis) sampai sekitar 100º C. Bejana didesain dengan mempertimbangkan keamanan pada tekanan tersebut pada beberapa siklus. Waktu ekspos komersial pada tekanan berkisar dari pulsa beberapa detik sampai lebih dari 1200 detik (20 min). Tekanan yang digunakan pada teknologi tekanan hidrostatik memiliki sedikit pengaruh terhadap ikatan kovalen sehingga produk pangan yang diolah dengan tekanan hidrostatik pada suhu mendekati suhu ruang tidak mengalami transformasi kimia yang signifikan. Tekanan hidrostatik dapat dikombinasikan dengan panas untuk mecapai peningkatan laju inaktivasi dan enzim. Perubahan kimia pada bahan pangan pada umumnya merupakan fungsi dari suhu dan waktu proses yang berhubungan dengan perlakuan tekanan.(1) HPP berbeda dari homogenisasi cairan dalam dekompresi yang dicapai dengan memperluas makanan dikompresi terhadap cairan menghambat menyebabkan ia melakukan pekerjaan dan dengan demikian menurunkan suhu terhadap nilai aslinya. Homogenisasi menghilang bekerja kompresi sebagai panas dengan memperluas produk melalui sebuah lubang atau kapiler.
HHP bertindak cepat dan merata di seluruh massa makanan independen ukuran, bentuk, dan komposisi makanan. Dengan demikian, paket ukuran, bentuk, dan komposisi tidak faktor dalam penentuan proses. Pekerjaan kompresi selama perawatan HPP akan meningkatkan suhu makanan melalui pemanasan adiabatik sekitar 3 ° C per 100 MPa, tergantung pada komposisi makanan.Misalnya, jika makanan tersebut mengandung sejumlah besar lemak, seperti mentega atau krim, kenaikan suhu bisa lebih besar. Makanan dingin ke suhu asli mereka pada dekompresi jika panas tidak ada yang hilang atau diperoleh dari dinding kapal tekanan selama terus waktu pada tekanan. Suhu awal seragam dibutuhkan untuk mencapai kenaikan suhu seragam dalam sistem homogen selama kompresi. Sedangkan suhu dari makanan homogen (satu dengan kurang dari 25% lemak) akan meningkatkan uniformly karena kompresi, distribusi temperatur di massa makanan selama periode holding pada tekanan dapat berubah karena perpindahan panas ke atau dari dinding tekanan kapal. Kapal Tekanan harus diadakan pada suhu yang sama dengan meningkatkan suhu makanan akhir dari kompresi untuk kondisi yang benar-benar isotermal. Suhu distribusi harus ditentukan dalam makanan dan direproduksi setiap siklus pengobatan jika suhu merupakan bagian integral dari proses spesifikasi HPP inaktivasi mikroba. Makanan mengalami penurunan volume sebagai fungsi dari tekanan. Sebuah ekspansi yang sama terjadi pada dekompresi. Untuk alasan ini kemasan yang digunakan untuk makanan yang diolah HPP harus mampu menampung hingga pengurangan 15% dalam volume, dan kembali ke volume awalnya, tanpa kehilangan integritas segel dan properti penghalang. Mengenai HPP sebagai teknologi pengolahan makanan, semakin besar tingkat tekanan dan waktu aplikasi, semakin besar potensi untuk perubahan penampilan makanan yang dipilih. Hal ini terutama berlaku untuk mentah, makanan tinggi protein mana tekanan-akibat denaturasi protein akan secara visual jelas. Tekanan hidrostatik juga dapat menyebabkan perubahan struktural dalam makanan struktural rapuh seperti stroberi atau selada. Cell deformasi dan kerusakan sel membran dapat mengakibatkan hilangnya sel lembek dan serum. Biasanya perubahan ini tidak diinginkan karena makanan akan muncul untuk diproses dan tidak lagi segar atau mentah. Produk makanan yang telah dibawa ke pasar atau yang saat ini mempekerjakan HPP dalam pembuatan mereka termasuk jeli buah dan selai, jus buah, salad dressing pourable, cumi mentah, kue beras, foie gras, ham, dan guacamole.
1.2 Pemanfaatan teknologi HHP Pengolahan bertekanan tinggi menyebabkan perubahan minimal dalam karakteristik segar makanan dengan menghilangkan degradasi termal. Dibandingkan dengan pengolahan termal, hasil HPP dalam makanan dengan rasa lebih segar, dan penampilan yang lebih baik, tekstur dan gizi. Pengolahan tinggi tekanan dapat dilakukan pada suhu sekitar atau refrigerator (dingin). Teknologi ini terutama bermanfaat untuk produk-produk yang sensitive terhadap panas.(4) 1.3 Aplikasi Pengolahan Tekanan Tinggi pada Produk Pangan Aplikasi suhu tinggi memicu kerusakan mutu produk pangan, terutama kesegaran dan aroma. Karena itu, para ahli teknologi pangan terus mencari teknik pengawetan yang efektif tanpa mengorbankan kesegaran. Dalam hal ini, aplikasi tekanan tinggi pada proses pengolahan pangan menjadi salah satu pilihan. Teknik pengawetan pangan dengan menggunakan tekanan tinggi telah diketahui lama, lebih dari seabad lalu. Tahun 1895 telah dilaporkan adanya proses inaktivasi bakteri dengan tekanan hidrostatik tinggi. Tahun 1899, hasil aplikasi teknik tekanan tinggi untuk pengawetan pangan pertama kali dipublikasikan B Hite. Ia menemukan paparan pada tekanan sekitar 600 megaPaskal (Mpa) selama 1 (satu) jam pada suhu kamar dapat memperpanjang masa simpan susu mentah selama 4 hari. Tidak mudah membuat peralatan pengolahan yang mampu memberikan tekanan "ultra" tinggi (pada kisaran 600 Mpa). Tekanan paling inactivates bakteri vegetatif pada tekanan di atas £ 60.000 per inch persegi. Diperlukan 92 tahun pengembangan, akhirnya untuk pertama kalinya aplikasi teknik tekanan tinggi secara komersial diperkenalkan oleh perusahaan di Jepang untuk produk jem dan jeli. Sejak saat itu penelitian aplikasi tekanan tinggi pada proses pengawetan pangan terus dilakukan. Sekarang, pengaruh aplikasi tekanan tinggi pada hampir setiap mikroba dalam proses pengawetan pangan-baik mikroba fermentatif, pembusuk atau juga penyebab penyakit (patogen)-telah dipelajari intensif. Penelitian ilmiah dari proses dan aplikasi industri yang telah tersebar luas di masa lalu dua dekade dengan
publikasi ilmiah
dan keterbatasan. tinjauan patogen bawaan dan ekstrinsik yang
yang menggambarkan
tersebut
makanan, struktur mempengaruhi
menjelaskan
efek
dan adaptif
penggunaannya, keuntungan dari HHP pada mikroorganisme mekanisme,
aplikasinya dengan
fokus
faktor intrinsik pada keselamatan
mikrobiologi, dan penelitian kebutuhan. Dalam konteks penilaian risiko, alat dan mekanisme
untuk monitorize,
mengoptimalkan
dan memvalidasi proses,
dan prosedur
untuk
penilaian dan pemodelan efek mematikan dari pengobatan terakhir.(3) versi modifikasi dari ekstraksi tekanan
hidrostatik tinggi
telah dilakukan
untuk
ekstraksi antioksidan dari buah mengkudu.(5) Tabel 1.4 Pengaruh tekanan terhadap pengawetan produk pengawetan produk makanan Produk pangan Susu
Kondisi proses Komentar 500-700 MPa, 66-71ºC, 1- Bertahan selama 20 hari
Jus Jeruk Jus apel
3 jam 680 MPa, RT, 10 menit Mencegah fermentasi 410 – 820 MPa, RT, 30 Mencegah fermentasi
Peach, pear
menit 410 MPa, RT, 30 menit
Tomat Blackberry, Rasberry Peas, beans, beet
Dalam kondisi baik selama
5 tahun 680 MPa, RT, 60 menit Sebagian rusak Tekanan rendah Biasanya terfementasi Tidak spesifik Sampel membusuk Ket : RT = room temperature (suhu ruang)
Contoh aplikasi HHP pada Jus Jeruk : Sebuah metode sterilisasi bertekanan tinggi baru-baru ini dikembangkan untuk memungkinkan jus alami untuk disimpan untuk waktu yang lama. Tekanan tinggi ini metode sterilisasi bebas dari kelemahan-kelemahan tersebut di mana kualitas adalah jus alami yang memburuk dan tak terelakkan untuk pemanas metode sterilisasi, seperti kekurangan termasuk penghancuran elemen bergizi, dispersi unsur aromatik penurunan warna dan rasa jus disterilkan. Hasil yang dipublikasikan eksperimen mengenai metode sterilisasi bertekanan tinggi menunjukkan bahwa mikroorganisme, termasuk jamur dan ragi yang dapat menyebarkan dan dapat menjadi penyebab pembusukan, seluruhnya dibunuh oleh karena dikompresi dengan tekanan tinggi 2.000 atm. Selama 10 menit, memberikan proses tekanan tinggi dilakukan untuk jus alami buah jeruk yang nilai pH tidak melebihi 4,5. Meskipun bakteri, spora dan sejenisnya tidak dapat dibunuh oleh tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan dengan tekanan tinggi 2.000 atm. Selama kurang lebih 10 menit, karena bakteri, spora dan sejenisnya tidak dapat berkembang biak dalam jus asam yang nilai pH tidak
melebihi 4,5; jus alami diperlakukan dengan tekanan tinggi proses sterilisasi tidak mengijinkan pembusukan terjadi di dalamnya dan merupakan boleh disimpan untuk waktu yang
lama.
Enzim yang membusuk pektin yang terkandung dalam jus alami, bagaimanapun, tidak dinonaktifkan oleh proses sterilisasi tekanan tinggi, bahkan jika tekanan setinggi 6.000 atm. dan periode sterilisasi selama 30 menit. Dengan demikian, membusuk enzim pektin yang terkandung dalam jus alami tetap aktif bahkan setelah jus diperlakukan dengan proses sterilisasi tekanan tinggi dan menghilangkan koloid jus ke presipitasi dari unsur-unsur berserat buah dan jus jernih, resultantly sisa kekurangan unremoved oleh tekanan tinggi proses sterilisasi. Dengan demikian, obyek dari penemuan ini adalah untuk menyediakan sebuah metode untuk mengobati jus buah dengan tekanan tinggi, metode mana yang efektif membunuh mikroorganisme misalnya jamur, khamir dan sejenisnya dan juga untuk membubarkan membusuk enzim pektin, resultantly mempertahankan jus alami yang telah diobati dengan metode sebagai suspensi koloid di mana elemen-elemen berserat digabungkan dengan satu sama lain karena fungsi pektin dan mencegah dari jus alami yang larut dalam curah hujan dan jus jernih. Untuk mencapai objek tersebut, metode untuk mengobati jus buah dengan tekanan tinggi sesuai dengan penemuan ini memiliki langkah untuk menambahkan enzim proteolitik terutama yang aktif di lingkungan asam, ke jus buah alami yang mengandung pektin dan setidaknya membusuk enzim pektin , dan satu langkah untuk mengompresi jus buah alami dengan tekanan tinggi lebih dari 2.000 atm., dengan demikian membunuh mikroorganisme misalnya jamur, khamir dan sejenisnya dan juga membusuk dan membusuk menonaktifkan enzim pektin yang merupakan protein, hasilnya sisa jus yang koloid undissolved ke unsur berserat buah dan jus jernih. Metode untuk memperlakukan jus buah dengan tekanan tinggi dari penemuan ini adalah boleh diterapkan untuk mensterilkan setiap jus buah jeruk, apel, persik atau sejenisnya dari yang nilai pH adalah 2,0 melalui 5.0, karena setiap dari jus alami dari buah-buahan mengandung pektin dan setidaknya satu enzim pektin membusuk. Dengan kata lain, sebuah koloid suspensi, kombinasi dari unsur-unsur berserat buah-buahan tersebut dan pektin, yang boleh diperlakukan dengan metode untuk mengobati jus buah dengan tekanan tinggi penemuan ini, tanpa jus alami adalah sebagai-diekstrak 100% jus , kental jus, jus diencerkan, atau jus bercampur dengan gula atau beberapa asam organik. Karena nilai pH jus paling alami berkisar dari 2,0 sampai 5.0, satu atau lebih enzim proteolitik (masing-masing yang disebut protease asam) yang aktif dalam asam, misalnya cathepsin D, rennin dan sejenisnya sedang atau akan ditambahkan ke pektin membusuk
enzim untuk tujuan untuk menonaktifkan enzim pektin yang membusuk protein, misalnya pektin Esterase dan polygalacturonase. Jumlah enzim proteolitik tersebut akan ditambahkan diperlukan untuk menjadi kuantitas cukup untuk menguraikan pektin-membusuk tersebut enzim dengan proses sterilisasi bertekanan tinggi dengan 2.000 atm. Hal ini perlu untuk merujuk pada bahwa jumlah tersebut enzim proteolitik yang akan ditambahkan dapat dipilih sepadan dengan kekuasaan atau kemampuan untuk menonaktifkan enzim proteolitik bekerja dan konsentrasi enzim membusuk pektin yang terkandung dalam jus alami untuk sterilizated. Dengan kata lain, enzim proteolitik diperbolehkan untuk ditambahkan ke jus alami segera setelah diekstraksi, setelah kental, setelah diencerkan atau setelah ditambahkan dengan gula atau asam organik. Kuantitas enzim proteolitik untuk ditambahkan diperlukan untuk menjadi cukup untuk menonaktifkan seluruh kuantitas enzim pektin membusuk. Enzim proteolitik yang aktif dalam asam dapat ditambahkan bahkan setelah jus alami diaplikasikan dengan tekanan tinggi proses sterilisasi yang dilakukan dengan tekanan tinggi lebih dari 2.000 atm., Dan ini lebih menguntungkan dari sudut pandang dari kegiatan yang proteolitik enzim. Namun, karena sulit untuk memperoleh enzim proteolitik yang tidak mengandung mikroorganisme seperti jamur dan / atau ragi (Dalam kasus proses sterilisasi pemanas, sebuah enzim proteolitik juga dinonaktifkan.), Dan juga karena sulit untuk menambahkan proteolitik enzim untuk jus alami, setelah jus dikemas dalam paket yang tertutup, sebuah enzim proteolitik diperlukan untuk ditambahkan ke jus alami, sebelum proses sterilisasi bertekanan tinggi diterapkan. Tekanan yang diberikan dan periode aplikasi tekanan ditentukan, mengikuti sifat mikroorganisme untuk dibunuh, dan tekanan yang diberikan biasanya dipilih antara 2.000 sampai 7.000 atm dan periode aplikasi tekanan biasanya dipilih antara 5 hingga 120 menit. Tekanan yang diberikan dan periode aplikasi tekanan bisa berkurang, jika jus alami atau tekanan air sedang dipanaskan dalam tingkat di mana pemanasan tidak memburuk kualitas olahan jus alami, dan jika suhu jus dikendalikan dengan menggunakan air jaket (17), selama periode di mana proses sterilisasi tekanan tinggi diterapkan pada jus alami. Namun, karena tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan dengan 2.000 sampai 5.000 atm selama 5 hingga 30 menit sudah cukup untuk membunuh mikroorganisme misalnya cetakan, yang ragi yang dapat berkembang biak dalam asam yang nilai pH adalah 2,0 melalui 5.0, dan karena tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan dengan suhu tinggi lebih dari 2.000 atm cenderung memburuk aktivitas enzim proteolitik yang aktif dalam asam, tekanan tinggi proses sterilisasi yang akan dilaksanakan di bawah suhu normal lebih disukai. Selama periode di mana tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan, jus alami yang akan disterilkan adalah boleh disegel dalam sebuah paket yang lembut dan mudah untuk mengirim suhu. Jus alami yang
akan disterilkan adalah boleh dikemas dalam sebuah paket, misalnya, sebuah kantong terbuat dari plastik lembut film, sebuah kotak yang terbuat dari kertas keras, sebuah cangkir terbuat dari plastik keras atau kertas film, sebelum disegel, tanpa udara tersisa di dalamnya. Karena tidak ada udara yang tersisa dalam paket, paket seragam dinding menerima tekanan pada seluruh sisi daripadanya.. Oleh karena itu, paket dinding terbuat dari bahan yang lembut tidak rusak bahkan di bawah tekanan tinggi ekstrim lebih dari 2.000 atm.(6) 1.5 Keunggulan dan keterbatasan perlakuan tekanan tinggi Keunggulan dari aplikasi tekanan tinggi dalam proses pengolahan adalah kemungkinan untuk melakukan proses pada suhu ruang atau bahkan pada suhu yang lebih rendah. Pengolahan pada suhu rendah dapat mempertahankan kualitas nutrisi dan sifat fungsional dari bahan. Selain itu, proses pengolahan tekanan tinggi terbukti ramah lingkungan dan merupakan teknologi yang bebas limbah. Pengolahan dengan suhu tinggi selain memiliki dampak yang baik terhadap proses pengawetan produk pangan, juga berdampak terhadap terjadinya modifikasi dan separasi produk. Pengembangan proses blansir konvensional menggunakan panas yaitu mencegah kehilangan zat nutrisi, kualitas produk dan limbah yang minimal.(1) Keunggulan : 1. respon yang cepat sehingga distribusi dengan cepat pada seluruh bagian produk (tidak ada gas). 2. keseragaman distribusi, tidak tergantung pada ukuran dan sifat geometri sampel. 3. Suhu rendah/kamar dapat menurunkan penurunan atau kehilangan kualitas yang rentan terhadap panas. 4. Aplikasi mempengaruhi secara langsung terhadap ikatan non-kovalen sehingga mempertahankan kualitas warna, flavor dan nutrisi. 5. Meningkatkan laju biokonversi, meningkatkan produksi metabolit, meningkatkan proses separasi. 6. Meningkatkan transfer panas, mengurangi oksidasi
7. teknologi bebas limbah, proses ramah lingkungan. 8. kompresi terhadap volume lebih kompak, terbentuk, dan terlapisi. 9. mempengaruhi aktivitas enzim dan mikrobial untuk pengawetan pangan. Keterbatasan : 1. Permeabilitas membran yang dapat membuat reaksi stres pada tanaman mikro organisme sehingga berpengaruh terhadap tekstur. 2. Aktivitas enzim residual yang berpengaruh terhadap kualitas. 3. Inaktivasi mikrobial yang tidak sempurna mempengaruhi keamanan dan aspek kualitas. 4. Peningkatan reaksi juga berpengaruh terhadap kualitas. 1.6 Mekanisme kerja Peralatan pengawetan dengan tekanan tinggi menggunakan proses perendaman produk pangan (umumnya dengan air) dalam tabung yang tekanannya bisa ditingkatkan. Caranya dengan memompakan cairan tambahan ke tabung yang volumenya tetap atau dengan memperkecil volume tabung. Karena itu, proses pengawetan itu sering disebut High Hydrostatic Pressure (HHP). Istilah lain yang sering dijumpai pada literatur adalah Ultra High Pressure (UHP) dan High Pressure Processing (HPP). Untuk keperluan keselamatan kerja, tabung harus didesain mampu menahan tekanan tinggi, sampai 800 Mpa, dalam waktu operasi cukup lama. Dalam operasinya, proses perlakuan tekanan tinggi ini bisa dilakukan secara batch maupun semi-kontinu. Desain saat ini membuat tekanan dengan pompa osilasi dalam bentuk pulsa bersiklus, selama sekitar 20 menit. Karena pengaruh tekanan tinggi, air dan produk pangan akan terkompresi. Pada tekanan 600 Mpa, volume air akan berkurang sampai 15 persen. Karena itu, pengemas produk harus didesain cukup kuat (terutama bagian sambungan) untuk mampu menahan kompresi dan fluktuasi volume.
Salah satu keuntungan dari proses ini adalah tekanan yang dihasilkan secara instan akan disebarkan secara merata kesegala arah, ke seluruh bagian tabung. Dengan demikian, tidak terdapat gradien tekanan pada produk pangan. Faktor kritis pengawetan dengan tekanan tinggi adalah perlakuan tekanan, selang waktu pada tekanan tinggi, waktu yang diperlukan bagi alat mencapai tekanan yang diinginkan, waktu dekompresi, perlakuan suhu, suhu awal produk, distribusi suhu pada tabung tekanan, pH produk, komposisi produk, aktivitas air, bahan dan integritas pengemas serta proses pendukung lainnya. 1.7 Mekanisme pengawetan Umumnya bakteri akan terganggu membran selnya jika dikenai perlakuan tekanan 250 Mpa. Jika diberi pulsa tekanan sampai 600 Mpa dan kemudian dikembalikan pada tekanan atmosfer, maka kerusakan membran akan mengganggu fungsi-fungsi seluler sehingga akhirnya mikroba mati. Dalam berbagai penelitian terakhir, dilaporkan bahwa pemusnahan mikroba patogen -seperti Listeria pada produk-produk daging, Salmonella pada telur dan unggas, Vibrio pada oyster, dapat dilakukan dengan baik melalui perlakuan HPP. Perlakuan tekanan tinggi juga secara efektif membunuh mikroba patogen pada jus jeruk yaitu Salmonella dan E coli 0157:H7; tanpa harus mengubah kesegaran dan karakterisktik alami lainnya. Spora lebih sulit diinaktivasi dengan tekanan tinggi. Mikroba yang paling tahan tekanan sampai saat ini adalah endospora bakteri gram-positip. Tahun 1932, Basset dan Macheboeuf menemukan spora Bacillus subtilis yang ternyata mampu bertahan pada tekanan 1,724 MPa (250,000 psi) selama 45 menit. Tanpa dikombinasikan dengan kenaikan suhu (45ºC sampai 70ºC), maka perlakuan HPP pada kisaran 500-700 MPa tidak efektif membunuh spora. Karena itulah maka perlakuan HPP biasanya dikombinasikan dengan perlakuan peningkatan suhu (tidak terlalu tinggi) dan penurunan pH. Enzim atau protein juga relatif lebih sulit diinaktivasi dengan perlakuan HPP. Enzim yang mengkatalisis reaksi pencoklatan pada buah-buahan merupakan enzim yang tahan terhadap perlakuan tekanan tinggi, sehingga tetap menyebabkan pencoklatan pada produk buah-buahan yang diproses dengan HPP. Karena itu diperlukan perlakuan pendahuluan berupa blansir untuk menginaktivasi enzim pencoklatan. Mirip produk segar
Proses HPP tidak berpengaruh pada ikatan-ikatan kovalen. Hal ini menyebabkan produk pangan yang diberi perlakuan tekanan tinggi pada suhu kamar atau suhu yang tidak terlalu tinggi tidak akan mengalami perubahan kimia ekstensif dan tidak terjadi kerusakan vitamin dan flavor; sehingga mutu sensori dan mutu gizinya akan sangat mirip dengan mutu produk segarnya. Berbagai produk komersial yang diproses dengan HPP saat ini dapat dijumpai di pasar dunia. Produk dari Jepang berupa jem dan jeli merupakan produk pertama yang diperkenalkan ke pasar. Berbagai produk lain adalah jus jeruk, jus kranberi, dan penyalut salad (salad dressings) juga diproses dengan HPP. Di Amerika, HPP digunakan secara komersial untuk memproses guakamole (pasta/saus avokad) dan salsa (sambal Meksiko). Untuk produk dari hewan, oysters merupakan produk hewani yang secara komersial diproses dengan HPP. Khusus untuk oysters, tekanan tinggi juga mempermudah proses pengupasan. Pada tekanan 275 Mpa selama 1-2 menit, hampir 100 persen oysters telah terbuka sehingga mudah memisahkan daging dan cangkangnya. Oysters yang dikupas dengan tekanan hidrostatik akan minimal kerusakannya. Pengolahan bertekanan tinggi minimal menyebabkan perubahan dalam ciri-ciri makanan 'segar' dengan menghilangkan degradasi termal. Dibandingkan dengan proses termal, HPP menghasilkan makanan dengan rasa lebih segar, dan meningkatkan penampilan, tekstur dan gizi. Pengolahan bertekanan tinggi dapat dilakukan pada temperatur ambien atau lemari pendingin, sehingga menghilangkan termal disebabkan dimasak off-rasa. Teknologi ini terutama
bermanfaat
untuk
produk-produk
yang
sensitif
terhadap
panas.
Kebanyakan makanan olahan panas saat ini dirawat untuk membunuh bakteri, yang sering mengurangi kualitas produk. Pengolahan bertekanan tinggi memberikan alternatif cara membunuh bakteri yang dapat menyebabkan pembusukan atau penyakit yang bertalian dengan
makanan
tanpa
kehilangan
kualitas
indra
atau
nutrisi.
Dalam proses HPP yang khas, produk dikemas dalam wadah yang fleksibel (biasanya sebuah kantong atau botol plastik) dan dimasukkan ke ruang tekanan tinggi yang penuh dengan tekanan-transmisi (hidrolik) cairan. Hidrolik fluida (biasanya air) dalam ruang yang bertekanan dengan pompa, dan tekanan ini ditularkan melalui paket ke dalam makanan itu sendiri. Tekanan diberikan untuk waktu tertentu, biasanya 3 sampai 5 menit. Produk yang diolah kemudian dihapus dan disimpan / didistribusikan secara konvensional. Karena tekanan ditransmisikan secara seragam (dalam segala arah secara bersamaan), makanan tetap bentuknya, bahkan pada tekanan yang ekstrim. Dan karena tidak ada panas yang diperlukan, karakteristik sensorik makanan dipertahankan tanpa mengorbankan keselamatan mikroba.
1.8 Peralatan untuk pengolahan dengan Tekanan Tinggi Peralatan pengawetan dengan tekanan tinggi tersebut menggunakan proses perendaman produk pangan (umumnya dengan air) dalam tabung yang tekanannya bisa ditingkatkan. Caranya, dengan memompakan cairan tambahan ke tabung yang volumenya tetap atau dengan memperkecil volume tabung. Oleh karena itu, proses pengawetan itu sering disebut High Hydrostatic Pressure (HHP). Istilah lain yang sering digunakan adalah Ultra High Pressure (UHP) dan High Pressure Processing (HPP). Untuk keperluan keselamatan kerja, tabung harus didesain mampu menahan tekanan tinggi sampai 800 megapascal dalam waktu yang cukup lama. Dalam operasinya, proses perlakuan tekanan tinggi tersebut bisa dilakukan secara batch maupun semikontinu. Desain saat ini membuat tekanan dengan pompa osilasi dalam bentuk pulsa bersiklus selama kurang 20 menit. Karena pengaruh tekanan tinggi, air dan produk pangan akan terkompresi. Oleh karena itu, pengemas produk harus didesain cukup kuat agar mampu menahan kompresi dan fluktuasi volume. Bagian utama dari mesin tekanan tinggi adalah bejana tekan silindris, sering dibangun di baja paduan kekuatan tarik tinggi. Ketebalan dinding dirancang untuk bertahan maksimum tekanan kerja dan jumlah siklus untuk kapal yang dimaksudkan. Multilayer atau kawat-luka pra-stres pembuluh digunakan untuk tekanan yang lebih tinggi dari 600 Mpa. Kapal ini sengaja dirancang dengan sisa tekan menekankan untuk menurunkan tingkat stres maksimum pada dinding pembuluh selama bertekanan. Dalam cara ketebalan dinding dapat dikurangi, maka biaya produksi penting seperti bagian dari sistem dapat diturunkan. Tekanan pada dasarnya ditransmisikan dengan dua metode : 1. Dalam metode langsung, piston didorong pada akhir diameter yang lebih besar dengan pompa tekanan rendah, yang secara langsung pressurizes media tekanan. Menurut prinsip hidrolik, tekanan rendah diberikan pada akhir permukaan besar piston untuk menghasilkan tekanan tinggi. Metode langsung bertekanan memungkinkan kompresi yang sangat cepat tetapi membutuhkan tekanan tahan dinamis segel antara piston dan permukaan kapal internal. 2. Dalam metode tidak langsung, tekanan tinggi penguat digunakan untuk memompa media tekanan dari reservoir ke dalam pembuluh tertutup sampai tekanan yang diinginkan tercapai. Air adalah
-tekanan yang dikirim paling luas media yang digunakan dalam tekanan tinggi makanan aplikasi. Salah satu kenyamanan air cair adalah perubahan volume yang karena tekanan secara signifikan lebih rendah daripada di uap atau gas-gas lain (misalnya, untuk 600 MPa pada 22 º C, volume air menurun 15 persen). Salah satu keuntungan dari proses tersebut adalah tekanan yang dihasilkan akan diteruskan ke segala arah, yaitu ke seluruh bagian tabung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemusnahan mikroba patogen, seperti Salmonella pada telur dan unggas, dapat dilakukan dengan baik melalui teknik HHP. Teknik tekanan tinggi tersebut juga efektif membunuh mikroba patogen pada jus jeruk, yaitu Salmonella dan E colli tanpa mengubah kesegaran dan ciri alami lainnya. Berbagai produk komersial yang diproses dengan HPP dapat dijumpai di berbagai belahan dunia. Produk dari Jepang berupa selai dan jeli merupakan produk pertama yang diperkenalkan ke pasar. Di Amerika Serikat, HHP secara komersial digunakan untuk memproses saus advokad dan salsa (sambal meksiko). Ruwanto, Bambang. Asas-asas Fisika SMA kelas XI. Hal :152.Penerbit:yudhistira Makanan dengan HHP dapat diproses dalam dua cara mendasar: a) Dalam wadah, di mana tekanan tinggi yang diberikan setelah mengisi dan penyegelan makanan ke dalamnya atau intermediate paket. b) Dalam-massal, di mana tidak ada kemasan menengah ada, tapi aseptik mengisi atau ultrabersih dan penyegelan, yang memisahkan potongan peralatan yang dimaksudkan untuk kontak dengan makanan dari media transmisi tekanan.(4) 1.9 Efek Biologi Tekanan hidrostatik tinggi menyebabkan inaktivasi mikroba dan enzim, dan protein denaturasi, bagaimanapun, mekanisme dasar yang terlibat hanya sebagian dipahami. Menurut prinsip Chatelier Le, dalam kondisi kesetimbangan, proses dikaitkan dengan penurunan volume disukai oleh tekanan dan sebaliknya. Tekanan antara 300 dan 800 MPa dapat menonaktifkan pembusukan makanan dan patogen mikro-organisme. Tekanan menyebabkan sejumlah perubahan dalam membran sel mikroba, sel morfologi, dan biokimia reaksi, yang akhirnya dapat menyebabkan mikroba inaktivasi. Membran sel adalah situs utama tindakan untuk kerusakan tekanan untuk mikroba sel. Membran mikroba memainkan peran penting dalam transportasi dan fungsi respirasi, dengan demikian, perubahan besar
dalam permeabilitas membran dapat menyebabkan kematian sel. Perubahan morfologi sel melibatkan runtuhnya vakuola gas antar sel, sel anomali perpanjangan, dan penghentian gerakan dalam kasus motil mikro- organisme. Ada bukti yang baik bahwa perubahan kecil dalam biokimia hidup sel memainkan peran penting dalam inaktivasi mikroba. Biokimia reaksi yang sangat dipengaruhi oleh tekanan biasanya melibatkan reaktan dan produk yang berbeda dalam sejumlah kelompok terionisasi, seperti molekul air dan asam. Tingkat inaktivasi mikroba dicapai tergantung pada jenis dan jumlah mikroorganisme, besarnya dan durasi pengobatan HHP, suhu, dan komposisi media suspensi atau makanan. Secara umum, ragi dan jamur lebih mudah dilemahkan oleh tekanan dari bakteri. Di antara bakteri, bentuk vegetatif lebih rentan dari spora. Sensitivitas tekanan relatif sel vegetatif membuat mereka target pertama untuk pengawetan makanan dengan tekanan tinggi teknologi, dan khususnya untuk produk dalam yang sifat makanan (misalnya, pH rendah dalam jus buah) memastikan bahwa tekanan-tahan spora pembentuk tidak dapat tumbuh. Perkecambahan spora dapat diinduksi dengan mengubah moderat tekanan siklus, yang meninggalkan sel vegetatif rentan terhadap inaktivasi. Gram- bakteri positif lebih tahan daripada bakteri gram negatif, dan bakteri pada fase pertumbuhan stasioner lebih tahan dari bakteri yang tumbuh di logaritmik fase. Umumnya, peningkatan tekanan meningkatkan inaktivasi mikroba. Namun, meningkatkan waktu perawatan tidak selalu meningkatkan angka kematian mikroba. Ketika dikombinasikan dengan faktor pelestarian lainnya, seperti aktivitas air, pH, suhu atau antimikroba, aksi tekanan dapat memiliki aditif, antagonis, atau efek sinergis. Makanan dengan aktivitas air rendah dicapai dengan gula yang tinggi konsentrasi menurunkan kepekaan dari mikroorganisme untuk memaksa (antagonis efek). PH rendah dan penggunaan suhu moderat gabungan mempromosikan tekanan efikasi (efek sinergis) pada inaktivasi mikroba. Enzim dapat aktif melalui tindakan tekanan dengan mengganggu situs aktif mereka. Enzim adalah protein dalam aktivitas biologis yang muncul dari situs aktif membawa bersama-sama oleh konfigurasi tiga dimensi dari molekul. Bahkan perubahan kecil situs aktif dapat menyebabkan hilangnya aktivitas enzim. Tekanan di atas 150 MPa menginduksi parsial berlangsung dan disosiasi struktur protein, karena modifikasi hidrofobik dan elektrostatik obligasi. Namun, HHP tidak mempengaruhi ikatan kovalen, dengan demikian, enzim dapat refold setelah depressurization, sebagian atau seluruhnya pulih seperti aktivitas biologi asli. Sejak denaturasi protein dikaitkan dengan konformasi perubahan, aksi tekanan dapat mengubah fungsi dari enzim (misalnya, kenaikan atau hilangnya aktivitas biologis atau perubahan spesifisitas substrat). Tekanan saja secara umum tidak cukup untuk menonaktifkan
enzim makanan yg memburuk. Sisa aktivitas enzimatik enzim yg memburuk, jika cukup tinggi, sangat bisa mengurangi umur simpan HHP-diperlakukan makanan. Namun, ketika tekanan digunakan dalam kombinasi dengan faktor lain, seperti sebagai perlakuan panas ringan, inaktivasi enzim dapat dicapai. Struktur protein makanan dan polisakarida dapat diubah dengan tekanan tinggi untuk membawa modifikasi dalam reologi dan dimulut. Tekanan dapat menginduksi gelasi suspensi, solusi protein berbagai makanan, seperti sebagai otot homogenat, surimi, putih telur, dan protein kedelai. Gel diperoleh HHP pengolahan memiliki warna lebih terang dan kekuatan lebih rendah dari gel diperoleh dengan panas tradisional pengolahan. Namun, nilai gizi gel HHP yang diperoleh lebih baik dipertahankan dan tekstur novel mereka potensial dapat digunakan di daerah pengembangan produk makanan. Pati dapat didorong untuk menjadi agar-agar dengan tindakan tekanan. Dalam panas akibat gelatinisasi, yang granul urutan molekul terganggu dan larut amilosa sedangkan membengkak granul. HHP mengganggu struktur granula pati amilosa tanpa pencucian, menyebabkan granul terbatas ekspansi saat pembengkakan. Gel yang diperoleh dari pati HHP gelatinized memiliki lebih lemah matriks dari panas yang disebabkan jenis. Makanan beku dapat dicairkan dengan pengobatan tekanan, mengurangi waktu yang diperlukan pada tekanan atmosfer, sehingga mengurangi hilangnya sifat retensi cairan dan meningkatkan pelestarian warna dan rasa buah. Pencairan umumnya terjadi lebih lambat dari pembekuan, berpotensi memungkinkan kerusakan lebih lanjut pada sampel. Oleh karena itu, tekanan yang dibantu pembekuan dan pencairan mewakili wilayah potensi pengembangan, meskipun penelitian awal beberapa telah dipublikasikan sejauh ini.(6)
DAFTAR PUSTAKA 1.
Hariyadi,
Purwiyatno.
2010.
TEKNOLOGI
ULTRA
HIGH
PRESSURE
PanganTetap Segar dalam Tekanan Besar. 2.
Muchtadi,
Tien.
Ayustaningwarno,
Fitriyono.
2010.
Teknologi
proses
pengolahan pangan. ALFABETA: Jakarta 3. Rendueles, E., et al., Microbial food safety assesment of high hydrostatic pressure processing: A review. LWT-Food Science and Technology (2010) 4. Dekker, Marcel. Nonthermal Pelestarian Makanan. 5. Kumar, Praveen. dkk. 2006. High Hydrostatic Pressrure Extration of Antioxidantd from Morinda Citrifolia Fruit-Process Parameter Optimization. 6. Barbosa Canovas, GV, Gongora-Nieto, MM, Rodriguez, JJ dan Swanson, BG.
MAKANAN
ENGINEERING
Makanan dan Emerging Technologies.
-
Vol. III
- pengolahan
nonthermal
