Kebijakan Fiskal dan Moneter: November 2012

MAKALAH DASAR-DASAR PENGAWETAN (TEKANAN TINGGI)

| di 08.06

MAKALAH DASAR-DASAR PENGAWETAN

(Prinsip dan Aplikasi Pengawetan dengan Tekanan Tinggi)

Oleh

Ariefalgi Budianto 1114051007

Ira Ervinda Naim 1114051026

Muhammad Nurudin 1114051033

Muhammad Satria Gunawan 1114051032

Nurul Fitriana 1114051036

Rian Setiawan 1114051048

Widya Astari 1114051064

Yudha Aditya Mahendra 1114051067

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2012

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bahan pangan hasil pertanian merupakan bahan yang mudah rusak (perishable) atau tidak tahan lama, jika dibiarkan begitu saja maka bahan pangan seperti buah atau sayur akan berkurang kualitas nya selama masa penyimpanan. Oleh karena itu, dibutuhkan perlakuan yang lebih untuk menjaga bahan pangan tersebut yaitu dengan melakukan pengawetan. Pengawetan makanan adalah proses perlakuan pada makanan untuk menghentikan atau mengurangi kerusakan pada makanan seperti berkurangnya kualitas dan nutrisi yang terkandung di dalamnya. Pengawetan makanan biasanya terkait dengan penghambatan pertumbuhan bakteri, jamur dan mikroorganisme lainnya. Banyak metode atau teknik pengawetan makanan seperti pasteurisasi, pengeringan, pendinginan, pengalengan, pemvakuman, radiasi, pemberian medan listrik, kimiawi, dan lain-lain.

Pengawetan pangan disamping berarti penyimpanan juga memiliki 2 maksud, yaitu:

1) Menghambat pembusukan.

2) Menjamin mutu awal pangan agar tetap terjaga selama mungkin. Salah satu cara mengawetkan bahan pangan adalah pengawetan dengan tekanan tinggi yang efektif membunuh mikroba dan bisa juga dilakukan dengan cara mengolahnya. Salah satu tujuan pengolahan pangan adalah untuk mempertahankan atau mengawetkan kesegaran produk pangan. 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. High Pressure Processing (HPP) adalah metode pengolahan makanan di mana makanan mengalami tekanan tinggi (hingga £ 87.000 per inci persegi atau sekitar 6.000 atmosfer), dengan atau tanpa penambahan panas, untuk mencapai inaktivasi mikroba atau untuk mengubah atribut makanan dalam rangka mencapai kualitas yang diinginkan konsumen. Tekanan Menonaktifkan bakteri yang paling vegetatif pada tekanan di atas £ 60.000 per inci persegi. HPP mempertahankan kualitas makanan, mempertahankan kesegaran alam, dan memperpanjang umur simpan mikrobiologi. Proses ini juga dikenal sebagai proses tekanan tinggi hidrostatik (HHP) dan ultra pengolahan tekanan tinggi (UHP). Pengolahan bertekanan tinggi menyebabkan perubahan minimal dalam karakteristik segar makanan dengan menghilangkan degradasi termal. Dibandingkan dengan pengolahan termal, hasil HPP (hidrostatik pressure processing) dalam makanan dengan rasa lebih segar, dan penampilan yang lebih baik, tekstur dan gizi. Pengolahan tekanan tinggi dapat dilakukan pada suhu sekitar atau refrigerator (dingin). Teknologi ini terutama bermanfaat untuk produk-produk yang sensitive terhadap panas.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana prinsip pengawetan makanan dengan tekanan tinggi ?

2. Apa saja alat kerja yang diperlukan ?

3. Bagaimana mekanismenya sehingga bisa mengawetkan dan membunuh bakteri?

4. Apa saja contoh penerapan atau aplikasi pengawetan ini dalam bahan makanan ?

5. Apa saja kelebihan dan pengaruhnya terhadap kandungan gizi makanan ?

II. PEMBAHASAN

2.1 Prinsip Pengawetan dengan Tekanan Tinggi

Prinsip kerja HHP yaitu dengan tekanan yang tinggi maka fungsi seluler suatu mikroorganisme dapat terganggu. Teknologi HHP menggunakan energi panas yang rendah sehingga tidak menyebabkan terbentuknya zat kimia baru, radiolitik, dan radikal bebas pada produk pangan. HHP memiliki 3 parameter utama dalam prosesnya yaitu temperatur (T), tekanan (p), dan waktu (t). Di mana pada proses termal hanya ada 2 parameter yang paling penting yaitu temperatur dan waktu.

Hal ini menyebabkan desain proses pada teknologi HHP lebih bervariasi. Selain itu, parameter yang juga berkontribusi dalam metode HHP adalah laju pasteurisasi/dekompresi, distribusi panas, pH, aktivitas air (aw), temperatur awal produk, dan komposisi produk pangan. Menurut Heinz and Buckow (2009), tekanan hidrostatik dihasilkan dengan meningkatkan energi bebas. Pada industri pangan, tekanan yang diberikan dapat mencapai 800 MPa. Tekanan diberikan secara konstan selama beberapa detik atau beberapa menit.

2.2 Alat Kerja dan Mekanisme Kerja Pengawetan Tekanan Tinggi

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.

Tekanan tinggi ini mampu membunuh bakteri yang akan tumbuh pada bahan pangan. Karena pada 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.

2.3 Penerapan atau Aplikasi Teknik Tekanan Tinggi pada Bahan Pangan

Pengawetan dengan tekanan tinggi ini bisa diterapkan ke banyak bahan pangan yang memang tidak tahan terhadap pengawetan dengan suhu tinggi (sensitif). Karena aplikasi suhu tinggi dapat memicu kerusakan mutu produk pangan, terutama kesegaran dan aroma. High Hydrostatic Pressure (HHP) atau High Pressure Processing (HPP) merupakan sebuah metode pengawetan pangan tanpa proses termal di mana produk pangan dikemas terlebih dahulu lalu diberikan tekanan air sebesar 100 hingga 900 MPa. Dalam industri pangan, umumnya HHP diaplikasikan pada tekanan di atas 350 MPa selama beberapa detik atau beberapa menit. Buah-buahan merupakan produk pangan pertama yang pertama kali dikomersilkan untuk diproses menggunakan teknologi HHP di negara tersebut. Kemudian pada tahun 1996, teknologi ini mulai digunakan secara komersil di Amerika Serikat dan negara-negara di Eropa. Dalam satu dekade terakhir, penggunaan HHP pada produk pangan semakin pesat. Pada tahun 2009, terdapat 128 industri pangan yang telah menggunakan teknologi tersebut. Teknologi ini banyak digunakan pada pengolahan produk sayuran serta produk daging dan olahannya. Selain itu juga banyak diaplikasikan pada produk perikanan dan jus buah. Sayangnya di Indonesia penggunaannya masih cukup jarang. pengaruh aplikasi tekanan tinggi pada hampir setiap mikroba dalam proses pengawetan pangan-baik mikroba fermentatif, pembusuk atau juga penyebab penyakit (patogen)-telah dipelajari intensif.

Berikut ini adalah tabel pengaplikasian pengawetan tekanan tinggi :

Produk pangan	Kondisi proses	Komentar
Susu	500-700 MPa, 66-71ºC, 1-3 jam	Bertahan selama 20 hari
Jus Jeruk	680 MPa, RT, 10 menit	Mencegah fermentasi
Jus apel	410 – 820 MPa, RT, 30 menit	Mencegah fermentasi
Peach, pear	410 MPa, RT, 30 menit	Dalam kondisi baik selama 5 tahun
Tomat	680 MPa, RT, 60 menit	Sebagian rusak
Blackberry, Rasberry	Tekanan rendah	Biasanya terfementasi
Peas, beans, beet	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 , 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.

2.4 Keunggulan dan Pengaruhnya Terhadap Kandungan Gizi

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.

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.

III. PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Pada makalah ini, maka penulis menyimpulkan bahwa: bahan hasil pertanian merupakan bahan pangan yang mudah rusak, sehingga untuk menunda kerusakannya bisa dilakukan pengawetan.Pengawetan dilakukan dengan beberapa cara, bisa dengan menambahkan zat additive dan dengan perlakuan lainnya.Salah satu contoh perlakuan pengawetan yaitu dengan tekanan tinggi.Pengawetan dengan tekanan tinggi bisa mengurangi kehilangan flavour pada bahan pangan.

3.2 Saran

Pengawetan dengan tekanan tinggi dalam proses pengolahan memiliki banyak keunggulan Bagi produsen makanan hendaknya jangan hanya ingin mendapatakan keuntungan yang besar te tapi juga memperhaatikan aspek kesehatan bagi masyarakat yang mengkonsumsinya yaitu dengan menggunakan zat aditif yang tidak berbahaya bagi kesehatan. Sebaiknya produsen makanan mengawetkan makanan dengan tekanan tinggi tanpa menggunakan zat aditif yang berbahaya. Hal tersebut karena pengawetan dengan tekanan tinggi dapat mempertahankan kualitas nutrisi dan sifat fungsional dari bahan. Selain itu, proses pengolahan tekanan tinggi terbukti ramah lingkungan dan merupakan teknologi yang bebas limbah

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 - Vol. III - pengolahan nonthermal