• Prinsip dan Pengertian Proses Termal


  •   
  • FileName: Topik 2 Prinsip Proses Termal.pdf [read-online]
    • Abstract: Pengertian sterilisasi komersial ini menunjukkan bahwa bahan pangan yang. telah mengalami proses sterilisasi mungkin masih mengandung spora bakteri ... Faktor yang paling penting dalam produksi makanan yang diasamkan ada ...

Download the ebook

Prinsip dan Pengertian Topik
Proses Termal
P. Hariyadi, F. Kusnandar,
2
dan N. Wulandari
Tujuan Instruksional Khusus:
Setelah menyelesaikan topik 2 ini, mahasiswa diharapkan mampu menje-
laskan jenis dan tujuan proses termal, dan mengklasifikasikan produk
pangan berdasarkan tingkat keasaman dan resikonya serta proses termal
yang perlu dilakukan.
Pendahuluan
Kajian tentang pengolahan pangan dengan suhu tinggi atau proses termal
terutama memfokuskan pada aplikasi panas untuk membunuh atau menginaktif-
kan mikroorganisme yang dapat menyebabkan kebusukan produk pangan dan
berbahaya bagi kesehatan manusia. Pengolahan dengan suhu tinggi melibatkan
proses pemanasan pada berbagai variasi suhu dan waktu. Prosesnya sendiri da-
pat dilakukan dalam sistem batch (in-container sterilization) atau dengan sistem
kontinyu (aseptic processing). Tujuan utama dari proses pengolahan dengan
suhu tinggi ini adalah untuk memperpanjang daya awet produk pangan yang
mudah rusak dan meningkatkan keamanannya selama disimpan dalam jangka
waktu tertentu. Proses pengolahan dengan suhu tinggi telah diaplikasikan dalam
makanan kaleng dan dapat mempertahankan daya awet produk pangan hingga 6
bulan atau lebih.
Pengolahan dengan suhu tinggi juga mempengaruhi mutu produk, seperti
memperbaiki mutu sensori, melunakkan produk sehingga mudah dikonsumsi, dan
menghancurkan komponen-komponen yang tidak diperlukan (seperti komponen
tripsin inhibitor dalam biji-bijian). Namun demikian, bila proses pemanasan dila-
kukan secara berlebihan, maka dapat menyebabkan kerusakan komponen gizi
(seperti vitamin dan protein) dan penurunan mutu sensori (rasa, warna, dan
tekstur).
Berdasarkan pada kriteria suhu, waktu, dan tujuan pemanasan, proses
pengolahan pangan dengan suhu tinggi dapat dibagi menjadi beberapa operasi,
yaitu proses blansir (blanching), proses pasteurisasi, sterilisasi dan hot-filling.
Selain itu, proses pemanasan suhu tinggi juga diterapkan untuk keperluan umum
lainnya, seperti pemasakan/cooking, penghangatan kembali/rewarming dan
pelelehan/thawing makanan. Dalam sub-topik 2.1 ini khusus akan dibahas prinsip
dan pengertian blansir, pasteurisasi, sterilisasi dan hot-filling.
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 13
Jenis dan Tujuan Proses Termal
Terdapat beberapa jenis proses pemanasan yang umum diterapkan dalam
proses pengalengan pangan, seperti blansir, pasteurisasi, sterilisasi dan hot-
filling. Dari keempat proses pemanasan tersebut, blansir biasanya bagian dari
proses pengalengan sebelum dilakukan proses termal dan bertujuan bukan untuk
proses pengawetan.
Blansir
Blansir adalah perlakuan panas pendahuluan yang sering dilakukan dalam
proses pengalengan makanan buah dan sayuran dengan tujuan untuk mem-
perbaiki mutunya sebelum dikenai proses lanjutan. Dengan demikian, proses
blansir bukan ditujukan untuk proses pengawetan. Tujuan perlakuan blansir teru-
tama adalah untuk (i) menginaktifasi enzim, (ii) mengurangi jumlah mikroba awal
(terutama mikroba pada permukaan bahan pangan, buah dan sayuran), (iii)
melunakkan tekstur buah dan sayuran sehingga mempermudah proses pengisian
buah/sayuran dalam wadah, dan (iv) mengeluarkan udara yang terperangkap
pada jaringan buah/sayuran yang akan mengurangi kerusakan oksidasi dan
membantu proses pengalengan dengan terbentuknya head space yang baik.
Buah dan sayuran segar mengandung enzim yang sering kali mengganggu
selama penyimpanan produk. Selama penyimpanan produk buah/sayur, beberapa
enzim, seperti lipoksigenase, polifenolase, poligalakturonase dan klorofilase, akan
menurunkan mutu sensori dan gizi produk. Dengan adanya proses blansir yang dilan-
jutkan dengan proses pasteurisasi/sterilisasi makanan kaleng, maka enzim pun akan
inaktif dan tidak mempengaruhi perubahan mutu produk selama penyimpanan.
Di dalam proses blansir buah dan sayuran, terdapat dua jenis enzim yang tahan
panas, yaitu enzim katalase dan peroksidase. Kedua enzim ini memerlukan pema-
nasan yang lebih tinggi untuk menginaktifkannya dibandingkan enzim-enzim lain
yang tersebut di atas. Baik enzim katalase maupun peroksidase tidak menyebabkan
kerusakan pada buah dan sayuran. Namun karena sifat ketahanan panasnya yang
tinggi, enzim katalase dan peroksidase sering digunakan sebagai enzim indikator bagi
kecukupan proses blansir. Artinya, apabila tidak ada lagi aktivitas enzim katalase atau
peroksidase pada buah dan sayuran yang telah diblansir, maka enzim-enzim lain
yang tidak diinginkan pun telah terinaktivasi dengan baik.
Pasteurisasi
Proses pemanasan dengan pasteurisasi diberi nama dari nama ahli mikro-
biologi Perancis, yaitu Louis Pasteur. Pada awalnya proses ini dikembangkan
sebagai upaya untuk mencari metode pengawetan minuman anggur (wine). Pas-
teur menunjukkan bahwa proses pembusukan pada minuman anggur dapat
dicegah jika anggur tersebut dipanaskan pada suhu 60oC selama beberapa
waktu. Namun demikian, dalam perkembangannya, proses pasteurisasi lebih
banyak diaplikasikan untuk proses pengolahan susu.
Secara umum proses pasteurisasi adalah suatu proses pemanasan yang
relatif cukup rendah (umumnya dilakukan pada suhu di bawah 100oC) dengan
tujuan untuk mengurangi populasi mikroorganisme pembusuk sehingga bahan
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 14
pangan yang dipasteurisasi tersebut akan mempunyai daya awet beberapa hari
(seperti produk susu pasteurisasi) sampai beberapa bulan (seperti produk sari
buah pasteurisasi).
Walaupun proses ini hanya mampu membunuh sebagian populasi mikro-
organisme, namun pasteurisasi ini sering diaplikasikan terutama jika:
(1) Dikhawatirkan bahwa penggunaan panas yang lebih tinggi akan menyebab-
kan terjadinya kerusakan mutu (misalnya pada susu),
(2) Tujuan utama proses pemanasan hanyalah untuk membunuh mikroorga-
nisme patogen (penyebab penyakit, misalnya pada susu) atau inaktivasi
enzim-enzim yang dapat merusak mutu (misalnya pada saribuah),
(3) Diketahui bahwa mikroorganisme penyebab kebusukan yang utama adalah
mikroorganisme yang sensitif terhadap panas (misalnya khamir/ragi pada
sari buah),
(4) Akan digunakan cara atau metode pengawetan lainnya yang dikombinasikan
dengan proses pasteurisasi, sehingga sisa mikroorganisme yang masih ada
setelah proses pasteurisasi dapat dikendalikan dengan metode pengawetan
tersebut (misalnya pasteurisasi dikombinasikan dengan pendinginan, penge-
masan yang rapat tertutup, penambahan gula dan/atau asam, dan lain-lain).
Secara umum tujuan utama pasteurisasi adalah untuk memusnahkan sel-
sel vegetatif dari mikroba patogen, pembentuk toksin dan pembusuk. Beberapa
mikroba yang dapat dimusnahkan dengan perlakuan pasteurisasi adalah bakteri
penyebab penyakit, seperti Mycobacterium tuberculosis (penyebab penyakit
TBC), Salmonella (penyebab kolera dan tifus) serta Shigella dysenteriae (penye-
bab disentri). Di samping itu, pasteurisasi juga dapat memusnahkan bakteri
pembusuk yang tidak berspora, seperti Pseudomonas, Achromobater, Lacto-
bacillus, Leuconostoc, Proteus, Micrococcus dan Aerobacter serta kapang dan
khamir.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bawa proses pasteurisasi secara
umum dapat mengawetkan produk pangan dengan adanya inaktivasi enzim dan
pembunuhan mikroorganisme yang sensitif terhadap panas (terutama khamir,
kapang dan beberapa bakteri yang tidak membentuk spora), tetapi hanya sedikit
menyebabkan perubahan/penurunan mutu gizi dan organoleptik. Keampuhan
proses pemanasan dan peningkatan daya awet yang dihasilkan dari proses pas-
teurisasi ini dipengaruhi oleh karakteristik bahan pangan, terutama nilai pH. Kon-
disi dan tujuan pasteurisasi dari beberapa produk pangan dapat berbeda-beda,
tergantung dari pH produk.
Proses pasteurisasi dapat dilakukan pada kombinasi suhu dan waktu yang
berbeda. Sebagai contoh, pasteurisasi susu dapat dilakukan dengan mengguna-
kan metode sebagai berikut:
(1) Long time pasteurization atau 'holder process', yaitu pada suhu 62.8oC-
65.6oC selama 30 menit.
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 15
(2) High temperature short time [HTST] pasteurization, yaitu pada suhu 73oC
selama 15 detik.
(3) Flash pasteurization, yaitu pada suhu 85oC-95oC selama 2-3 detik.
Sterilisasi Komersial
Pengertian steril absolut menunjukkan suatu kondisi yang suci hama, yaitu
kondisi yang bebas dari mikroorganisme. Pada proses sterilisasi produk pangan,
kondisi steril absolut sulit dicapai, karena itulah digunakan istilah sterilisasi
komersial atau sterilisasi praktikal. Sterilisasi komersial yaitu suatu kondisi yang
diperoleh dari pengolahan pangan dengan menggunakan suhu tinggi dalam peri-
ode waktu yang cukup lama sehingga tidak ada lagi terdapat mikroorganisme
hidup.
Pengertian sterilisasi komersial ini menunjukkan bahwa bahan pangan yang
telah mengalami proses sterilisasi mungkin masih mengandung spora bakteri
(terutama bakteri non-patogen), namun setelah proses pemanasan tersebut
spora bakteri non-patogen tersebut bersifat dorman (tidak dalam kondisi aktif
bereproduksi), sehingga keberadaannya tidak membahayakan kalau produk ter-
sebut disimpan pada kondisi normal. Dengan demikian, produk pangan yang
telah mengalami sterilisasi komersial akan mempunyai daya awet yang tinggi,
yaitu beberapa bulan sampai beberapa tahun. Sterilitas komersial (menurut FDA)
atau stabilitas penyimpanan (menurut USDA) adalah kondisi bebas dari mikroba
yang dapat berkembang biak dalam makanan pada kondisi penyimpanan atau
distribusi yang normal tanpa bantuan pendingin.
Pada produk steril komersial yang berasam rendah, terdapat resiko kea-
manan pangan yang cukup tinggi. Pada kondisi penyimpanan normal tanpa pen-
dinginan, pangan berasam rendah yang belum mencapai kecukupan proses steril
komersial akan beresiko ditumbuhi mikroba. Selain itu spora yang tertinggal di
dalam makanan tersebut dapat bergerminasi kembali dan menyebabkan kebu-
sukan atau kerusakan makanan. Di lain pihak penggunaan suhu yang tinggi pada
proses sterilisasi produk pangan secara berlebihan, memungkinkan terjadinya
kerusakan nilai gizi maupun organoleptik produk pangan tersebut, sehingga pro-
ses sterilisasi komersial perlu dikontrol dengan baik.
Produksi pangan steril komersial mencakup dua operasi yang esensial
(Gambar 2.1); yaitu:
(1) Bahan pangan harus dipanaskan secara cukup (pada suhu yang cukup tinggi
dan waktu yang cukup lama) untuk memastikan bahwa kondisi steril komer-
sial telah tercapai.
(2) Pangan yang telah disterilisasi komersial harus dikemas dan ditutup dengan
menggunakan wadah yang hermetik atau kedap udara (seperti kaleng,
gelas, alumnium foil, retort pouch, dll), sehingga mampu mencegah timbul-
nya rekontaminasi setelah produk tersebut disterilkan.
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 16
Suhu tinggi membunuh mikroba
Wadah tertutup mencegah pencemaran kembali
(rekontaminasi) pada makanan
Gambar 2.1. Prinsip penglahan dengan suhu tinggi (sterilisasi komersial)
Spora bakteri umumnya mempunyai ketahanan panas yang lebih tinggi
daripada sel vegetatifnya. Karena itulah, proses pemanasan pada sterilisasi
komersial bertujuan untuk menginaktifkan spora bakteri, terutama spora bakteri
patogen yang tahan panas. Kondisi proses sterilisasi komersial tersebut sangat
tergantung pada berbagai faktor, antara lain kondisi produk pangan yang diste-
rilisasikan (nilai pH, jumlah mikroorganisme awal, dll), jenis dan ketahanan panas
mikroorganisme yang ada dalam bahan pangan, karakteristik pindah panas pada
bahan pangan dan wadah (kaleng), medium pemanas, dan kondisi penyimpanan
setelah sterilisasi.
Proses sterilisasi komersial dilakukan melalui pemanasan pada suhu tinggi.
Karena tujuan sterilisasi adalah untuk membunuh semua sel vegetatif dan semua
spora bakteri, maka bahan pangan berasam rendah yang disteriisasil komersial
membutuhkan suhu proses yang tinggi. Untuk itu perlu dikendalikan dengan baik
karena bila tidak terkontrol dengan baik, pemanasan yang berlebihan dapat
merusak mutu organoleptik dan gizi produk pangan tersebut.
Produk pangan yang telah mengalami sterilisasi seharusnya dikemas
dengan kemasan yang kedap udara untuk mencegah terjadinya rekontaminasi.
Kondisi pengemasan kedap udara ini menyebabkan terbatasnya jumlah udara
(oksigen) yang rendah, sehingga mikroorganisme yang bersifat obligat aerob
tidak akan mampu tumbuh pada produk pangan tersebut. Namun yang perlu
diperhatikan adalah mikroorganisme (terutama spora) yang bersifat fakultatif
atau obligat anaerob yang jika tidak diperhatikan dengan seksama akan mampu
menyebabkan terjadinya kebusukan. Dengan demikian, suatu produk pangan
dikatakan sudah steril komersial apabila: (a) produk telah mengalami proses
pemanasan lebih dari 100oC; (b) bebas dari mikroba patogen dan pembentuk
racun; (c) bebas mikroba yang dalam kondisi penyimpanan dan penanganan nor-
mal dapat menyebabkan kebusukan; dan (d) awet (dapat disimpan pada kondisi
normal tanpa refrigerasi).
Umumnya, proses pengemasan untuk bahan pangan yang telah diproses
dengan sterilisasi komersial akan menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini
memberikan beberapa keuntungan, antara lain (i) spora bakteri pembusuk
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 17
umumnya tidak tahan panas sehingga lebih mudah dimusnahkan pada proses
pemanasan, dan (ii) dapat mengurangi reaksi oksidasi yang mungkin terjadi baik
selama pemanasan maupun selama penyimpanan setelah diproses. Untuk mem-
pertahankan kondisi anaerobik ini, bahan pangan perlu dikemas dalam kemasan
kedap udara (hermetis) seperti kaleng, gelas, kantong plastik atau alumunium
foil.
Berdasarkan prosesnya, sterilisasi dapat dilakukan dengan metode sebagai
berikut:
(1) Proses pengalengan konvensional, dimana produk dimasukkan dalam
kaleng, lalu ditutup secara hermetis, dan setelah itu produk dalam kaleng
dipanaskan/disterilisasikan dengan menggunakan retort. Setelah kecukupan
panas yang diperlukan tercapai, produk dalam kaleng tersebut didinginkan.
(2) Proses aseptis, yaitu suatu proses dimana produk dan kemasan disterilisasi
secara terpisah, kemudian produk steril tersebut diisikan ke dalam wadah
steril pada suatu ruangan yang steril.
Berdasarkan penjelasan di atas, maka produk pangan steril komersial dapat
didefinisikan sebagai produk pangan berasam rendah (low acid foods) yang telah
mengalami proses pemanasan, sehingga bisa dipastikan bahwa produk tersebut
telah bebas dari mikroba yang dapat berkembang biak dalam makanan pada
kondisi penyimpanan atau distribusi yang normal tanpa bantuan pendingin. Istil-
ah pangan steril komersial selama ini sering pula dikenal sebagai makanan dalam
kaleng.
Hot-filling
Hot-filling adalah teknik proses termal yang banyak diterapkan untuk
produk pangan berbentuk cair, seperti saus, jam, dan sambal. Dari segi tujuan
proses, hot-filling banyak dilakukan untuk produk pangan yang memiliki pH ren-
dah (pangan asam/diasamkan) untuk tujuan pasteurisasi. Pengertian hot-filling
adalah melakukan pengemasan bahan dalam kondisi panas setelah proses pas-
teurisasi ke dalam kemasan steril (misalnya botol atau gelas jar), lalu ditutup
rapat (hermetis) dan didinginkan. Biasanya proses hot-filling dikombinasikan
dengan teknik pengawetan lain, misalnya penambahan gula, garam, bahan peng-
awet atau pendinginan. Di antara produk pangan yang dapat diproses dengan
hot-filling adalah saus, sambal, jem, dsb.
Klasifikasi Produk Pangan
Tingkat keasaman produk (pH) akan menentukan jenis mikroba apa yang
berpotensi untuk tumbuh di dalamnya, sehingga akan menjadi faktor penentu
proses termal apa yang harus dilakukan (sterilisasi/pasteurisasi). Tingkat resiko
terkontaminasi oleh mikroba yang berbahaya (patogen) terutama untuk produk-
produk yang memiliki pH yang tinggi. Terutama dalam makanan kaleng, yang
menjadi pH kritis adalah pH media dimana Clostridium botulinum mulai dapat
tumbuh adalah 4.5. Berdasarkan resiko keamanan pangan, produk pangan sering
dikelompokkan berdasarkan tingkat keasaman atau pHnya. Sebagai batas penge-
lompokkannya, digunakan batas resiko pertumbuhan bakteri Clostridium botuli-
Topik 2. Prinsip dan Pengertian Proses Termal 18
num, yaitu 4.5-4.6. Untuk pertimbangan keamanan, sebagai batas pengelom-
pokkan biasanya digunakan pH 4.5.
Berdasarkan tingkat keasaman tersebut, produk pangan sering dikelompok-
kan menjadi pangan asam atau acid food (pH4.5; Aw>0.85 Susu, daging, Sterilisasi
sayuran, unggas komersial
Resiko sedang pH0.85 Buah-buahan segar Pasteurisasi
(nenas, jeruk)
pH>4.5; Aw4.5) dan pangan asam/diasamkan (pH0.85 adalah sterilisasi komersial. Sedangkan untuk produk
pangan asam/diasamkan dan produk berasam rendah yang memiliki Aw


Use: 0.0213