TUGAS : TEKNOLOGI PROSES THERMAL
DOSEN : Ir. Desiana T. Tobigo, M.Si
STERILISASI THERMAL
OLEH :
Osmar Boeatandz
08 001 026
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI HASIL PERIKANAN
SEKOLAH TINGGI PERIKANAN DAN KELAUTAN
PALU
2010
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sterilisasi merupakan salah satu metode untuk mematikan mikroorganisme yang tidak di inginkan dalam suatu bahan atau produk. Strelisasi pertamakali dikembangkan merupakan proses stermal, seperti pada proses pengalengan. Kelemahan sterilisasi dengan prosese stermal adalah penggunaan suhu tinggi yang dapat mnimbulkan efek yang tidak di inginkan da;lam produk pangan, serti kerusakan senyawa nutrisi , pembentukan senyawa atau komponen yang bersifat toksin, dan perubahan karakteristik produk. Perubahan karakteristik produk mempengaruhi daya terimahh konsumen terhadap produk pangan. Oleh karena itu untuk mengatasi kelemahan sterilisasi termal. Tehnik sterilisasi non termal seperti pengawetan keju listrik osilasi medan magnet dan tekanan tinggi.
Sterilisasi merupakan proses destruksi atau mematikan mikroorganisme. Proses pemanasan yang digunakan dalam proses pemanasan yang digunakan dalam proses sterilisasi tidak menghasilkan produk yang steril atau terbebas dari mikroorganisme karena tidak semua mikroba mati pada proses sterilisasi. Akan tetapi pengaturan pH atau kondisi penyimpanan produk, seperti pengemasan vakum dan pendinginan dapat mencegah pertumbuhan bakteri pembusuk dan penyebab keracunan makanan.
Sterilisasi merupakan proses pemanasan, yaitu produk pangan diberi suhu dan lama proses pemanasan yang cukup untuk meghasilkan produk yang steril secara komersial. Oleh karena itu, proses sterilisasi untuk produk pangan sering di sebut sterilisasi komersial.
Proses termal yang digunakan dalam pengalengan merupakan metode untuk mengawetkan makanan yaitytu produk pangan dan kemasannya dinyatakan sebagai steril secara komersial. Keadaaan steril tersebut tercapai dengan menggunakn panas saja atau dengan kombinasi dengan PH, aktivitas air, atau pengawetan kimiawikemasan yang dikemas secara hermetic ( tidak memungkinkan udara, mikroba, atau bahan-bahan lain masuk ) dapat menjaga produk tetap steril.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Macam-Macam Sterilisasi
2.1.1. Sterilisasi Komersial
Sterilisasi komersial ,merupakan proses sterilisasi dengan tujuan membunuh suatu mikroorganisme yang dapat tumbuh pada produk pangan pada kondisi suhu ruang. Produk yang diproses melalui sterilisasi komersial, aseptis, dan dikemas secara hermetis biasa dikategorikaan sebagai produk kaleng walaupun kemasan yang digunkan tidak terbatas pada kaleng saja melainkan dapaat berupa kemasan yang lain, seperti retort pouch dan gelas jar. Berbeda dengan sreilisasi total yang biasa di terapkan dalam dunia medis atau kedokteran, Sterilisasi komersial tidak sepenuhnya membunuh mikroba karena masih terdapat mikroba karena masih terdapat beberapa mikroba yang masih dapat hidup secara sterilisasi. Akan tetapi, kondisi dalam kaleng selama distribusi, pemasaran, dan penyimpanan yang aseptis dan vakum, maka mikroba tersebut tidak dapat hidup dan berkembang biak.
Pemberian panas yang tidak mencukupi menyebabkan penyebaran penigkatan resiko kerusakan dan keamanan pangan akibat mikroba yang ada menjadi aktif kembali. Untuk menhindari hal tersebut, proses sterilisasi yang di terapkan di industry pangan di rancang secara khusus untuk mencapai kondisi sterilisasi komersial yang aman. Factor utama yang di jadikan kecukupan proses sterilisasi komersial adalah ianaktifasi bakteri-bakteri pembentuk spora, seperti clostridium dan bacillus. spora bakteri tersebut, terutama clotridium, tahan terhadap panas sehingga panas yang diberikan harus mampu membunuh spora bakteri tersebut.
2.1.2. Sterilisasi Termal
Proses termal merupakan serangkaiaan proses yang harus dilakukan secara akurat dan hati-hati untuk menjamin keamanan produk. Masalah utama yang berkaitan dengan produk kaleng untuk produk pangan berasam rendah adalah pembentukan toksin botulium. Toksintersebut dihasilkan oleh mikroorganisme c.botulinum. penyakit yang disebabkan oleh toksin botulin disebut botulisme. Pencegahan pembentukan toksin botulin merupakan tujuan utama dari proses pengalengan.
Sterilisasi termal merupakan unit pengolahan., yaitu produk pangan diberi perlakuan panas menggunakaan suhu tinggi dan waktu tertentu un tuk mendestruksi mikroba dan aktivitas enzim. Akibatnya, produk pangan sterilisasi mempunyai umur simpan yang lama lebih dari enam bulan. Perlakuan panas yang ekstrem selama sterilisasi mengakibatkan perubahan nutrisi dan sifat sensori produk pangan. Oleh karena itu, teknik sterilisasi terus dikembangkan untuk mengurangi kerusakan nutrisi dan mutu sensori produk pangan, termasuk pengembangan teknologi sterilisasi nontermal
2.2 Proses Sterilisasi
2.2.1. Sterilisasi Dalam Kemasan
Sterilisasi produk pangan dalam kemasan, seperti kaleng, gelas, atau retort pouch, dilakukan dengan tahapan pengisian, pengeluaran udara (exhausting), penutupan, sterilisasi, dan pendinginan. Tahap pengisian dilakukan setelah produk pangan di blansing untuk sayuran dan buah-buahan atau di beri perlakuan pra pemasakan untuk produk hewani. Pada proses pengisian, medium penghantar panas sekaligus dimasukan kedalam wadah kemasan. Medium tersebut selain sebagai penghantar panas juga berperan sebagai bumbu atau pemberi rasa, seperti larutan garam, laerutan gula, dan saus.
Proses pengeluaran udara atau exhausting kemudian dilakukan sebelum penutupan atau sealing. Tujuannya adalah mengeluarkan udara dalam kemasan untuk mencega pemuaian yang berlebihan ketika kemasan dan produk pangan dipanaskan. Penghilangan oksigen juga bertujuan mencegah korosi dan perubahan oksidatif produk pangan. Uap air digunakan untuk mengeluarkan udara. Ketika didinginkan, uap air tersebut mengembun pada permukaan produk sehingga kondisi vakum tercipta.
Pengeluaran udara dapat dilakukan melalui cara berikut ini :
a. Pengisian panas dalam (hot filling) produk pangan kedalam kemasan. Tehnik ini biasa digunakan sebagai perlakuan pemanasan awal yang dapat menurunkan waktu proses.’
b. Pengisian produ pangan dalam kondisi dingin (cool filling) kemudian dilakukan pemanasan kemasan dan isinya pada suhu 80-95o dengan tutup kemasan sebagian terbuka.
c. Penghilaangan udara secara mekanis menggunakan pompa vakum.
d. Penghilangan udara menggunakan uap air, yaitu aliran uap air dilewatkan pada kemasan sebelum penutupan. Metode ini paling sesuai untuk produk pangan yang berwujud cair karena biasanya terdapat sejumlah udara yang terperangkap dan permukaan datar sehingga tidak mengganggu aliran uap air.
Daya simpan produk pangan hasil sterilisasi bergantung pada kemampuan kemasan untuk melindungi produk pangan secara sempurna dari pengaruh lingkungan tempat penyimpanan. Jenis kemasan yang digunakan untuk produk sterilisasi dapat berupa logam atau kaleng, botol atau gelas selai, kemasan retort pouch fleksibel atau nampan ( tray ) yang bersifat kaku. Penutupan kemasan kaleng di lakukan secara khususs dengan tehnik penutupan ganda atau dikenal dengan doble seamer. Tujuanya adalah untuk menjamin bahwa tutup tidak mengalami kebocoran yang dapat berakibat kehilangan kondisi vakum dan aseptis.pada proses sterilisasi, panas dipindahkan dari uap air atau air bertekanan tinggi menuju kemasan yang mengandung produk pangan. Pada umumnya , koefisien pindah panas permukaan kemasan sangat tinggi dan tidak menjadi factor pembatas pada proses pindah panas. Factor-faktor penting yang mempengaruhi laju penetrasi panas kedalam produk pangan adalah jenis produk, ukuran kemasan, suhu retort atau sterilizer, bentuk kemasan, dan jenis kemasan.
Cairan yang disterilisasi umumnya adalah media fermentasi yang mengandung gula, garam fosfat, ammonium, trace metals, vitamin, dan lain-lain. Secara umum ada dua cara sterilisasi cairan yaitu dengan panas dan disaring (filtrasi). Sterilasi dengan panas dilakukan di dalam autoclave, di mana steam tekanan tinggi diinjeksikan ke dalam chamber untuk mencapai temperatur 121 derajat C dan tekanan tinggi (sekitar 15 psig). Durasinya bervariasi, namun umumnya diinginkan cairan dipertahankan pada 121 derajat C selama minimal 15 menit. Jika termasuk waktu untuk heating dan cooling steps, total waktu berkisar 1-2 jam tergantung volume cairan yang disterilisasi. Terkadang temperatur bisa diset pada 134 derajat C (untuk medis).
Unsur kritis kedua dalam menjamin proses pengolahan aseptis yang berhasil adalah proses sterilisasi kemasan. Berbagai teknik telah dikembangkan untuk bisa melakukan proses sterilisasi kemasan secara kering. Salah satu yang populer dan terbukti efektif adalah sterilisasi menggunakan H2O2.
2.2.2. Sterilisasi Produk
Salah satu keuntungan dari proses pengolahan aseptis adalah bisa dilakukannya sterilisasi secara terpisah; antara sterilisasi produk dan sterilisasi kemasan. Hal ini memungkinkan dilakukannya sterilisasi secara sinambung (continuous) dengan menggunakan alat penukar panas atau bahkan dengan pemanasan langsung, sehingga pemanasan bisa dilakukan pada suhu yang sangat tinggi dan waktu yang sangat singkat. Pemanasan demikian sering disebut sebagai pemanasan ultrahigh temperature atau beberapa literatur juga menyebutkan sebagai ultra-heat treatment yang dua-duanya sering disingkat sebagai UHT. Umumnya, UHT adalah proses pemanasan pada suhu tinggi (> 135oC – 150oC) tetapi pada waktu hanya sekitar 2-15 detik. Pemanasan demikian, mampu membunuh spora bakteri tahan panas sehingga tercapai kondisi sterilitas produk yang diinginkan dan sekaligus mampu meminimalkan tingkat kerusakan mutu (tekstur, warna, citarasa dan flavor) dan zat gizi. Produk pangan yang populer diproduksi dengan teknik UHT antara lain adalah susu, sari buah, teh, sup, dan produk pangan cair lainnya.
Secara umum, proses sterilisasi secara sinambung dapat disajikan secara skematis dimana pemanasan dan pendinginan dilakukan dengan menggunakan alat penukar panas (heat exchanger; HE). Beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dengan sistem pemanasan terpisah ini, antara lain adalah (i) proses dapat berjalan dengan sinambung, (ii) proses pemanasan dan pendinginan yang cepat, karena bahan pengemas tidak menjadi penghalang, (ii) beberapa skema konservasi energi dapat diaplikasikan pada sistem ini, dan sekaligus (iv) meningkatkan jumlah pilihan bahan dan sistem pengemasan.
2.2.3. Sterilisasi zona Aseptik
Kondisi zona aseptis, yaitu area atau ruangan steril dimana proses pengisian produk steril ke dalam kemasan steril akan dilakukan. Zona jelas akan mempengaruhi keberhasilan proses sterilisasi secara keseluruhan. Pada dasarnya keseluruhan area atau zona aseptis perlu disterilkan, dengan menggunakan sterilan yang aman dan efektif. Sterilan yang sering digunakan adalah uap panas dan/atau H2O2 yang disemprotkan secara homogen ke seluruh permukaan di zona aseptis. Sering sterilan H2O2 juga dibantu dengan uap panas, untuk memastikan tingkat sterilitas yang diinginkan. Hal penting lain dalam kaitannya dengan zona aseptis ini adalah bahwa kondisi steril ini harus dipastikan terpelihara dengan baik selama proses berlangsung.
2.2.4. Strerilisasi Suhu Ultra Tinggi (UHT, Ultrahigh Temperature)
Masalah utama pada sterilisasi pada produk pangan yang berwujud padat atau kental adalah laju penetrasi panas yang rendah sehingga waktu proses lama. Hak ini berakibat pada kerusakan komponen nutrisi pada bagian pangan yang terletak dekat permukaan kemasan. Metode untuk meniungkatkan laju pindah panas adalah penggunaan kemasan yang tipis dan agitasi seperti yang telah di jelaskan. Peningkatan suhu retort juga menyebabkan waktu proses yang lebih pendek sehingga kerusakan nutrisi dan perubahan sensori dapat di kurangi.
Suhu yang l;ebih tinngi dengan waktu proses yang lebih pendek dapat di lakukan jika produk pangan di sterilisasi sebelum di kemasa dalam kemasan yang telah disterilisasi. Metode ini merupakan dasar proses UHT yang juga di sebut pengolahan aseptis (aseptic processing). Metode ini telah di terapkan untuk produk pangan berwujud cair, seperti susu, jus, kosentrad buah, dan krim; serta produk pangan yang mengandung parkulat diskret seperti makanan bayi, sous tomat, sayuran dan buah-buahan, serta sup. Kualitas produk UHT serta dengan produk yang diawetkan dengan iradiasi dan pendinginan. Akan tetapi, produk UHT mempunyai umur simpan yang lebih pendek jika disimpan tanpa pendinginan yaitu kurang dari 6 bulan.
Keuntungan metode UHT yang lain di bandingkan pengalengan adalah ukuran kemasan bebas, harga kemasan lebih murah, produktifitas tinggi karena dapat di proses secara otomatis, dan energy lebih efisien. Metode UHT bersifat ekonomis untuk pengolahn karena berbeda dedngan proses pasteurisasi.
Keterbatasan utama metode UHT adalah biaya operasional yang tinggi dan pengolahan lebih kompelks. Metode UHT harus di lengkapi dengan peralatan sterilisasi kemasan, termasuk tengki dan pipa yang di jamin steril, kondisi lingkungna pengolahan damn permukaan mesin pengisi yang steril, dan keterampilan pekeja yang tinggi.
Selain efektif membunuh mikroba, sterilisasi UHT dengan pengolahan aseptik juga menjamin nilai gizi produk pangan. Dan setelah dibandingkan, tingkat kerusakan setelah proses sterilisasi UHT lebih kecil dibandingkan sterilisasi biasa (pemanasan dalam botol).
2.3. Pengaruh Sterilisasi Terhadap Karakteristik ProdukPangan
Tujuan sterilisasi stermal adalah memperpanjang umur simpan produk pangan dengan tetap meminimumkan perubahan nutrisi dan sensori produk. Perrbedaan nilai mikroorganisme, enzim serta kompoinen nutrisi dan sensori produk pangan diperhatikan untuk mendapatkan kondisi proses sterilisasi dinasi suhu obtimum.
2.3.1. Perubahan Warna
Kombinasi suhu dan waktu yang digunakan dalam pengalengan mempengaruhi pigmen dalam produk pangan. Sebagai contoh pigmen oksimioglobin yang berwarna coklat, dan mioglobin yang berwarna keunguan di ubah menjadi miohemigromogen yang berwarna merah-cokelat. Reaksi pencoklatan maillard dan karamelisasi berperan terhadap warna produk yang disterilisasi. Perubahan tersebut pada daging dikehendaki. Garam nitrit atau nitrat di tambahkan pada produk olahan daging untuk mengurangi resiko pertumbuhan C.botulinum, juga untuk mendapatkan warna daging yang cerah dari nitrit oksidamioglobin dan metmioglobin nitrit.
Pada sayuran dan buah-buahan, klorofil diubah menjadi faeofitin, karatenoid berisisomerisasi dari 5,6 etoksida menjadi 5,8 etoksida yang mempunyai intensitas warna lebih rendah serta antosianin didegradasi menjadi berwarna cokelat. Selama penyimpanan perubahan warna produk pangan yang dikalengkan terjadi. Sebagai contoh, jika besi atau tima dari kemasan kaleng beraksi dengan antosianin berbentuk pigmen berwarna ungu. Jika leukoantisianin yang tidak berwarna bereaksi dengan logam tersebut berbentuk kompleks antosianim yang berwarna merah muda. Pada produk susu, perubahan warna yang terjadi diakibatkan oleh sedikit karamelisasi dan reaksi Maillard.
2.3.2. Perubahan Bauh da Cita Rasa
Daging kaleng mengalami perubahan yang kompleks seperti pirolisissilkan, diaminasi, dan dekarboksilasi asam amino, degradasi, reaksi maillard dan karamelisasi karbohidrat berbentuk furfural dan hidroksimetilfurfural, serta oksidasi dan dekarboksilasi lipid. Interaksi antar komponen tersebut menghasilkan lebih dari 600 senyawa cita rasa dan bauh.
Pada sayuran dan buah-buahan, perubahan terjadi akibat reaksi kompleks yang menjakup dekradasi, rekominasi dan folatilisasi aldehid, keton, gula,lakton, asam amino, dan asam-asam organic. Pada susu, pembentukan cita rasa matang (cooked flavor) disebabkan oleh denaturasi protein whey membentuk hydrogen sulfida dan pembentukan lakton dan metilketon akibat oksidasi lipid. Pada proses UHT, perubahan tersebut lebih sedikit terjadi dan cita rasa serta bauh alami produk dan bahan pangan dapat dipertahankan.
2.3.3. Perubahan Tekstur Dan Viskositas
Pada daging kaleng, perubahan tekstur disebabkan koagulasi dan penurunan daya ikat air dari protein. Akibatnya, terjadi pengerutan dan daging menjadi kaku. Pelunakan terjadi akibat hidrolisikolagen, pelarutan gelatin yang berbentuk dari hasil hidrolisis kolagen, dan pelelehan fraksi lemak yang terdispersi dalam jaringan daging. Poli fosfat biasa ditambahkan pada daging untuk meningkatkan daya ikat air. Polifosfatase dapat mengurangi pengerutan dan meningkatkan keempukan daging. Pada buah dan sayur-sayuran, pelunakan disebabkan oleh hidrolisis senyawa-senyawa pectin, gelatinisasi pati, pelarutan persial hemiselulosa, yang dikombonasikan dengan penurunan turgor (tekanan sel). Garam kalsium dapat ditambahkan pada proses blansing seperti telah dijelaskan untuk meningkatkan kekerasan buah dan sayuran kaleng garam kalsium yang digunakan dapat beragam bergantung pada jenis bahan. Misalanya, kalsium hidroksida digunakan untuk ceri, kalsium klorida untuk tomat, dan kalsium laktat untuk apel. Penggunaan jenis garam kalsium yang berbeda disebabkan oleh perbedaan proporsi peptin yang didemitilasi.
Pada proses pengalengan daging, waktu relative lama di butuhkan untuk hidrolisis kolagen dan suhu relative rendah dibutuhkan untuk mencega daging menjadi kaku.
2.3.4. Perubahan Nilai Gizi
Faktor penting yang harus di perhatikan pada proses pengolahan adalah perubahan nilai gizi. Pengalengan menyebabkan hidrolisis karbohidrat dan lipid, tetapi kedua kompnen tersebut tetap mempunyai ketersediaan hayati yang baik dan nilai gizinya tidak berubah. Protein terkoagulasi dan biasannya penurunan asam amino terjadi sebesar 10-20%. Keturunan kadar lisin setara dengan suhu yang digunakan. Penurunan kadar triptofan kadar lisin setara dengan suhu yang digunakan. Penurunan triptofan dan metionin menurunkan nilai biologi protein sebesar 6-9%
Penurunan kadar vitamin terjadi terutama pada tiamin (50-75%), dan asam pantotenat (20-35%). Pada buah-buahan dan sayuran kaleng penurunan vitamin terjadi pada hamper semua vitamin larut air terutama asam askorbat. Penurunan tersebut beragam bergantuk pada jenis produk pangan, kadar residu oksigen dalam kemasan, dan metode pesparasi sebelum pengalengan (missal pengupasan dan pengirisan atau bansing). Pada sejumlah produk , sejumlah vitamin larut dalam sirup atau medium lain ynag juga dikomsumsi, sehingga terjadi penurunan pada proses sterilisasi metode UHT, penurunan vitamin hanya sedikit terjadi.
Sterilisasi pada daging tiruan yang dibuat dari kedelai dapat meningkatnkan nilai gizinya berkaitan dengan inerfiktasi komponen antitrypsin. Antitrypsin merupakan protein yang dapat berikatan dengan enzim tripsin dalam pencernaan sehingga menurunkan ketersediaan hayati protein.
Dan setelah sterilisasi dilakukan secara baik, dipaparkan Purwiyatno lebih lanjut, ada tiga syarat yang harus dipenuhi untuk mempertahankan kesegaran produk, yakni perlakuan pemanasan yang cukup, pengemasan dan pengkeliman (penyegelan) kemasan secara hermetis (kedap), dan penanganan kemasan dengan baik dengan memastikan integritas sambungan dan penutupan tetap terjaga sebelum, selama, dan setelah pemanasan.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Dari hasil pembahasan di atas dapat disimpulakan bahwa sterilisasi merupakan Sterilisasi proses untuk mematikan mikroba. Pada perinsipnya ada dua jenis sterilisasi yaitu sterilisasi total dan sterilisasi komersial. Sterilisasi komersial yang ditetapkan di industri pangan merupakan proses thermal. Karena digunakan uap air panas atau air digunakan sebagai media pengantar panas, sterilisasi ini termasuk kedalam sterilisasi basah.sterilisasi komersial harus disertai dengan kondisi tertentu yang mungkin mikroba masih hidup dandapat berkembang didalamnya. Sterilisasi digunakan untuk membunuh dan mengurangi jumlah mikroba pembusuk yang dapat menimbulkan kerusakan bahan pangan dengan pemanasan pada suhu 121 C selama 15 menit.
3.2. Saran
Sterilisasi dalam penangan produk pangan harus di perhatikan agar supaya tidak mempengaruhuhi keadan produk pangan, terutama dalam penanganan peralatan yang akan digunakan sehingga dapat menjaga produk tetap steril dan waktu pemanasan harus di perhatikan tidak melebihi dari batas waktu yang di tentukan.
DAFTAR PUSTAKA
jaga-mutu-susu-sega
http://www.scribd.com/doc/38741915/Sterilisasi
Tidak ada komentar:
Posting Komentar