Kuliah ke-X PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS · PDF fileJenis mikroorganisme yang dianggap...

1/22/2013

1

PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS

Tujuan Instruksional Khusus :

Mahasiswa dapat menjelaskan proses pengolahan pangan dengan menggunakan uap atau air panas (Blanching, Pasteurisasi, Sterilisasi, Evaporasi dan Distilasi)

Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh pengolahan dengan panas terhadap karakteristik bahan pangan

Panas

Inaktivasi mikroorganisma

Perubahan kimia mempengaruhi mutu

Contoh : sterilisasi komersial

PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS

Salah satu metode pengolahan pangan yang penting

Pengaruh terhadap eating quality

Produce flavours (such as baking) cannot be created by

other process

Preservative effect on foods destruction of enzymes,

micro-organism, insect and parasites.

Keuntungan lainnya :

Pengendalian kondisi proses sederhana

Menghasilkan produk pangan yang awet (shelf-stable foods)

tidak membutuhkan refrigerasi

Destruksi komponen anti gizi (misal tripsin inhibitor pada

kacang-kacangan)

Memperbaiki ketersediaan beberapa zat gizi (misal

memperbaiki daya cerna protein, gelatinisasi pati dan

mengeluarkan niasin yang terikat).

PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS…………

Kelemahan :

Merusak komponen pangan mempengaruhi

flavor, warna, rasa atau tekstur sehingga

menurunkan mutu

diatasi dengan proses yang HTST

Terjadinya kehilangan komponen volatil pada bahan

Panas

Digunakan untuk :

Potentially Hazardous Foods (PHF)

Highly Risk Foods (HRF)

Potentially Hazardous Foods

Semua produk pangan yang mudah rusak : i. Susu dan produk yang memgandung susu, telur,

daging, ayam/unggas, ikan, kerang2an

ii. Ingredien lain yang dapat mempercepat mertumbuhan mikroorganisma

Sulit didefenisikan karena saat ini batasan untuk mudah rusaknya produk (oleh FDA Food Code) aw dan pH

Banyak produk yang mempunyai aw dan pH yang di luar level aman, ternyata dapat tahan disimpan pada suhu ruang, misal : roti, keju, sosis yang difermentasi

1/22/2013

2

Potentially Hazardous Foods (2)–

FDA Food Code

Jenis mikroorganisme yang dianggap paling berbahaya saat ini hanya Clostridium botulinum dan Salmonella enteritidis

Teknologi proses, produksi dan pengemasan yang dapat memperpanjang umur simpan mengubah paradigma

Pertumbuhan patogen tidak perlu cepat tapi progresif jumlah pertumbuhan yang menyebabkan bahaya spesifik untuk tiap mikroorganisme, bahan pangan dan faktor lainnya

Yang diperlukan : waktu dan suhu yang tepat untuk menghasilkan pangan yang aman

Australian Defenition of PHF

Standard 3.2.2. – Food Standards Code

“ Bahan pangan yang harus disimpan pada suhu

tertentu untuk meminimalkan pertumbuhan bakteri

penyebab racun yang mungkin ada pada bahan pangan

atau untuk mencegah pembentukan toksin di dalam

bahan pangan”.

Berdasarkan defenisi ini, maka PHF harus dijaga :

5o atau < : untuk meminimalkan pertumbuhan

mikrooganisme atau toksin pada bahan pangan

60o atau >, atau

suhu lainnya : jika produsen mampu menunjukkan

bahwa selama periode waktu penyimpanan bahan

pangan tetap aman.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF

1. aw

aw optimum untuk pertumbuhan mikroba secara umum : 0.97-0.99

Staphylococcus aureus dapat tumbuh pada aw 0.83 dan menghasilkan toksin pada aw 0.88

2. pH S.aureus dapat tumbuh pada pH 4.0 dan

menghasilkan toksin pada pH 4.6

Yersinia enterolitica dan Salmonella spp tumbuh pada pH 4.2

Bakteri penghasil spora (C.botulinum) dapat tumbuh dan menghasilkan toksin pada pH 4.6

Klasifikasi bahan pangan berdasarkan pH

1/22/2013

3

Interaksi pH dan aw Interaksi pH dan aw (2)

3. Komposisi Gizi Bahan pangan yang kaya akan zat gizi lebih

sensitif terhadap pertumbuhan patogen

4. Struktur Biologi Bahan pangan yang berasal dari hewan atau

tumbuhan mungkin dapat mencegah masuk dan berkembangnya mikroorganisma patogen penetrasi terhadap penghambat ini dipengaruhi oleh beberapa faktor dan ini memungkinkan untuk tumbuhnya patogen


(2)

5. Potensial Redoks (Eh)

Yaitu pengukuran mudah atau tidaknya suatu

komponen mendapatkan atau kehilangan

elektron

Eh untuk pertumbuhan mikroba aerob : +500-

+300 mV, fakultatif anaerob : +300 – (-100)

mV, dan anaerob +100 - < -250 mV


(3)

1/22/2013

4

6. Antimikroba

Antimikroba alami yang berasal dari tanaman (minyak

atsiri, tanin, glikosida) dan yang berasal dari hewan

(laktoferin, lisozim), atau yang berasal dari proses

pengolahan (senyawa Mailard, kondensat asap,

bakteriosin) dan bahan pengawet sintetis

memperpanjang umur simpan produk pangan

Penambahan antimikroba dapat berinteraksi atau

memberikan penghambaan yang sinergis dengan

parameter lain seperti pH, komponen pangan, enzim,

suhu, komposisi atmosfir.


(4)

7. Mikroflora kompetitif Produk metabolit yang dihasilkan mikroorganisme

yang tumbuh pada bahan pangan dapat menghambat pertumbuhan (interaksi antagonis) atau mempercepat pertumbuhan (interaksi sinergis) mikroorganisme lainnya.

Proses antagonistik meliputi : persaingan untuk nutrien, pelekatan sel, lingkungan yang tidak sesuai atau kombinasi faktor2 ini.

Mekanisme stimulasi pertumbuhan harus dipertimbangkan dalam “Hurdle concept” untuk mengontrol mikroorganisme pada bahan pangan yang sensitif terhadap suhu.


(5)

8. Atmosfir

Penghambatan mikroorganisme oleh gas : 1)

efek toksik langsung yang menghambat

pertumbuhan dan proliferasi (CO2, ozon dan

O2), 2) penghambatan tidak langsung melalui

modifikasi udara.

Kombinasi MAP dan antimikroba dapat

dijadikan konsep hurdle


(6)

9. Time/Temperature :

Parameter waktu menentukan pertumbuhan

mikroorganisme menentukan umur simpan dan

keamanan.

Pada kondisi tertentu, waktuu pada suhu ruang dapat

digunakan untuk mengontrol keamanan produk.

Jika hanya waktu yang digunakan sebagai kontrol,

lamanya harus fase lag dari patogen

Fase lag dan waktu penggandaan dari

mikroorganisme tergantung pada suhu umur

simpan produk ditentukan oleh suhu penyimpanan


(7)

10. Kondisi Penyimpanan

Suhu penyimpanan, suhu/waktu pendinginan dari

bahan yang dimasak, RH kemasan

Waktu dan suhu harus diperhitungkan sekaligus


(8)

11. Tahap Pengolahan

Bahan pangan berasam rendah dalam kaleng yang tertutup rapat

dan hermetis tidak membutuhkan kontrol suhu, tetapi bahan pangan

yang proses pengolahannya kurang seperti produk yang dibakar dan

dikemas dengan kemasan yang tidak memungkinkan untuk

terjadinya kontaminasi, aman untuk dikonsumsi pada suhu ruang

sebelum dikonsumsi.

Secara ilmiah 3 kriteria untuk menentukan apakah produk itu

membutuhkan kontrol waktu/suhu :

1. Proses yang dapat menghancurkan sel vegetatif tapi bukan spora

(jika formulasi produk mampu menghambat germinasi spora)

2. Penanganan pasca-pengolahan dan kondisi pengemasan yang

menghambat masuknya kembali patogen ke dalam produk sebelum

dikemas

3. Penggunaan bahan kemasan yang meskipun tidak memberikan

kondisi hermetik tapi dapat mencegah masuknya patogen vegetatif

ke dalam produk


(9)

1/22/2013

5

COOKING

Heat processing

Pasteurization

Hot-filling

Blanching

Commercial

sterilization

161°F (71.5°C), 15 s

or equivalent

212°F (100°C) (higher temps for low acid)

~ 180°F (82°C)

212°F (100°C) –

short time

Process Temp. range

Additional

barrier

required?

yes

no

yes

yes

Proses Pengolahan dengan Panas

Pasteurized

Commercially sterile – retort and aseptically

packaged

Blanched

Hot-filled

Microbial destruction by heat: D-value, F0

High vs. low acid foods

12-D process for low acid foods

Pasteurisasi Vs Blanching

Although the magnitude of the thermal

processes is similar, application of the

processes involves two distinctly

different types of food products.

Pasteurization is most often

associated with liquid foods, while

blanching is most often associated

with solid foods.

Blanching

If not blanched, enzyme activity can occur

even under refrigerated, frozen and dried

conditions. Enzymes can also be active

during the come up time for retorted canned

products.

Primary purpose: inactivate specific enzymes

within a solid food product to improve quality.

Enzymes can cause…

Off-flavors Vitamin loss

Color loss Texture softening

1/22/2013

6

Blanching

Process: Heat the product using boiling water

or steam until thoroughly heated.

Most frequently used for processed fruits and

vegetables.

Will reduce the population of vegetative cells.

Safety of product depends on secondary barrier.

Purpose of Blanching Processing

In fruits and vegetables to inactivate enzymes.

To removes air from intercellular spaces of a fruit or vegetable

Before canning raw fruits and vegetables and the more severe thermal processes associated with commercial sterilization.

Blanching Methods Tabel 1. Keuntungan dan kelemahan blansing dengan uap

dan air panas

Peralatan Keuntungan Kelemahan

Conventional

Steam

Blancher

• Kehilangan

komponen larut air <

• Volume limbah <

• Mudah dibersihkan

dan disterilisasi

• Membutuhkan

pencucian

• Kehilangan berat

bahan

Conventional

Hot Water

Blancher

Biaya peralatan

rendah, dan efisiensi

energi

• Tambahan biaya

untuk air dan

perlakuan limbah

• Resiko kontaminasi

bakteri termofilik

Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan

Perubahan mutu sensori dan gizi :

1. Nilai Gizi

Beberapa mineral, vitamin dan bahan lain yang larut

air sebagian hilang

Besarnya kehilangan vitamin tergantung pada :

Kematangan dan varitas

Metode persiapan bahan (pemotongan, pengirisan dll)

Ratio luas permukaan : volume bahan

Metode blansing

Waktu dan suhu blansing (HTST kehilangan <)

Metode pendinginan

Ratio antara air dan bahan

2. Warna dan Flavor

Pada sebagian bahan warna semakin cerah karena

hilangnya udara dan debu

Waktu dan suhu blansing mempengaruhi perubahan

pigmen

Untuk mencegah kehilangan klorofil pada air blansing

ditambahkan sodium karbonat (0.125% w/w) atau

CaO peningkatan pH menyebabkan pean asam

askorbat.

Pencoklatan pada potongan apel atau kentang

dicegah dengan merendamnya dalam larutan garam

2% sebelum blansing.

Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan…..

1/22/2013

7

Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan…..

3. Tekstur

Salah satu T/ blansing : melunakkan tekstur sayuran

sehingga mudah dalam pengisian ke dalam kaleng.

Blansing sebelum pembekuan atau pengeringan

memerlukan suhu dan waktu yang > untuk

menginaktivasi enzim kehilangan tekstur

Penambahan CaCl2 (1-2%) pada air blansing dapat

mempertahankan tekstur karena pembentukan

kalsium pektat yang tidak larut.

Pasteurization

(History)

• Around 1860 Louis Pasteur demonstrated that the

heating between 50 and 60 oC without air for 30 minutes

prevent deterioration of wine during transport. He also

demonstrated that a previous heating of the malt before

yeast inoculation prevented beer contamination.

• Later a process called tyndallisation was developed by

Tyndall and consisted in a series of burst of increased

temperature up to 70 oC at regular intervals (originally

once a day for 3 days). This is to activate the resistant

forms to germinate in order to kill them with the next heat

burst. Milk pasteurisation was to follow by using 30

minutes heat burst at 63 oC followed later by a 15

minutes heat burst at 73 oC.

Purpose of Pasteurization Processing

Pasteurization is a mild thermal process applied to a liquid food to increase the product shelf life during refrigeration and to destroy vegetative pathogens (brucellosis and tuberculosis), Salmonella and Listeria.

In fruit juice ,to inactivate enzymes

Pasteurization is used for

Low Acid Foods (pH>4.5)

Milk, Liquid egg, Ice cream

High Acid Foods (pH<4.5)

Fruit Juices, Wine, Beer

Purpose

High Acid Foods (pH<4.5)

To kill spoilage micro-organisms

E.g. Wild yeasts (Lactobacillus

species)

Residual yeasts

(Saccharomyces species)

Enzyme inactivation

E.g. pectinesterase and

polygalacturonase

Purpose (Low acid foods, pH>4.5)

Primary

Destruction of pathogens

e.g. Mycobacterium tuberculosis and Brucella abortis in

milk

Salmonella seftenburg in liquid egg

Secondary

Destruction of spoilage organisms, inactivation of

enzymes

E.g. yeasts

1/22/2013

8

DESCRIPTION OF PROCESSING

SYSTEMS

batch-type operation pasteurization

continuous high temperature, short-time

(HTST) pasteurization system

rotary hot water system blanching

system

Steam blanchers

Batch Pasteurization System

HTST Pasteurization System

Continuous Pasteurizer

Fig. adapted from Fellows (2002)

Pengaruh Pasteurisasi terhadap Bahan Pangan

Penggunaan panas relatif kecil sehingga perubahan gizi dan sifat sensori <

Masa simpan hanya meningkat beberapa hari hingga beberapa minggu

1. Warna, Flavor dan Aroma

Pada jus buah penyebab utama kerusakan warna adalah pencoklatan enzimatis oleh polifenoloksidase dan dipercepat oleh O2 sehingga jus buah yang dipasteurisasi harus terlebih dahulu didearasi.

Perbedaan warna putih pada susu mentah dan susu yang dipasteurisasi bukan karena pasteurisasi

Pigmen pada tanaman dan hewan juga tidak dipengaruhi pasteurisasi

Dapat terjadi kehilangan aroma diperbaiki dengan flavor recovery (tapi jarang dilakukan karena mahal).

Pengaruh Pasteurisasi terhadap Bahan

Pangan……..

2. Kehilangan Vitamin

Kehilangan vitamin C dan karoten pada jus buah

dikurangi dengan deaerasi.

1/22/2013

9

Hot-filled foods

• Product is heated ( typically 180°F)

- Mild heat treatment kills some vegetative cells

• Product is filled into container

• On cooling of the container, a vacuum is formed – Anaerobic environment – prevents growth of some microorganisms

• Dependent upon another barrier to make the product safe

Hot-filled foods

• Multiple barriers to provide safety

– Mild heat treatment & anaerobic

environment

+

– Low pH or

– Low water activity or

– Addition of antimicrobial agents

Typical hot-filled foods

• Jams and Jellies (low pH and low aw)

• Syrups (low aw)

• Dessert sauces (low aw)

• Other sauces or juices (low pH or low aw)

Hot-filled foods – after opening

• Molds and some yeasts will not grow

because of anaerobic conditions as long

as container is sealed

• After opening

– Generally advised to refrigerate

– Anti-microbial agents can be used to extend

shelf life after opening

Exhausting

A vacuum gauge may be used on a cooled can to determine the vacuum of a

can. The minimum acceptable pressure is about -23kPa. Desirable vacuum

will vary for different products.

Preservation Approaches

• Add heat

• Remove heat

• Remove water

• Reduce pH

• Add preservatives

• Fermentation

• Packaging

1/22/2013

10

Barrier /Hurdle Concept HEAT STERILISATION

Proses pemanasan bahan pangan pada suhu tinggi pada waktu yang lama untuk menghilangkan mikroba dan menginaktivasi enzim.

Dikelompokkan menjadi 2, yaitu : Sterilisasi murni/sempurna

Sterilisasi komersial

Sterlisasi murni : sterilisasi yang bertujuan untuk membunuh semua mikroba dalam bahan pangan atau bahan lainnya.

Sterilisasi komersial hanya membunuh jenis mikroba tertentu yang berbahaya bagi keamanan pangan atau yang tidak diinginkan.

Sterilisasi Di dalam Kemasan

Waktu sterilisasi dipengaruhi oleh :

Resistensi mikroorganisme dan enzim

terhadap panas

Kondisi pemanasan

pH bahan

Ukuran kemasan

Keadaan fisik bahan pangan

Daya tahan mikroorganisme terhadap panas

ditentukan oleh nilai D dan z.

Nilai D (Thermal Reduction Time) adalah waktu yang

dibutuhkan untuk membunuh 90% sel/spora mikroba pada suhu tertentu atau TDT adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan

1 siklus log dari populasi mikroba tertentu.

Nilai z : Perbedaan suhu yang dibutuhkan untuk menurunkan atau

merubah satu siklus log nilai D.

D2

D1

Log D

2-logD

1=

1.0

0

z

D2

D1

220 230 240 250 260 270

Nila

i D

Suhu (oF)

Gambar 6. Kurva penentuan nilai z

1/22/2013

11

Nilai F

Waktu (menit) yang dibutuhkan untuk membunuh sejumlah sel yang memiliki nilai z tertentu pada suhu tertentu.

= waktu kematian mikroorganisme (Thermal Death Time)

Kurva Waktu Kematian Mikroorganisme

Nilai Fo

Nilai sterilisasi atau jumlah laju kematian

yang akan menjamin sterilisasi komersial

atau ekivalen dengan waktu (menit) pada

suhu 250oF untuk mendapatkan nilai 12D

Fo = jumlah (1/t)

Nilai D (Thermal Reduction Time)

adalah waktu yang dibutuhkan untuk membunuh 90% sel/spora mikroba pada suhu tertentu atau TDT adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan 1 siklus log dari populasi mikroba tertentu.

Proses 5D = waktu/suhu pengolahan yang dapat menurangi populasi B.stearothermophillus sebanyak 5 siklus log digunakan pada bahan pangan yang dikemas dan asam (<pH 4.6)

• Proses 12 D = waktu/suhu proses yang dapat mengurangi populasi spora C.botulinum sebanyak 12 siklus log digunakan pada bahan pangan berasam rendah (>pH4.6)

• Misal :

Spora C.botulinum = 100 spora/kaleng

Setelah proses 12 D :

jumlah spora = 10-10/kaleng (kemungkinan jumlah kaleng yang mengandung spora = 1 dari 1010 kaleng)

1/22/2013

12

Nilai D pada Berbagai Suhu

Hubungan Nilai D dan Nilai F

• Setiap penurunan 1 siklus log pertumbuhan mikroorganisme pada kurva kematian menunjukkan waktu pengurangan 1/10 nilai awal, atau nilai F dapat dinyatakan sebagai penggandaan dari nilai D

• Bentuk hubungan yang umum : F = 12 D untuk C.botulinum pada sterlisisasi komersial.

Thermal Death Time Vs Suhu

Laju penetrasi panas :

Dipengaruhi oleh :

Tipe produk : pada bahan pangan cair proses pindah panas > dari bahan pangan padat (pengaruh konduktivitas panas)

Ukuran kemasan : penetrasi ke pusat kemasan lebih cepat pada kemasan kecil daripada kemasan besar

Agitasi pada kemasan

Suhu retort : semakin besar perbedaan suhu antara bahan pangan dan media maka laju penetrasi panas semakin cepat

Bentuk kemasan : kemasan yang panjang mempercepat proses konveksi

Tipe kemasan : pada logam > daripada gelas atau plastik

Pengukuran laju penetrasi panas :

Letakkan termokopel pada pusat panas dari kemasan (titik pemanasan terendah) untuk mencatat suhu bahan selama pemanasan

Pada sterilisasi kontiniu digunakan self-contained miniature temperature recorders-transmitters.

Pada kemasan silinder, pusat panas adalah pada pusat geometri untuk pemanasan konduksi dan ± 1/3 tinggi kemasan (dari dasar) untuk pemanasan konveksi perlu percobaan

Pemanasan konveksi lebih cepat dari konduksi dan lajunya tergantung pada viskositas bahan.

Kurva pemanasan dibuat dengan memplot Suhu Vs Waktu pada kertas grafik semilog.

1/22/2013

13

Uji Penetrasi Panas

Pindah panas di dalam kemasan

melalui : a) Konduksi, b) Konveksi End-over-end agitation of

containers

Kurva pemanasan

Retorting (Heat Processing)

Umur simpan bahan pangan yang disterilisasi

tergantung pada kemampuan kemasan untuk

mengisolasi bahan dari lingkungannya.

4 tipe kemasan yang tahan sterilisasi :

1. Metal cans

2. Glass jar or bottles

3. Flexible pouches

4. Rigid trays

Retorting (Heat Processing)……………

Sebelum pengisian udara dikeluarkan terlebih dahulu

(exhausting) dengan cara :

Pengisian bahan pangan ke dalam kemasan dalam

keadaan panas

Bahan pangan dalam keadaan dingin dimasukkan ke

dalam kemasan kemudian isi dan kemasan

dipanaskan hingga 80-95oC.

Pengeluaran udara secara mekanik dengan pompa

vakum

Steam-flow-closing : uap panas membawa udara di

permukaan bahan pangan segera sebelum kemasan

ditutup.

Pemanasan dengan Uap Jenuh

Panas laten dipindahkan ke bahan pangan ketika uap

jenuh berkondensasi pada bagian luar kemasan. Jika

udara terperangkap di dalam retort, maka akan

terbentuk film disekitar kemasan yang mencegah uap

berkondensasi dan menyebabkan proses sterilisasi tidak

sempurna.

penting untuk melakukan venting

Masalah utama pada pemanasan bahan pangan padat

adalah kekentalan atau laju penetrasi panas yang

rendah ke pusat panas dapat terjadi over processing

Setelah sterilisasi kemasan didinginkan dengan

semprotan air menggunakan udara bertekanan agar

tekanan di dalam = di luar tidak terjadi

penggembungan kaleng

Pemanasan dengan Air Panas

Bahan pangan dalam kemasan gelas atau kantung

flexibel disterilisasi dengan air panas dan tekanan udara

tinggi.

Kemasan gelas > tebal dari kemasan logam sedangkan

konduktivitas panas gelas < sehingga laju penetrasi

panas dan waktu pemanasan > beresiko thd thermal

shock pada kemasan.

Bahan pangan pada kemasan kantung flexibel (wadah

polimer yang rigid) mempunyai penetrasi panas >

karena lebih tipis dan penampang melintang < hemat

energi.

1/22/2013

14

Pemanasan dengan Nyala Api

Sterilisasi kemasan dengan menggunakan panas api

secara langsung pada tekanan atmosfir

Laju pindah panas tinggi pada suhu nyala 1770oC

Waktu proses <, mutu

Mengurangi konsumsi energi hingga 20%

Tidak ada penambahan larutan garam atau syrup di dalam

kemasan

Dapat digunakan kemasan yang lebih kecil sehingga biaya

transportasi dapat dikurangi hingga 20-30%

Digunakan untuk jamur, jagung manis, green beans,

pears dan daging sapi.

PERALATAN HEAT STERILISATION

Retort dengan sistem batch atau kontiniu

Batch Retort :

Vertikal

Horizontal :

Mudah pada saat bongkar muat dan mempunyai fasilitas

agitasi

Butuh ruang yang besar

Contoh : Orbitort, tdd : bejana bertekanan dengan 2 wadah

konsentrik

Continious Retort :

Kontrol thd penutupan selama proses berlangsung lebih

seragam

Dihasilkan perubahan tekanan secara gradual di dalam kaleng

PERALATAN HEAT STERILISATION…………

Tipe-tipe retort :

Cooker-Coolers : membawa kaleng pada sebuah

konveyor melalui 3 bagian pada terowongan

dengan tekanan berbeda untuk preheating,

sterilisasi dan cooling.

Rotary Sterilizers : tdd drum berputar secara

perlahan di dalam bejana bertekanan

Hydrostatis sterilizers : variabel proses seperti suhu

bahan mentah, suhu air pendingin,suhu uap, waktu

pengolahan dan laju pemanasan/pendinginan dapat

dimonitor.

Continious Hydrostatic Sterilizer

Introduction

• Canning is defined as preservation of foods in hermetically sealed

containers and usually implies heat treatment as the principal

factor in prevention of spoilage.

• Canning was invented by Nicholas Appert in 1910 so also termed

as Appertization

83

Canned mango products

Next


Canned mango pulp

Canned mango slices and tit bits

Click on picture for detail

1/22/2013

15

Mango Pulp Canning…

Select ripe mangoes

Wash, peel

Pulping

Filling in plain cans at 85ºC (pH 3.8-4.0)

Add sugar syrup and 0.3 % citric acid (TSS 40ºBrix)

Exhausting (82-85ºC/ 6-10 min)

Double seaming

Processing (100ºC/30 min)

Cooling

Storage

85


Ripe mango fruits

Wash, peel

Cut into longitudinal slices

Filling in plain cans containing syrup (40ºBrix) and 0.3% citric acid

Exhausting (82-85ºC/ 6-10 min)

Seaming

Processing (100ºC/30 min)

Cooling

Storage

86

Canned Mango Slices


What is

Syruping?

• A solution of sugar in water is called a syrup.

• Syrup is added to improve flavour and to facilitate the heat transfer during

processing.

• Syruping is done only for fruits

• Syrup is filled hot in cans at about 79-82ºC leaving a headspace of 0.3-0.5

cm (headspace is the gap between the lid of the can and the contents in

the can).

• Citric acid/ ascorbic acid maybe mixed into the syrup to improve flavour

and nutritional value, respectively.

• Citric acid also help in maintaining desired pH <4.5)

87

Canned mango products Advantages of

Exhausting Exhausting is the process of removal of air from the cans.

It helps to:

– avoid corrosion of tinplate and pinholing during storage

– reduce chemical reactions between contents and the container

– minimize discolouration by preventing oxidation

– retain vitamin particularly vitamin C

88


Processing

• Heating of canned foods for preserving is known as processing.

• Processing time and temperature should be optimal to eliminate bacteria.

• Overcooking should be avoided to retain the sensory quality of the product.

• Mango being acidic (pH<4.5) in nature can be processed at 100ºC or in

boiling water.

89

Canned mango products Ultra High Temperature (UHT) Aseptic Process

Pengolahan dengan suhu tinggi dan waktu singkat dapat dilakukan

jika produk terlebih dahulu disterilisasi sebelum diisi ke kemasan

yang steril dengan kondisi udara steril

Digunakan untuk :

Sterilisasi produk pangan cair seperti susu, jus buah, krim,

yoghurt, anggur, salad dressing, telur dan es krim

Produk pangan yang mengandung partikel-partikel kecil, misal :

cottage cheese, makanan bayi, produk tomat, buah dan sayur

Produk pangan dengan ukuran partikel lebih besar

dikembangkan pemanasan Ohmic.

Mutu produk UHT hampir sama dengan produk yang didinginkan

atau dibekukan.

Masa simpan produk UHT mencapai 6 bulan > tanpa refrigerasi.

1/22/2013

16

Keuntungan UHT dibandingkan sterilisasi konvensional :

Kondisi proses tidak tregantung pada ukuran kemasan.

Retorting konvensional pada soup sayuran dengan kemasan A2

butuh waktu 70 menit pada suhu 121oC diikuti pendinginan

selama 50 menit, dan peningkatan ukuran kemasan menjadi

A10 maka waktu meningkat menjadi 218 menit, sedang UHT

hanya butuh waktu 5 menit dengan suhu 140oC dan tidak ada

perubahan suhu/waktu dengan peningkatan ukuran kemasan.

proses aseptik/UHT dapat digunakan untuk kemasan besar,

misal aseptic bag untuk pure tomat berukuran 1 ton.

Kelemahan UHT :

- biaya

- peralatan kompleks

Peralatan UHT

Keberhasilan ditentukan oleh :

Metode pemanasan

Sifat bahan pangan (viskositas, ada tidaknya partikel, sensitivitas panas dan kecenderungan membentuk deposit di permukaan)

Karakteristik peralatan UHT :

Suhu > 132oC

Diberikan pada produk dengan volume yang kecil untuk memperluas permukaan pindah panas

Mempertahankan turbulensi di dalam produk ketika melewati permukaan panas

Penggunaan pompa untuk mengalirkan produk sesuai dengan tekanan pada heat exchanger

Pembersihan konstan pada permukaan panas untuk mempertahankan laju pindah panas yang tinggi dan mengurangi terbakarnya produk.

Peralatan UHT…………………

Dibedakan atas :

Sistem langsung (steam injection dan steam infusion)

Sistem tidak langsung (plate heat exchanger,

oncentric tube/steel and tube) dan Scrapped Surface

heat exchanger).

Sistem lain : mikrowave, dielektrik, ohmic, induction

heating. Concentric Tube Heat

Exchange, a) Cross Section, b)

Effect of Rotation of tubes

Skema sistem UHT kontiniu

Pengaruh Proses UHT Terhadap Bahan Pangan

• Memperpanjang umur simpan pada penyimpanan suhu

ruang (ambien)

• Meminimalkan kerusakan gizi dan eating quality

Pengaruh terhadap warna :

Kombinasi waktu-suhu pada pengalengang berpengaruh terhadap pigmen bahan pangan. Misal :

Pigmen oxymioglobin merah pada daging berubah menjadi metmioglobin yang berwarna coklat, mioglobin ungu berubah menjadi myohaemichromogen berwarna merah-coklat.

Reaksi Maillard dan karamelisasi juga mempengaruhi warna daging yang disterilisasi.

Warna yang dapat diterima untuk daging masak.

Penambahan sodium nitrat dan sodium nitrit bertujuan untuk mengurangi resiko C.botulinum dan menghasilkan warna merah-merah muda karena terbentuknya mioglobin nitrit oksida dan metmioglobin nitrit.

Pada buah dan sayuran klorifil dirubah menjadi phephytin, karotenoid diisomerisasi dari 5,6-epoksida menjadi 5,8-epoksida yang berwarna muda, antosianin didegradasi menjadi pigmen coklat

Diperbaiki dengan penambahan zat pewarna.

Pada susu sterilisasi terjadi perubahan warna karena karamelisasi dan reaksi Maillard.

Pada proses UHT, karamelisasi dan reaksi Maillard pada daging hanya sedikit, karotenoid dan betanin tidak berubah, klorofil dan antosianin dapat dipertahankan, dan terjadi peningkatan warna putih pada susu.

1/22/2013

17

Pengaruh terhadap Flavor dan Aroma :

Pada daging kaleng terjadi perubahan kompleks : pirolisis,

deaminasi dan dekarboksilasi asam amino, degradasi, reaksi

Maillard dan karamelisasi karbohidrat menjadi furfural dan

hidroksimetilfurfural serta oksidasi dan dekarboksilasi lemak

interaksi semua reaksi ini menghasilkan > 600 komponen flavor.

Pada buah dan sayur perubahan karena degradasi, rekombinasi

dan volatilisasi aldehid, keton, gula, lakton, asam amino dan

asam organik.

Pada susu perubahan flavor karena denaturasi protein susu

menjadi hidrogen sulfida serta pembentukan lakton dan metil

keton dari lemak.

Pada proses aseptik/UHT perubahan lebih kecil dan flavor alami

dari susu, jus buah dan sayuran dapat dipertahankan.

Pengaruh terhadap tekstur/viskositas

Tidak terjadi perubahan viskositas pada jus

buah/sayur dan susu.

Tekstur potongan buah dan sayur lebih lunak karena

larutnya bahan pektin dan kehilangan turgor sel, tapi

lebih tegar daripada produk kalengan.

Waktu dan suhu yang dibutuhkan untuk hidrolisis

kolagen lebih rendah.

Pengaruh terhadap nilai gizi :

Kehilangan vitamin sedikit

Lemak, karbohidrat dan mineral hampir tidak berubah

Kehilangan gizi hanya terjadi karena penyimpanan

yang terlalu lama.

EVAPORASI

= pemekatan cairan (konsentrasi) melalui penguapan.

Meningkatkan kandungan bahan padat dan menurunkan aw bahan menjadi awet.

Digunakan untuk :

Pre-konsentrasi pada jus buah, susu dan kopi sebelum dikeringkan, dibekukan atau disterilisasi mengurangi berat dan volume

Menghemat energi untuk pengolahan dan biaya untuk penyimpanan, transportasi dan distribusi.

Konsumsi energi dan biaya > dari metode konsentrasi lain (membran dan pembekuan), tapi derajat pemekatan yang diperoleh >.

Faktor yang mempengaruhi laju pindah panas pada

proses evaporasi :

Perbedaan suhu antara uap dan cairan yang dididihkan

2 cara untuk meningkatkan perbedaan suhu : meningkatkan tekanan dan suhu uap, atau mengurangi suhu cairan yang dididihkan melalui evaporasi pda kondisi vakum mahal

Deposit pada permukaan pindah panas

mengurangi laju pindah panas

Tergantung pada perbedaan suhu bahan dengan permukaan panas, viskositas dan komposisi bahan pangan. Misal denaturasi protein atau deposisi polisakarida menyebabkan bahan pangan terbakar di atas permukaan yang panas.

Korosi logam juga menurunkan laju pindah panas

Boundary Film

Dikurangi dengan konveksi atau turbulensi udara di dalam bahan pangan.

Peralatan Pada Proses Evaporasi

Evaporator tdd :

Heat Exchanger (disebut Calandria) yang

memindahkan panas dari uap ke bahan pangan

Alat pemisah uap yang dihasilkan

Pompa mekanis atau pompa vakum untuk

mengeluarkan uap (pompa mekanis lebih murah

biaya operasionalnya, tapi capital cost-nya tinggi).

Tipe evaporator yang paling banyak digunakan untuk

konsentrasi jus buah adalah FALLING FILM

EVAPORATOR, contohnya : Thermally Accelerated

Short-Time Evaporator (TASTE).

1/22/2013

18

Falling Film Evaporator

NATURAL CIRCULATION EVAPORATORS

1. Open or Closed-Pan Evaporators

Hemispherical pans

Dipanaskan secara langsung oleh gas atau arus listrik atau

secara tidak langsung oleh uap yang dialirkan melalui tube di

bagian dalam atau jacket di bagian luar

Untuk proses vakum dilengkapi dengan tutup

Dilengkapi pengaduk untuk meningkatkan laju pindah panas

dan mencegah kegosongan

Efisiensi energi rendah

Menyebabkan kerusakan pada bahan pangan yang sensitif

Kapital cost rendah

Konstruksi mudah dan aplikasi flexibel

Misal pada saus dan jam

Vacuum Pan Evaporator

2. Short Tube Evaporator

Biaya konstruksi dan perawatan rendah

Felxibel

Laju pindah panas tinggi pada cairan dengan viskositas rendah

Tidak cocok untuk bahan dengan viskositas tinggi

Digunakan untuk konsentrat sirup, garam dan jus buah.

Vertical Short Tube

Evaporators

Long Tube Evaporators

3. Long-Tube Evaporators

Ada 2 type :

- Climbing –Film Evaporators : untuk bahan dengan viskositas

- A Falling Film Evaporator : untuk bahan dengan viskositas

Thin Film of

Liquid

Vapour

Climbing Film Evaporator

Long Tube Vertical-Falling Film

Evaporator

1/22/2013

19

FORCED CIRCULATION EVAPORATORS

Dilengkapi pompa atau Scrapper untuk menggerakkan cairan laju pindah panas tinggi dan residence time singkat

Biaya operasional dan capital cost tinggi

Tdd :

a. Plate Evaporator Sesuai untuk produk yang sensitif terhadap panas seperti

extrak ragi, produk hasil ternak, jus buah, minuman beralkohol rendah dan extrak daging.

b. Expanding- Flow Evaporator Mirip dengan plate evaporator hanya digunakan cone

sebagai pengganti plate

Flexibel untuk berbagai produk dengan cara mengganti jumlah cone

MECHANICAL (AGITATED) THIN-FILM EVAPORATOR

Tdd :

- Scrapped-Surface Evaporator

- Wiped Surface Evaporator

bedanya hanya dalam ketebalan film (tebal film pada

Scrapped SE = 1.25 mm, sedangkan Wiped SE : 0.25

mm

Sesuai untuk : pulp dan jus buah, pasta tomat,extrak

daging, madu, coklat, kopi dan produk ternak.

Pengaruh Evaporasi Terhadap Bahan Pangan

Komponen aroma dan bahan volatil lain hilang

Aroma yang hilang dapat di-recovery dengan cara :

Recovery volatil melalui kondensasi uap dan distilasi fraksional

Menangkap komponen volatil dari bahan pangan cair dengan

gas inert danmenambahkannya kembali setelah proses

evaporasi.

Warna bahan menjadi lebih gelap karena pemekatan

konsentrasi, penurunan aw.

Vitamin A dan niasin hampir tidak dipengaruhi

Kehilangan vitamin C terjadi karena penyimpanan

Kuliah ke-X PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS · PDF fileJenis mikroorganisme yang dianggap...

Documents

Transcript of Kuliah ke-X PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS · PDF fileJenis mikroorganisme yang dianggap...