1/14/2014 - · PDF filePROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS ... pada suhu ruang, misal : roti,...

1/14/2014

1

PROSES PENGOLAHAN DENGANPANAS

Tujuan Instruksional Khusus :

Mahasiswa dapat menjelaskan prosespengolahan pangan dengan menggunakanuap atau air panas (Blanching,Pasteurisasi, Sterilisasi, Evaporasi danDistilasi)Mahasiswa dapat menjelaskan pengaruh

pengolahan dengan panas terhadapkarakteristik bahan pangan

PANAS

Inaktivasi mikroorganismaPerubahan kimia mempengaruhi mutuContoh : sterilisasi komersialDigunakan 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, kerang2anii. 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 disimpanpada suhu ruang, misal : roti, keju, sosis yangdifermentasi

Australian Defenition of PHF

Standard 3.2.2. – Food Standards Code“ Bahan pangan yang harus disimpan pada suhu tertentuuntuk meminimalkan pertumbuhan bakteri penyebabracun yang mungkin ada pada bahan pangan atau untukmencegah pembentukan toksin di dalam bahan pangan”.

Berdasarkan defenisi ini, maka PHF harus dijaga :5o atau < : untuk meminimalkan pertumbuhan

mikrooganisme atau toksin pada bahan pangan60o atau >, atau suhu lainnya : jika produsen mampu menunjukkan

bahwa selama periode waktu penyimpanan bahanpangan tetap aman.

1/14/2014

2

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF

1. awaw optimum untuk pertumbuhan mikroba secara

umum : 0.97-0.99Staphylococcus aureus dapat tumbuh pada aw 0.83

dan menghasilkan toksin pada aw 0.882. pHS.aureus dapat tumbuh pada pH 4.0 dan

menghasilkan toksin pada pH 4.6Yersinia enterolitica dan Salmonella spp tumbuh

pada pH 4.2Bakteri penghasil spora (C.botulinum) dapat

tumbuh dan menghasilkan toksin pada pH 4.6

Klasifikasi bahan pangan berdasarkan pH

1/14/2014

3

3. Komposisi GiziBahan pangan yang kaya akan zat gizi lebih

sensitif terhadap pertumbuhan patogen4. Struktur BiologiBahan pangan yang berasal dari hewan atau

tumbuhan mungkin dapat mencegah masukdan berkembangnya mikroorganisma patogen penetrasi terhadap penghambat inidipengaruhi oleh beberapa faktor dan inimemungkinkan untuk tumbuhnya patogen

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF(2)

5. Potensial Redoks (Eh)Yaitu pengukuran mudah atau tidaknya suatu

komponen mendapatkan atau kehilanganelektronEh untuk pertumbuhan mikroba aerob : +500-

+300 mV, fakultatif anaerob : +300 – (-100)mV, dan anaerob +100 - < -250 mV


6. AntimikrobaAntimikroba alami yang berasal dari tanaman (minyak

atsiri, tanin, glikosida) dan yang berasal dari hewan(laktoferin, lisozim), atau yang berasal dari prosespengolahan (senyawa Mailard, kondensat asap,bakteriosin) dan bahan pengawet sintetismemperpanjang umur simpan produk panganPenambahan antimikroba dapat berinteraksi atau

memberikan penghambaan yang sinergis denganparameter lain seperti pH, komponen pangan, enzim,suhu, komposisi atmosfir.


7. Mikroflora kompetitifProduk metabolit yang dihasilkan mikroorganisme

yang tumbuh pada bahan pangan dapatmenghambat pertumbuhan (interaksi antagonis)atau mempercepat pertumbuhan (interaksi sinergis)mikroorganisme lainnya.Proses antagonistik meliputi : persaingan untuk

nutrien, pelekatan sel, lingkungan yang tidak sesuaiatau kombinasi faktor2 ini.Mekanisme stimulasi pertumbuhan harus

dipertimbangkan dalam “Hurdle concept” untukmengontrol mikroorganisme pada bahan panganyang sensitif terhadap suhu.


1/14/2014

4

8. AtmosfirPenghambatan mikroorganisme oleh gas : 1)

efek toksik langsung yang menghambatpertumbuhan dan proliferasi (CO2, ozon danO2), 2) penghambatan tidak langsung melaluimodifikasi udara.Kombinasi MAP dan antimikroba dapat

dijadikan konsep hurdle


9. Time/Temperature :Parameter waktu menentukan pertumbuhan

mikroorganisme menentukan umur simpan dankeamanan.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 patogenFase lag dan waktu penggandaan dari

mikroorganisme tergantung pada suhu umursimpan produk ditentukan oleh suhu penyimpanan


10. Kondisi PenyimpananSuhu penyimpanan, suhu/waktu pendinginan dari

bahan yang dimasak, RH kemasanWaktu dan suhu harus diperhitungkan sekaligus


11. Tahap PengolahanBahan pangan berasam rendah dalam kaleng yang

tertutup rapat dan hermetis tidak membutuhkan kontrolsuhu, tetapi bahan pangan yang proses pengolahannyakurang seperti produk yang dibakar dan dikemas dengankemasan yang tidak memungkinkan untuk terjadinyakontaminasi, aman untuk dikonsumsi pada suhu ruangsebelum dikonsumsi.


1/14/2014

5

Faktor-Faktor Yang MempengaruhiPHF (10)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 mampumenghambat germinasi spora)

2. Penanganan pasca-pengolahan dan kondisipengemasan yang menghambat masuknya kembalipatogen ke dalam produk sebelum dikemas

3. Penggunaan bahan kemasan yang meskipun tidakmemberikan kondisi hermetik tapi dapat mencegahmasuknya patogen vegetatif ke dalam produk

PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS

Keuntungan : 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. Pengendalian kondisi proses sederhanaMenghasilkan produk pangan yang awet (shelf-stable foods) tidak membutuhkan refrigerasi

Destruksi komponen anti gizi (misal tripsin inhibitor padakacang-kacangan)

Memperbaiki ketersediaan beberapa zat gizi (misalmemperbaiki daya cerna protein, gelatinisasi pati danmengeluarkan niasin yang terikat).

PROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS…………

Kelemahan : Merusak komponen pangan mempengaruhi

flavor, warna, rasa atau tekstur sehinggamenurunkan mutu diatasi dengan proses yang HTST Terjadinya kehilangan komponen volatil pada bahan

Jenis pengolahan panas lain : baking, roasting dan fryingmerubah karakteristik sensori produk, sedangpengawetannya diperoleh dengan proses lanjutanseperti pendinginan, pembekuan atau pengemasan.

Pengolahan dengan Panas

Pasteurisasi

Pengisian-Panas

Blansing

SterilisasiKomersial

161°F (71.5°C), 15dtk atau ekivalen

212°F (100°C)(untul asam rendah suhu >)

~ 180°F(82°C)212°F (100°C) –waktu singkat

Proses Kisaran SuhuPerluPenghambattambahan???

ya

tidak

ya

ya

1/14/2014

6

Pasteurisasi Vs Blanching

Meski, suhu dan waktu yangdigunakan hampir sama, aplikasikedua proses ini dibedakan atas typeproduk pangannya. Pasteurisasisering diasosiasikan dengan bahanpangan cair, sedangkan blansinguntuk bahan pangan padat.

BLANCHING

Tujuan :Menginaktifkan enzim pada sayuran dan

beberapa jenis buah sebelum pengolahanselanjutnyapre-treatmentMengurangi jumlah mikroba awalKombinasi dengan pengupasan dan/atau

pencucian/pembersihanMelunakkan jaringan memudahkan proses

pengisian

BLANCHING.................

Faktor yang mempengaruhi waktu blanching :Type buah atau sayuranUkuran bahanSuhu blanchingMetode pemanasan

BLANCHING…………..

Teori :Suhu pembekuan atau pengeringan yang maksimum

tidak cukup untuk menginaktifkan enzimJika produk tidak diblansir, terjadi perubahan yang

tidak diinginkan pada sifat sensori dan gizi bahanselama penyimpanan.Pada proses pengalengan, waktu untuk mencapai

suhu sterilisasi terutama pada kaleng berukuranbesar memungkinkan enzim untuk aktif perludilakukan blansing sebelum proses pengalengan.

1/14/2014

7

Enzim penyebab kerusakan padabuah dan sayur : lipoksigenase,polifenoloksidase dan klorofilase.

Enzim tahan panas pada buahdan sayur : katalase danperoksidase (yang paling tahandiantara keduanya : peroksidase)

Digunakan sebagaienzim indikatoruntuk melihatkeberhasilanproses blansing

Peralatan Blanching

2 Metode blanching :- Blansing dengan uap panas- Blansing dengan air panas

Blansing dengan mikrowave oven belum komersial

Tabel 1. Keuntungan dan kelemahan blansing dengan uapdan air panas

Peralatan Keuntungan Kelemahan

ConventionalSteamBlancher

• Kehilangankomponen larut air <

• Volume limbah <• Mudah dibersihkan

dan disterilisasi

• Membutuhkanpencucian

• Kehilangan beratbahan

ConventionalHot WaterBlancher

Biaya peralatanrendah, dan efisiensienergi

• Tambahan biayauntuk air danperlakuan limbah

• Resiko kontaminasibakteri termofilik

Blansing dengan Uap

Steam blancher tdd : Mesh conveyor belt yangmengangkut produk melalui uap panas dalamsebuah terowongan (tunnel)Waktu tinggal bahan ditentukan oleh kecepatan

konveyor dan panjang terowongan (tunnel) Panjang terowongan : 15 m dengan lebar 1-1.5

m

1/14/2014

8

Blansing dengan Air Panas

● Alat yang banyak digunakan : Reel Blancher :Bahan pangan masuk ke dalam drum silinder

berlubang yang berputar perlahanBahan akan terendam sebagian di dalam airWaktu pemanasan ditentukan oleh panjang

drum dan kecepatan berputar.

Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan

Perubahan mutu sensori dan gizi :1. Nilai GiziBeberapa mineral, vitamin dan bahan lain yang larut

air sebagian hilangBesarnya kehilangan vitamin tergantung pada : Kematangan dan varitasMetode persiapan bahan (pemotongan, pengirisan dll) Ratio luas permukaan : volume bahanMetode blansingWaktu dan suhu blansing (HTST kehilangan <)Metode pendinginan Ratio antara air dan bahan

2. Warna dan FlavorPada sebagian bahan warna semakin cerah karena

hilangnya udara dan debuWaktu dan suhu blansing mempengaruhi perubahan

pigmenUntuk mencegah kehilangan klorofil pada air blansing

ditambahkan sodium karbonat (0.125% w/w) atauCaO peningkatan pH menyebabkan pean asamaskorbat.Pencoklatan pada potongan apel atau kentang

dicegah dengan merendamnya dalam larutan garam2% sebelum blansing.

Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan…..Pengaruh Proses Blansing Terhadap Bahan Pangan…..

3. Tekstur

Salah satu T/ blansing : melunakkan tekstur sayuransehingga mudah dalam pengisian ke dalam kaleng.Blansing sebelum pembekuan atau pengeringan

memerlukan suhu dan waktu yang > untukmenginaktivasi enzimkehilangan teksturPenambahan CaCl2 (1-2%) pada air blansing dapat

mempertahankan tekstur karena pembentukankalsium pektat yang tidak larut.

1/14/2014

9

Digunakan untuk :Bahan pangan berasam rendah (pH>4.5)Susu, telur cair, es krimBahan pangan berasam tinggi (pH<4.5)Juice buah, Wine, Bir

PASTEURISASI

• Proses pemanasan bahan pada suhu < 100oC

PASTEURISASI

Tujuan pasteurisasi :Pada bahan berasam rendah (pH > 4.5) :

meminimalkan patogen dan memperpanjang umursimpan selama beberapa hariPada bahan pangan berasam tinggi (pH<4.5)

meningkatkan umur simpan selama beberapa bulandengan membunuh mikroorganisme perusak (khamirdan jamur) dan/atau inaktivasi enzim.

Peralatan Pasteurisasi

1. Pasteurisasi Pada Bahan Yang Dikemas Bir dan jus buah dipasteurisasi setelah pengisian ke dalam

kemasan Pada bahan yang dikemas dengan kemasan gelas digunakan

air panas untuk mengurangi resiko shock panas terhadapkemasan yang menyebabkan kemasan retak.Perbedaan suhu antara kemasan dan air max 20oC untukpemanasan dan 10oC untuk pendinginan.

Kemasan logam atau plastik dipasteurisasi dengan campuranuap panas-udara atau air panas untuk mengurangi resikothermal shockBahan didinginkan hingga suhu 40oC untuk menguapkan air dipermukaan meminimalkan korosi kemasan dan memperkuatlabel

1/14/2014

10

Peralatan Pasteurisasi…………..

Peralatan yang sederhana tdd :Keranjang berisi kemasan bahan pangan dimasukkan

ke dalam bak air dan dipanaskan pada suhu tertentu.Air dingin dipompakan ke dalam untuk mendinginkan

produk. Peralatan lain tdd :Tunnel yang terbagi atas beberapa zona pemanasanSemprotan air yang sangat halus (atomised) yang

memanaskan kemasan ketika melewati setiap zonadengan menggunakan konveyor sehingga tercapaisuhu pasteurisasi.

Peralatan Pasteurisasi……………..

2. Pasteurisai pada bahan pangan cair yang tidak dikemas Alat : Swept surface heat exchanger Open Boiling Pans Plate heat exchanger untuk bahan pangan cair dengan

viskositas rendah (susu dan produk susu),jus buah, telur cair, bir dan anggur.

Keuntungan heat exchanger pada pasteurisasi bahan di dalam botol : Perlakuan panas lebih seragam Peralatan sederhana dan biaya perawatan murah Penggunaan ruangan kecil dan upah rendah Lebih flexible untuk berbagai produk yang berbeda Lebih mudah dikendalikan

Untuk pasteurisasi skala <dengan sistem batch

Peralatan Pasteurisasi………………

Type heat exchanger lain : Concentric heat exchanger:untuk produk kental (produk hasil ternak,mayonaise,saus tomat dan makanan bayi).

Bahan yang sudah dipasteurisasi harus segera diisi kedalam kemasan karton atau botol dan diseal untukmencegah rekontaminasi produk juga harus segeradidinginkan sebelum dikonsumsi.

Pengaruh Pasteurisasi terhadap Bahan Pangan

Penggunaan panas relatif kecil sehingga perubahan gizi dan sifatsensori <

Masa simpan hanya meningkat beberapa hari hingga beberapaminggu

1. Warna, Flavor dan AromaPada jus buah penyebab utama kerusakan warna adalah

pencoklatan enzimatis oleh polifenoloksidase dan dipercepatoleh O2 sehingga jus buah yang dipasteurisasi harus terlebihdahulu didearasi.Perbedaan warna putih pada susu mentah dan susu yang

dipasteurisasi bukan karena pasteurisasiPigmen pada tanaman dan hewan juga tidak dipengaruhi

pasteurisasiDapat terjadi kehilangan aroma diperbaiki dengan flavor

recovery (tapi jarang dilakukan karena mahal).

1/14/2014

11

Pengaruh Pasteurisasi terhadap BahanPangan……..

2. Kehilangan VitaminKehilangan vitamin C dan karoten pada jus buah

dikurangi dengan deaerasi.

HEAT STERILISATION

Proses pemanasan bahan pangan pada suhutinggi pada waktu yang lama untukmenghilangkan mikroba dan menginaktivasienzim.

Dikelompokkan menjadi 2, yaitu :Sterilisasi murni/sempurnaSterilisasi komersial

Sterilisasi Di dalam KemasanWaktu sterilisasi dipengaruhi oleh : Resistensi mikroorganisme dan enzim

terhadap panas Kondisi pemanasan pH bahan Ukuran kemasan Keadaan fisik bahan pangan

Daya tahan mikroorganisme terhadap panasditentukan oleh nilai D dan z.

Nilai D (Thermal Reduction Time) adalah waktu yangdibutuhkan untuk membunuh 90% sel/spora mikroba pada suhutertentu atau TDT adalah waktu yang diperlukan untuk menurunkan1 siklus log dari populasi mikroba tertentu.

Nilai z : Perbedaan suhu yang dibutuhkan untuk menurunkan ataumerubah satu siklus log nilai D.

1/14/2014

12

1000

100

10

10 5 10 15

D

Waktu pemanasan (menit)

Jum

lah

Mik

roba

D2

D1

Log

D2-

logD

1=1.

00

z

D2

D1

220 230 240 250 260 270

Nila

i D

Suhu (oF)

Gambar 6. Kurva penentuan nilai z

Laju penetrasi panas :Dipengaruhi oleh :Tipe produk : cair, padatUkuran kemasan : besar, kecilAgitasi pada kemasanSuhu retort : ar perbedaan suhu antara bahan

pangan dan mediaBentuk kemasan : kemasan yang panjang

mempercepat proses konveksiTipe kemasan : pada logam > daripada gelas atau

plastik

Pengukuran laju penetrasi panas :Letakkan termokopel pada pusat panas dari kemasan

(titik pemanasan terendah) untuk mencatat suhubahan selama pemanasanPada sterilisasi kontiniu digunakan self-contained

miniature temperature recorders-transmitters.Pada kemasan silinder, pusat panas adalah pada

pusat geometri untuk pemanasan konduksi dan ± 1/3tinggi kemasan (dari dasar) untuk pemanasankonveksi perlu percobaanPemanasan konveksi lebih cepat dari konduksi dan

lajunya tergantung pada viskositas bahan. Kurva pemanasan dibuat dengan memplot Suhu Vs

Waktu pada kertas grafik semilog.

1/14/2014

13

Pindah panas di dalam kemasanmelalui : a) Konduksi, b) Konveksi

End-over-end agitation ofcontainers

Kurva pemanasan

Retorting (Heat Processing)

4 tipe kemasan yang tahan sterilisasi :1. Metal cans2. Glass jar or bottles3. Flexible pouches4. Rigid trays

Retorting (Heat Processing)……………

Sebelum pengisian udara dikeluarkan terlebih dahulu(exhausting) dengan cara :Pengisian bahan pangan ke dalam kemasan dalam

keadaan panasBahan pangan dalam keadaan dingin dimasukkan ke

dalam kemasan kemudian isi dan kemasandipanaskan hingga 80-95oC.Pengeluaran udara secara mekanik dengan pompa

vakumSteam-flow-closing : uap panas membawa udara di

permukaan bahan pangan segera sebelum kemasanditutup.

Pemanasan dengan Uap Jenuh

Panas laten dipindahkan ke bahan panganketika uap jenuh berkondensasi pada bagianluar kemasan. Jika udara terperangkap di dalam retort, maka

akan terbentuk film disekitar kemasan yangmencegah uap berkondensasi danmenyebabkan proses sterilisasi tidak sempurna. penting untuk melakukan venting

1/14/2014

14

Pemanasan dengan Air Panas

Bahan pangan dalam kemasan gelas atau kantungflexibel disterilisasi dengan air panas dan tekanan udaratinggi.

Kemasan gelas > tebal dari kemasan logam sedangkankonduktivitas panas gelas < sehingga laju penetrasipanas dan waktu pemanasan > beresiko thd thermalshock pada kemasan.

Bahan pangan pada kemasan kantung flexibel (wadahpolimer yang rigid) mempunyai penetrasi panas >karena lebih tipis dan penampang melintang < hematenergi.

Pemanasan dengan Nyala Api

Sterilisasi kemasan dengan menggunakan panas apisecara 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 :VertikalHorizontal :Mudah pada saat bongkar muat dan mempunyai fasilitas

agitasiButuh ruang yang besarContoh : 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 terowongandengan tekanan berbeda untuk preheating,sterilisasi dan cooling.

Rotary Sterilizers : tdd drum berputar secaraperlahan di dalam bejana bertekanan

Hydrostatis sterilizers : variabel proses seperti suhubahan mentah, suhu air pendingin,suhu uap, waktupengolahan dan laju pemanasan/pendinginan dapatdimonitor.

1/14/2014

15

Continious Hydrostatic Sterilizer

Ultra High Temperature (UHT) Aseptic Process

Pengolahan dengan suhu tinggi dan waktu singkat dapat dilakukanjika produk terlebih dahulu disterilisasi sebelum diisi ke kemasanyang 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.

Keuntungan UHT dibandingkan sterilisasi konvensional : Kondisi proses tidak tregantung pada ukuran kemasan.

Retorting konvensional pada soup sayuran dengan kemasan A2butuh waktu 70 menit pada suhu 121oC diikuti pendinginanselama 50 menit, dan peningkatan ukuran kemasan menjadiA10 maka waktu meningkat menjadi 218 menit, sedang UHThanya butuh waktu 5 menit dengan suhu 140oC dan tidak adaperubahan 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 dipermukaan)

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 mengurangiterbakarnya produk.

1/14/2014

16

Peralatan UHT…………………

Dibedakan atas :Sistem langsung (steam injection dan steam infusion)Sistem tidak langsung (plate heat exchanger,

oncentric tube/steel and tube) dan Scrapped Surfaceheat exchanger).Sistem lain : mikrowave, dielektrik, ohmic, induction

heating.Concentric Tube HeatExchange, a) Cross Section, b)Effect of Rotation of tubes

Skema sistem UHT kontiniu

Pengaruh Proses UHT Terhadap Bahan Pangan

• Memperpanjang umur simpan pada penyimpanan suhuruang (ambien)

• Meminimalkan kerusakan gizi dan eating quality

Warna : Pigmen oxymioglobin merah pada daging berubah menjadi

metmioglobin yang berwarna coklat, mioglobin ungu berubahmenjadi myohaemichromogen berwarna merah-coklat.

Reaksi Maillard dan karamelisasi juga mempengaruhi warnadaging 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 danmetmioglobin nitrit.

Pada buah dan sayuran klorifil dirubah menjadi phephytin,karotenoid diisomerisasi dari 5,6-epoksida menjadi 5,8-epoksidayang berwarna muda, antosianin didegradasi menjadi pigmencoklat Diperbaiki dengan penambahan zat pewarna.

Pada susu sterilisasi terjadi perubahan warna karena karamelisasidan reaksi Maillard.

Pada proses UHT, karamelisasi dan reaksi Maillardpada daging <, karotenoid dan betanin tidak berubah,klorofil dan antosianin dapat dipertahankan, warnaputih pada susu meningkat.

Pengaruh Proses UHT Terhadap Bahan Pangan

1/14/2014

17

Pengaruh terhadap Flavor dan Aroma : Pada daging kaleng terjadi perubahan kompleks : pirolisis,

deaminasi dan dekarboksilasi asam amino, degradasi, reaksiMaillard dan karamelisasi karbohidrat menjadi furfural danhidroksimetilfurfural serta oksidasi dan dekarboksilasi lemakinteraksi semua reaksi ini menghasilkan > 600 komponen flavor.

Pada buah dan sayur perubahan karena degradasi, rekombinasidan volatilisasi aldehid, keton, gula, lakton, asam amino danasam organik.

Pada susu perubahan flavor karena denaturasi protein susumenjadi hidrogen sulfida serta pembentukan lakton dan metilketon dari lemak.

Pada proses aseptik/UHT perubahan lebih kecil danflavor alami dari susu, jus buah dan sayuran dapatdipertahankan.

Pengaruh terhadap tekstur/viskositasTidak terjadi perubahan viskositas pada jus

buah/sayur dan susu.Tekstur potongan buah dan sayur lebih lunak karena

larutnya bahan pektin dan kehilangan turgor sel, tapilebih tegar daripada produk kalengan.Waktu dan suhu yang dibutuhkan untuk hidrolisis

kolagen lebih rendah.

Pengaruh terhadap nilai gizi :Kehilangan vitamin sedikitLemak, karbohidrat dan mineral hampir tidak berubahKehilangan gizi hanya terjadi karena penyimpanan

yang terlalu lama.

PROSES PENGALENGAN

RawMaterial

Seaming

Filling Penutupan

Exhaust

Blanchingor Cooking

SterilisasiCoolingProduk

1/14/2014

18

Raw Material

Peeling (pengupasan)Syruping

Filling

Cold Pack : buahHot pack : selai, jelly, kecap

Exhausting

Proses pengeluaran/penghampaan udaraterutama O2 yang ada dalam head space untukmemperoleh keadaan vakum dalam wadah Tujuan :Mencegah pecahnya kaleng pada saat

sterlisasi berlebihanMenghentikan pertumbuhan bakteri aerobMencegah kehilangan warna dan flavorBahan tidak tergoncangMencegahreaksi oksidasi penyebab korosi

Heat Exhaust

Exhaust box : kaleng dimasukkan kedalam box, kemudian dipanaskan,sehingga udara keluarVacuum Seamer : mengeluarkan udara

dalam kaleng dengan alat semaersekaligus menutup kaleng

1/14/2014

19

Seaming

Jenis seamer :- Vacuum seamer- Home Seamer- Semitre Seamer

BAKING DAN ROASTING 2 Unit operasi yang sama menggunakan udara yang

dipanaskan untuk meningkatkan “eating quality: dariproduk pangan

Beda : pada penggunaannya Baking diguakan untuk produk berbahan dasar

tepung/pati atau buah Roasting untuk daging, kacang2an dan sayur-sayuran. Tujuan sekunder dari baking adalah : untuk pengawetan

pangan melalui destruksi mikroba dan penurunan aktivitasair pada pemukaan bahan pangan.

Umur simpan briduk yang dibaking umumnya ppendekkecuali jika dikombinasikan dengan rerigerasi danpengemasan

Teori

Menyangkut proses pindah panas dan pinsah massasekaligus.

Panas dipindahkan dari permukaan panas dan udarapanas dari dinding oven ke bahan pangan

Uap air dipindahkan dari bahan pangan ke sekitarnyadan kemudian dikeluarkan oleh oven.

Panas oven adalah kombinasi dari radiasi infra merahdari dinding oven, melalui konveksi dari udara yangdisirkulasi dan melalui konduksi dari pan atau wadahbahan pangan

Teori...............

Radiasi infrared diabsorbsi bahan pangan dan diubahmenjadi panas

Udara, gas lain dan uap air di dalam oven mentransferpanas dengan cara konveksi

Panas dikonversi menjadi panas konduksi padapermukaan bahan pangan.

Terdapatnya lapisan pemisah pada udara akanmenghambat proses pindah panas ke dalam bahanpangan dan keluarnya uap air dari bahan pangan.

Tebalnya lapisan pemisah ditentukan oleh kecepatanaliran udara dan sifat permukaan bahan panganmenentukan laju pindah panas dan pindah massa.

1/14/2014

20

Teori.................

Aliran konveksi akan membantu distribusi panas yanglebih seragam di dalam oven oven komersialdilengkapi dengan kipas untuk meningkatkan laju alirandan mengurangi ketebalan lapisan pemisah.

Panas yang masuk ke bahan pangan lebih banyakmelalui proses konduksi, sedangkan proses konveksilebih berperan pada awal pemanasan

Teori.................. Faktor-faktor yang menentukan laju pindah panas

konduksi : Konduktivitas panas bahan jika rendah menyebabkan laju

pindah panas konduksi menurun menentukan waktupemanggangan

Perbedaan suhu antara bahan pangan dan baking pans atau tray Ukuran potongan bahan menentukan jarak titik pusat panas

Kelembaban udara yang lembah di dalam oven dengansuhu yang tinggi menciptakan gradien tekanan uap airantara bahan dengan udara panas air di permukaanbahan menguap kemudian diikuti oleh air yang ada didalam bahan akan keluar ke permukaan.

Banyaknya air yang menguap ditentukan oleh sifat alamibahan, laju aliran udara dan laju pindah panas.

Teori..............

Jika laju kehilangan uap air di permukaan > dari lajukehilangan uap air dari dalam bahan panganpermukaan bahan mengering, suhu permukaanmeningkat hingga sama dengan suhu udara panas (110-240oC) dan terbentuk “crust” dipermukaan.

Baking dilakukan pada tekanan atmosfir dan air keluardengan bebas dari bahan pangan, maka suhu di dalambahan tidak lebih dari 100oC.

Penggunaan suhu yang tinggi dan pemanasan yangcepat mengakibatkan perubahan yang kompleks padakomponen yang terdapat dipermukaan bahan.

Teori..............

Beda dengan pengeringan terbentuknya “crust”dipermukaan dan retensi uap air di bagian dalam bahanuntuk produk “cake, roti, daging dll’ merupakan halyang diinginkan, tetapi pada produk biskuit dancripsbread kehilangan air dari bagian dalammerupakan hal yang diinginkan.

1/14/2014

21

Tabel. Pindah Massa dan Panas selama Pemanggangan

Zona di dalam bahanPangan

Type Pindah massa Type Pindah panas

Lapisan Pemisah Difusi uap Konduksi, konveksi,radiasi

Crust Difusi Uap Konduksi, konveksi(perpindahan uap)

Zona Evaporasi Difusi Uap, Difusipermukaan, alirankapiler

Konduksi, pergerakanuap dan air dalambentuk cair

Bagian Dalam Aliran kapiler konduksi

Peralatan

Oven dengan bahan bakar minyak Oven listrik Microwave/dielectric oven

saat ini oven dilengkapi dengan kontro mikroprosesordan komponen yang hemat energi.

Peralatan.............

Oven Pemanasan Langsung (Direct heating ovens) Udara panas dan panas dari bahan bakar disirkulasikan

melalui konveksi alami atau menggunakan kipas Suhu di dalam oven dikontrol secara otomatis dengan

cara pengaturan laju aliran udara dan bahan bakar. Bahan bakar yang digunakan : gas alam, propana,

butana, minyak tanah, batubara dll. Keuntungan : Waktu pemanganggan singkat Efisiensi panas tinggi Kontrol kondisi proses lebih baik (menggunakan kecepatan kipas

dan laju konsumsi bahan bakar) “start-up” nya cepat hanya untuk memanaskan udara di dalam

oven


Oven Pemanasan Tidak Langsung (Indirect heating ovens)1. Tabung uap dipanaskan secara langsung dengan bahan

bakar atau uap diberikan melalui boiler yang letaknyaberjauhan Uap dari tabung akan memanaskan udarapada ruang pemanggangan dan disirkulasikan melaluiheat exchanger

2. Gas pembakaran di lewatkan melalui tabung radiator yangterdapat di dalam ruang pemanggangan

3. Bahan bakar dibakar di antara lapisan dinding dan panasyang dihasilkan dikeluarkan ke bagian atas oven.

1/14/2014

22


Oven Pemanasan Tidak Langsung (Indirect heating ovens) ............1. Contoh : oven listrik Batch oven Oven kontiniu dan semi kontiniu : rotary-hearth oven, reel oven,

multi-cycle tray oven, tunnel oven

Pengaruh terhadap Bahan Pangan

TextureFlavor, aroma dan warnaNilai gizi


Texture Ditentukan oleh sifat alami bahan (kadar air, protein, lemak dan

karbohidrat struktur (selulosa, pati, pektin)), suhu selamapemanasan.

Pemanasan daging minyak meleleh dan terdispersi atau keluardari bahan (drip losses), kolagen menjadi larut membentuk gelatin,protein terdenaturasi dan kehilangan WHC, inactivasi mikroba danenzim, tekstur permukaan menjadi “crispy”.

Pada produk serealia perubahan struktur granula pati,gelatinisasi, dehidrasi tekstur mengeras


Flavor Aroma dan Warna Aroma yang terbentuk selama baking diperlukan untuk

menentukan karakteristik sensori produk Kondisi pemanasan yang tinggi menyebabkan reaksi pencoklatan

Maillard antara gula dan asam amino Suhu yang tinggi dan kadar air yang rendah dipermukaan

menyebabkan karamelisasi gula dan oksidasi asam lemak menjadialdehid, keton, lakton, alkohol dan ester.

Reaksi Maillard dan degradasi Strecjer menghasilkan aroma yangberbeda tergantung dari kombinasi asam amino bebas dan gulapada bahan pangan.

Tiap jenis asam amino menghasilkan karakteristik aroma jikadipanaskan tergantung dari tipe gula dan kondisi pemanasan yangdigunakan misal : asam amino prolin menghasilkan aroma padakentang, jamur atau telur ketika dipanaskan dengan gula dan suhuyang berbeda

1/14/2014

23


Flavor Aroma dan Warna Pemanasan akan mendegradasi komponen volatil aroma

terbakar atau asap Sejumlah komponen aroma terbentuk selama pemanggangan Type aroma tergantung pada jenis gula, asam amino dan asam

lemak pada permukaan bahan pangan, suhu kadar air dan waktupemanasan.

Warna coklat pada bahan yang dipanggang disebabkan oleh reaksiMallard, karamelisasi gula dan dekstrin menjadi furfural atauhidroksimetilfurfural, karbonisasi gula, lemak dan protein.

EVAPORASI

= pemekatan cairan (konsentrasi) melaluipenguapan.Meningkatkan kandungan bahan padat dan

menurunkan aw bahan menjadi awet. Konsumsi energi dan biaya > dari metode

konsentrasi lain (membran dan pembekuan),tapi derajat pemekatan yang diperoleh >.

EVAPORASI..............

Digunakan untuk :Pre-konsentrasi pada jus buah, susu dan kopi

sebelum dikeringkan, dibekukan ataudisterilisasi mengurangi berat dan volumeMenghemat energi untuk pengolahan dan

biaya untuk penyimpanan, transportasi dandistribusi.

1/14/2014

24

Peralatan Pada Proses Evaporasi

Evaporator tdd :Heat Exchanger (disebut Calandria) yang

memindahkan panas dari uap ke bahan panganAlat pemisah uap yang dihasilkanPompa mekanis atau pompa vakum untuk

mengeluarkan uap (pompa mekanis lebih murahbiaya operasionalnya, tapi capital cost-nya tinggi).

Tipe evaporator yang paling banyak digunakan untukkonsentrasi jus buah adalah FALLING FILMEVAPORATOR, contohnya : Thermally AcceleratedShort-Time Evaporator (TASTE).

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 dibagian 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

1/14/2014

25

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 TubeEvaporators

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 ofLiquid

Vapour

Climbing Film Evaporator

Long Tube Vertical-Falling FilmEvaporator

FORCED CIRCULATION EVAPORATORS

Dilengkapi pompa atau Scrapper untuk menggerakkancairan laju pindah panas tinggi dan residence timesingkat

Biaya operasional dan capital cost tinggi Tdd :

a. Plate EvaporatorSesuai untuk produk yang sensitif terhadap panas seperti

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

b. Expanding- Flow EvaporatorMirip dengan plate evaporator hanya digunakan cone

sebagai pengganti plateFlexibel untuk berbagai produk dengan cara mengganti

jumlah cone

1/14/2014

26

MECHANICAL (AGITATED) THIN-FILM EVAPORATOR

Tdd :- Scrapped-Surface Evaporator- Wiped Surface Evaporator bedanya hanya dalam ketebalan film (tebal film padaScrapped SE = 1.25 mm, sedangkan Wiped SE : 0.25mm

Sesuai untuk : pulp dan jus buah, pasta tomat,extrakdaging, 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 prosesevaporasi.

Warna bahan menjadi lebih gelap karena pemekatankonsentrasi, penurunan aw.

Vitamin A dan niasin hampir tidak dipengaruhi Kehilangan vitamin C terjadi karena penyimpanan

DISTILASI

Aplikasi pada pengolahan pangan :produksi alkohol, pemisahan komponenflavor Misal : produksi minyak esensialdengan distilasi uap.Aplikasi pada industri : recovery

komponen flavor pada bir, kopi, jus buah,anggur dan bir rendah alkohol sertamenghilangkan off flavor.Prinsip : pemisahan berdasarkan

perbedaan tekanan uap

Distilasi.............

Jika bahan pangan yang mengandung komponendengan derajat volatilitas yang berbeda dipanaskanmaka komponen yang lebih volatil akan menguapterlebih dahulu.

Komponen yang terlebih dahulu menguap disebut“DISTILAT” sedangkan komponen dengan derajatvolatilitas < disebut “BOTTOM” atau “RESIDU”

1/14/2014

27


Metode : Batch pot stills masih digunakan pada industri

whisky dan minuman beralkohol lainnya Continious distillation column


Contoniuous distillation column : Bahan berbentuk cair secara kontiniu masuk ke

dalam kolom distilasi dan dipanaskan dihasilkanuap (volatil) dipisahkan di bagian ujung kolomsebagai distilat dan residu pada dasar kolom,

Untuk mempercepat proses pemisahan dan kondisikesetimbanngan antara fase uap dan fase cair makasejumlah distilat ditambahkan kembali ke bagian ataskolom (reflux) dan sejumlah residu diuapkan padasebuah “reboiler” dan ditambahkan ke dasar kolom.

Kolom diisi dengan bahan2 berupa keramik, plastikatau logam atau dipasang kernajang berperforasiuntuk meningkatkan kontak antara cairan dan uap.

1/14/2014 - · PDF filePROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS ... pada suhu ruang, misal : roti,...

Documents

Transcript of 1/14/2014 - · PDF filePROSES PENGOLAHAN DENGAN PANAS ... pada suhu ruang, misal : roti,...