TEKNOLOGI PENGOLAHAN PANGAN

Presentasi berjudul: "TEKNOLOGI PENGOLAHAN PANGAN"— Transcript presentasi:

1 TEKNOLOGI PENGOLAHAN PANGAN
FITHRI CHOIRUN NISA

2 PENDAHULUAN Pengolahan Fisik : Termal & Nontermal
Kristalisasi & Ekstraksi Kimia (Mikro)Biologis & Enzimatis

3 Pengolahan Fisik Pengolahan Termal: Membunuh mikrobia penyebab penyakit dan kebusukan Umur simpan panjang Penurunan mutu (nutrisi & organoleptik) Destruksi senyawa racun, antinutrisi, meningkatkan cita rasa, meningkatkan daya cerna protein dan pati

4 Pengolahan Termal Penyerapan panas Uap / air panas: Pemasakan, Blansing, Pasteurisasi, Sterilisasi, Evaporasi, Ekstrusi Udara panas: Pemanggangan, Penyangraian, Pengeringan

5 Pengolahan Termal Penyerapan panas Minyak panas: Penggorengan Energi radiasi Gelombang mikro, infra merah, ionisasi

6 Pengolahan Termal Pelepasan panas Pendinginan Pembekuan

7 Pengolahan Non Termal High pressure (HP) Pulsed electric field (PEF) Ohmic heating (OH)

8 Pengolahan Kimia Gula Garam Asam Pengasapan Bahan Tambahan Kimia

9 Pengolahan (Mikro)Biologis dan Enzimatis
- Kapang : SCO, SCP - Yeast : roti, etanol - Bakteri : nata, cuka, yogurt Enzimatis - Amilase (,,gluko), Pullulanase - Protease - Lipase

10 MATERI Pendinginan Pembekuan Kristalisasi Ekstraksi Pengolahan Kimiawi
Irradiasi

11 PENDINGINAN Prinsip Penurunan suhu bahan pada kisaran antara -1 – 8C
Menurunkan kecepatan perubahan biokimia dan mikrobiologis memperpanjang umur simpan

12 Pengelompokan bahan pangan berdasar suhu penyimpanan
-1 – 1C : ikan segar, daging, sosis dan daging giling, daging dan ikan asap 0 - 5C : daging kaleng pasteurisasi, susu, krim, yoghurt 0 - 8C : daging dan ikan masak, mentega, margarin, keju, buah lunak

13 Teori Penurunan suhu di bawah kebutuhan minimal pertumbuhan mikrobia memperpanjang waktu generasi : mencegah / menghambat reproduksi Pendinginan mencegah pertumbuhan mikrobia termofilik ( C) dan mesofilik ( C)

14 Pendinginan menurunkan kecepatan perubahan enzimatis dan menghambat respirasi
Kecepatan respirasi tdk konstan pada suhu penyimpanan buah klimakterik

15 Respirasi aerobik jaringan hewan menurun cepat saat disembelih respirasi anaerobik
Glikogen Asam laktat pH turun rigor mortis: jaringan otot kaku Pendinginan selama respirasi anaerobik: tekstur dan warna yang diinginkan Pendinginan sebelum rigor mortis cold shortening

16 sistem refrigerasi.htm Pendinginan Kriogenik
Teknik Pendinginan Pendinginan terjadi karena perubahan fase refrigeran (padat ke gas atau cair ke gas) membutuhkan / menyerap panas Pendinginan Mekanis sistem refrigerasi.htm Pendinginan Kriogenik

17 - PHE (plate heat exchanger) PHE.htm Pendinginan Kriogenik
Pendinginan Mekanis - Air blast - Hydrocooling - PHE (plate heat exchanger) PHE.htm PHE animasi.htm Pendinginan Kriogenik CO2 padat : 352 kJ/kg (-78C) Nitrogen cair : 358 kJ/kg (-178 C)

18 Perubahan Selama Pendinginan
Perubahan Karakteristik Sensori Warna: apel pencoklatan enzimatis Tekstur: buah potong kehilangan air puding sineresis Aroma dan cita rasa: kol (apek) autolisis Bau asam BAL Bau amoniak Pseudomonas Bau apek kapang

19 Perubahan Kimiawi Chilling injury pada buah tropis (3 – 10C di atas titik bekunya) pematangan tdk sempurna penurunan integritas struktural pembentukan aroma & cita rasa yang tidak diinginkan Pembentukan oksimioglobin pada daging daging merah segar

20 Oxymyoglobin (Fe2+, mengikat oksigen) (merah cherry) +O2 Oksidasi - O2 Reduksi Deoxymyoglobin Oksidasi Metmyoglobin (Fe2+, tidak ada ikatan) (Fe3+, mengikat air) (merah keunguan) Reduksi (merah kecoklatan)

21 Normal Chilling injury

22 Perubahan Mikrobiologis
Bau & cita rasa Bau mudah menguap metabolisme (bersulfur & bernitrogen) protein Asam metabolisme karbohidrat Tekstur: Berlendir pembentukan polisakarida Pelunakan jaringan

23 Aspek Keamanan Mikrobia patogen tidak dapat tumbuh pada suhu < 5C, termasuk Salmonella, Campylobacter, Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus

24 Mikrobia patogen yang dapat tumbuh pada suhu rendah ( C): Listeria monocytogenes post process keju lunak, susu pasteurisasi Yersinia enterolitica coklat, tahu, susu pasteurisasi, sayuran, daging, unggas, ikan Aeromonas hydrophilla

25 Mikrobia patogen pembentuk spora dapat tumbuh pada suhu 3-5C : Clostridium botulinum Bacillus cereus

26 PEMBEKUAN Prinsip Penurunan suhu produk di bawah titik bekunya dan sejumlah air berubah bentuk menjadi kristal es pengawetan: suhu rendah Aw rendah

27 Teori Pengambilan panas bahan: panas sensibel: penurunan suhu panas respirasi panas laten kristalisasi: air es kapasitas alat pembeku

28 Hubungan waktu-suhu selama pembekuan
f D E S Suhu C a F Waktu

29 AS : Bahan didinginkan di bawah titik bekunya
AS : Bahan didinginkan di bawah titik bekunya. Pd titik S air tetap cair (supercooling) SB : Suhu naik cepat ke titik beku, kristal es mulai terbentuk & panas laten dilepaskan BC : Panas dilepaskan dr bahan, panas laten dilepas & es terbentuk CD : Solut mengalami supersaturasi & terbentuk kristal. Panas laten dilepaskan & suhu naik ke suhu eutectic DE : Kristalisasi air & solut berlanjut EF : Suhu campuran es-air turun ke suhu freezer

30 Metode Pembekuan Pembekuan mekanis Pembekuan kriogenik

31 Mechanical freezer evaporasi & kompresi refrigeran dalam siklus kontinu & dalam tempat tertutup (pipa) Cryogenic freezer perubahan fase refrigeran tidak dapat balik & dalam tempat terbuka

32 Mechanical Freezer - Cooled air freezer - Cooled liquid freezer - Cooled surface freezer Cryogenic freezer

33 Cooled air freezer Chest freezer:
Mechanical Freezer: Cooled air freezer Chest freezer:

34 Chest freezer: Pembekuan dalam udara stasioner pada suhu -20 - -30C
Digunakan untuk: - pembekuan daging - penyimpanan makanan beku - ruang pengeras utk es krim

35 Cooled air freezer Blast freezer:

36 Blast freezer: Udara diresirkulasikan pada makanan antara -30 – -40C pada kecepatan 1,5 – 6 m/dt Ekonomis untuk pembekuan bahan yang berbeda bentuk & ukuran

37 Cooled air freezer Belt freezer

38 Modifikasi blast freezer, bahan ditempatkan pada belt yang bergerak
Belt freezer: spiral freezer.htm Modifikasi blast freezer, bahan ditempatkan pada belt yang bergerak Udara dingin atau semprotan nitrogen cair diarahkan ke bahan dengan arah berlawanan

39 Cooled liquid freezer Immersion freezer: Bahan dikemas & dilewatkan melalui wadah yang berisi larutan PG, garam, gliserol, atau kalsium klorida Bahan pendingin tetap cair, tidak terjadi perubahan fase selama pembekuan

40 Cooled surface freezer
Plate freezer

41 Plate freezer terdiri dari beberapa plate
plate freezer.htm Plate freezer terdiri dari beberapa plate Refrigeran dipompakan pada -40C Bahan (fillet ikan, beef burger) ditempatkan diantara plate

42 Cryogenic freezer immersion freezer.htm

43 Perubahan Selama Pembekuan
Perubahan pada pigmen, cita rasa, & komponen nutrisi Destabilisasi emulsi Pengendapan protein Perubahan tekstur kecepatan pembekuan

44 Kecepatan Pembekuan Pembekuan Lambat Pembekuan Cepat

45 Aspek Mikrobiologis Sel vegetatif khamir, kapang, & bakteri gram negatif (coliform & Salmonella) mudah rusak Bakteri gram positif (Staphylococcus aureus & Enterococci) & spora kapang lebih tahan Spora bakteri (Bacillus & Clostridium) tahan

46 KRISTALISASI Prinsip Pembentukan kristal:
Kondisi lewat jenuh (larutan) penambahan solut Kondisi lewat dingin (cairan) pendinginan di bawah titik beku

47 Cairan / larutan jenuh Kristalisasi
Cairan / larutan jenuh Kristalisasi panas laten (energi sistem minimum) Tahap Kristalisasi: - Pencapaian kondisi lewat jenuh / lewat dingin - Nukleasi - Pertumbuhan kristal - Rekristalisasi

48 Nukleasi Formula: konsentrasi jenis pemicu (promotor) / penghambat (inhibitor) Kondisi pengolahan: laju pindah panas laju pindah massa

49 Nukleasi terhambat Sangat lewat jenuh Keadaan gelas (glass state): cairan kental mempunyai sifat seperti padatan

50 Pertumbuhan kristal Inti kristal + molekul pembentuk kristal pertumbuhan kristal kesetimbangan: suhu komposisi sistem

51 Rekristalisasi terjadi selama penyimpanan (suhu & RH berubah maupun tetap) Meminimumkan energi sistem Contoh: Kristal es kasar pd produk pangan beku Fat bloom (bercak putih akibat lemak mengkristal) pada produk coklat

52 Kristalisasi dalam Produk Pangan
Unsur pembentuk struktur kristal Mutu, tekstur, daya simpan Komponen pembentuk kristal: Air, gula, gula alkohol, lemak, pati Pengemulsi, garam, asam organik, protein

53 Pengaruh Kristalisasi
Polimorfisme : pembentukan kristal dgn btk berbeda trigliserida dan laktosa Kristalisasi pada es krim kristal es kristal laktosa Kristalisasi pada roti kristal pati stalling

54 Polimorfi: Bahan pangan yg berada dalam lebih dari satu btk kristal t.l. berbeda-beda ex : mentega kakao Btk kristal:  t.l. 18C  (metastabil) t.l. 22C ’ t.l. 28C  (stabil) t.l. 34,5C

55 Pengendalian Kristalisasi
Pengendalian jumlah, ukuran, distribusi, bentuk, dan polimorfisme formulasi dan kondisi pengolahan - kristal kecil dan banyak - kristal besar dan sedikit separasi

56 Pengendalian Kristalisasi
Pengendalian utk mencegah kristalisasi kristalisasi gula: hard candy, karamel, susu bubuk, whey bubuk kristalisasi kalsium laktat: keju Pengendalian kristalisasi pd penyimpanan

57 Kristalisasi untuk Separasi
Kristalisasi garam dan gula pemekatan Kristalisasi lemak (fraksinasi) pendinginan Kristalisasi asam glutamat pengaturan pH Kristalisasi asam lemak omega-3 kristalisasi pelarut dgn pendinginan

58 Tahapan Kristalisasi Pembentukan Inti Kristal Tipe Kristal: - Tipe Homogen tanpa bantuan senyawa asing - Tipe Heterogen terdiri dari bbrp senyawa berbeda sebelum inti kristal homogen - Tipe Sekunder kontak antar kristal

59 Pembentukan Inti Kristal
Parameter yang Mempengaruhi: - Kondisi lewat dingin larutan - Suhu - Viskositas - Kecepatan pendinginan - Kecepatan agitasi - Bahan tambahan dan pengotor

60 Pertumbuhan Inti Kristal
Mekanisme: - Penggabungan bds pindah massa - Penggabungan permukaan - Penggabungan bds pindah panas

61 Pertumbuhan Inti Kristal
Faktor yang mempengaruhi: - Kondisi lewat dingin - Viskositas - Laju agitasi - Sumber inti kristal - Densitas massa kristal - Perlakuan yg diberikan - Bahan tambahan dan kotoran

62 Pemisahan Metode: - Penyaringan - Sentrifugasi - Dekantasi

63 EKSTRAKSI Metode Pengepresan Ekstraksi Pelarut Destilasi uap

64 Ekstraksi pelarut: suatu proses yang bertujuan untuk memindahkan suatu komponen solut dari jaringannya dengan mengunakan pelarut ( solven)

65 Destilasi : proses pemisahan komponen-komponen campuran dari dua atau lebih cairan dengan menggunakan panas sebagai tenaga pemisah atau “separating agent”

66 Ekstraksi Pelarut - Ekstraksi Padat-Cair Maserasi Perkolasi Soxhletasi Refluks Ekstraksi Cair-Cair

67 Ekstraksi Pelarut Prinsip: Like dissolves like : pelarut hanya melarutkan senyawa yang mempunyai polaritas sama

68

69 Maserasi : perendaman sampel dengan pelarut organik pada suhu kamar Keuntungan : peralatan sederhana Kerugian: waktu yang diperlukan untuk mengekstraksi sampel cukup lama pelarut yang digunakan lebih banyak tidak dapat digunakan untuk bahan- bahan yang mempunyai tekstur keras

70 Perkolasi : proses melewatkan pelarut organik pada sampel sehingga pelarut membawa senyawa organik bersama-sama pelarut

71 Perkolasi Keuntungan: tidak memerlukan langkah tambahan yaitu sampel padat telah terpisah dari ekstrak Kerugian: kontak antara sampel padat tidak merata atau terbatas pelarut dingin sehingga tidak melarutkan komponen secara efisien

72 Soxhletasi : menggunakan soxhlet dengan pemanasan dan pelarut dapat dihemat karena terjadinya sirkulasi pelarut yang selalu membasahi sampel

73 Soxhlet

74 Refluks : sampel dimasukkan ke dalam labu bulat bersama-sama dengan pelarut lalu dipanaskan, uap pelarut terkondensasi pada kondensor menjadi cairan yang akan turun kembali menuju labu, akan melarutkan kembali sampel yang berada pada labu

75 Refluks

76 Refluks Keuntungan: dapat digunakan untuk mengekstraksi sampel-sampel yang mempunyai tekstur kasar dan tahan pemanasan langsung Kerugian: membutuhkan volume total pelarut yang besar

77 Destilasi Uap Sampel dan air ditempatkan dalam labu berbeda Air dipanaskan dan menguap, uap air akan masuk ke dalam labu sampel sambil mengekstraksi minyak menguap yang terdapat dalam sampel Uap air dan minyak menguap yang telah terekstraksi menuju kondensor dan akan terkondensasi

78 Destilasi Uap mengekstrak sampel yang mengandung minyak menguap atau komponen kimia yang mempunyai titik didih tinggi pada tekanan udara normal

79 Ekstraksi cair-cair (corong pisah) : pemisahan komponen kimia di antara 2 fase pelarut yang tidak saling bercampur di mana sebagian komponen larut pada fase pertama dan sebagian larut pada fase kedua

80 Ekstraksi cair-cair (corong pisah) :
kedua fase yang mengandung zat terdispersi dikocok, lalu didiamkan sampai terjadi pemisahan sempurna dan terbentuk dua lapisan fase cair, dan komponen kimia akan terpisah ke dalam kedua fase tersebut sesuai dengan tingkat kepolarannya dengan perbandingan konsentrasi yang tetap

81

82 Faktor yang Berpengaruh: - Ukuran bahan - Jenis pelarut - Rasio bahan : pelarut - Lama ekstraksi - Suhu ekstraksi

83 Aspek Keamanan Residu pelarut - Metanol - Aseton - Heksan

84 PENGOLAHAN KIMIAWI Pengolahan dengan garam Pengolahan dengan asam
Pengolahan dengan gula Pengasapan Penambahan bahan kimia

85 Pengolahan dengan Garam Tujuan: mendapatkan kondisi tertentu yang memungkinkan enzim atau mikroorganisme yang tahan garam (halotoleran) beraksi menghasilkan produk makanan dengan karakteristik tertentu

86 Kadar garam tinggi tekanan osmotik tinggi Aw rendah mikrobia tidak tahan garam mati

87 Contoh: - Pembuatan pickle sayuran proses pengawetan melalui fermentasi penurunan aktivitas enzim penyebab pembusukan dan perubahan oksidatif - Pembuatan kecap asin enzim-enzim endogen halotoleran menghidrolisis protein ikan menghasilkan cairan dengan kadar asam amino tinggi dan cita rasa menarik enzim: tripsin dan katepsin B

88 - Pembuatan daging kyuring garam kalium, na-nitrit, dan nitrat: - warna yg menarik nitrit nitrit oksida + heme nitrosomioglobin menghambat pertumbuhan mikrobia nitrit + sulfhidril senyawa yg tdk dpt dimetabolisme nitrosamin (karsinogenik)

89 - Pembuatan keju garam fosfat (mono-, di-, tri-natrium fosfat) tekstur yg seragam dan lembut garam berikatan dgn kalsium dari kompleks para kasein jembatan antar molekul protein

90 Pengolahan dengan Asam Fungsi asam: - Koagulasi protein
Pengolahan dengan Asam Fungsi asam: - Koagulasi protein Keju: asam sitrat dan HCl - Menurunkan pH (<4,5) Makanan kaleng: asam sitrat - Membatasi inversi sukrosa Permen: kalium asam tartarat

91 Fungsi: - Pengasam. Minuman karbonasi:. asam fosfat - Bahan pengembang
Fungsi: - Pengasam Minuman karbonasi: asam fosfat - Bahan pengembang Roti: kalium asam tartarat, natrium alumunium sulfat, glukono lakton, orto & pirofosfat natrium bikarbonat

92 Pengolahan dengan Gula Fungsi gula: - Pengawetan (menurunkan Aw)
Pengolahan dengan Gula Fungsi gula: - Pengawetan (menurunkan Aw) Jam, jeli, SKM, manisan buah - Gelasi Jeli dan manisan buah: + pektin, asam, air

93 Pengasapan Tujuan: - Pengawetan
Pengasapan Tujuan: - Pengawetan alat pendingin - Meningkatkan cita rasa & warna fenol & karbonil: Perkembangan: Asap alami asap cair

94 Penambahan Bahan Kimia • Pengawet • Antioksidan • Anti kempal • Pengatur keasaman • Pemutih & pematang tepung • Pengemulsi, pemantap & pengental • Pengeras • Sekuestran

95 IRADIASI Radiasi pengion: Sinar  Sinar X Elektron Membunuh mikrobia Menghambat perubahan biokimia

96 Teori Sinar  dan elektron: kemampuan mengionisasi (memecah ikatan kimia bahan) Produk bermuatan listrik (ion) / netral (radikal bebas) Reaksi

97 Pengaruh pada Mikrobia
Ion Mengubah struktur membran sel Mempengaruhi aktivitas enzim metabolik Mempengaruhi DNA / RNA dalam inti sel Membunuh mikrobia

98 Dosis Iradiasi Gy (Gray) = 100 rad = 1 Joule / kg kGy = 1000 Gy

99

100 Pengaruh pada Produk Radioaktivitas Iradiasi tidak menghasilkan faktor toksik Produk radiolitik Produk radiolitik = produk termolitik

101 Nilai Gizi Iradiasi = cold process - Karbohidrat, protein, dan lemak perubahan kecil - Vitamin paling sensitif: B1 (tiamin), C (asam askorbat), A (retinol), E (-tokoferol)

102 Pengaruh pada Kemasan Bahan Pengemas Dosis maksimum (kGy)
Efek radiasi di atas dosis maksimum Polistiren Polietilen PVC Kertas Polipropilen Gelas 5000 1000 100 25 10 - Pencoklatan, evolusi HCl Kehilangan kekuatan mekanik Mudah robek Pencoklatan