1/22/2013
Panas 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
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).
Panas Digunakan untuk : Potentially Hazardous Foods (PHF) Highly Risk Foods (HRF)
Inaktivasi mikroorganisma Perubahan kimia mempengaruhi mutu Contoh : sterilisasi komersial
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
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
1/22/2013
Potentially Hazardous Foods (2)– FDA Food Code
Australian Defenition of PHF
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
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
Klasifikasi bahan pangan berdasarkan pH
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
2
1/22/2013
Interaksi pH dan aw
Interaksi pH dan aw (2)
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (2)
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (3)
3. Komposisi Gizi
5. Potensial Redoks (Eh)
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
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
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (4)
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (5)
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.
7. Mikroflora kompetitif
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (6)
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (7)
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
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (8)
10. Kondisi Penyimpanan Suhu penyimpanan, suhu/waktu pendinginan dari bahan yang dimasak, RH kemasan Waktu dan suhu harus diperhitungkan sekaligus
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.
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
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi PHF (9) 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
4
1/22/2013
COOKING
Heat processing Process
Temp. range
Proses Pengolahan dengan Panas Additional barrier required?
Pasteurization 161°F (71.5°C), 15 s yes or equivalent
Hot-filling
~ 180°F (82°C)
yes
Blanching
212°F (100°C) – short time
yes
212°F (100°C)
no
Commercial sterilization
Pasteurized Commercially sterile – retort and aseptically packaged Microbial destruction by heat: D-value, F0 High vs. low acid foods 12-D process for low acid foods
Blanched Hot-filled
(higher temps for low acid)
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 Primary purpose: inactivate specific enzymes within a solid food product to improve quality. Enzymes can cause… Off-flavors Vitamin loss Color loss Texture softening 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.
5
1/22/2013
Blanching Most frequently used for processed fruits and vegetables. Process: Heat the product using boiling water or steam until thoroughly heated. Will reduce the population of vegetative cells. Safety of product depends on secondary barrier.
Blanching Methods
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.
Tabel 1. Keuntungan dan kelemahan blansing dengan uap dan air panas Peralatan
Keuntungan
Kelemahan
Conventional Steam Blancher
• Kehilangan • Membutuhkan komponen larut air < pencucian • Volume limbah < • Kehilangan berat bahan • Mudah dibersihkan dan disterilisasi
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
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 :
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.
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
6
1/22/2013
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.
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
Purpose
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.
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 (Low acid foods, pH>4.5)
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
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
7
1/22/2013
DESCRIPTION OF PROCESSING SYSTEMS
Batch Pasteurization System
batch-type operation pasteurization continuous high temperature, short-time (HTST) pasteurization system rotary hot water system blanching system Steam blanchers
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.
8
1/22/2013
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
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)
Exhausting
Hot-filled foods • Multiple barriers to provide safety – Mild heat treatment & anaerobic environment
+ – Low pH or – Low water activity or – Addition of antimicrobial agents
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
Preservation Approaches • • • • • • •
Add heat Remove heat Remove water Reduce pH Add preservatives Fermentation Packaging
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.
9
1/22/2013
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
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.
Daya tahan mikroorganisme terhadap panas ditentukan oleh nilai D dan z.
D2
Log D2-logD1=1.00
Nilai D
D2
D1
D1 z
220
230
240
250
260
270
Suhu (oF)
Gambar 6. Kurva penentuan nilai z
10
1/22/2013
Nilai F
Kurva Waktu Kematian Mikroorganisme
Waktu (menit) yang dibutuhkan untuk membunuh sejumlah sel yang memiliki nilai z tertentu pada suhu tertentu. = waktu kematian mikroorganisme (Thermal Death Time)
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 (
• 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)
11
1/22/2013
Nilai D pada Berbagai Suhu
Hubungan Nilai D dan Nilai F
Thermal Death Time Vs Suhu
• 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.
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.
12
1/22/2013
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
Pemanasan dengan Air Panas
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
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.
13
1/22/2013
Pemanasan dengan Nyala Api
PERALATAN HEAT STERILISATION
Sterilisasi kemasan dengan menggunakan panas api secara langsung pada tekanan atmosfir Laju pindah panas tinggi pada suhu nyala 1770oC
Retort dengan sistem batch atau kontiniu Batch Retort : Vertikal Horizontal :
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%
Mudah pada saat bongkar muat dan mempunyai fasilitas agitasi Butuh ruang yang besar Contoh : Orbitort, tdd : bejana bertekanan dengan 2 wadah konsentrik
Digunakan untuk jamur, jagung manis, green beans, pears dan daging sapi.
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.
Canned mango products
Continious Hydrostatic Sterilizer
Canned mango products
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
Canned mango pulp Canned mango slices and tit bits Click on picture for detail
Next
83
14
1/22/2013
Canned mango products
Canned mango products
Mango Pulp Canning…
Canned Mango Slices
Select ripe mangoes
Ripe mango fruits
Wash, peel
Wash, peel
Pulping Filling in plain cans at 85ºC (pH 3.8-4.0)
Cut into longitudinal slices
Add sugar syrup and 0.3 % citric acid (TSS 40ºBrix)
Filling in plain cans containing syrup (40ºBrix) and 0.3% citric acid
Exhausting (82-85ºC/ 6-10 min)
Exhausting (82-85ºC/ 6-10 min)
Double seaming
Seaming
Processing (100ºC/30 min)
Processing (100ºC/30 min)
Cooling
Cooling
Storage
Storage
85
Canned mango products
Canned mango products Advantages of Exhausting
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
Exhausting is the process of removal of air from the cans. It helps to:
processing.
– avoid corrosion of tinplate and pinholing during storage
•
Syruping is done only for fruits
– reduce chemical reactions between contents and the container
•
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
– minimize discolouration by preventing oxidation – retain vitamin particularly vitamin C
the can). •
86
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
88
Ultra High Temperature (UHT) Aseptic Process
Canned mango products 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.
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.
89
15
1/22/2013
Peralatan UHT 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
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.
Pengaruh Proses UHT Terhadap Bahan Pangan • Memperpanjang umur simpan pada penyimpanan suhu ruang (ambien) • Meminimalkan kerusakan gizi dan eating quality
Concentric Tube Heat Exchange, a) Cross Section, b) Effect of Rotation of tubes
Skema sistem UHT kontiniu
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 5,8epoksida 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.
16
1/22/2013
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.
EVAPORASI Pengaruh terhadap nilai gizi : Kehilangan vitamin sedikit Lemak, karbohidrat dan mineral hampir tidak berubah Kehilangan gizi hanya terjadi karena penyimpanan yang terlalu lama.
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.
= 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 >.
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).
17
1/22/2013
NATURAL CIRCULATION EVAPORATORS 1.
Open or Closed-Pan Evaporators
Falling Film Evaporator
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
2. Short Tube Evaporator
Vacuum Pan 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
18
1/22/2013
FORCED CIRCULATION EVAPORATORS
MECHANICAL (AGITATED) THIN-FILM EVAPORATOR
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
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.
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
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
19
