Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ...
Review
TEKNOLOGI DAN METODE PENYIMPANAN MAKANAN SEBAGAI UPAYA MEMPERPANJANG SHELF LIFE D. A. Sari, Hadiyanto ABSTRAK: Penyimpanan bahan makanan bertujuan mencegah pembusukan makanan sehingga shelf life cukup lama, kualitasnya tetap terjaga, dan ketersediaannya berada di sepanjang waktu. Metode penyimpanan dilakukan mulai dari bahan makanan segar (hasil panen), pengolahan, pemrosesan, pengemasan hingga pendistribusian produk. Berdasarkan ketahanannya, makanan terbagi atas makanan tahan lama, semi-‐tahan lama, dan tidak tahan lama. Beberapa teknologi penyimpanan makanan yaitu penggunaan bahan kimia dan mikroba, pengkontrolan kandungan air, struktur makanan, serta penggunaan panas dan energi, maupun teknologi kombinasi. Penyimpanan makanan tidak tahan lama dapat dilakukan di dalam freezer dikemas secara vakum (ikan dan daging), kulkas (susu), dan iradiasi gamma terhadap potongan sayuran untuk menurunkan jumlah E. coli. Lalu, penyimpanan makanan semi-‐tahan lama melalui pelapisan kitosan (jambu) menunda kematangan, metode hibrid dan pengeringan tepung jagung, dan kombinasi ethanol emitter dengan penyerap oksigen untuk mengawetkan potongan roti gandum. Sedangkan, penyimpanan makanan tahan lama juga menggunakan iradiasi gamma terhadap kacang mende dan metode pulsed electric mereduksi mikroba pada rempah-‐rempah. Kata kunci : iradiasi, freezer, kitosan, pulsed electric, shelf life PENDAHULUAN Penyimpanan bahan makanan dilakukan agar memiliki shelf life yang cukup lama dengan mencegah pembusukan makanan tersebut. Pembusukan makanan dipengaruhi berbagai faktor yaitu suhu, kelembaban dan kekeringan, udara dan oksigen, cahaya, dan waktu. Sedangkan, pembusukan makanan disebabkan mikroorganisme (bakteri, jamur, yeast, alga, protozoa, dan lainnya), enzim yang dikandung makanan, insektisida dan hewan pengerat. Berdasarkan ketahanannya, makanan dikategorikan menjadi tiga yaitu makanan tahan lama, makanan semi-‐tahan lama, dan makanan tidak tahan lama. Umumnya, masyarakat menyimpan kebutuhan sehari-‐hari di dalam lemari, kulkas, freezer, lumbung, dan lainnya. Namun, apa yang mereka simpan tidaklah bertahan lama dan kondisi makanan pun rusak, dan terkadang menimbulkan bau yang tidak sedap. Berbagai metode penyimpanan makanan telah dikembangkan dengan harapan shelf life makanan menjadi sangat panjang dan kualitas makanan tetap terjaga sehingga ketersediaannya berada di sepanjang waktu. Teknologi Penyimpanan Makanan Metode penyimpanan dilakukan dari bahan makanan segar (hasil panen), pengolahan, pemrosesan, pengemasan hingga pendistribusian produk. Beberapa teknologi penyimpanan makanan yaitu penggunaan bahan kimia dan Dikirim 27/12/2012, diterima 28/4/2013. Para penulis adalah dari Program Magister Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang, Indonesia. Kontak langsung dengan penulis Hadiyanto (
[email protected]) ©2013 Indonesian Food Technologist Community Available online at www.journal.ift.or.id
mikroba (fermentasi), pengkontrolan kandungan air, struktur makanan (pengeringan, dehidrasi osmotik, aktivitas air, dan penggunaan membran), serta penggunaan panas dan energi (pasteurisasi, pengalengan, pemasakan dan penggorengan, freezing-‐melting pada makanan cair, freezing, microwave, ultrasound, light energy, iradiasi, pulsed electric field, high-‐pressure treatment, magnetic field, maupun kombinasi diantaranya). Aplikasi Teknologi Penyimpanan Makanan Makanan Tidak Tahan Lama Makanan tidak tahan lama adalah makanan yang mudah membusuk dan membutuhkan metode khusus untuk mencegah pembusukannya, misalnya daging, ikan, daging unggas, telur, yogurt, susu dan produk susu, dan sayur-‐ sayuran. Berbagai makanan tersebut disimpan dengan suhu rendah untuk memperlambat pembusukan makanan atau proses enzimatik yang disebabkan oleh mikroorganisme. Biasanya, penyimpanan tersebut dilakukan di dalam kulkas dengan pengaturan suhu 5˚C atau lebih rendah, dan suhu makanan di dalam freezer sebesar -‐16˚C. Peletakan makanan di dalam kulkas pun harus diperhatikan, bahan makanan mentah diletakan di bagian paling bawah, sedangkan makanan yang telah dimasak berada di bagian paling atas. Jangan memasukkan kembali makanan yang telah dikeluarkan dari freezer dan sebaiknya memberikan label nama makanan dan tanggal mulai penyimpanan. Shelf life masing-‐masing makanan berbeda-‐beda tergantung pada metode penyimpanannya. Ikan dan Daging Mikrostruktur ikan salmon filet yang dikemas secara vakum (superchilled) dan disimpan di dalam freezer pada
52 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... suhu -‐1,7±0,3˚C selama 28 hari memiliki ukuran kristal es di sporogenes pada tekanan 100-‐300 MPa sehingga lebih baik bagian tengah filet superchilled adalah 3 kali lebih besar dari menggunakan metode pasteurisasi untuk mensterilkan susu. kristal es di permukaan dan lapisan tengah-‐pusat lapisan Mikroorganisme Pseudomonas, Staphylococcus dan lainnya yaitu 23±2,9 dan 92±0,3 µm (pada 0 dan 1 hari). Hasil Listeria juga merupakan mikroorganisme yang tahan akan lebih lanjut menunjukkan bahwa setelah pemerataan suhu suhu dan bisa merusak susu (M. Walking-‐Riberiro et al., (1 hari penyimpanan), pertumbuhan kristal es intraselular 2009). Teknologi tersebut menggunakan 10-‐15 kali tekanan tidaklah signifikan di berbagai waktu penyimpanan (Kaale et tinggi (P. Paquin, 1999). Dan teknologi tersebut bukanlah al., 2012). Proses superchilling adalah proses transien yang proses termal yang diperuntukan untuk fluida dan mampu tinggi dengan mengembangkan kemiringan curam suhu mengawetkan nutrisi (Am. M. J. Diels et al., 2003) dan terhadap produk di dekat permukaan. Seperti yang sebelumnya telah diteliti pada kestabilan jus (A. A. Tribst et diketahui, kemiringan suhu tersebut disebabkan al., 2009) dan susu (M. G. Hayes, 2003; R. Lanciotti et al., rekristalisasi es selama penyimpanan superchilled (Chevalier 2007). et al., 2001; Payne et al., 1994). Beberapa temuan dikembangkan untuk Temuan Chevalier et al., (2001) adalah laju meningkatkan sanitasi dan shelf life susu, gelombang ultra superchilling atau freezing mempengaruhi ukuran, distribusi, atau dikombinasikan dengan panas maupun tekanan untuk dan lokasi kristal es pada produk makanan. Hasil yang menginaktivasi beberapa spesies bakteri (Piyasena, ditemukan Kerr et al., (2004) adalah karakteristik kristal es Mohareb, dan McKellar, 2003) dan prosedur kehigienisan mempunyai pengaruh besar pada kualitas makanan seperti (Bermudez-‐Aguirre, Corradini, Mawson, & Barbosa-‐Canovas, fungsional protein, water holding capacity, dan tekstur. 2009). Giorgio Marchesini et al. (2012) menggunakan Demikian pula yang ditemukan Bahuaud et al., (2008) bahwa gelombang ultra maupun kombinasi gelombang ultra dengan kristal es terbesar di bagian tengah produk memberikan efek gas CO2 terhadap komposisi dan oksidasi susu mentah terhadap perubahan secara morfologi dan dekstrusi sel. sebagai bahan pembuatan keju. Hasil menunjukkan adanya Pada ikan dan daging, Smith (2001) mempelajari pengaruh peningkatan intensitas selama proses berlangsung. dekstrusi pembentukan kristal es yang mengecilkan Penambahan gas CO2 menurunkan kerusakan, pembentukan elastisitas struktur sel di dalam urat. Sedangkan, Heldman oksidasi produk dan meningkatkan rasa asam. Koagulasi susu dan Hartel (1999) menyatakan proses superchilling secara meningkat dan mengindikasi susu dapat digunakan untuk cepat, kristal es kecil dan umumnya intraseluler yang pembuatan keju. Cameron et al. (2009) melaporkan terbentuk pada produk, serta produk bertekstur lembut homogenisasi meningkatkan kandungan lemak ketika ketika dikonsumsi dalam keadaan sebagian beku. Di sisi lain, dibandingkan susu non-‐gelombang ultra. Heldman dan Hartel (1999); Zhu et al., (2003); dan Shenouda (1980) mengatakan bahwa lambatnya laju superchilling atau Sayuran freezing, kristal es besar dan ekstraselular yang terbentuk di Calin, Nguyen-‐the, Gilbert, & Chambroy (1990) mana umumnya mengganggu sel dan menyebabkan melaporkan bahwa potongan sayuran segar meningkatkan hilangnya struktur produk yang tidak bisa kembali ketika ekonomi di Cina dan produk tersebut terjual dalam 7-‐8 hari dicairkan. setelah disimpan pada suhu rendah. Namun, jumlah Penurunan kualitas ikan dan daging dihubungkan mikroorganisme sangat tinggi pada potongan sayuran dengan fungsional protein yang hilang. Pengaruh tersebut (Brackett, 1994; Nguyen-‐the & Calin, 1994). Populasi (George, 1993; Shenouda, 1980; Smith, 2011) disebabkan mikroba tersebut dapat diturunkan dengan menggunakan ketika air menjadi es sehingga konsentrasi enzim meningkat bahan kimia seperti sodium hipoklorit dan asam organik dan membentuk konsentrasi garam pada air yang tersisa. (Zhang & Farber, 1996), kalsium klorida (Izumi & Wattada Kedua hal ini menyebabkan protein mengalami denaturasi. 1994; Izumi & Wattada, 1995) dan air terelektrolisis (Izumi Dalam proses superchilling, denaturasi protein dapat 1999). Lalu, ada metode iradiasi terioniasi untuk diminimalisir karena jumlah air yang membeku sekitar 5-‐ mengkontrol mikroorganisme untuk memperpanjang shelf 30%. Hal tersebut juga dilaporkan George (1993) bahwa life seperti yang dilakukan terhadap stroberi, daun selada, rentang suhu tersebut cukup dingin untuk menekan bawang putih manis, dan wortel (Thayer & Rajkowski, 1999). pertumbuhan bakteri dan proses enzim, tetapi tidak Terobosan baru dari Zhaoxin Lu et al. (2004) yang menyebabkan kerusakan sel. meneliti efek pengawetan potongan selendri segar dengan proses iradiasi gamma. Mereka melaporkan iradiasi mampu Susu Pendidihan susu merusak mikroorganisme dan enzim menurunkan jumlah E. coli. Polifenol oksidan dan laju yang dikandungnya, dan bertahan 6-‐12 jam pada suhu pernapasan sampel terhambat dan lebih kecil dari yang tidak kamar. Susu bertahan 3-‐4 hari bila disimpan di kulkas. Suhu teriradiasi. Waktu simpan diperpanjang 3-‐6 hari dan kualitas kulkas tidak mengganggu keadaan emulsi susu yang tetap terjaga setelah disimpan 9 hari. Prakash et al., (2000) memperkenankan krim memisah dan berkumpul pada juga meneliti pengaruh dosis rendah iradiasi gamma bagian atas. Claudia R. G. Pinho et al. (2011) melaporkan terhadap kualitas potongan seledri. Demikian pula yang bahwa teknologi homogenisasi tekanan tinggi tidak dapat dilaporkan Chervin, Triantaphylides, Libert, Siadous, & memperpanjang waktu simpan susu karena tidak mampu Boisseau (1992) bahwa penerapan proses iradiasi terhadap menginaktivasi Bacillus stearothermophilus dan Clostridium potongan wortel segar yang disimpan dalam kantong berpori mikro akan membatasi peningkatan laju pernapasan, dan 53 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... produksi etilen dapat direduksi sehingga meningkatkan shelf dengan gas CO2 yang tinggi dan Ayranci dan Tunc (2004) life produk. yang menjauhkan makanan dari gas O2. Makanan Semi-‐Tahan Lama Makanan semi-‐tahan lama merupakan makanan yang mampu bertahan tanpa adanya tanda-‐tanda pembusukan selama beberapa minggu atau beberapa bulan di mana suhu dan kelembaban lingkungan menjadi perbedaan besar. Misalnya, sereal, tepung terigu, tepung terigu halus, roti, bawang bombay, kentang, bawang putih, apel, buah jeruk, minyak dan lemak. Bila ditangani dan disimpan dengan benar akan memiliki shelf life yang panjang. Pada iklim dingin seperti di negara-‐negara Barat, makanan tersebut dianggap tahan lama, tetapi negara yang bermusim panas dan lembab menjadikan makanan tersebut tidak tahan lama kecuali dengan penanganan khusus.
Tepung Jagung B. P. Marks et al. (1995) meneliti metode hibrid dan pengeringan dalam penyimpanan tepung jagung selama 77 bulan. Ia melaporkan selama waktu tersebut terjadi akumulasi gas CO2 selama 200 jam. Melalui metode hibrid, kandungan air tepung jagung sebesar 13-‐13,5% setelah 22 bulan disimpan di bin, demikian pula Marks et al. (1993) bahwa setelah 56 bulan kandungan air 13-‐2-‐13,4%. Di sisi lain, pengeringan tepung jagung dengan suhu tinggi mereduksi shelf life produk pada bulan ke-‐7 dan kandungan air mencapai 21,1%. Tuite dan Foster (1963) menyatakan bahwa suhu pengeringan yang tinggi menjadikan aktivitas air rendah. Marks, (1993) melaporkan jamur tumbuh secara intensif pada suhu pengeringan yang tinggi, lalu Yao dan Tuite (1989) melaporkan suhu pengeringan di atas 80˚C akan melemahkan tepung jagung karena serangan jamur. Sehingga, sistem komersialisasi tepung jagung sangat tidak umum disimpan selama 5 tahun berkadar air 14%. Roti E. Latou et al. (2010) melakukan studi pengaruh pengemasan aktif yang mengkombinasikan ethanol emitter dengan penyerap oksigen (oxygen absorber) terhadap potongan roti gandum yang disimpan pada 20˚C selama 30 hari. Ia melaporkan bahwa aroma roti buruk selama penyimpanan, penurunan komponen volatil dan membentuk “off-‐flavor” melalui proses oksidasi lipid. Selain itu, ethanol emitter maupun kombinasi ethanol emitter dengan penyerap oksigen (oxygen absorber juga berpengaruh pada bau, rasa, dan tekstur roti. Potongan roti gandum bertahan selama 4 hari bila tidak diberikan zat kimia, lalu roti memiliki pengawetan secara komersil selama 6 hari, selama 24 hari roti awet dengan diberikan ethanol emitter, dan dengan kombinasi roti bertahan kurang dari 26 hari. Penggunaan zat kimia tersebut, roti gandum dapat diterima oleh konsumen. Umumnya, shelf life roti dibatasi beberapa proses pembusukan yang diakibatkan pertumbuhan jamur (Nielsen dan Rios, 2003), kehilangan kadar air dan bau yang tidak sedap (Del Nobile et al. 2003). Hasil temuan Legan dan Voysey (1991) mengenai performa produk roti dan komposisinya, (Penicillium spp dan Aspergillus niger) sebanyak 60% rusak diakibatkan jamur dan 15% oleh yeast. Ada beberapa modifikasi pengemasan atmosfer untuk memperpanjang shelf life pada produk roti seperti roti gandum (Rodriguez et al., 2000), roti gandum hitam, roti hot dog (Nielsen dan Rios, 2000), dan roti kedelai (Fernandez et al., 2006). Sesuai dengan temuan Seiler dan Russel (1991) konsentrasi etanol lebih dari 2%, rasa alkohol akan terdeteksi. Namun, konsentrasi etanol paling tinggi pada pengemasan adalah 0,2%. Salminen et al. (1996) melaporkan setelah 2 minggu penyimpanan, roti gandum hitam menjadi kering dan keras. Hal ini sesuai temuan E. Latou et al. (2010), potongan roti gandum menjadi keras setelah 5 hari penyimpanan. Seperti Chiavaro et al. (2008) yang melaporkan peningkatan kekerasan roti secara paralel
Buah Jambu Keqian Hong et al. (2012) melakukan pelapisan berupa kitosan pada jambu yang telah dipanen dan disimpan pada 11oC untuk memperpanjang waktu simpannya. Ia melaporkan bahwa metode tersebut meningkatkan kemampuan antioksidan yang menunda kematangannya. Metode ini meningkatkan aktivitas peroksida, dismutasi superoksida dan katalase, dan menghambat produksi radikal bebas superoksida. Jiang et al. (2005) mengatakan kitosan adalah polisakarida kationik dengan berat molekul yang tinggi, larut dalam asam organik, dan secara teoritik dapat digunakan sebagai material pelapisan untuk mengawetkan buah-‐buahan. Penggunaan kitosan menunda penurunan berat dan meningkatkan kandungan padatan yang terlarut (Thommohaway et al., 2007). Penurunan berat buah-‐buahan segar dan sayuran tentunya menurunkan jumlah kandungan air akibat proses transpirasi dan respirasi (Zhu et al., 2008). Pelapisan dengan kitosan membentuk lapisan semi transparan dan lembut yang mampu mereduksi laju respirasi dan transpirasi melalui permukaan buah (Kester dan Fennema, 1986). Seperti yang telah dilakukan pada ketimun dan lada (El Ghaouth et al., 1991b), buah longan (Jiang dan Li, 2001), buah stroberi (Hernandez-‐Munoz et al., 2008), dan jamur (Jiang et al., 2012). Lalu, Arvanitoyannis (1999) mengatakan kitosan adalah pelapis yang dapat dimakan atau pelapis dalam pengemasan makanan. Kitosan memiliki sifat yang tidak beracun (Jayamukmar et al., 2005) dan juga meningkatkan penyimpanan beberapa buah yang tidak tahan lama seperti stroberi (El Ghaouth et al., 1991a), tomat (El Ghaouth et al., 1992), lengkeng (Zhang dan Quantick, 1997), longan (Jiang dan Li, 2001), persik (Li dan Yu, 2001), mangga (Kittur et al., 2001), dan anggur (Romanazzi et al., 2002). Studi kitosan dilanjutkan oleh Kittur et al. (2001), Dong et al. (2004), Chien et al. (2007), Meng et al. (2008) menunjukkan bahwa kitosan meningkatkan kualitas dan shelf life berbagai buah, demikian pula yang dilaporkan oleh Ali et al. (2011) dan Lin et al. (2011) untuk buah pepaya dan lengkeng. Selama penyimpanan, vitamin C jambu menurun dan dihambat penurunannya sekitar 1-‐2%. Shelf life-‐nya memiliki beda 9 hari dibandingkan yang tidak dilapisi kitosan. Demikian pula Mathooko (2003) menyimpan tomat 54 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... menurunkan perpaduan (kohesif) dan daya melenting remah iradiasi gamma membentuk oksida lipid dari reaksi lipid roti durum yang disimpan selama 8 hari pada suhu 25˚C. He membran dengan lipid lainnya yang ada di dalam makanan dan Hoseney (1990) juga melaporkan kerapatan dengan radikal oksidan yang dihasilkan gamma. pengemasan semua jenis roti meningkat secara cepat Penurunan jumlah oksigen dan suhu dapat selama penyimpanan pertama selama 15 hari dengan menurunkan pembentukan oksida selama proses iradiasi. tingkat laju menurun terhadap waktu. Pemanfaatan iradiasi gamma telah lebih dulu dilakukan oleh Bhattacharjee et al. (2003a, b) yang mengiradiasi serangga pada kacang mende dengan dosis 0,25-‐1,00 kGy. Kacang Makanan Tahan Lama Produk makanan tahan lama yaitu sereal, kacang-‐ mende kaya akan zat antioksidan seperti vitamin E. kacangan, gula, garam, asam jawa, dan beberapa rempah-‐ Tocopherol sangat sensitif terhadap pengiradiasian dalam rempah yang sering dapat disimpan selama 1 tahun menghadirkan oksidan di mana memberikan kontribusi (biasanya dilakukan oleh masyarakat di pedesaan) dan dibeli dalam menurunkan aktivitas oksidan (Urbain, 1986). Diehl untuk stok bulanan. Yang harus diwaspadai akan produk ini (1981) melaporkan bahwa hilangnya α-‐tocopherol yang adalah pembersihan benda asing yang melekat dan kering disimpan setelah diiradiasi (1 kGy) menggulung gandum. benar di bawah sinar matahari, ditaruh dalam wadah bersih, Penurunan aktivitas oksidan dapat dihubungkan dengan dan disimpan di lemari (biasanya). Sebaiknya, ruang pencarian radikal bebas yang diproduksi dalam penyimpanannya jauh dari dapur karena suhu di dapur lebih pengiradiasian dan secara alami menjadi antioksidan di tinggi dari produk makanan yang disimpan. Dengan suhu dalam kacang mende. Penurunan aktivitas oksidan tentunya lingkungan yang beragam dan tingkat kelembaban yang akan menurunkan shelf life produk. Kacang mende kaya berlaku di India, tidak ada klasifikasi mutlak makanan ke akan lemak (47%) dan protein (20%), kestabilan radikal dalam kategori. Bahkan gula dan garam menyerap dapat diisikan secara utama dalam lemak dan fraksi protein. kelembaban dan menjadi basah selama musim hujan kecuali Lemak inilah yang mengubah rasa dan menjadikan kacang konsumen berhati-‐hati. Masalah penyimpanan bahkan lebih mende mudah busuk. Sehingga, beberapa pihak industri signifikan bagi masyarakat ditinjau dari fasilitas transportasi, menjaga kualitas dengan menyimpannya dengan suhu rendah pada kulkas ataupun freezer atau alat yang dan daya beli konsumen. meniadakan oksigen (Diehl, 1979) seperti pengemasan vakum atau pengemasan dalam atmosfer nitrogen. Dengan Kacang Mende M. G. Sajilata et al. (2005) meneliti pengaruh iradiasi jalan mengatur besarnya dosis radiasi, pengaruh dan penyimpanan terhadap aktivitas antioksidan kacang kimia/biologi radiasi pada bahan pangan dapat disesuaikan mende. Ia melaporkan dosis iradiasi gamma pada 0,25-‐1,00 dengan kebutuhan atau tujuan dari penggunaan radiasi yan kGy dapat mereduksi aktivitas antioksidan kacang mende disajikan pada Tabel 1. dengan shelf life selama 6 bulan. Ahn et al. (1986) menyatakan efek yang tidak diinginkan dari pengaruh Tabel 1. Tujuan penggunaan iradiasi makanan berdasarkan dosis iradiasi Iradiasi dosis Tujuan Range dosis (kGy) Sampel Dosis rendah Penghambatan tunas 0,05-‐0,15 Kentang, bawang bombay, bawang putih (< 1 kGy) Desinfektan serangga dan parasit 0,15-‐0,50 Sereal, buah kering, daging babi, kacang-‐kacangan Penundaan kematangan 0,50-‐1,00 Buah dan sayuran segar Dosis medium Pereduksian pembusukan 1,0-‐3,0 Ikan, stroberi (1-‐10 kGy) mikroorganisme Pereduksian bakteri patogen non-‐spora 2,0-‐7,0 Daging unggas, ubur-‐ubur Pereduksian mikroba dalam produk kering 7,0-‐10,0 Rempah-‐rempah, jamu Dosis tinggi Sterilisasi 25-‐50 Makanan diet steril (10-‐50 kGy) Dosis sangat tinggi Pereduksian atau mengeliminasi 10-‐100 (10-‐100 kGy) kontaminasi virus (Sumber : P. Kurstadt dan F. Fraser, 1994; WHO, 1988).
Rempah-‐Rempah William D. Keith et al. (1997) melakukan studi pereduksian mikroba pada rempah-‐rempah dengan menggunakan aliran listrik yang teratur (pulsed electric). Tingkat pereduksian mikroba dihubungkan dengan kekuatan, polaritas, dan bentuk pulse. Pereduksian mikroba melalui metode pulsed electric dikembangkan untuk pemrosesan alternatif makanan cair seperti yang telah dilakukan pada susu dan makanan bermerek (Gupta dan Murray, 1989; Ho et al., 1995; Zhang et al., 1994a,b).
Kekuatan pulsed electic untuk makanan cair sebesar 90 kV/cm (Gupta dan Murray, 1989). William D. Keith et al. (1997) melaporkan metode ini dapat menghilangkan satu log mikroba pada rempah-‐rempah. Semakin tinggi kekuatan pulsed electric akan memberikan pengaruh yang sangat besar dalam menghilangkan mikroba pada produk rempah-‐ rempah. Perubahan bentuk pulsed dan waktu meningkatkan pereduksian mikroba kurang dari 0,3 logaritmik. Penerapaan pulse di atas 80 kV/cm tidak dilakukan karena merusak ioniasi molekul gas dan memancarkan api listrik yang
55 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... berlebihan. Metode ini dikembangkan karena metode 111 : 329–339. iradiasi dan fumigasi yang hanya diperuntukkan beberapa Bhattacharjee, P., Singhal, R.S., Gholap, A.S., Variyar, P.S., jenis biji dan daun rempah-‐rempah, tetapi dibatasi harga, Bongirwar, D.R., 2003a. Hydrocarbons as marker waktu pemrosesan, pengaruh dalam rasa dan warna compounds for irradiated cashew nuts. Food Chem. 80 rempah-‐rempah (Vadji dan Pereira, 1973). (2) : 151–157. Produk yang sensitif seperti bubuk bawang putih, Brackett, R. E. 1994. Microbiological spoilage and pathogen jumlah mikroba direduksi dengan pemisahan secara batch in minimally processed refrigerated fruit and dan pencampuran. Seperti yang telah dilakukan berbagai vegetables. In . In R. C. Weily (Ed.), Minimally peneliti mengenai kekuatan kritis listrik untuk mikroba processed refrigerated fruits and vegetables : 260– spesifik (Knorr et al.,1994; Zhang et al., 1994a) dan 312). New York: Chapman & Hall. komposisi makanan. Waktu yang dibutuhkan selama proses Bermúdez-‐Aguirre, D., Corradini, M. G., Mawson, R., pulsed electric (Jayaram dan Castle, 1992; Zhang et al., &Barbosa-‐Cánovas, G. V. 2009. Modeling the 1994a), suhu (Jayaram dan Castle, 1992; Zhang et al., inactivation of Listeria innocua in raw whole milk 1994a), dan bentuk pulse (Ho et al., 1995; Qin et al., 1994; treated under thermo-‐sonication. Innovative Food Zhang et al., 19946), tekanan osmotik (Ho et al., 1995), dan Science and Emerging Technologies, 10 : 172–178. tahap pertumbuhan mikroba (Castro et al., 1993) dan juga Calin, F., Nguyen-‐the, C., Hilbert, G., & Chambroy, Y. 1990. pengaruh penurunan jumlah mikroban. Penginaktivasi Modified atmospheres packaging of fresh ‘‘ready-‐to-‐ mikroba dalam bentuk makanan semi padat telah diteliti use’’ grated carrots in polymeric film. Journal of Food oleh Zhang et al. (1994a), tetapi data yang diperoleh sedikit Science, 55 : 1033–1038. untuk makanan kering dan padat. Cameron, M., McMaster, L. D., & Britz, T. J. 2009. Impact of ultrasound on dairy spoilage microbes and milk components. Dairy Science & Technology, 89 : 83–98. KESIMPULAN Penyimpanan makanan tidak tahan lama, dapat Castro, J. A., Barbosa-‐Canovas, G. V. dan Swanson, B. G. 1993 Microbial inactivation of foods by pulsed electric fields. dilakukan di dalam freezer dan dikemas secara vakum Journal of Food Processing and Preservation 17: 47-‐ 73. (contohnya pada ikan dan daging), serta di dalam kulkas Chervin, C., Triantaphylides, C., Libert, M. F., Siadous, R., (misalnya pada susu), dan dengan iradiasi gamma terhadap &Boisseau, P. 1992. Reduction of wound-‐induced potongan sayuran. Penyimpanan makanan semi-‐tahan lama, respiration and ethylene production in carrots roots teknologi pelapisan kitosan (pada jambu) terbukti dapat tissues by gamma irradiation. Postharvest Biology and menunda kematangan, dan kombinasi teknologi ethanol Technology, 2 : 7–17. emitter dengan penyerap oksigen dapat untuk mengawetkan potongan roti gandum. Penyimpanan makanan tahan lama, Chevalier, D.; Sequeira-‐Munoz, A., Le Bail, A., Simpson, B.K., Ghoul, M., 2001. Effect of freezing conditions and dengan iradiasi gamma dan metode pulsed electric dapat storage on ice crystal and drip volume in turbot mereduksi mikroba. (Scophthalmus maximus) Evaluation of pressure shift freezing vs. air-‐blast freezing. Innovation Food Science DAFTAR PUSTAKA and Emerging Technologies 1 : 193–201. Ahn, D.U., Olson, D.G., Lee, J.I., Jo, C., Wu, C., Chen, X. 1998. Chiavaro, E., Vittadini, E., Musci, M., Bianchi, F., Curti, E., Packaging and irradiation effects on lipid oxidation 2008. Shelf life stability of artisanally and industrially and volatiles in pork patties. J. Food Sci. 63 (1) : 15– produced durum wheat sourdough bread (“Altamura 19. bread”). Lebensmittel Wissenschaft und Technologie Ali, A., Muhammad, M.T.M., Sijam, K., Siddiqui, Y. 2011. 41 : 5 8-‐70. Effect of chitosan coatings on the physicochemical characteristics of Eksotika II papaya (Carica papaya L.) Chien, P. J., Sheu, F., Lin, H.R., 2007. Coating citrus (Murcott tangor) fruit with low molecular weight chitosan fruit during cold storage. Food Chem. 124 : 620–626. increases postharvest quality and shelf life. Food Arvanitoyannis, I.S., 1999. Totally and partially biodegradable Chem. 100 : 1160–1164. polymer blends based on natural and synthetic Del Nobile, M. A., Martoriello, T., Cavella, S., Giudici, P., macromolecules: preparation, physical properties, Masi, P., 2003. Shelf life extension of durum wheat and potential as food packaging materials. J. bread. Italian Journal of Food Science 15 : 383-‐393. Macromol. Sci. Rev. Macromol. Chem. Phys. 39 : 205– Delincee, H., 1983. Recent advances in radiation chemistry 271. of lipids. In: Elias, P.S., Cohen, A.J. (Eds.), Food Ayranci, E., Tunc, S., 2004. The effect of edible coatings on Irradiation. Elsevier Biomedical Press, Amsterdam : water and vitamin C loss of apricots (Armeniaca 89. vulgaris L.) and green peppers (Capsicum annum L.). Diehl, J. F., 1981. Effects of combination processes on the Food Chem. 87 : 339–342. nutritive value of food. In: Combination Processes in Bahuaud, D.; Mørkøre, T.; Langsrud, Ø.; Sinnes, K.; Veiseth, the Food Irradiation. International Atomic Agency, E.;, Ofstad, R.; Thomassen, M.S. 2008. Effects of -‐1.5 C Vienna, Austria : 349–366. superchilling on quality of Atlantic salmon (Salmon Dong, H., Cheng, L., Tan, J., Zheng, K., Jiang, Y., 2004. Effect salar) pre-‐rigor fillets: cathepsin activity, muscle of chitosan coating on quality and shelf-‐life of peeled histology, texture and liquid leakage. Food Chemistry 56 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... litchi fruit. J. Food Eng. 64 : 355–358. edodes) treated with chitosan–glucose complex El Ghaouth, A., Arul, J., Ponnamapalam, R., Boulet, M., coating under cold storage. Food Chem. 131 : 780–786. 1991a. Chitosan coating effect on storability and Jiang, Y.M., Li, Y.B., 2001. Effects of chitosan coating on quality of fresh strawberries. J. Food Sci. 56 : 1618– postharvest life and quality of longan fruit. Food Chem. 1620. 73 : 139–143. El Ghaouth, A., Arul, J., Ponnampalam, R., Boulet, M., 1991b. Jiang, Y.M., Li, J.R., Jiang, W.B., 2005. Effects of chitosan Use of chitosan coating to reduce water-‐loss and coating on shelf life of cold-‐stored litchi fruit at maintain quality of cucumber and bell pepper fruits. J. ambient temperature. LWT – Food Sci. Technol. 38 : Food Process. Preserv. 15 : 359–368. 757–761. El Ghaouth, A., Ponnamapalam, R., Castaigene, F., Arul, J., Kaale, L. D.; Eikevik, T.M.; Bardal, Tora.; Kjorsvik, Elin. 2012. 1992. Chitosan coating to extend the storage life of A study of the ice crystals in vacuum-‐packed salmon tomatoes. HortScience 27 : 1016–1018. fillets (Salmon salar) during suerchilling process and Fernandez, U., Vodovotz, Y., Courtney, P., Pascall, M., 2006. following storage. Journal of Food Product Technology Extended shelf life of soy bread using modified 115 : 20-‐25. atmosphere packaging. Journal of Food Protection 69 Keith, William D; Harris, Linda J; Hudson, Leeanne; Griffiths, : 693-‐698. Mansel W. 1997. Pulsed electric fields as a processing George, R. M., 1993. Freezing processes used in the food alternative for microbial reduction in spice. Canada : industry. Trends in Food Science and Technology 4 (5) University of Guelph. Food Research International : 134–138. Volume 30 No. ¾ : 185-‐191. Gupta, R. P. dan Murray, W. 1989. Pulsed high electric field Kerr, W.L., 2004. Texture in frozen foods. In: Murrell, K.D., sterilization. Proceedings of the 7th IEEE Pulsed Hui, Y.H., Nip, W-‐K., Lim, M.H, Legarreta, I.G, Power Conference, Monterecy, CA : 58-‐64. Cornillon, P. (Eds.), Handbook of Frozen Foods. CRC Hayes, M. G; Kelly, A. L. 2003. High pressure homogenization press, NewYork, doi: 10.1201/9780203022009. of milk (b) effects on indigenous enzymatic activity. Keqian Hong, Jianghui Xie, Lubin Zhang, Dequan Sun, Journal of Dairy Research, 70 (3) : 307-‐313. Deqiang Gong. 2012. Effect of chitosan on postharvest He, H., Hoseney, R.C., 1990. Changes in bread firmness and life and quality of guava (Psidium guajava L.) fruit moisture during longterm storage. Cereal Chemistry during cold storage. China : Chinese Academy of 67 : 603-‐605. Tropical Agricultural Sciences. Scientia Holticulturae Heldman, D.R, Harttel, R.W., 1999. Principles of food 144 : 172-‐178. processing. In : Freezing and Frozen-‐Food Storage. Kester, J.J., Fennema, O.R., 1986. Edible films and coatings: a Aspen publishers Inc., United State of America, review. Food Technol. 60 : 47–59. Chapter six. Kittur, F.S., Saroja, N.S., Habibunnisa-‐Tharanathan, R.N., Hernández-‐Mu˜noz, Almenar, E., Valle, V.D., Velez, D., 2001. Polysaccharide based composite coating Gavara, R., 2008. Effect of chitosan coating combined formulations for shelf-‐life extension of fresh banana with postharvest calcium treatment on strawberry and mango. Eur. Food Res. Technol. 213 : 306–311. (Fragaria × ananassa) quality during refrigerated Knorr, D., Geulen, M., Grahl, T. dan Sitzmann, W. 1994. Food storage. Food Chem. 110 : 428–435. application of high electric field pulses. Trends Food Ho, S. Y., Mittal, G. S., Cross, J. D. dan Griffiths, M. W. 1995. Science Technology 5 : 71-‐75. Inactivation of Pseudomonas jlorescens by high Lanciotti, R.; Patrignani, F.; Iucci, L.; Saracino, P.; Guerzoni, voltage electric pulses. Journal of Food Science 60(6) : M.E. 2007. Potential of high pressure homogenization 1337-‐ 1340, 1343. in the control and enhancement of proteolytic and Izumi, H., & Watada, A. E. 1994. Calcium treatments affect fermentative activities of some Lactobacillus storage quality of shredded carrots. Journal of Food species.Food Chemistry, 102 : 542-‐550. Science, 59 : 106–109. Latou, E.; Mexis, S. F.; Badeka, A. V.; Kotominas, M. G. 2010. Izumi, H., & Watada, A. E. 1995. Calcium treatments to Shelf life extension of sliced wheat bread using either maintain quality of zucchini squash slices. Journal of an ethanol emitter or an ethanol emitter combined Food Science, 60 : 789–793. with an oxygen absorber as alternatives to chemical Izumi, H. 1999. Electrolyzed water as a disinfectant for fresh-‐ preservatives. Greece : University of Ionnina. Journal cut vegetables. Journal of Food Science, 64 : 536–539. of Cereal Science 52 : 457-‐465. Jayaram, S. and Castle, J. S. P. 1992. Kinetics of sterilization of Legan, J.D., Voysey, P.A., 1991. Yeast spoilage of bakery Lactobacillus brevis cells by the application of high products and ingredients. Journal of Applied voltage pulses. Biotechnical Bioengineering 40 : 1412-‐ Bacteriology 70 : 361-‐371. 1420. Lin, B.F., Du, Y.M., Liang, X.Q., Wang, X.Y., Wang, X.H., Yang, Jayakumar, R; Prabaharan, M., Reis, R.L;Mano, J.F.2005. J.H., 2011. Effect of chitosan coating on respiratory Graft copolymerized chitosan–present status and behavior and quality of stored litchi under ambient applications. Carbohydr. Polym. 62 : 142–158. temperature. J. Food Eng. 102 : 94–99. Jiang, T.J., Feng, L.F., Li, J.R., 2012. Changes in microbial and Li-‐Chan, E.C.Y., Powrie, W.D., Nakai, S., 1995. The chemistry postharvest quality of shiitake mushroom (Lentinus of eggs and egg products. In: Stadelman, W.J., 57 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... Cotterill, O.J. (Eds.), Egg Science and Technology. AVI International Journal of Food Microbiology, 87 : 207– Publishing, Westport, Conn. USA : 105–175. 216. Li, H., Yu, T., 2001. Effect of chitosan on incidence of brown Prakash, A., Inthajak, P., Huibregtse, H., Caporaso, F., & rot, quality and physiological attributes of postharvest Foley, D. M. 2000. Effects of low-‐dose gamma peach fruit. J. Sci. Food Agric. 81 : 269–274. irradiation and conventional treatments on shelf life Ma, C.Y., Sahasrabudhe, M.R., Poste, L.M., Harwalkar, V.R., and quality characteristics of diced celery. Journal of Chambers, J.R., 1990. Gamma irradiation of shell eggs. Food Science, 65 : 1070–1075. Internal and sensory quality, physicochemical Rodríguez, M.V., Medina, L.M., Jorando, R., 2000. Effect of characteristics, and functional properties. Canadian modified atmosphere packaging on the shelf life of Inst. Food Sci. Technol. J. 23 : 226–232. sliced wheat flour bread. Nahrung 44 : 247-‐252. Ma, C.Y., 1996. Effects of gamma irradiation on Sajilata, M. G; Singhal, R. S. 2005. Effect of irradiation and physicochemical and functional properties of egg and storage on the antioxidative activity of cashew nuts. egg products. Radiat. Phys. Chem. 48 : 375. India : Universitity of Mumbai. Radiation Physics and Marchesini, Giorgio; Balzan, Stefania; Montemurro, Chemistry 75 : 297-‐300. Filomena; Fasolato, Luca; Andrightetto, Igino; Segato, Salminen, A., Latva-‐Kala, K., Randell, K., Hurme, E., Linko, P., Severino; Noveli, Enrico. 2012. Effect of ultrasound Ahvenainen, R., 1996. The effect of ethanol and alone or ultrasound coupled with CO2 on the chemical oxygen absorption on the shelf life of packed sliced composition, cheese-‐making properties and sensory rye bread. Packaging Technology and Science 9 : 29-‐ traits of raw milk. Universita degli Studi di Padova, 42. Italy. Innovative Food Science and Emerging Seiler, D.A.L., Russel, N.J., 1991. Ethanol as a food Technologies 16 : 391-‐397 preservative. In: Russel, N.J., Gould, G.W. (Eds.), Food Marks, B. P. 1993 Measuring the storability of shelled corn. Preservatives. AVI, New York : 153-‐171. Ph.D. thesis. Purdue University. West Lafayette, IN. Shenouda, Y.K.S., 1980. Theories of protein denaturation Marks, B. P.; Stroshine, R. L. 1995. Effects of previous storage during frozen storage of fish flesh. Advances in Food history, hybrid, and drying method on the storability of research 26 : 275–311. maize grain (corn). USA: Purdue University. West Smith, P.G. 2011. Introduction to food process engineering, Lafayette, IN. J. stored Prod. Vol 31 No. 3 : 343-‐354. Food Science Text Series (Chapter 11), second ed., Mathooko, F.M., 2003. A comparative study of the response Springer Science + Business Media, LLC, New York, of tomato fruit to low temperature storage and USA : 275-‐296. modified atmosphere packaging. Afr. J. Food Agric. Thayer,D.W., & Rajkowski, K. T. 1999. Developments in Nutr. Dev. 2 : 34–41. irradiation of fresh fruits and vegetables. Journal of Meng, X., Li, B., Liu, J., Tian, S., 2008. Physiological responses Food Technology, 53(11) : 62–65. and quality attributes of table grape fruit to chitosan Thommohaway, C., Kanlayanarat, S., Uthairatanakij, A., preharvest spray and postharvest coating during Jitareerat, P., 2007. Quality of fresh-‐cut guava (Psidium storage. Food Chem. 106 : 501–508. guajava L.) as affected by chitosan treatment. Acta Nielsen, P.V., Rios, R., 2000. Inhibition of fungal growth on Hortic. 746 : 449–454. bread by volatile components from spices and herbs, Tribst, A. A. L.; Franchi, M.A.; Cristianini, M.; de Massaguer, and the possible application in active packaging, with P.R. 2009. Inactivation of Aspergillus niger in mango special emphasis on mustard essential oil. nectar by high-‐pressure homogenization combined International Journal of Food Microbiology 60 : 219-‐ with heat shock. Journal of Food Science, 79 (9) : 229. M509 -‐ M514. P.Kurstadt dan F.Fraser.1994.Food Irradiation Technology Tuite J. dan Foster G. H. 1963. Effect of artificial drying on Overview.Canada :Nordion International. the hygroscopic properties of corn. Cereal Chemistry Paquin, P. 1999. Technological properties of high pressure 40. pp : 630-‐637. homogenisers: the effect of fat globules, milk proteins, Urbain, W.M., 1986. Radiation chemistry of food and polysaccharides. International Dairy Journal, 9 : components and of foods. In: Food Irradiation. 329-‐335. Academic Press Inc., Harcourt Brace Jovanonich Payne, S.R., Sandford, D., Harris, A., Young, O.A., 1994. The Publishers, New York : 37–82. effects of antifreeze proteins on chilled and frozen Vajdi, M. dan Pereira, R. R. 1973. Comparative effects of meats. Meat Science 37 : 429–438. ethylene oxide, gamma irradiation and microwave Pinho, Claudia R. G., Franchi, Mark A., Tribst, Alline A. L., treatments on selected spices. Journal of Food Science Cristianini, Marcelo. 2011. Effect of high pressure 38 : 893-‐895. homogenization process on Bacillus Walkling-‐Ribeiro ,M.; Noci, F.; Cronin, D.A.; Lyng, J.G.; stearothermophilus and Clostridium sporogenes Morgan, D.J. 2009. Antimicrobial effect and shelf-‐life spores in skim milk. University of Campinas extension by combined thermal and pulsed electric (UNICAMP). Procedia Food Science 1 : 869-‐873. field treatment of milk. Journal of Applied Piyasena, P., Mohareb, E., & McKellar, R. C. 2003. Microbiology, 106 (1) : 241-‐248. Inactivation of microbes using ultrasound: A review. WHO. 1988. Food Irradiation: A Technique for Preserving 58 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan
Teknologi dan Metode Penyimpanan Makanan Sebagai Upaya ... and Improving the Safety of Food. Geneva : WHO. of Saccharomyces cerevisiae in apple juice by square-‐ Xian De Liu; Aera Jang; Dong Hun Kim; Bong Duk Lee; Mooha wave and exponential-‐decay pulsed electric fields. Lee; Cheorun Jo., 2009. Effect of combination of Journal of Food Processing Engineering 17 : 469-‐478. chitosan coating and irradiation on physicochemical Zhang, S., & Farber, J. M. 1996. The effect of various and functional properties of chicken egg during room-‐ disinfectant against Listerial monocytogenes on fresh-‐ temperature storage. Seoul National University. cut vegetables. Food Microbiology, 13 : 311–321. Radiation Physics and Chemistry 78 : 589-‐591. Zhaoxin Lu; Zhifang Yu; xiang Gao; Fengxia Lu; Likui Zhang. Yao B. dan Tuite J. 1989. The effects of heat treatment and 2004. Preservation effects of gamma irradiation on inoculum concentration on growth and sporulation of fresh-‐cut celery. China : Nanjing Agricultural Penicillium sp. on corn genotypes in storage. University. Journal of Food Engineering 67 : 347-‐351. Phytopathology 79 : 1101 -‐ 1104. Zhu, S., Le Bail, A., Ramaswamy, H.S., 2003. Ice crystal Zhang, D.L., Quantick, P.C., 1997. Effects of chitosan coating formation in pressure shift freezing of Atlantic salmon on enzymatic browning and decay during postharvest (Salmon salar) as compared to classical freezing storage of litchi (Litchi chinensis Sonn.) fruit. methods. Journal of Food Process and Preservation 27 Postharvest Biol. Technol. 12 : 195–202. : 427–444. Zhang, Q., Chang, F. J., Barbosa-‐Canovas, G. V. dan Swanson, Zhu, X., Wang, Q.M., Cao, J.K., Jiang, W.B., 2008. Effects of B. G. 1994. Inactivation of microorganisms in a chitosan coating on postharvest quality of mango semisolid model food using high voltage pulsed electric (Mangifera indica L.CV. Tainong) fruits. J. Food Process. fields. Food Science Technology (Lebensmittel Preserv. 32 : 770–784. Wissenschaft Technologie) 27 : 538-‐543. Zhang, Q., Monsalve-‐Gonzalez, A., Quin, B., Barbosa-‐ Canovas, G. V. dan Swanson, B. G. 1994. Inactivation
59 Vol. 2 No. 2 – Jurnal Aplikasi Teknologi Pangan