Mikrobiologi Industri Pangan TPH1404
Microbiology of Food Preservation 1. Irradiation 2. Chemical Preservatives
Dr. Nurhayati, S.TP, M.Si (
[email protected]) JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN UNIVERSITAS JEMBER
2005
2008
Kompetensi • Mahasiswa mampu memahami teknologi pengawetan bahan pangan dengan menggunakan cara iradiasi dan hayati
(biopreservasi)
1. Iradiasi vs radiasi?
Iradiansi adalah jumlah energi cahaya (atau radiasi lain) yang ditangkap oleh suatu permukaan tiap meter perseginya setiap detik. Jadi iradiansi adalah tingkatan kadar dari radiasi yang teramati. Rumus Daya (luminositas) menurut StefanBoltzmann ialah P = eσAT^4 e = emitifitas benda (benda hitam=1) σ = tetapan Stefan-Boltzmann, 5,67*10^-8 W m^-2 K^-4 T = temperatur efektif (permukaan)benda A = luas permukaan benda atau luas bola dalam ruang berjari-jari R, untuk bola A=4πR²
iradiansi, I = P/A = eσT^4 Misal Matahari dengan temperatur 5778 K dan radius
6,96*10^8 m, e ≈ 1, Daya Matahari P = σAT^4 P = (5,67*10^-8)(4π)(6,96*10^8)²(5778)^4
P = 3,86*10^26 Watt Iradiansi Matahari yang sampai ke Bumi, bumi, karena jarak Bumi-matahari = 1,496*10^11 m
I = P/A I = (3,86*10^26)/(4π)(1,496*10^11)² I = 1,368*10³ W m^-2 s^-1
Iradiasi dalam bahan pangan • Iradiasi makanan: penggunaan radiasi dari isotop radioaktif dari cobalt (Co 60) atau cesium (Ce 137) dari pembangkit yang memproduksi sinar β (beta), γ (gamma) atau sinar x yang jumlahnya terkendali sehingga makanan tidak bersifat radioaktif.
1. Irradiation Electromagnetic (e.m.) radiation is a way in which energy can be propagated through space.
λv = c wavelength = λ, frequency = v, 3 x 108 m/sec in a vacuum
E = h.v E= energy, h = Plank constanta (6.610 -27 ergs/sec)
As far as food microbiology is concerned, only three areas of the e.m. spectrum concern us; microwaves, the UV region and gamma rays.
• A rad is a unit equivalent to the absorption of 100 ergs/g of matter. • krad = 103 rads, Mrad = 106 rads. • Gray (1 Gy = 100 rads = 11 joule/kg; 1 kGy = 105 rads).
• The energy gained by an electron in moving through 1 V is designated eV (electron volt). • meV = 1 million electron volts. • Both the rad and eV are measurements of the intensity of irradiation.
Sejarah radiasi makanan : • 1895
: Von Rontgen menemukan sinar x
• 1896 : Becquerel menemukan radioaktivitas, Minsch mengusulkan penggunaan radiasi untuk mengawetkan makanan.
• 1904
: Prescott : efek radiasi pada bakteri.
• 1905 : Amerika dan Inggris : radiasi membunuh bakteri pada pangan. • 1905-1920 : makin banyak penelitian. • 1921 : Schwartz mempelajari efek mematikan sinar x terhadap Trichinella spiralis pada daging babi.
• 1923
: penelitian makanan diradiasi pada hewan.
• 1943-1950 : militer Amerika meneliti buah, sayur, produk hewani yang diradiasi, dampaknya terhadap hewan dalam jangka waktu lama. • 1963 : FDA iradiasi dapat mengendalikan serangga pada gandum dan terigu. • 1964
: FDA iradiasi mencegah tunas kentang.
• 1983 : FDA iradiasi membunuh serangga dan mengendalikan mikroorganisme pada tanaman rempah dan bumbu.
• 1986 : mengendalikan serangga, mencegah pertumbuhan dan pematangan sayur, buah dan biji. • Mei 1990 : menggendalikan Salmonella, Versinia dan Campylobacter pada produk unggas segar dan beku. pasteurisasi dingin.
B. Dosis dan dampak iradiasi • Dosis: jumlah radiasi yang diserap oleh makanan tidak sama dengan jumlah radiasi yang dipancarkan pembangkit. • Dosis ditentukan intensitas dan lama penyinaran. Satuannya gray (gy) • 1 gray = 1 gy = 100 rads = 0,00024 kal/kg pangan • 1 kgy = 1000 gy
Dosis rendah (≤ 1kgy) • • • •
Mengendalikan serangga pada biji-bijian Mencegah pertunasan kentang Mengendalikan cacing pita pada daging babi Mencegah pembusukan dan mengendalikan serangga pada buah dan sayur
Dosis medium ( 1-10 kgy) • Mengendalikan salmonella, versinia dan campylobacter pada daging, produk unggas dan ikan. • Mencegah jamur pada buah.
Dosis tinggi ( > 10 kgy) • Membunuh mikroba dan serangga pada rempah-rempah • Sterilisasi makanan • Dosis randah dan medium masih perlu pendinginan.
C. Penerapan teknologi iradiasi • Masyarakat kadang sulit menerima → kebanyakan rempah-rempah→ awalnya. • Juni Tahun 1986, 2 ton mangga dicoba di Puertorico,
• 1987→ pepaya hewni di California → sambutan masyarakat baik. • Sekarang lebih 30 negara memanfaatkan iradiasi.
• Tahun 1986 Jepang meradiasi 10000 pound kentang, Belanda 2 ton pangan/hari, Belgia 1 ton/hari, Thailand sekarang juga mencoba.
D. Labelisasi makanan iradiasi • April 1986 semua makanan diiradiasi harus ada lambang. Pada tingkat konsumen, ditambahkan “treated
with radiation” atau “treated by irradiation”.
E. Keamanan makanan diiradiasi • Makanan ini tidak jadi radioaktif. Tahun 1981 FAO, IAEA, WHO: “makanan yang diradiasi sampai dengan 1 mrad (10 kgy) aman bagi manusia, tidak perlu pengujian lebih jauh”. • Tahun 1986, China melakukan 8 eksperimen pada 439 orang. Makanan mereka 60% diradiasi antara 0,1-8 kgy→ tidak ada dampak.
Perubahan pada makanan yang diradiasi: • Hanya ada sedikit kenaikan suhu • Perubahan tekstur mirip pasteurisasi atau pembekuan
• Pada peach: kulit melunak, pada daging : flavor berkurang • Perubahan kimia: H20 →H202 90% perubahan kimia karena radiasi menghasilkan komponen yang alamiah. Misal trigliserida→ asam lemak • Protein → asam amino
• Asam askorbat berubah menjadi asam dehidroaskorbat. Vitamin e mudah rusak jika dan 02.
• Untuk mencegah atau mengurangi kerusakan: – Hindari cahaya dan 02 – Dinginkan makanan – Dosisnya rendah Penerimaan konsumen • Wise Research Associates (1984): 25% penduduk berhatihati terhadap makanan ini, 75% diantaranya takut. Tapi
konsumen lebih takut terhadap bahan tambahan kimia dan bahan kimia lain (pestisida)
Kelebihan iradiasi – Tidak meninggalkan residu bahan kimia – Tidak menyebabkan perubahan suhu
– Tidak perlu dikarantina setelah proses(produk dapat langsung dimakan) – Daya tembus tinggi sehingga efek penetrasi sinar gama merata hingga kebagian dalam produk
Kelemahan iradiasi – Biaya operasional mahal
– Butuh prasarana dan sarana yang harganya mahal – Perlu tenaga yang terlatih dan professional – Kemungkinan terkena radiasi bagi tenaga operasional mengakibatkan kemandulan.
Keputusan Menkes nomor 151/Menkes/SK/II/1995 • Rempah-rempah,daun-daunan dan bumbubumbu kering, untuk mencegah pertumbuhan serangga dan mikroba, dosis maksimal 10 kgy.
• Umbi-umbian kentang, bawang merah, bawang putih dan rhizoma, untuk menghambat pertunasan dosis maksimal 0,15 kgy.
Keputusan Menkes nomor 151/Menkes/SK/II/1995 • Udang beku dan paha kodok beku, untuk menghilangkan bakteri samonella, dosis maksimal 7 kgy. • Ikan kering untuk memperpanjang daya simpan dosis maksimal 5 kgy • Biji-bijian untuk menghilangkan serangga dan bakteri patogen dosis maksimal 5 kgy.
a. Microwave radiation - The e.m. spectrum occupies frequencies between 109 Hz up to 1012 Hz, a relatively low quantum energy -
Two frequencies used in food processing, 2450MHz and 915 MHz, around 1018 ergs or 106 eV.
-
Domestic microwave ovens use 2450MHz
b. UV radiation - Wavelengths 450nm (nC1015 Hz) and a quantum energy of 3–5 eV (1012 ergs) - Induce photochemical reactions will inhibit microorga-
nisms Wavelengths 260nm correspond to a strong absorption by
nucleic acid bases. The pyrimidine bases appear particularly sensitive and induce the formation of covalently linked dimers between adjacent thymine bases in DNA so will prevent transcription and DNA replication in affected cells.
c. Ionizing Radiation frequencies greater than 1018 Hz and carries sufficient energy to eject electrons from molecules it encounters. (1) High-energy electrons
(2) X-rays (3) Gamma g rays
can affect micro-organisms directly by interacting with key molecules within the microbial cell, or indirectly through the inhibitory effects of free radicals produced by the
radiolysis of water
2. Organic acid preservatives
Mechanism of organic acid-antimicrobial
Mechanism of organic acidresistance
TUGAS MINGGU DEPAN Meresume jurnal ilmiah tentang: NIM GANJIL: teknologi iradiasi pada pengawetan bahan/produk pangan. NIM GENAP: teknologi hayati (biopreservatif ) pada pengawetan bahan/produk pangan Isi tugas: Judul, tujuan, metode, hasil, kesimpulan. Tugas beserta jurnal referensinya dikumpulkan dalam bentuk softfile dalam satu folder ke ketua kelas masing-masing. Jurnal tidak boleh sama antar mahasiswa
AGENDA 2 MINGGU KE DEPAN (MINGGU KE DUA DAN KETIGA) mengevaluasi tugas dengan cara: tugas dibaca oleh mahasiswa dan 2 mahasiswa lain yang bertanya Dosen yang memberi nilai pada saat itu dan mengumumkan nilainya. Deadline: 18 Mei 2012 pkl 12.00pm ke
[email protected]
atau ke ketua kelas Senin 21 Mei 2012 pkl 12.00am