Teknologi Pengolahan Susu dan Telur
Souvia Rahimah,STP., M.Sc. Jatinangor, 15 dan 22 Maret 2011
Jurusan Teknologi Industri Pangan FTIP – Univesitas Padjadjaran
TPK KULIAH
Setelah mengikuti kuliah dengan pokok bahansan PENANGANAN SUSU SEGAR, mahasiswa dapat dengan benar menjelaskan tahap tahap--tahap penanganan susu segar seperti pemisahan krim, krim, klarifikasi,, pasteurisasi dan klarifikasi homogenisasi.. homogenisasi
PENDAHULUAN Pemerahan
Susu Segar
Penyimpanan (Pendinginan 5 – 10
Pusat Penampungan untuk Pengujian
o
Pemerahan
Penyimpanan Susu Segar
Penerimaan Susu di Pabrik
Pengujian Pada Susu Segar
Cita rasa dan bau Pemeriksaan kebersihan Pemeriksaan endapan Tes higinitas atau Rezaurin Perhitungan Sel Somatik Kadar lemak secara kimia dan fisik Uji MNSF dan Protein Jumlah bakteri Uji titik beku (pengenceran dengan air) Uji residu pestisida dan antibiotika
Proses pendinginan awal
Susu mengalami kenaikan suhu selama perjalanan Susu disimpan dalam tangki penyimpanan yang dilengkapi dg sistem pendingin dan pengaduk
PEMISAHAN KRIM Berdasarkan prinsip perbedaan BJ antara lemak susu (0,93) dan skim (1,035) Alat : cream separator Proses : sentrifugasi Aplikasi : pembuatan susu berkadar lemak rendah, rendah, whipping cream
Tipe agregat pada butiran lemak : Flokula : terbentuk pada kriming, kriming, mudah terdispersi kembali Cluster : terbentuk pada saat homogenisasi,, memerlukan energi yang homogenisasi besar untuk dispersi Granula : trbentuk saat churning, sulit didispersi
Kestabilan busa krim susu Busa susu bersifat tidak stabil dan protein susu berkumpul pada batas permukaan udara.. udara Busa krim bersifat lebih stabil stabil..
Kestabilannya busa dipengaruhi Oleh :
Kadar protein krim
Pada pengocokan busa, busa, protein terdenaturasi dan terkumpul pada batas permukaan air – udara, udara, sehingga struktur krim lebih kokoh Semakin tinggi kadar protein semakin kokoh busa Bila protein terhomogenisasi terlebih dahulu, dahulu, maka tidak akan terbentuk busa busa,, karena butiran lemak mengecil dan proten dalam plasma menjadi lebih sedikit. sedikit.
Kadar lemak (20 – 30 %) dan ukuran butiran lemak Suhu : semakin dingin semakin baik busa Viskositas : semakin kental semakin baik
Standarisasi
Churning
Curning adalah istilah dalam pengolahan susu menjadi mentega. mentega. Terjadi inversi emulsi dari o/w menjadi w/o Agitasi pada T ttt Susu/ krim
mentega
Emulsi o/w
Emulsi w/o
Lemak separuh padat separuh cair, dipengaruhi oleh T
Prinsip Pemisahan dan Alat
Prinsip : gaya sentrufugal dari cream separator yang menyebabkan lemak susu naik ke permukaan dan membentuk suatu layer cream (lapisan lemak) lemak) Tipe alat dalam industri pengolahan susu: susu: Conventional cream separator Concentration ; crem susu pekat Clarification ; memisahkan sedimensedimen-sedimen dan kotoran dari susu segar
Alat
Pemisahan
Faktor yang memengaruhi proses pemisahan Perbedaan BJ Flokulasi butiran lemak, lemak, radius gumpalam membesar, membesar, laju kriming naik Kadar aglutinin Suhu pemanasan agitasi
Aplikasi Table cream : kadar lemak 18 – 30 % Light whipping cream: kadar lemak 30 – 36 % Heavy whipping cream : kadar lemak lebih dari 36 %
KLARIFIKASI Proses awal penanganan susu segar sebelum pasteurisasi atau pengolahan lainnya Tujuan : memisahkan kotoran yang tercampur pada susu, susu, seperti leukosit leukosit,, sisa sel, sel, sedimen, sedimen, dan kotoran lain. Alat : milk clarifier Prinsip : gaya sentrifugal dengan v rendah
PEMANASAN • Pasteurisation : below 100 °C; 20 days at 5 °C Heating
• ESL: around 125 °C; shelf life more than 3 weeks • UHT: 130 – 140 °C; shelf life several months
PASTEURISASI
Proses pemanasan susu pada T 86 – 90 dan t 30 menit dengan tujuan :
o
C
membunuh bakteri patogen Mengurangi 90 – 99 % ragi dan jamur Menon Menon--aktifkan enzim : fosfatase, fosfatase, peroksidase peroksidase,, katalase
Perubahan komposisi kimia, kimia, fisik dan nilai gizi sedikit M.o yang masih hidup biasanya bakteri thermodurik :Streptococcus thermophylus
Mengapa Pasteurisasi ? •
•
Public Health Aspect - to make milk and milk products safe for human consumption by destroying all bacteria that may be harmful to health (pathogens) Keeping Quality Aspect - to improve the keeping quality of milk and milk products. Pasteurization can destroy some undesirable enzymes and many spoilage bacteria. Shelf life can be 7, 10, 14 or up to 16 days.
Metode Pasteurisasi 1.
2. 3.
Batch Pasteurisation atau Long Time Holding (LTH) atau Low Temperature Long Time Continuous Pasteurisation HTST
Batch Pasteurisation
T 63 – 65o C; t 30 menit T > 66o C : degradasi flavor dan pemisahan krim terhambat karena Plipida dari membran lemak rusak Alat : wadah tertutup
Batch Pasteurisation
Continuous pasteurisation
time and energy saving. For most continuous processing, a high temperature short time (HTST) pasteurizer is used. The heat treatment is accomplished using a plate heat exchanger.
High Temperature Short Time (HTST)
T 71,5 - 75o C; t 15 – 16 detik 90 – 99 % bakteri mati, terjadi perubahan pada laktosa, lemak, kasein Alat :
plate heat exchanger Tubular HE Scrape HE
HTST
Plat Heat Exchanger
Tubular HE
Scrape-suface HE
Uji Kecukupan Pasteurisasi Uji : Uji fosfatase basa Bakteri yang masih hidup : bateri thermodurik
ESL : Extended Short Life
Suhu sekitar 120 oC, lebih rendah dibandingkan sterilisasi Tujuan sama dengan sterilisasi Biaya produksi lebih rendah dibandingkan sterilisasi Umur simpan : pasteurisasi < ESL < sterilisasi
STERILISASI
Definisi : proses termal untuk mematikan semua m.o.. beserta sporanya m.o sporanya.. Spora tahan panas, panas, perlu pemanasan 121 oC selama 15 menit atau ekivalennya. ekivalennya.
Makanan
Sterilisasi Komersial
Definisi : proses termal di atas 100 oC untuk menonaktifkan spora patogen dan menyebabkan kerusakan bahan pangan. Pada penanganan dan pengimpanan normal telah masih mengandung bakteri, tapi tidak dapat berkembang biak. Daya tahan : 2 tahun
Metode Sterilisasi UHT (Ultra High Temperature) Batch Sterilisation
UHT 135° C, t 2135° 2-5 s) a continuous flow operation Menggunakan tekanan yang tinggi agar aliran bersifat turbulen aga susu tidak mengerak Susu steril komersial komersial,, dikemas secara aseptis dan tahan beberapa bulan pada suhu kamar
Advantages of UHT
High quality: proses dapat diminimalisir krn menggunakan T yang lebih tinggi. tinggi. Long shelf life: lebih dari 6 bln pada T kamar. kamar. Packaging size: Processing conditions are independent of container size, thus allowing for the filling of large containers for foodfood-service or sale to food manufacturers (aseptic fruit purees in stainless steel totes). Cheaper packaging: Both cost of package and storage and transportation costs; laminated packaging allows for use of extensive graphics
Difficulties with UHT
Sterility: Complexity of equipment and plant are needed to maintain sterile atmosphere between processing and packaging; higher skilled operators; sterility must be maintained through aseptic packaging Particle Size: With larger particulates there is a danger of overcooking of surfaces and need to transport material both limits particle size Equipment: There is a lack of equipment for particulate sterilization, due especially to settling of solids and thus overprocessing Keeping Quality: Heat stable lipases or proteases can lead to flavour deterioration. There is also a more pronounced cooked flavour to UHT milk.
Metode UHT Direct Heating Indirect Heating
UHT – Direct Heating
Produk kontak langsung dengan steam Keuntungan : proses lebih singkat Cara direct heating : 1. Injection 2. Infusion
UHT – Indirect Heating
Plate Heat Exchangers: Similar to that used in HTST but operating pressures are limited by gaskets. Liquid velocities are low which could lead to uneven heating and burn-on. This method is economical in floor space, easily inspected, and allows for potential regeneration. Tubular Heat Exchangers: There are several types: shell and tube shell and coil double tube triple tube Scraped Surface Heat Exchangers. Exchangers.
UHT – Indirect Heating
Scraped Surface Heat Exchangers: The product flows through a jacketed tube, which contains the heating medium, and is scraped from the sides with a rotating knife. This method is suitable for viscous products and particulates (< 1 cm) such as fruit sauces, and can be adjusted for different products by changing configuration of rotor. There is a problem with larger particulates; the long process time for particulates would mean long holding sections which are impractical. This may lead to damaged solids and overprocessing of sauce.
Direct vs Indirect
BATCH STERILISATION T 113o C; t 15 – 40 menit Alat : autoklaf Kerugian :
Warna kecokelatan Cooked flavor Nilai gizi turun
Pengaruh Perlakuan Panas Terhadap Ukuran Misel Kasein COW
diameter (nm)
750
no heating 90 °C 120 °C 140 °C
650 550 450 350 250 150 0
30
60
90
real time (s)
120
150
180
DC 750
diameter (nm)
650 no heating 550
120 °C
450
140 °C 90 °C
350 250 150 0
30
60
90
real time (s)
120
150
180
Pengemasan Aseptis Peralatan yang dapat disterilkan Produk steril secara komersial Kemasan yang steril secara komersial Ruang steril dalam mesin pengemas
Tempat pengisian steril Penutupan hermitis
Ada monitoring dan pencatat faktor faktor-faktor kristis
Aseptic Packaging
Tetra Pak 70 % kertas 24 % LDPE 6 % alumunium Polietilen layer
Ruangan Pengemas Aseptis
HOMOGENISASI Proses untuk memperkecil dan menyeragamkan ukuran globula lemak susu.. susu Tujuan :
Menstabilkanlan proses emulsi Lemak tidak mudah naik ke permukaan
Alat : homogenizer
Globula lemak susu
Prinsip kerja alat
Susu dipaksa untuk masuk ke lubang lubang-lubang kecil dengan tekanan 3000 – 5000 psi hingga globula lemak menjadi berukuran 1 – 2 µ
Efek Homogenisasi
Ukuran lemak menjadi kecil dan seragam Luas permukaan naik :
Warna lebih putih Rasa lebih gurih Kepekaan terhadap kerusakan cahaya meningkat Kapasitas pembentukan busa naik Kekerasan curd menurun Viskositas eningkat Kecenderungan pemisahan krim berkurang
Kekurangan Homogenisasi
Homogenised milk cannot be efficiently separated. Somewhat increased sensitivity to light – sunlight and fluorescent tubes –can result in “Sunlight flavour” flavour” Reduced heat stability, especially in case of singlesinglestage homogenisation homogenisation,, high fat content and other factors contributing to fat clumping. The milk will not be suitable for production of semisemihard or hard cheeses because the coagulum will be too soft and difficult to dewater.
Health aspects of homogenised milk products
In the early 1970s the American scientist K. Oster launched the hypothesis that homogenisation of milk allows the enzyme xanthineoxidase to pass into the bloodstream via the intestine According to Oster Oster,, xanthine oxidase is involved in the process that damages the bloodblood-vessel wall and leads to atherosclerosis. That hyphothesis has now been rejected by scientists on the grounds that human beings themselves form these enzymes
Membrane filters
Membrane technology is a proven separation method used on the molecular and ionic levels. During the past twenty years, since the beginning of the 1970s, this technique has been adapted for the dairy industry.
Penerapan teknologi membran
Reverse Osmosis (RO) concentration of solutions by removal of water Nanofiltration (NF) concentration of organic components by removal of part of monovalent ions like sodium and chlorine (partial demineralisation) demineralisation) Ultrafiltration (UF) concentration of large and macro molecules Microfiltration (MF) removal of bacteria, separation of macro molecules
Spektrum Teknologi Membran
Conventional filters
filter media : kertas, tebal
Conventional filters are thick with open structures.
Material: typically paper. Memanfaatkan gaya gravitasi. Terkadang diterapkan tekanan untuk mempercepat proses Proses bisa dilakukan pada sistem terbuka. •
Membrane filters Filter media : tipis dan ukuran porinya terkontrol Material: polymers and ceramics, nowadays more rarely cellulose acetate. Proses digerakkan oleh tekanan Harus dilakukan pada sistem tertutup
Principles of membrane separation
RO : dehydration of whey, UF permeate and condensate. NF : used when partial desalination of whey, UF permeate or retentate is required. UF : typically used for concentration of milk proteins in milk and whey and for protein standardisation of milk intended for cheese, yoghurt and some other products. MF : basically used for reduction of bacteria in skimmilk, whey and brine, but also for defatting whey intended for whey protein concentrate (WPC) and for protein fractionation.
