MAKALAH DASAR-DASAR PENGAWETAN

(Prinsip dan Aplikasi Pengawetan dengan Tekanan Tinggi)

Oleh

Ariefalgi Budianto 1114051007

Ira Ervinda Naim 1114051026

Muhammad Nurudin 1114051033

Muhammad Satria Gunawan 1114051032

Nurul Fitriana 1114051036

Rian Setiawan 1114051048

Widya Astari 1114051064

Yudha Aditya Mahendra 1114051067

JURUSAN TEKNOLOGI HASIL PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2012

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bahan pangan hasil pertanian merupakan bahan yang mudah rusak (perishable)

atau tidak tahan lama, jika dibiarkan begitu saja maka bahan pangan seperti buah atau

sayur akan berkurang kualitas nya selama masa penyimpanan. Oleh karena itu,

dibutuhkan perlakuan yang lebih untuk menjaga bahan pangan tersebut yaitu dengan

melakukan pengawetan. Pengawetan makanan adalah proses perlakuan pada makanan

untuk menghentikan atau mengurangi kerusakan pada makanan seperti berkurangnya

kualitas dan nutrisi yang terkandung di dalamnya. Pengawetan makanan biasanya

terkait dengan penghambatan pertumbuhan bakteri, jamur dan mikroorganisme

lainnya. Banyak metode atau teknik pengawetan makanan seperti pasteurisasi,

pengeringan, pendinginan, pengalengan, pemvakuman, radiasi, pemberian medan

listrik, kimiawi, dan lain-lain.

Pengawetan pangan disamping berarti penyimpanan juga memiliki 2 maksud, yaitu:

1) Menghambat pembusukan.

2) Menjamin mutu awal pangan agar tetap terjaga selama mungkin. Salah satu cara

mengawetkan bahan pangan adalah pengawetan dengan tekanan tinggi yang efektif

membunuh mikroba dan bisa juga dilakukan dengan cara mengolahnya. Salah satu

tujuan pengolahan pangan adalah untuk mempertahankan atau mengawetkan

kesegaran produk pangan. Dalam beberapa tahun terakhir pengolahan dengan tekanan

tinggi merupakan alternatif pengolahan dengan menggunakan panas. Terdapat

berbagai produk yang dapat diawetkan menggunakan tekanan tinggi melalui inaktivasi

mikroorganisme dan enzim pada tingkatan yang sama dengan pasteurisasi

menggunakan panas tanpa menyebabkan perubahan flavor. High Pressure Processing

(HPP) adalah metode pengolahan makanan di mana makanan mengalami tekanan

tinggi (hingga £ 87.000 per inci persegi atau sekitar 6.000 atmosfer), dengan atau

tanpa penambahan panas, untuk mencapai inaktivasi mikroba atau untuk mengubah

atribut makanan dalam rangka mencapai kualitas yang diinginkan konsumen. Tekanan

Menonaktifkan bakteri yang paling vegetatif pada tekanan di atas £ 60.000 per inci

persegi. HPP mempertahankan kualitas makanan, mempertahankan kesegaran alam,

dan memperpanjang umur simpan mikrobiologi. Proses ini juga dikenal sebagai

proses tekanan tinggi hidrostatik (HHP) dan ultra pengolahan tekanan tinggi (UHP).

Pengolahan bertekanan tinggi menyebabkan perubahan minimal dalam karakteristik

segar makanan dengan menghilangkan degradasi termal. Dibandingkan dengan

pengolahan termal, hasil HPP (hidrostatik pressure processing) dalam makanan

dengan rasa lebih segar, dan penampilan yang lebih baik, tekstur dan gizi. Pengolahan

tekanan tinggi dapat dilakukan pada suhu sekitar atau refrigerator (dingin). Teknologi

ini terutama bermanfaat untuk produk-produk yang sensitive terhadap panas.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana prinsip pengawetan makanan dengan tekanan tinggi ?

2. Apa saja alat kerja yang diperlukan ?

3. Bagaimana mekanismenya sehingga bisa mengawetkan dan membunuh

bakteri?

4. Apa saja contoh penerapan atau aplikasi pengawetan ini dalam bahan

makanan ?

5. Apa saja kelebihan dan pengaruhnya terhadap kandungan gizi makanan ?

II. PEMBAHASAN

II.1 Prinsip Pengawetan dengan Tekanan Tinggi

Prinsip kerja HHP yaitu dengan tekanan yang tinggi maka fungsi

seluler suatu mikroorganisme dapat terganggu. Teknologi HHP

menggunakan energi panas yang rendah sehingga tidak menyebabkan

terbentuknya zat kimia baru, radiolitik, dan radikal bebas pada produk

pangan. HHP memiliki 3 parameter utama dalam prosesnya yaitu

temperatur (T), tekanan (p), dan waktu (t). Di mana pada proses termal

hanya ada 2 parameter yang paling penting yaitu temperatur dan waktu.

Hal ini menyebabkan desain proses pada teknologi HHP lebih

bervariasi. Selain itu, parameter yang juga berkontribusi dalam metode HHP

adalah laju pasteurisasi/dekompresi, distribusi panas, pH, aktivitas air (aw),

temperatur awal produk, dan komposisi produk pangan. Menurut Heinz and

Buckow (2009), tekanan hidrostatik dihasilkan dengan meningkatkan energi

bebas. Pada industri pangan, tekanan yang diberikan dapat mencapai 800

MPa. Tekanan diberikan secara konstan selama beberapa detik atau beberapa

menit. 

II.2 Alat Kerja dan Mekanisme Kerja Pengawetan Tekanan Tinggi

      Peralatan pengawetan dengan tekanan tinggi menggunakan proses

perendaman produk pangan (umumnya dengan air) dalam tabung yang

tekanannya bisa ditingkatkan. Caranya dengan memompakan cairan tambahan

ke tabung yang volumenya tetap atau dengan memperkecil volume

tabung. Karena itu, proses pengawetan itu sering disebut High Hydrostatic

Pressure (HHP). Istilah lain yang sering dijumpai pada literatur adalah Ultra

High Pressure (UHP) dan High Pressure Processing (HPP). Untuk keperluan

keselamatan kerja, tabung harus didesain mampu menahan tekanan tinggi,

sampai 800 Mpa, dalam waktu operasi cukup lama. Dalam operasinya, proses

perlakuan tekanan tinggi ini bisa dilakukan secara batch maupun semi-kontinu.

Desain saat ini membuat tekanan dengan pompa osilasi dalam bentuk pulsa

bersiklus, selama sekitar 20 menit. Karena pengaruh tekanan tinggi, air dan

produk pangan akan terkompresi. Pada tekanan 600 Mpa, volume air akan

berkurang sampai 15 persen. Karena itu, pengemas produk harus didesain cukup

kuat (terutama bagian sambungan) untuk mampu menahan kompresi dan

fluktuasi volume.

Tekanan tinggi ini mampu membunuh bakteri yang akan tumbuh pada

bahan pangan. Karena pada umumnya bakteri akan terganggu membran selnya

jika dikenai perlakuan tekanan 250 Mpa. Jika diberi pulsa tekanan sampai 600

Mpa dan kemudian dikembalikan pada tekanan atmosfer, maka kerusakan

membran akan mengganggu fungsi-fungsi seluler sehingga akhirnya mikroba

mati.

      Dalam berbagai penelitian terakhir, dilaporkan bahwa pemusnahan mikroba

patogen -seperti Listeria pada produk-produk daging, Salmonella pada telur dan

unggas, Vibrio pada oyster, dapat dilakukan dengan baik melalui perlakuan HPP.

      Perlakuan tekanan tinggi juga secara efektif membunuh mikroba patogen

pada jus jeruk yaitu Salmonella dan E.coli 0157:H7; tanpa harus mengubah

kesegaran dan karakterisktik alami lainnya. Spora lebih sulit diinaktivasi dengan

tekanan tinggi. Mikroba yang paling tahan tekanan sampai saat ini adalah

endospora bakteri gram-positip.

II.3 Penerapan atau Aplikasi Teknik Tekanan Tinggi pada Bahan

Pangan

Pengawetan dengan tekanan tinggi ini bisa diterapkan ke banyak bahan

pangan yang memang tidak tahan terhadap pengawetan dengan suhu tinggi

(sensitif). Karena aplikasi suhu tinggi dapat memicu kerusakan mutu produk

pangan, terutama kesegaran dan aroma. High Hydrostatic Pressure (HHP) atau

High Pressure Processing (HPP) merupakan sebuah metode pengawetan pangan

tanpa proses termal di mana produk pangan dikemas terlebih dahulu lalu

diberikan tekanan air sebesar 100 hingga 900 MPa. Dalam industri pangan,

umumnya HHP diaplikasikan pada tekanan di atas 350 MPa selama beberapa

detik atau beberapa menit. Buah-buahan merupakan produk pangan pertama

yang pertama kali dikomersilkan untuk diproses menggunakan teknologi HHP di

negara tersebut. Kemudian pada tahun 1996, teknologi ini mulai digunakan

secara komersil di Amerika Serikat dan negara-negara di Eropa. Dalam satu

dekade terakhir, penggunaan HHP pada produk pangan semakin pesat. Pada

tahun 2009, terdapat 128 industri pangan yang telah menggunakan teknologi

tersebut. Teknologi ini banyak digunakan pada pengolahan produk sayuran serta

produk daging dan olahannya. Selain itu juga banyak diaplikasikan pada produk

perikanan dan jus buah. Sayangnya di Indonesia penggunaannya masih cukup

jarang. pengaruh aplikasi tekanan tinggi pada hampir setiap mikroba dalam

proses pengawetan pangan-baik mikroba fermentatif, pembusuk atau juga

penyebab penyakit (patogen)-telah dipelajari intensif.

Berikut ini adalah tabel pengaplikasian pengawetan tekanan tinggi :

Produk pangan Kondisi proses KomentarSusu 500-700 MPa, 66-71ºC,

1-3 jamBertahan selama 20 hari

Jus Jeruk 680 MPa, RT, 10 menit Mencegah fermentasiJus apel 410 – 820 MPa, RT, 30

menitMencegah fermentasi

Peach, pear 410 MPa, RT, 30 menit Dalam kondisi baik selama 5 tahun

Tomat 680 MPa, RT, 60 menit Sebagian rusakBlackberry, Rasberry Tekanan rendah Biasanya terfementasiPeas, beans, beet Tidak spesifik Sampel membusuk

Ket : RT = room temperature (suhu ruang)

Contoh aplikasi HHP pada Jus Jeruk :

      Sebuah metode sterilisasi bertekanan tinggi baru-baru ini dikembangkan untuk

memungkinkan jus alami untuk disimpan untuk waktu yang lama. Tekanan tinggi ini

metode sterilisasi bebas dari kelemahan-kelemahan tersebut di mana kualitas adalah

jus alami yang memburuk dan tak terelakkan untuk pemanas metode sterilisasi, seperti

kekurangan termasuk penghancuran elemen bergizi, dispersi unsur aromatik

penurunan warna dan rasa jus disterilkan. Hasil yang dipublikasikan eksperimen

mengenai metode sterilisasi bertekanan tinggi menunjukkan bahwa mikroorganisme,

termasuk jamur dan ragi yang dapat menyebarkan dan dapat menjadi penyebab

pembusukan, seluruhnya dibunuh oleh karena dikompresi dengan tekanan tinggi 2.000

atm. Selama 10 menit, memberikan proses tekanan tinggi dilakukan untuk jus alami

buah jeruk yang nilai pH tidak melebihi 4,5. Meskipun bakteri, spora dan sejenisnya

tidak dapat dibunuh oleh tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan dengan tekanan

tinggi 2.000 atm. Selama kurang lebih 10 menit, karena bakteri, spora dan sejenisnya

tidak dapat berkembang biak dalam jus asam yang nilai pH tidak melebihi 4,5; jus

alami diperlakukan dengan tekanan tinggi proses sterilisasi tidak mengijinkan

pembusukan terjadi di dalamnya dan merupakan boleh disimpan untuk waktu yang

lama. 

      Enzim yang membusuk pektin yang terkandung dalam jus alami, bagaimanapun,

tidak dinonaktifkan oleh proses sterilisasi tekanan tinggi, bahkan jika tekanan setinggi

6.000 atm. dan periode sterilisasi selama 30 menit. Dengan demikian, membusuk

enzim pektin yang terkandung dalam jus alami tetap aktif bahkan setelah jus

diperlakukan dengan proses sterilisasi tekanan tinggi dan menghilangkan koloid jus ke

presipitasi dari unsur-unsur berserat buah dan jus jernih, resultantly sisa kekurangan

unremoved oleh tekanan tinggi proses sterilisasi.  

     Dengan demikian, obyek dari penemuan ini adalah untuk menyediakan sebuah

metode untuk mengobati jus buah dengan tekanan tinggi, metode mana yang efektif

membunuh mikroorganisme misalnya jamur, khamir dan sejenisnya dan juga untuk

membubarkan membusuk enzim pektin, resultantly mempertahankan jus alami yang

telah diobati dengan metode sebagai suspensi koloid di mana elemen-elemen berserat

digabungkan dengan satu sama lain karena fungsi pektin dan mencegah dari jus alami

yang larut dalam curah hujan dan jus jernih.  

Untuk mencapai objek tersebut, metode untuk mengobati jus buah dengan tekanan

tinggi sesuai dengan penemuan ini memiliki langkah untuk menambahkan enzim

proteolitik terutama yang aktif di lingkungan asam, ke jus buah alami yang

mengandung pektin dan setidaknya membusuk enzim pektin , dan satu langkah untuk

mengompresi jus buah alami dengan tekanan tinggi lebih dari 2.000 atm., dengan

demikian membunuh mikroorganisme misalnya jamur, khamir dan sejenisnya dan

juga membusuk dan membusuk menonaktifkan enzim pektin yang merupakan protein,

hasilnya sisa jus yang koloid undissolved ke unsur berserat buah dan jus jernih.

Metode untuk memperlakukan jus buah dengan tekanan tinggi dari penemuan ini

adalah boleh diterapkan untuk mensterilkan setiap jus buah jeruk, apel, persik atau

sejenisnya dari yang nilai pH adalah 2,0 melalui 5.0, karena setiap dari jus alami dari

buah-buahan mengandung pektin dan setidaknya satu enzim pektin membusuk.

Dengan kata lain, sebuah koloid suspensi, kombinasi dari unsur-unsur berserat buah-

buahan tersebut dan pektin, yang boleh diperlakukan dengan metode untuk mengobati

jus buah dengan tekanan tinggi penemuan ini, tanpa jus alami adalah sebagai-

diekstrak 100% jus , kental jus, jus diencerkan, atau jus bercampur dengan gula atau

beberapa asam organik.  

Karena nilai pH jus paling alami berkisar dari 2,0 sampai 5.0, satu atau lebih

enzim proteolitik (masing-masing yang disebut protease asam) yang aktif dalam asam,

misalnya cathepsin D, rennin dan sejenisnya sedang atau akan ditambahkan ke pektin

membusuk enzim untuk tujuan untuk menonaktifkan enzim pektin yang membusuk

protein, misalnya pektin Esterase dan polygalacturonase. 

Jumlah enzim proteolitik tersebut akan ditambahkan diperlukan untuk menjadi

kuantitas cukup untuk menguraikan pektin-membusuk tersebut enzim dengan proses

sterilisasi bertekanan tinggi dengan 2.000 atm. Hal ini perlu untuk merujuk pada

bahwa jumlah tersebut enzim proteolitik yang akan ditambahkan dapat dipilih sepadan

dengan kekuasaan atau kemampuan untuk menonaktifkan enzim proteolitik bekerja

dan konsentrasi enzim membusuk pektin yang terkandung dalam jus alami untuk

sterilizated.  Dengan kata lain, enzim proteolitik diperbolehkan untuk ditambahkan ke

jus alami segera setelah diekstraksi, setelah kental, setelah diencerkan atau setelah

ditambahkan dengan gula atau asam organik. Kuantitas enzim proteolitik untuk

ditambahkan diperlukan untuk menjadi cukup untuk menonaktifkan seluruh kuantitas

enzim pektin membusuk. Enzim proteolitik yang aktif dalam asam dapat ditambahkan

bahkan setelah jus alami diaplikasikan dengan tekanan tinggi proses sterilisasi yang

dilakukan dengan tekanan tinggi lebih dari 2.000 atm., Dan ini lebih menguntungkan

dari sudut pandang dari kegiatan yang proteolitik enzim. Namun, karena sulit untuk

memperoleh enzim proteolitik yang tidak mengandung mikroorganisme seperti jamur

dan / atau ragi (Dalam kasus proses sterilisasi pemanas, sebuah enzim proteolitik juga

dinonaktifkan.), Dan juga karena sulit untuk menambahkan proteolitik enzim untuk

jus alami, setelah jus dikemas dalam paket yang tertutup, sebuah enzim proteolitik

diperlukan untuk ditambahkan ke jus alami, sebelum proses sterilisasi bertekanan

tinggi diterapkan. 

Tekanan yang diberikan dan periode aplikasi tekanan ditentukan, mengikuti sifat

mikroorganisme untuk dibunuh, dan tekanan yang diberikan biasanya dipilih antara

2.000 sampai 7.000 atm dan periode aplikasi tekanan biasanya dipilih antara 5 hingga

120 menit. Tekanan yang diberikan dan periode aplikasi tekanan bisa berkurang, jika

jus alami atau tekanan air sedang dipanaskan dalam tingkat di mana pemanasan tidak

memburuk kualitas olahan jus alami, dan jika suhu jus dikendalikan dengan

menggunakan air jaket , selama periode di mana proses sterilisasi tekanan tinggi

diterapkan pada jus alami. Namun, karena tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan

dengan 2.000 sampai 5.000 atm selama 5 hingga 30 menit sudah cukup untuk

membunuh mikroorganisme misalnya cetakan, yang ragi yang dapat berkembang biak

dalam asam yang nilai pH adalah 2,0 melalui 5.0, dan karena tekanan tinggi proses

sterilisasi dilakukan dengan suhu tinggi lebih dari 2.000 atm cenderung memburuk

aktivitas enzim proteolitik yang aktif dalam asam, tekanan tinggi proses sterilisasi

yang akan dilaksanakan di bawah suhu normal lebih disukai. 

      Selama periode di mana tekanan tinggi proses sterilisasi dilakukan, jus alami yang

akan disterilkan adalah boleh disegel dalam sebuah paket yang lembut dan mudah

untuk mengirim suhu. Jus alami yang akan disterilkan adalah boleh dikemas dalam

sebuah paket, misalnya, sebuah kantong terbuat dari plastik lembut film, sebuah kotak

yang terbuat dari kertas keras, sebuah cangkir terbuat dari plastik keras atau kertas

film, sebelum disegel, tanpa udara tersisa di dalamnya. Karena tidak ada udara yang

tersisa dalam paket, paket seragam dinding menerima tekanan pada seluruh sisi

daripadanya.. Oleh karena itu, paket dinding terbuat dari bahan yang lembut tidak

rusak bahkan di bawah tekanan tinggi ekstrim lebih dari 2.000 atm.

II.4 Keunggulan dan Pengaruhnya Terhadap Kandungan Gizi

Keunggulan dari aplikasi tekanan tinggi dalam proses pengolahan

adalah kemungkinan untuk melakukan proses pada suhu ruang atau bahkan pada suhu

yang lebih rendah. Pengolahan pada suhu rendah dapat mempertahankan kualitas

nutrisi dan sifat fungsional dari bahan. Selain itu, proses pengolahan tekanan tinggi

terbukti ramah lingkungan dan merupakan teknologi yang bebas limbah. Pengolahan

dengan suhu tinggi selain memiliki dampak yang baik terhadap proses pengawetan

produk pangan, juga berdampak terhadap terjadinya modifikasi dan separasi produk.

Pengembangan proses blansir konvensional menggunakan panas yaitu mencegah

kehilangan zat nutrisi, kualitas produk dan limbah yang minimal.

Keunggulan :

1. respon yang cepat sehingga distribusi dengan cepat pada seluruh bagian produk

(tidak ada gas).

2. keseragaman distribusi, tidak tergantung pada ukuran dan sifat geometri

sampel.

3. Suhu rendah/kamar dapat menurunkan penurunan atau kehilangan kualitas

yang rentan terhadap panas.

4. Aplikasi mempengaruhi secara langsung terhadap ikatan non-kovalen sehingga

mempertahankan kualitas warna, flavor dan nutrisi.

5. Meningkatkan laju biokonversi, meningkatkan produksi metabolit,

meningkatkan proses separasi.

6. Meningkatkan transfer panas, mengurangi oksidasi

7. teknologi bebas limbah, proses ramah lingkungan.

8. kompresi terhadap volume lebih kompak, terbentuk, dan terlapisi.

9. mempengaruhi aktivitas enzim dan mikrobial untuk pengawetan pangan.

III. PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Pada makalah ini, maka penulis menyimpulkan bahwa: bahan hasil

pertanian merupakan bahan pangan yang mudah rusak, sehingga untuk

menunda kerusakannya bisa dilakukan pengawetan.Pengawetan dilakukan

dengan beberapa cara, bisa dengan menambahkan zat additive dan dengan

perlakuan lainnya.Salah satu contoh perlakuan pengawetan yaitu dengan

tekanan tinggi.Pengawetan dengan tekanan tinggi bisa mengurangi

kehilangan flavour pada bahan pangan.

III.2 Saran

Pengawetan dengan tekanan tinggi dalam proses pengolahan

memiliki banyak keunggulan Bagi produsen makanan hendaknya jangan

hanya ingin mendapatakan keuntungan yang besar te tapi juga

memperhaatikan aspek kesehatan bagi masyarakat yang mengkonsumsinya

yaitu dengan menggunakan zat aditif yang tidak berbahaya bagi kesehatan.

Sebaiknya produsen makanan mengawetkan makanan dengan tekanan

tinggi tanpa menggunakan zat aditif yang berbahaya. Hal tersebut karena

pengawetan dengan tekanan tinggi dapat mempertahankan kualitas nutrisi

dan sifat fungsional dari bahan. Selain itu, proses pengolahan tekanan

tinggi terbukti ramah lingkungan dan merupakan teknologi yang bebas

limbah

DAFTAR PUSTAKA

1. Hariyadi, Purwiyatno. 2010. TEKNOLOGI ULTRA HIGH PRESSURE

PanganTetap Segar dalam Tekanan Besar.

2. Muchtadi, Tien. Ayustaningwarno, Fitriyono. 2010. Teknologi proses

pengolahan pangan. ALFABETA: Jakarta

3. Rendueles, E., et al., Microbial food safety assesment of high hydrostatic

pressure processing: A review. LWT-Food Science and Technology (2010)

4. Dekker, Marcel. Nonthermal Pelestarian Makanan.

5. Kumar, Praveen. dkk. 2006. High Hydrostatic Pressrure Extration of

Antioxidantd from Morinda Citrifolia Fruit-Process Parameter Optimization.

6. Barbosa Canovas, GV, Gongora-Nieto, MM, Rodriguez, JJ dan Swanson,

BG. MAKANAN ENGINEERING - Vol. III - pengolahan nonthermal

Makanan dan Emerging Technologies.