“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

METODE KEJUT MEDAN LISTRIK PADA SUSU “LABAN ELECTRIC”

METODE KEJUT MEDAN LISTRIK PADA SUSU

“LABAN ELECTRIC”

    Bahan pangan pasca panen baik dari hasil pertanian maupun peternakan yang masih segar, rentan terhadap kontaminasi dan pembusukan mikroba. Oleh karena sebab itu bahan pangan memiliki daya simpan yang relatif pendek. Secara keseluruhan bahan pangan merupakan perishable food. Dimana bahan pangan mudah mengalami kerusakan, sehingga diperlukan pengolahan lanjutan salah satunya adalah pengawetan yang bertujuan untuk mengawetkan bahan pangan sehingga memperpanjang daya simpan, munurunkan jumlah mikroba dalam bahan pangan, dan untuk sebagai tuntutan akan mutu produk pangan yang baik bagi konsumen. Namun demikian metode pengawetan tidak selalu dapat mempertahankan kualitas asal bahan pangan atau kandungan gizi dari komoditas yang diawetkan. (Saleh, 2004)

Produk pangan dapat diawetkan secara termal maupun nontermal. Sebagian besar proses pengawetan produk pangan melibatkan panas, proses pemanasan tersebut selain menginaktivasi mikroba dan mempengaruhi mutu. Produk pangan olahan mengalami berbagai perubahan dari bahan pangan segarnya sehingga mengakibatkan perubahan kenampakan, cita rasa, tekstur dan kandungan zat gizi. Metode pengawetan pangan secara nontermal saat ini terus dikembangkan sebagai alternatif atau untuk melengkapi pengawetan pangan konvensional atau tradisional. Tujuannya yaitu paling tidak menghilangkan atau meminimumkan penurunan mutu akibat pengolahan termal. (Estiasih, 2009)

Salah satunya pada pengolahan produk susu yang merupakan salah satu jenis bahan pangan mudah rusak dan memiliki umur simpan yang pendek. Kandungan nutrisi dan senyawa essensial yang lengkap dalam susu juga dapat menjadi media pertumbuhan optimal yang baik bagi mikroorganisme didalamnya. Oleh karena itu berbagai pengolahan lanjutan untuk produk susu banyak dilakukan. Misalnya seperti pasteurisasi, fermentasi, UHT, dan lain sebagainya. Untuk mengolah susu biasanya digunakan metode termal, yaitu dengan memanaskan susu antara 60 dan 100 derajat Celsius.

Proses ini dapat memperpanjang umur simpan karena menonaktifkan enzim dan menekan jumlah mikroorganisme. Namun ada kelemahannya, yaitu melarutnya mineral, kalsium, dan fosfor sehingga merusak protein susu, berkurangnya pembentukan krim, serta berubahnya keseimbangan ion hidrogen. Bakteri yang baik juga bisa terbunuh. Salah satu metode untuk mengatasi permasalahan tersebut digunakan metode pengawetan non thermal menggunakan kejut listrik. Bila menggunakan cara kejut listrik tegangan tinggi, yang mati hanya mikroorganisme negatif. Ini akibat terjadinya aktivitas metabolisme yang sudah tidak normal sehingga mengganggu kerja dan fungsi fisiologis sel dan itu dipengaruhi kerusakan struktur sel lainnya, seperti rusaknya membran sitoplasma sel. (Tempo, 2011)

 

Karakteristik Bahan Susu

Air susu merupakan bahan makanan yang istimewa bagi manusia karena kelezatan dan komposisinya yang ideal selain air susu mengandung semua zat yang dibutuhkan oleh tubuh, semua zat makanan yang terkandung didalam air susu dapat diserap oleh darah dan dimanfaatkan oleh tubuh. Menurut Hadiwiyoto (2004), air susu termasuk jenis bahan pangan hewani, berupa cairan putih yang dihasilkan oleh hewan ternak mamalia dan diperoleh dengan cara pemerahan. Sebagai bahan makanan atau minuman air susu mempunyai nilai gizi yang tinggi, karena mengandung unsur-unsur kimia yang dibutuhkan oleh tubuh seperti Calsium, Phosphor, Vitamin A, Vitamin B dan Riboflavin yang tinggi. Komposisinya yang mudah dicerna dengan kandungan protein, mineral dan vitamin yang tinggi, menjadikan susu sebagai sumber bahan makanan yang fleksibel yang dapat diatur kadar lemaknya, sehingga dapat memenuhi keinginan dan selera konsumen.

Sifat susu yang perlu diketahui adalah bahwa susu merupakan media yang baik sekali bagi pertumbuhan mikrobia sehingga apabila penanganannya tidak baik akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya (“zoonosis“). Disamping itu susu sangat mudah sekali menjadi rusak terutama karena susu merupakan bahan biologik. Air susu selama didalam ambing atau kelenjar air susu dinyatakan steril, akan tetapi begitu berhubungan dengan udara air susu tersebut patut dicurigai sebagai sumber penyakit bagi ternak dan manusia. (Ernawati, 2006)

Warna air susu dapat berubah dari satu warna kewarna yang lain, tergantung dari bangsa ternak, jenis pakan, jumlah lemak, bahan padat dan bahan pembentuk warna. Warna air susu berkisar dari putih kebiruan hingga kuning keemasan. Warna putih dari susu merupakan hasil dispersi dari refleksi cahaya oleh globula lemak dan partikel koloidal dari casein dan calsium phosphat. Warna kuning adalah karena lemak dan caroten yang dapat larut. Bau air susu mudah berubah dari bau yang sedap menjadi bau yang tidak sedap. Bau ini dipengaruhi oleh sifat lemak air susu yang mudah menyerap bau disekitarnya. Demikian juga bahan pakan ternak sapi dapat merubah bau air susu. (Astawan, 2006)

 

Komponen Kimiawi Susu

1. Air

Air susu mengandung air 87.90%, yang berfungsi sebagai bahan pelarut bahan kering. Air didalam air susu sebagian besar dihasilkan dari air yang diminum ternak sapi.

2. Lemak

Air susu merupakan suspensi alam antara air dan bahan terlarut didalamnya. Salah satu diantaranya adalah lemak. Kadar lemak didalam air susu adalah 3.45%. Kadar lemak sangat berarti dalam penentuan nilai gizi air susu. Bahan makanan hasil olahan dari bahan baku air susu seperti mentega, keju, krim, susu kental dan susu bubuk banyak menagndung lemak. Susunan lemak susu terdiri dari lemak majemuk, merupakan lemak murni dan terdiri dari 3 molekul asam lemak terikat pada suatu molekul glycerine. Lemak asam susu terdiri dari campuran beberapa asam lemak antara lain :

a. Lemak sederhana yang memiliki asam lemak sama

b. Lemak campuran yang terdiri dari beberapa macam lemak terikat pada glyserine

Asam lemak yang terdapat didalam air susu terdiri dari 2 golongan yaitu asam lemak yang dapat larut (butyric, caproic,caprilic dan capric ) serta asam lemak yang tak dapat larut (leuric, myristic, palmitic dan oleic). BJ air susu 0.93 dan lebih ringan dari BJ air. Hal ini memungkinkan lemak mengapung atau membentuk lapisan di permukaan air susu apabila air susu didinginkan. Hadiwiyoto (2004) mengungkapkan bahwa air susu yang baru diperah mempunyai temperatur sama dengan temperatur badan sapi yaitu 370 C, dalam hal ini lemak terdapat dalam bentuk cair. Beberapa jam setelah pemerahan temperatur air susu menurun menjadi 330C dan pada saat ini pembekuan lemak dimulai, dan akan membeku seluruhnya pada temperatur 230C. Titik beku dan titik cair lemak air susu berkisar antara 330 C sampai 230 C.

Warna putih air susu ditentukan oleh lemak air susu. Lemak susu mempunyai alat refleksi terhadap sinar matahari. Bentuk lemak di dalam air susu merupakan butir yang disebut globuler. Besar kecilnya butir lemak ditentukan oleh kadar air yang ada didalamnya. Makin banyak air maka makin besar globuler dan keadaan ini dikhawatirkan akan menjadi pecah. Bila globuler pecah maka air susu disebut pecah. Air susu yang pecah tidak dapat dipisahkan lagi krimnya, dan tidak dapat dijadikan sebagai bahan makanan. Globuler air susu mudah menyerap bau dari sekitarnya, oleh karena itu jangan simpan air susu pada tempat yang berbau. Buckle (2001) menyatakan kerusakan yang dapat terjadi pada lemak susu merupakan sebab dari berbagai perkembangan flavor yang menyimpang dalam produk-produk susu, seperti:

a. Ketengikan, yang disebabkan karena hidrolisa dari gliserida dan pelepasan asam lemak seperti butirat dan kaproat, yang mempunyai bau yang keras, khas dan tidak menyenangkan.

b. Tallowiness yang disebabkan karena oksidasi asam lemak tak jenuh.

c. Flavor teroksidasi yang disebabkan karena oksidasi fosfolipid.

d. Amis/bau seperti ikan yang disebabkan karena oksidasi dan reaksi hidrolisa.

3. Protein

Kadar protein didalam air susu rata-rata 3.20% yang terdiri dari: 2.70% casein (bahan keju), dan 0.50% albumen. Berarti 26.50% dari bahan kering air susu adalah protein. Didalam air susu juga terdapat globulin dalam jumlah sedikit. Protein didalam air susu juga merupakan penentu kualitas air susu sebagai bahan konsumsi. Albumin ditemukan 5 gram per kg air susu, dalam keadaan larut. Didalam pembentukan keju, albumin memisah dalam bentuk whey. Beberapa hari setelah induk sapi melahirkan, kandungan albumin sangat tinggi pada air susu dan normal setelah 7 hari. Pada suhu 640 C albumin mulai menjadi padat, sifat ini identik dengan sifat protein pada telur. Akan tetapi karena kadar albumin yang sedikit maka pada pasteurisasi tidak dapat ditemukan, bahkan pada pemasakan yang dapat dilihat hanya merupakan titik-titik halus pada dinding dan dasar panci.

4. Laktosa

Laktosa adalah bentuk karbohidrat yang terdapat didalam air susu. Bentuk ini tidak terdapat dalam bahan-bahan makanan yang lain. Kadar laktosa di dalam air susu adalah 4.60% dan ditemukan dalam keadaan larut. Laktosa terbentuk dari dua komponen gula yaitu glukosa dan galaktosa. Sifat air susu yang sedikit manis ditentukan oleh laktosa. Kadar laktosa dalam air susu dapat dirusak oleh beberapa jenis kuman pembentuk asam susu.

Pemberian laktosa atau susu dapat menyebabkan mencret atau gangguan-gangguan perut bagi orang yang tidak tahan terhadap laktosa. Hal ini disebabkan kurangnya enzim laktase dalam mukosa usus. (Sudono, 2003)

4. Vitamin dan enzim

Kadar vitamin di dalam air susu tergantung dari jenis makanan yang diperoleh ternak sapi dan waktu laktasinya. Vitamin diukur dengan satuan International Units (IU) dan mg. Vitamin yang terdapat didalam lemak disebut ADEK, dan vitamin yang larut didalam air susu, tergolong vitamin B komplek, vitamin C, Vitamin A, provitamin A dan vitamin D. Vitamin yang larut didalam air susu yang terpenting ialah vitamin B1, B2, asam nikotinat dan asam pantotenat. Bila air susu dipanaskan/dimasak, dipasteurisasi atau disterilisasi maka 10 – 30 % vitamin B1 akan hilang, vitamin C akan hilang 20 – 60 %.

Enzim berfungsi untuk mengolah suatu bahan menjadi bahan lain dengan jalan autolyse. Enzim yang terkenal adalah peroxydase, reductase, katalase dan phospatase. Dengan adanya pemanasan, enzim tidak akan berfungsi lagi.

 

Proses Pengolahan Susu

Selain mengandung berbagai nutrisi yang baik bagi tubuh, ternyata terdapat bakteri jahat semisal Escherichia coli, Klebsiella, Shigella, Enterobacter, Pseudomonas, dan Staphylococcus aureus di dalam susu. Untuk mengolah susu menggunakan metode kejut listrik ini menggunakan alat temuan Mahasiswa Universitas Brawijaya Fakultas Teknologi Pertanian jurusan Teknik Pertanian, Hadi Apriliawan yang merancang alat kejut listrik berupa Laban Electric.

Metode Pengolahan

Sebelum masuk ke alat itu, susu terlebih dulu didinginkan. Susu kemudian dimasukkan dalam tangki bahan. Alat disetel pada tegangan 20-80 kV dan dinyalakan beberapa detik. Semakin rendah tegangan, proses penyalaan alat semakin lama. Setelah alat dimatikan, susu sehat dikeluarkan melalui tempat pengeluaran. (Prasetya, 2011)

Prinsip Pengolahan

Kejutan listrik tegangan tinggi (pulsed electric field) menyebabkan mikroorganisme yang terkandung pada susu mati. Kematian bisa terjadi akibat aktivitas metabolisme yang sudah tak normal. Kejutan meningkatkan metabolisme tubuh sel terlalu tajam sehingga mengganggu kerja dan fungsi fisiologis sel. Sistem pengawetan kejut medan listrik menggunakan intensitas medan listrik yang tinggi terdiri dari sejumlah komponen. Komponen-komponen tersebut meliputi sumber energi (power source), kapasitor tombol, wadah proses (treatment chamber), voltase, probe aliran listrik, dan suhu. Serta peralatan pengemasan aseptis.

Produk pangan ditempatkan pada ruang kejut medan listrik (static chamber) atau dipompakan melalui ruang kejut medan listrik kontinu (continuous chamber). Produk pangan yang telah diberi perlakuan kejut medan listrik kemudian dikemas dengan peralatan pengemasan aseptis. Produk pangan yang diawetkan dengan kejut medan listrik dianjurkan untuk disimpan pada suhu dingin untuk memperpanjang umur simapan. Proses kejut medan listrik dapat menghasilkan panas, karena itu sistem pengawetan kejut medan listrik biasa dilengakapi dengan sistem pendingin.

Metode pengawetan kejut medan listrik menggunakan medan listrik dengan intensitas tinggi. Aliran listrik diberikan pada produk berbentuk cair dengan waktu singkat beberapa mikrodetik sampai milidetik (1×10ˉ6 sampai 1×10-3 detik. Produk pangan dapat diberi kejut medan listrik baik pada suhu ruang maupun suhu dingin. Dengan pengawetan kejut medan listrik. Produk pangan diolah dalam periode waktu yang pendek dan kebutuhan energi minimum. Untuk tujuan pasteurisasi, intensitas medan listrik bergantung pada jenis mikroba atau enzim yang akan diinaktivasi yang ada dalam produk pangan. Inaktivasi mikroba juga bergantung pada faktor-faktor lain seperti suhu, pH, kekuatan ionik, durasi kejut medan listrik, dan fase pertumbuhan mikroba.

Inaktivasi mikroba oleh kejut medan listrik meningkat dengan bertambah kuatnya intensitas medan listrik, jumlah kejutan, durasi kejutan, suhu medium, fase pertumbuhan bakteri, dan kuat ionik medium. Walaupun kejut medan listrik dapat menginaktivasi bakteri vegetatif, efektivitas inaktivasi terhadap sprora menunjukkan bahwa spora tidak dapat diinaktivasi dengan metode kejut medan listrik. Inaktivasi sel vegetatif bakteri oleh kejut medan listrik terjadi akibat perubahan pada membran lapisan ganda (bilayer). Lapisan ganda membran sel bakteri terdiri dari protein dan fosfolipid. Kerusakan lapisan potensial transmembaran dan kompersi membran sel. (Estiasih, 2009)

Komponen Alat

Alat yang dinamakan Laban Electric ini terdiri atas empat komponen utama, yaitu pembangkit tegangan tinggi, tangki bahan (food tank), ruang perlakuan (treatment chamber), dan meja penyangga.

Pembangkit tegangan tinggi berfungsi sebagai pembangkit pulsa tegangan yang akan memproduksi pulsa listrik berkekuatan 50 kilovolt (kV). Alat ini terdiri dari rangkaian penyearah untuk memberikan catu daya DC yang stabil, osilator yang memakai IC UPC 1379 sebagai timer-nya, dan driver sebagai penguat arus keluaran dari osilator.

Adapun tangki bahan berfungsi sebagai tempat bahan olahan yang terbuat dari baja antikarat dengan volume 50 liter. Terdapat dua tangki bahan yang digunakan untuk menampung bahan masukan (input) dan bahan keluaran (output). Di dalam wadah bahan masukan, terdapat pompa celup untuk memompa bahan ke wadah perlakuan yang debit keluarannya dapat diatur dengan keran.

Ruang perlakuan adalah tempat berlangsungnya proses pasteurisasi dengan tegangan tinggi yang berbentuk pipa dengan panjang alur 30 sentimeter. Dalam pipa tersebut terdapat elektroda alumunium sepanjang 10,6 sentimeter untuk melakukan proses pasteurisasi selama satu detik. Semua komponen tersebut diletakkan pada meja penyangga dari kayu yang berfungsi sebagai alat pendukung proses pasteurisasi dengan teknologi kejut listrik. (Prasetya, 2011)

Sistem Otomatisasi

Laban Electric didesain simpel dengan menggunakan sistem otomatisasi agar mudah dioperasikan. Pengguna cukup menekan satu tombol, dan alat bisa bekerja sendiri dan berhenti sesuai pengaturan awal. Sebelum memencet tombol, susu dimasukkan ke tangki input terlebih dulu, lalu dipompa ke tangki output. Saat melewati ruang kejut, cairan susu disetrum dengan tegangan 50 kV selama dua menit untuk membunuh bakteri. Menurut Hadi (2011), ketika susu sampai pada tangki output, susu menjadi aman dan sehat dikonsumsi dengan protein masih utuh 90 persen. Pada prinsipnya, pasteurisasi dengan teknologi kejut listrik ini mampu membunuh bakteri dalam susu tanpa mengubah kandungan protein di dalamnya. Pasalnya, proses perlakuan dilakukan tanpa panas. “Bakteri merugikan itu biasanya hidup pada suhu kamar sekitar 30 derajat Celsius, sedangkan bakteri baik hidup di atas suhu 80 derajat Celsius” ungkap Hadi.

Laban Electric telah berhasil melewati laboratorium Pengujian Mutu dan Keamanan Pangan (Testing Laboratory of Food Quality and Food Safety) Jurusan Teknologi Hasil Pertanian berstandar nasional di Universitas Brawijaya Malang. Uji bakteri menggunakan metode analisis Total Plate Count (TPC) dengan hasil yang memuaskan.Terbukti lebih dari 95 persen bakteri merugikan dalam susu mati. Namun, bakteri yang baik bagi tubuh, seperti Lactobacilus sp, tetap bertahan di dalam susu tersebut.

Faktor penting yang harus diperhatikan dalam pengawetan kejut medan listrik adalah kerusakan bahan pangan akibat adanya aliran listrik. Bahan pangan yang peka terhadap aliran listrik tidak sesuai diawetkan dengan metode kejut medan listrik, akibatnya sejauh ini penerapan metode kejut medan listrik hanya bisa untuk produk pangan cair.

Keunggulan pengawetan produk pangan dengan metode kejut medan listrik adalah perpanjangan umur simpan dan perubahan produk pangan yang minimum baik secara fisik maupun kimiawi. Sifat sensorik produk pangan tidak mengalami perubahan akibat kejut medan listrik. Walaupun kejut medan listrik menyebabkan peningkatan suhu produk pangan, tetapi peningkatan tersebut masih dibawah suhu pengolahan termal sehingga penurunan mutu akibat proses termal tidak terjadi. Kejut medan listrik berkaitan dengan penggunaan energi. Yang minimum sehingga efisien energi jauh lebih baik jika dibandingkan dengan proses termal. Sampai saat ini penerapan kejut medan listrik baru diterapkan pada produk pangan berbentuk cair yang dapat dipompakan dan belum dapat diterapkan pada produk pangan padat atau cairan yang mengandung partikulat padatan. Masalah yang terdapat pada produk padat atau cairan yang mengandung parikulat padatan adalah distribusi medan listrikk yang tidak merata.

Pengawetan pangan memerlukan inaktivasi mikroorganisme patogen dan pembusuk, serta enzim yang berperan terhadap reaksi-reaksi yang tidak diinginkan dalam bahan pangan. Kejut medan listrik dapat menginaktivasi mikroba dan enzim. Proses inaktivasi terjadi jika aliran listrik diberikan pada produk pangan lebih dari ambang batas listrik minimum yang dibutuhkan untuk inaktivasi. Medan listrik eksternal menginduksi perbedaan potensial listrik dalam membran sel yang dikenal dengan potensial transmembran. Ketika potensial transmembran mencapai nilai ambang batas kritisnya, pada membran terjadi pembentukan pori. Akibatnya, permeabilitas membran sel meningkat akibat pembentukan pori. Permeabilitas tersebut bersifat reversible jika kekuatan medan listrik eksternal setara atau sedikit melebihi nilai kritisnya. Ambang batas potensial transmembran bergantung pada jenis dan medium mikroorganisme atau enzim tersebut. (Estiasih, 2009)

DAFTAR PUSTAKA

Astawan M. W. dan M. Astawan., 2006. Teknologi Pengolahan Pangan Hewani Tepat Guna. Penerbit Akademi Presindo. Jakarta.

Buckle, K.A., R. A. Edwards, G.H. Fleet and M. Wootton., 2001. Ilmu Pangan. Penerbit Univrsitas Indoneesia. Jakarta.

Ernawati., 2006. Pengaruh Penanganan Lama Penyimpanan terhadap Kualitas Air Susu Sapi. Media Peternakan Vol: 50-59. Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Estiasih, Teti & Kgs, Ahmadi., 2009. Teknologi Pengolahan Pangan. Penerbit Bumi Aksara: Jakarta.

Hadiwiyoto, S. 2004., Pengujian Mutu Susu dan Hasil Olahannya. Penerbit Liberty: Yogyakarta.

Prasetya., 2011. Laban electric Masuk Buku 103 Inovasi Terbaik Indonesia 2011. http://prasetya.ub.ac.id/berita/Laban-electric-Masuk-Buku-103-Inovasi-Terbaik-Indonesia-2011-5817-id.html. Diakses pada 3 Desember 2011.

Saleh, Eniza., 2004. Dasar Pengolahan Susu dan Hasil Ikutan Ternak. USU Digital Library. Sumatera Utara.

Sudono, A., IK. Abdulgani, H. Najib dan Ratih, A.M., 2003. Penuntun Praktikum Ilmu Produksi Ternak Perah. Jurusan Ilmu Produksi Ternak. Fakultas Peternakan Institut Pertanian Bogor: Bogor.

Tempo., 2011. Alat Kejut Pembunuh Bakteri Susu. http://bataviase.co.id/node/121568. Diakses pada 8 Desember 2011

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Masukkan alamat surel Anda untuk berlangganan blog ini dan menerima pemberitahuan tulisan-tulisan baru melalui email.

Bergabunglah dengan 139 pengikut lainnya

Tulisan Terakhir

Mohon maaf jika artikel yang di sajikan berasal dari banyak sumber, sumber yang masih utuh saya tampilkan sumber aslinya, tapi seringkali saya lupa, mohon di maafkan. saya coba perbaiki terus kualitas dan kuantitas blog ini.
%d blogger menyukai ini: