Tekbik Pengolahan Pangan
     
   
     

" E-learning Mata Kuliah Teknik Pengolahan Pangan "
Untitled Document
 
Home
 
MATERI
 
Bab I. Sistem Pengawetan Pangan

Bab II. Kinetika Reaksi Dalam Pengolahan Pangan

Bab III. Reologi Bahan Pangan

Bab IV. Proses Pemisahan Bahan Pangan

Bab V. Pemanasan Pangan

Bab VI. Termodinamika Pembekuan

 
Bab VII. Proses Pengentalan Pangan

Bab VIII. Pengeringan Bahan Pangan

 
GBPP
 
Pustaka
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II. KINETIKA REAKSI DALAM PENGOLAHAN PANGAN
 

2.1. Karakteristik Mutu Pangan

Mutu pangan adalah merupakan karakteristik mutu pangan yang dapat diterima oleh konsumen, sehingga pangan bermutu merupakan pangan produk yang memiliki karakteristik tertentu sehingga dapat sesuai dengan keinginan pelanggan. Mutu produk pangan dipengaruhi oleh a. Faktor luar yang dapat terlihat, misalnya : warna, flavor , penampakan, bentuk atau ukuran b. Faktor dalam yang tidak dapat terlihat, misalnya : rasa, kemanisan, pahit, kesan di mulut atau kandungan gizi. Menurutu Agri-Food Business Development Centre (2007), pada pasar global diperlukan standar yang menggambarkan karakteristik mutu pangan dan prosesnya karena adanya sifat saling membutuhkan antara produsen dan konsumen. Mutu pangan dapat dihubungkan dengan beberapa hal di bawah ini :

  • Kualitas Sensori yang meliputi penampakan, rasa, bau, tekstur, warna
  • Nilai Gizi produk.
  • Cara mempertahankan produk
  • Kesegaran produk.
  •  Keamanan produk

2.2. Pengaruh Kemasan dan Lingkungan Terhadap penurunan mutu  

Produk pangan akan mengalami perubahan mutu setelah disimpan selama selang waktu tertentu. Perubahan mutu produk pangan disebabkan oleh 3 faktor, yaitu : 1.       Fisika, misal : RH, suhu, sinar matahari, thawing, refreezing 2.       Kimia, misal : reaksi enzimatis, oksidasi 3.       Mikrobiologi, misal : E. coli, Aspergillus. Clostridium, Salmonella Mutu produk pangan di dalam industri pangan dipengaruhi oleh 3 sub sistem, yaitu : sub system di pemasok, sub system di produsen dan sub system di distributor. Umur Simpan Umur simpan adalah selang waktu sejak barang diproduksi hingga produk tersebut tidak layak diterima atau telah kehilangan sifat khususnya. Atau, umur simpan adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu produk pangan menjadi tidak layak dikonsumsi jika ditinjau dari segi keamanan, nutrisi, sifat fisik, dan organoleptik, setelah disimpan dalam kondisi yang direkomendasikan. Umur simpan produk pangan biasa dituliskan sebagai : Best before date : produk masih dalam kondisi baik dan masih dapat dikonsumsi beberapa saat setelah tanggal yang tercantum terlewati. Use by date : produk tidak dapat dikonsumsi, karena berbahaya bagi kesehatan manusia (produk yang sangat mudah rusak oleh mikroba) setelah tanggal yang tercantum terlewati. Permenkes 180/Menkes/Per/IV/1985 menegaskan bahwa tanggal, bulan dan tahun kadaluarsa wajib dicantumkan secara jelas pada label, setelah pencantuman best before / use by. Produk pangan yang memiliki umur simpan 3 bulan dinyatakan dalam tanggal, bulan, dan tahun, sedang produk pangan yang memiliki umur simpan lebih dari 3 bulan dinyatakan dalam bulan dan tahun. Beberapa jenis produk yang tidak memerlukan pencantuman tanggal kadaluarsa : Sayur dan buah segar, Minuman beralkohol, Vinegar / cuka, Gula / sukrosa, Bahan tambahan makanan dengan umur simpan lebih dari 18 bulan, Roti dan kue dengan umur simpan kurang atau sama dengan 24 jam.

Faktor-faktor yang mempengaruhi umur simpan

  1. Jenis & karakteristik produk pangan
    1. Produk yang mengalami pengolahan akan lebih tahan lama dibanding produk segar.
    2. Produk yang mengandung lemak berpotensi mengalami rancidity , sedang produk yang mengandung protein & gula berpotensi mengalami reaksi maillard (warna coklat).
  2. Jenis & karakteristik bahan kemasan
    1. Permeabilitas bahan kemas terhadap kondisi lingkungan ( Uap air, cahaya, aroma, oksigen).
  3. Kondisi lingkungan
    1. Intensitas sinar (UV) menyebabkan terjadinya ketengikan dan degradasi warna
    2. Oksigen menyebabkan terjadinya reaksi oksidasi.

2.3. Teori Reaksi Kinetika Reaksi

kinetika mempelajari tentang mekanisme dan laju perubahan suatu bahan kimia menjadi bahan kimia lain. Laju reaksi kimia ditentukan oleh jumlah produk yang dihasilkan atau reaktan yang terpakai tiap satu satuan waktu. Teori yang berkembang untuk menjelaskan reaksi kinetika adalah sebagai berikut :

  1. Teori tumbukan : reaksi terjadi sebagai hasil dari tumbukan antara beberapa molekul berenergi tinggi
  2. Teori aktivasi : secara struktural, molekul memiliki rantai yang tidak stabil. Jika diaktivasi, molekul ini akan melepaskan energi dan membentuk molekul stabil dengan tingkat energi yang lebih rendah

Kinetika Penurunan Mutu Laju reaksi dinyatakan dengan konstanta laju reaksi (k), dan dinyatakan dengan persamaan berikut :

Dimana Q = parameter mutu t = waktu k = konstanta laju reaksi n = ordo reaksi Ada beberapa ordo yang menjelaskan tentang reaksi yang terjadi pada bahan kimia. Akan tetapi, hanya ordo nol dan ordo satu yang cocok digunakan untuk menjelaskan penurunan mutu secara umum yang terjadi pada berbagai produk pangan. Reaksi ordo nol Penurunan mutu suatu karakteristik produk pangan diasumsikan terjadi secara konstan selama penyimpanan. Umur simpan dapat diperoleh dari persamaan berikut :

Apabila ts = umur simpan; Q 0 = jml bahan kimia sebelum penyimpanan; k = konstanta; Q t = jml bahan kimia setelah penyimpanan, maka

Model ini cocok digunakan untuk menjelaskan penurunan mutu produk pangan akibat perubahan kimia, misal : oksidasi lemak, browning non enzimatis, mutu keseluruhan produk beku. Reaksi ordo satu Penurunan mutu suatu karakteristik produk pangan selama penyimpanan dianggap memiliki kecenderungan kurva eksponensial. Umur simpan dapat diperoleh dari persamaan berikut : ts = ( ln Q o ln Q e ) / k contoh : penurunan mutu vitamin, protein dan pertumbuhan mikroba. Persamaan Arrhenius Persamaan Arrhenius cocok digunakan untuk menjelaskan perubahan kimia, perubahan fisika dan kerusakan produk pangan. k = k o exp [-E A /RT] k : konstanta laju reaksi; k o : faktor pre eksponensial; E A : energi aktivasi; R : konstanta gas ideal (8.314 J/g mole K); T : temperatur (Kelvin) Nilai Q 10 Van Hoff, seorang ahli kimia dari Belanda, menjelaskan bahwa laju reaksi akan meningkat sebesar dua kali lipat jika temperatur dinaikkan sebesar 10 °C. Nilai Q 10 cocok digunakan untuk menjelaskan perubahan kimia dan perubahan biologi, misal : laju respirasi, browning non enzimatis, pertumbuhan mikroba, penurunan pigmen alami dan pematangan. Nilai Q 10 tidak bersifat konstan, tetapi hanya merupakan fungsi dari temperatur. Nilai Q 10 relatif tinggi (sekitar 7) pada temperatur penyimpanan sebesar 1 10 °C dan relatif rendah pada temperatur tinggi. Nilai Q 10 tidak cocok digunakan untuk menjelaskan laju reaksi pada temperatur tinggi. Q 10 : (laju reaksi pada temperatur sebesar (T + 10)°C) / laju reaksi pada temperatur T °C Nilai Z Nilai Z biasa digunakan dalam thermobacteriology untuk menjelaskan laju inaktivasi mikroba akibat temperatur. Nilai Z merupakan temperatur yang dibutuhkan untuk inaktivasi mikroba sebesar 10 faktor. Half Life (T 1/2 ) Half Life biasa digunakan sebagai indeks untuk menjelaskan stabilitas molekul ( misal : Vitamin C). Half Life merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan konsentrasi molekul sebanyak setengah dari konsentrasi awal. t half life = ( 0.693) / k C = Co exp k t , Co : konsentrasi awal

2.4. Teknik Peramalan Umur Simpan

Peramalan umur simpan biasa dilakukan sebelum launching produk baru ( development ) atau pada saat reformulasi ( improvement ). Umur simpan dapat diramalkan menggunakan 5 pendekatan, yaitu :

  1. Literature value , umur simpan suatu produk mengacu pada umur simpan produk sejenis yang telah diketahui sebelumnya. Tetapi, pendekatan ini belum tentu akurat. Walaupun produknya sejenis, bisa jadi kemasan atau proses pengolahannya berbeda.
  2. Distribution Turn Over , umur simpan produk mengacu pada waktu distribusi sebagai perkiraan. Data yang dibutuhkan adalah data umur simpan produk sejenis, jalur distribusi, lama distribusi, lama penyimpanan di tingkat konsumen.
  3. Distribution Abuse Test, pendekatan ini digunakan jika produk sudah beredar di pasaran. Produk di pasaran dikumpulkan, kemudian disimpan di laboratorium pada kondisi yang mirip dengan kondisi penyimpanan di konsumen hingga diketahui umur simpannya.
  4. Consumer complaints, keluhan dari konsumen digunakan sebagai pertimbangan untuk menentukan umur simpan produk.
  5. Accelerated Shelf Life Test (ASLT) , pendekatan ini paling banyak digunakan oleh industri pangan karena dapat memberikan gambaran tentang kerusakan produk secara cepat. ASLT menggunakan suhu akselerasi untuk mempercepat kerusakan produk. Suhu akselerasi yang digunakan dalam ASLT disajikan dalam Table 1.

Tabel 1. Suhu penyimpanan ASLT

 

Jenis Produk

Suhu Penyimpanan (°C)

Suhu Control (°C)

Makanan dalam kaleng

25, 30, 35, 40

4

Produk kering

25, 30, 35, 40, 45

-18

Produk dingin

5, 10, 15, 20

0

Produk beku

-5, -10, -15

< -40

 

Sumber : Labuza dan Schmild (1985).

Contoh penggunaan grafik untuk menentukan umur simpan