Pemanfaatan Lahan Marginal, Naungan dan Pasang Surut

 Biodeteriorasi Makanan dan Metode Penanganannya

Biodeteriorasi dapat didefinisikan sebagai rusaknya makanan yang disebabkan oleh agen mikrobiologi, baik secara langsung atau tidak langsung dari produk metabolismenya. Kontaminasi dari makanan kemasan dapat timbul dari mikrobiologi, kimia dan sumber fisik. Sumber mikrobiologi dapat hadir dalam makanan sebelum dikemas atau pada permukaan bahan kemasan; Oleh karena itu akan tergantung pada jenis dan jumlah mikroorganisme, di samping hambatan untuk pertumbuhan yang ditawarkan oleh teknik pengawetan. sumber kimia sering timbul dari enzim yang dikeluarkan oleh mikroorganisme, untuk mengkatalisis tingkat di mana substrat makanan terurai menjadi senyawa yang lebih kecil yang dapat bergerak melalui dinding sel dari mikroorganisme.

A. Agen Biodeteriorasi Makanan 

1. Enzim

Enzim adalah kumpulan protein kompleks yang ditemukan dalam organisme dan bertindak sebagai katalis untuk mempercepat laju reaksi biokimia. Enzim alami hadir dalam makanan dan karena itu dapat berpotensi mengkatalisis reaksi yang bisa menyebabkan biodeteriorasi makanan. Aksi enzim dapat digunakan untuk menguntungkan Efek oleh industri makanan untuk menghasilkan produk makanan dan, misalnya, umumnya digunakan dalam pembuatan keju keras. Namun, biasanya diperlukan untuk menonaktifkan enzim (yaitu denaturasi protein) hadir dalam makanan dan kemasan permukaan mengg unakan panas atau kimia berarti untuk menjaga dan memperluas umur simpan makanan. Buah dan sayuran menjadi sumber utama dari enzim menyediakan banyak contoh sifat dan tindakan dari agen-agen ini dari pembusukan makanan.

2. Mikroorganisme

Mikroorganisme istilah mencakup semua organisme hidup kecil yang tidak terlihat dengan mata telanjang. Mereka ditemukan di mana-mana di atmosfer, air, tanah, tumbuhan dan hewan. Mikroorganisme dapat memainkan peran yang sangat penting dalam memecahkan bahan organik bawah. Pengaturan suhu adalah metode yang paling umum digunakan untuk membunuh atau mengendalikan jumlah mikroorganisme hadir dalam makanan dan bahan kemasan permukaan. Lima kategori mikroorganisme suhu sensitif digunakan untuk menentukan kisaran suhu yang lebih disukai untuk pertumbuhan mereka.

• Psikrotropik, yang dapat mereproduksi dalam kondisi penyimpanan dingin, kadang serendah 4 ° C. Setelah berevolusi untuk bertahan hidup di ekstrem dingin, ini adalah yang paling mudah untuk menghancurkan oleh panas.
• Psikrofilik, yang memiliki suhu pertumbuhan optimum dari 20 ° C.
• Mesofilik, yang memiliki suhu pertumbuhan optimum antara 20 dan 44 ° C.
• Termofilik, yang memiliki suhu pertumbuhan optimum antara 45 dan 60 ° C.
• Thermodurik, yang dapat bertahan hidup di atas 70 ° C, tetapi tidak bisa mereproduksi pada suhu tersebut

a)       Bakteri

Bakteri adalah mikroorganisme bersel tunggal yang biasanya berkembang biak dengan pembelahan biner, yaitu mereka membagi menjadi dua sel setelah masa pertumbuhan. Jika kondisi yang menguntungkan untuk reproduksi, satu bakteri dapat membagi menjadi dua oleh fisi, sehingga setelah 11 jam bisa ada lebih dari 10 juta sel (> 1 × 10-7). 

Ada empat tahapan dalam pertumbuhan bakteri:

Ø  fase lag, di mana bakteri yang acclimatising dengan lingkungan mereka, yang bisa beberapa jam yang panjang

Ø  fase log, di mana reproduksi terjadi logaritmis untuk pertama beberapa jam. Kondisi untuk pertumbuhan yang ideal selama periode ini

Ø  fase stasioner, di mana tingkat reproduksi bakteri adalah dibatalkan oleh tingkat kematian;

Ø  fase kematian atau penurunan, di mana kelelahan tingkat gizi atau tingkat metabolit beracun di lingkungan mencegah reproduksi, dengan hasil bahwa bakteri secara bertahap mati.

Metode bakteri mengidentifikasi disebut Gram pencelupan. Bakteri dibagi menjadi dua kelompok utama menurut pewarnaan Gram karakteristik mereka yaitu merah, Gram negatif dan biru, Gram positif.

b)     Jamur

Jamur adalah kelompok mikroorganisme yang ditemukan di alam pada tanaman, hewan dan manusia. spesies yang berbeda dari jamur bervariasi banyak dalam struktur mereka dan metode reproduksi. Jamur mungkin bersel tunggal, bulat atau oval organisme atau benang struktur multi-bersel. Benang dapat membentuk jaringan, terlihat dengan mata telanjang, dalam bentuk cetakan seperti yang terlihat, misalnya, pada makanan seperti roti dan keju. Jamur adalah sub-dibagi menjadi ragi dan jamur. Ragi adalah organisme sel tunggal berbentuk bulat, elips atau silinder. Ukuran sel ragi bervariasi, misalnya, ragi Brewer, Saccharomyces cerevisiae, memiliki diameter urutan 2-8 μm dan panjang dari 3-15 μm. Beberapa sel ragi spesies lain mungkin sebagai besar sebagai 100 m. Itu sel ragi biasanya berkembang biak dengan tunas, yang merupakan proses aseksual, meskipun metode lain reproduksi juga dapat terjadi. 

C. Metode Pengawetan Makanan

pengawetan makanan ditujukan untuk memperpanjang masa simpan makanan. Dalam kebanyakan kasus adalah pertumbuhan baik pembusukan atau mikroorganisme penyebab penyakit yang membatasi lamanya waktu bahwa makanan dapat disimpan, dan sebagian besar teknik pengawetan yang terutama didasarkan pada mengurangi atau mencegah pertumbuhan ini. Namun, ada yang lain faktor yang membatasi umur simpan, seperti aksi enzim alami dalam makanan, atau reaksi kimia alami antara konstituen dari makanan, dan ini juga harus dipertimbangkan. Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk mengawetkan makanan, dan itu adalah umum untuk ini harus digunakan dalam kombinasi untuk mengurangi kerusakan. Hal ini disebut sebagai teknologi rintangan. 

a) Suhu Tinggi

Mikroorganisme dan enzim adalah penyebab utama dari perubahan yang tidak diinginkan di bahan makanan; keduanya rentan terhadap panas, dan rezim pemanasan yang tepat dapat digunakan untuk mengurangi, menghambat atau menghancurkan mikroba dan aktivitas enzimatik. Tingkat pengolahan panas yang dibutuhkan untuk menghasilkan produk stabilitas diterima akan tergantung pada sifat dari makanan, enzim yang terkait, jumlah dan jenis mikroorganisme, kondisi di mana makanan olahan disimpan dan teknik pengawetan lain yang digunakan. Pembuatan makanan kemasan panas-diawetkan dapat dipecah menjadi dua proses dasar: (a) memanaskan makanan untuk mengurangi angka probabilitas statistik kecil organisme patogen dan pembusuk mampu tumbuh di bawah kondisi penyimpanan yang dimaksud, dan (b) menyegel makanan dalam wadah kedap udara untuk mencegah infeksi ulang. metode pengawetan, seperti pengalengan tradisional, menutup makanan di kemasannya sebelum penerapan panas untuk produk makanan kemasan, sedangkan operasi lain seperti aseptik, masak-dingin dan masak-freeze, memanaskan makanan sebelum pengeluaran dalam paket nya.

1) Blanching

Blanching adalah proses yang dirancang untuk menonaktifkan enzim dan biasanya diterapkan segera sebelum proses pengawetan termal lainnya baik menggunakan tinggi suhu (misalnya thermal processing) atau suhu rendah (misalnya pembekuan). Blanching tidak dirancang untuk mengurangi populasi mikroba pada permukaan makanan, tetapi tetap akan mengurangi jumlah organisme panas lebih rendah resistensi, seperti ragi, jamur dan bakteri tertentu (misalnya Listeria, Salmonella, E. coli).

2) Pengolahan Termal

Pengolahan termal adalah istilah yang masih banyak digunakan dalam industri makanan untuk menggambarkan berbagai proses thermal di mana makanan dipanaskan dalam pak untuk mencapai makanan kemasan steril komersial. Pemanasan mengambil Tempat di retort yang pada dasarnya batch-jenis atau air panas terus-menerus dan / atau tekanan kompor uap dipanaskan. Konsep utama dari pengalengan makanan panas makanan dalam wadah tertutup rapat sehingga komersial steril di suhu lingkungan, dengan kata lain, sehingga tidak ada pertumbuhan mikroba dapat terjadi dalam makanan di bawah kondisi penyimpanan normal pada suhu kamar sampai paket dibuka.

3)      Pasteurisasi

Cara ini merupakan  pemanasan (umumnya di bawah 105 ° C) yang terutama bertujuan untuk mencapai steril berdasarkan faktor-faktor tambahan yang berkontribusi menuju melestarikan makanan. Tingkat sebenarnya dari proses panas yang dibutuhkan untuk pasteurisasi efektif akan bervariasi tergantung pada sifat dari makanan dan jenis dan jumlah mikroorganisme hadir. Proses dari suhu 63 °C selama 30 menit digunakan. susu pasteurisasi modern menggunakan Proses setara dengan 72 ° C selama 15 s. Pasteurisasi digunakan secara luas dalam produksi berbagai jenis makanan, termasuk produk buah, acar sayuran, selai dan dingin siap makanan. Makanan dapat dipasteurisasi dalam wadah tertutup (analog dengan kaleng makanan) atau dalam proses yang berkesinambungan (analog dengan operasi aseptik mengisi.

b) Suhu Rendah

1)  Pembekuan

Pembekuan makanan tidak membuat steril. Meskipun proses pembekuan bisa mengurangi kadar beberapa mikroorganisme yang rentan, ini tidak signifikan dalam konteks kualitas mikroba keseluruhan makanan. Namun, pada komersial suhu (-18 ke -24 ° C) beku, semua aktivitas mikroba ditangguhkan dan lamanya waktu yang makanan dapat disimpan tergantung pada lainnya faktor. Hal ini penting untuk dicatat, bagaimanapun, bahwa sekali makanan beku yang dicairkan, mikroorganisme yang layak ini akan tumbuh dan berkembang biak. Pada suhu beku, aktivitas enzimatik dapat terus, meskipun dengan mengurangi rate, dan dari waktu ke waktu dapat mengubah sifat organoleptik makanan. Itu Potensi masalah dengan aktivitas enzim akan tergantung pada makanan tertentu. Untuk Misalnya, gula dalam kacang polong cepat dikonversi dengan pati sekali polong dipetik, dan jika tidak dicegah, akan menghasilkan produk un-manis. Untuk ini dan terkait alasan, produk sayur beku dalam jam panen dan pucat sebelum pembekuan untuk memastikan bahwa enzim yang tidak aktif.

2) Chilling dan Pendinginan

Chilling dapat disebut sebagai proses yang menurunkan suhu makanan untuk suhu penyimpanan yang aman antara 0 dan 5 ° C, sedangkan pendinginan adalah lebih istilah umum diterapkan pada penurunan suhu makanan. makanan dingin bisa berpotensi menimbulkan risiko lebih besar dibandingkan makanan beku. Penyimpanan produk pada suhu rendah mengurangi tingkat mikrobiologi dan kimia kerusakan makanan.  Chilling juga digunakan untuk memperpanjang umur simpan buah-buahan segar dan sayuran. Di sini, suhu rendah tidak hanya menghambat pertumbuhan alami mikroorganisme (yang mungkin membusuk makanan), tetapi juga memperlambat biokimia proses yang berlanjut setelah makanan telah dipanen. Namun, setiap buah dan sayuran memiliki suhu penyimpanan yang ideal sendiri, dan beberapa rentan untuk bersantai cedera. Misalnya, menyimpan pisang di bawah 12 ° C akan menghasilkan di menghitam kulit.

c)      Pengeringan dan Pengendalian Aktivitas Air

Mikroorganisme membutuhkan air untuk tumbuh. Mengurangi jumlah air dalam makanan yang tersedia untuk mikroorganisme adalah salah satu cara untuk memperlambat atau mencegah pertumbuhan. Dengan demikian, makanan dan bahan-bahan seperti bumbu kering dan rempah-rempah tidak akan mendukung kering pertumbuhan mikroba dan asalkan mereka disimpan dalam kondisi kering, dapat memiliki umur simpan diharapkan dari berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun. Banyak makanan pokok yang tersedia dalam bentuk kering (mis sereal, kacang-kacangan dan beras) dan, asalkan mereka tetap kering, akan dimakan untuk jangka waktu yang panjang. 

Sebagian besar bakteri tidak dapat tumbuh di bawah tingkat aw 0,91, ragi berhenti tumbuh pada tingkat aw 0,85 dan cetakan pada tingkat aw 0,81. Tingkat Target aw untuk makanan kering sekitar 0,3, jauh di bawah nilai yang mendukung pertumbuhan mikroba. Apakah ada efek membunuh di tingkat aw rendah seperti tidak pasti dan mungkin tergantung pada apakah mikroorganisme dapat menghasilkan spora yang tahan dalam waktu yang tersedia ketika kelembaban bahan dalam batas pertumbuhan. proses pengeringan cepat seperti spray drying

mungkin tidak memungkinkan waktu untuk ini terjadi, tetapi metode tradisional matahari pengeringan akan melibatkan waktu yang lebih lama sebagai kadar air makanan ini menurun di tingkat yang lebih lambat, yang mungkin cukup untuk produksi spora.

d)      Penangaan Secara kimia

Penambahan bahan kimia khusus untuk makanan untuk menghambat pertumbuhan mikroba dan kimia Reaksi adalah metode utama melestarikan makanan. aditif antimikroba (Pengawet) mungkin menerima perhatian yang besar, banyak itu menjadi tidak adildan merugikan. 

1)      Curing

Curing  sebenarnya berarti tabungan atau melestarikan, dan proses termasuk pengeringan, pengasapan dan pengasinan kering. Namun, menyembuhkan sekarang umumnya mengacu pada proses tradisional yang mengandalkan kombinasi garam (natrium klorida), nitrat dan nitrit untuk efek pengawetan kimia makanan, biasanya daging, tetapi juga untuk ikan tingkat yang lebih rendah dan keju. Metode pengawetan bergantung pada air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroba menjadi kimia atau fisik terikat pada bahan pengawet, dan dengan demikian, tidak tersedia untuk mikroorganisme. Untuk Misalnya, garam mencapai ini dengan menciptakan ikatan ion antara hidrogen terpolarisasi dan ion hidroksida dalam air dengan ion natrium dan klorida dari garam. Dalam produk daging disembuhkan, garam memiliki pengawet dan rasa efek, sedangkan nitrit juga memiliki efek pengawet dan berkontribusi terhadap karakteristik warna makanan ini. Bacon, ham dan gammon disembuhkan produk babi, dan ada sejumlah variasi pada teknik curing. 

2)      Pengawetan

Ini umumnya mengacu pada pengawetan makanan asam atau cuka, meskipun istilah kadang-kadang dapat diterapkan untuk pengawetan garam. Kebanyakan makanan-keracunan bakteri (misalnya C. botulinum) berhenti tumbuh pada tingkat keasaman pH di bawah 4,5, tingkat minimum dicapai selama proses pengawetan, meskipun ragi dan cetakan memerlukan tingkat yang jauh lebih tinggi keasaman (pH 1,5-2,3) untuk mencegah mereka pertumbuhan. Sejumlah sayuran acar dalam cuka di Inggris, seperti bit, gherkins dan mentimun, bawang, kubis, kacang walnut dan telur.  Dengan menerapkan teknologi rintangan pH rendah dan panas ringan, adalah mungkin untuk menghasilkan makanan berkualitas tinggi, dan kaca menawarkan karakteristik visual yang sangat baik dikombinasikan dengan daya tarik konsumen.

3) Pengasapan

Ini adalah metode pengawetan tradisional lain yang bergantung pada bahan kimia untuk efek pengawetan makanan. Daging pengasapan berasal dari praktek menggantung daging di cerobong atau perapian mengering. Ini memiliki berbagai efek: daging adalah sebagian kering, yang itu sendiri dibantu dengan pengawetan, tetapi bahan kimia polifenol dalam asap memiliki pengawet langsung dan efek antioksidan, dan Menanamkan rasa khas pada makanan. Dalam teknik pengasapan modern, gelar pengeringan dan deposisi asap dan memasak biasanya dikontrol secara terpisah.

3)      Fermentasi

Fermentasi merupakan salah satu metode pengawetan yang paling penting dalam hal proporsi kalori makanan yang dikonsumsi oleh seorang , yang dapat setinggi 30%. Dalam makanan fermentasi, mikroorganisme disukai diizinkan atau didorong untuk tumbuh dalam rangka untuk menghasilkan enak, aman dan relatif stabil produk. Mereka mikroorganisme hadir mencegah atau menghambat pertumbuhan lainnya tidak diinginkan pembusukan atau organisme patogen, dan juga dapat menghambat lainnya perubahan kimia yang tidak diinginkan. Ada tiga jenis utama dari fermentasi di industri makanan: fermentasi bakteri karbohidrat (seperti dalam pembuatan yoghurt); fermentasi bakteri etanol menjadi asam asetat (seperti dalam produksi cuka); dan ragi fermentasi karbohidrat menjadi etanol (seperti dalam bir, anggur dan Roh). Banyak produk susu fermentasi melibatkan laktosa (gula susu) fermentasi untuk asam laktat. Dalam banyak kasus hasil fermentasi dalam produksi bahan kimia (Mis asam asetat atau etanol) yang bertindak sebagai pengawet kimia.

4)      Memodifikasi atmosfer

Ini adalah teknik yang semakin banyak digunakan untuk memperpanjang umur simpan makanan segar seperti daging, ikan dan memotong buah, serta berbagai produk roti, makanan ringan dan makanan kering lainnya. Air dalam sebuah paket diganti dengan gas yang akan menghambat pertumbuhan mikroba dan kerusakan makanan. Misalnya, keju cheddar parut untuk penjualan eceran dikemas dalam suasana 30% karbon dioksida dan 70% nitrogen. Dalam kebanyakan kasus, itu akan menjadi mikroba yang pertumbuhan yang terhambat (karbon dioksida larut ke dalam air permukaan produk untuk membentuk asam lemah, asam karbonat, dan tidak adanya mencegah oksigen pertumbuhan bakteri pembusuk aerobik dan cetakan), tetapi dalam makanan kering, timbulnya tengik dan perubahan kimia lainnya dapat ditunda. Komposisi yang tepat dari gas yang digunakan akan tergantung sepenuhnya pada jenis makanan yang dikemas dan proses biologis yang dikendalikan.

e) Teknik Dan Perkembangan Lainnya

produsen makanan terus-menerus mencari cara baru untuk menghasilkan makanan dengan rasa ditingkatkan dan karakteristik gizi. proses termal tradisional cenderung untuk mengurangi kandungan vitamin dari makanan dan dapat mempengaruhi tekstur, rasa dan penampilan. Proses yang sama efektifnya dengan sistem thermal tradisional dalam mengurangi atau menghilangkan mikroorganisme, tetapi tidak mempengaruhi konstituen dari makanan, sedang aktif dikembangkan. Selain mereka disebutkan di bawah ini, USG, cahaya berdenyut, dan medan listrik dan medan magnet sistem semua sedang aktif diselidiki.

1)      Pengolahan Tekanan Tinggi

pengolahan tekanan tinggi (HPP) pada awalnya dianggap pada tahun 1890, tetapi Tidak sampai tahun 1970-an bahwa perusahaan-perusahaan makanan Jepang mulai berkembang nya potensi komersial. Tekanan dari beberapa ribu atmosfer (500-600 Mpa) digunakan untuk membunuh mikroorganisme, tetapi ada sedikit bukti bahwa tekanan tinggi efektif pada spora atau enzim. Dengan demikian, penyimpanan dingin atau keasaman yang tinggi adalah rintangan penting untuk pertumbuhan mikroba.

2)      Pemanasan Ohmic

Hambatan listrik dari makanan untuk saat ini menyebabkannya panas itu dalam cara yang mirip dengan bola filamen lampu. Itu Keuntungan adalah bahwa setiap pemanasan lebih pendek dapat diterapkan daripada yang lain mungkin, sehingga makanan akan mempertahankan lebih dari karakteristik gizi dan rasa. pembatasan adalah bahwa pendinginan ohmic, atau cara lain mempengaruhi pendinginan cepat, tidak dapat diterapkan dan pendinginan bergantung pada metode tradisional yang lambat dibandingkan dengan pemanasan ohmic.

3)      Iradiasi

Selain membunuh bakteri patogen, seperti Salmonella pada unggas, juga sangat efektif untuk menghancurkan mikroorganisme hadir pada buah-buahan segar seperti stroberi, sehingga nyata memperpanjang umur simpan mereka. Hal ini juga dapat digunakan untuk mencegah tumbuh dalam kentang. Keuntungan terbesar yaitu sedikit efek pada makanan itu sendiri yang sangat sulit untuk mengetahui apakah makanan telah iradiasi. Ia juga memiliki beberapa keterbatasan teknis, dalam hal ini tidak cocok untuk makanan yang tinggi lemak, karena dapat menyebabkan pengurangan rasa.  berpori, serat berongga atau gulungan spiral, dan keramik. 

4)      Pengolahan Membran

membran mempertahankan padatan terlarut dan tersuspensi, yang disebut sebagai konsentrat atau retentat, dan fraksi yang melewati membran disebut sebagai serapan atau filtrat. Produk dapat berupa serapan (mis klarifikasi jus buah atau air limbah pemurnian) atau konsentrat (konsentrasi mis antibiotik, protein whey), atau dalam keadaan sesekali keduanya. dengan pilihan dari ukuran pori membran adalah mungkin untuk menghilangkan bakteri dari air atau makanan cair, dan dalam melakukannya, dingin mempasteurisasi makanan. contoh komersial adalah pasteurisasi dingin bir, jus buah dan susu. Sejak membran adalah digunakan untuk menghilangkan mikroorganisme dalam makanan, yang hadir pada kemasan permukaan harus dibunuh menggunakan solusi sterilisasi dan / atau panas. pengolahan 

5)      Microwave

Pengolahan microwave, seperti pemanasan ohmik, menghancurkan mikroorganisme melalui termal efek. Frekuensi 950 dan 2450 Hz digunakan untuk merangsang molekul polar, yang menghasilkan energi panas dan suhu meningkat. Di Eropa, kecil jumlah unit pasteurisasi microwave yang beroperasi, terutama manufaktur produk pasta di nampan plastik transparan. Manfaat yang cepat pemanasan kaleng menghasilkan peningkatan kualitas untuk makanan yang sensitif terhadap degradasi termal.

referensi :
Coles, R., McDowwel, D. and  Kirwan, M. J. 2003. Food Packaging Technology. Blackwell Publishing.

Catatan Perkuliahan