POTENSI TEKNOLOGI PULSED ELECTRIC FIELD PADA PROSES PASTEURISASI MINUMAN

Hallo kawan-kawan yang mengagumkan. Rasenye, saye lame tak menulis di blog kesayangan ni, rinduk juge. Lagi-lagi benar kata bang Fiersa Besari, “Menulis itu candu, dan akan semakin mencandu saat banyak yang kamu baca”.

Minuman kemasan. Siapasih yang tidak doyan minuman kemasan. Sirup dan susu adalah contoh minuman kemasan yang sangat familiar dalam kehidupan kita sehari-hari. Pada pengolahan minuman tersebut terdapat proses yang disebut pasteurisasi. Apa itu pasteurisasi? Pasteurisasi merupakan suatu perlakukan terhadap cairan dalam hal ini minuman yang bertujuan untuk memperlambat perkembangbiakan mikroba atau bakteri di cairan tersebut.

Teknologi pasteurisasi yang banyak digunakan sekarang adalah pasteurisasi thermal. Pada pasteursisasi thermal, minuman yang akan dipanaskan pada suhu tertentu dan dalam waktu yang cukup sehingga cukup untuk membunuh bakteri yang terdapat pada minuman tersebut. Namun, Teknik pasteurisasi seperti ini dapat merusak kualitas dari minuman, baik secara fisik maupun kimia.

Melihat masalah tersebut, beberapa peneliti mencoba untuk mencari teknologi pasteurisasi nonthermal yang aman bagi kandungan nutrisi pada minuman, namun dapat membunuh bakteri dan mikroba yang terkandung pada minuman tersebut. Sejauh ini terdapat dua metode yang dapat menggantikan metode pemanasan sebagai metode pasteurisasi yaitu, High Hydrostatic Pressure (HPP) dan Pulsed Electric Field (PEF).  Pada artikel ini saya akan membahas jauh tentang PEF, namun sebelum itu saya mau cerita sedikti tentang HPP.

HPP atau High Hydrostatic Pressure merupakan metode pembunuhan bakteri dengan memanfaatkan  tekanan hidrostatik. Pada aplikasinya, produk ditempatkan dalam sebuah pouch atau botol plastik yang felksibel dan dimasukkan dalam sebuah ruang yang terisi dengan pressure-transmitting (hydraulic) fluid. Hidrolik fluida yang digunakan biasanya berupa air. Kemudian diberi tekanan tinggi menggunakan sistem pompa. Biasanya berlangsung selama 3-5 menit. Dikarenakan tekanan diberikan secara seragam dari segala arah maka bentuk produk tetap terjaga, sekalipun pada tekanan yang ekstrim [1].

Hmm, jadi sekarang saya paham teknologi yang digunakan pada “sate awet tanpa pengawet “ yang pernah saya makan di pemeran teknologi tepat guna beberapa waktu lalu. Jadi ceritanya, pada pameran nasional TTG di Bengkulu beberapa waktu lalu, saya dan someone, mampir di suatu stand, kalau tidak salah dari jawa timur. Kami ditawari produk makanan yang mereka bawa, sate ayam katanya, tapi tahan lama, sampai berbulan-bulan dan itu tanpa bahan pengawet sama sekali, dijamin katanya. Saya penasaran juga, saya mau coba. “Beli” kata mamang-mamangnya, 30 ribu . Luamayan mahal untuk satu posri sate ayam. Berhubung saya penasaran dan seharian belum jajan, saya beli juga tu wkwk. Enak, serius. Belum kepikiran tu teknologi apa yang digunakan sama mamang nya. Setelah saya baca-baca dan saya ingat-ingat bentuk kemasannya. Saya yakin mereka menggunakan , High Hydrostatic Pressure (HPP).

Teknologi PEF adalah aplikasi medan pulsa listrik tegangan tinggi, biasanya 20-80 kV/cm  atau 10-100 kV/cm ,pada bahan yang ditempatkan di antara dua elektroda dengan waktu yang singkat. Perlakuan PEF pada suhu kamar dan minim tekanan menyebabkan metode ini sangat baik untuk pasteurisasi minuman yang kadar gizinya harus terjaga [2][3].  Bagaimana PEF dapat membunuh  bakteri? Ketika terkena medan listrik yang tinggi, membran sel pembusuk dan bakteri patogen mengembangkan pori-pori yang menyebabkan hilangnya kandungan sel dan kematian sel. Mekanisme pembentukan pori pada bakteri  disebut elektroporasi yang didasarkan pada gaya mechanical electro-compressive yang  mempengaruhi membran sel. Oleh karena itu, teknologi PEF tidak bergantung pada panas untuk inaktivasi bakteri sehingga produk minuman dapat diolah pada suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan pasteurisasi termal konvensional [1].

Aplikasi PEF pada Pasteurisasi Sirup Jeruk Kalamansi

Jeruk kalamansi (Citrusfortunela microcarpa) atau disebut juga calamondin atau calamansi adalah tanaman dalam keluarga Rutaceae, yang telah dikembangkan dan popular di seluruh Asia Tenggara, terutama Filipina. Di Bengkulu jeruk kalamansi di olah menjadi sirup yang kemudian menjadi jajanan khas Bengkulu. Selama ini, pelaku industry sirup kalamansi mengeluhkan bahwa hasil pasteurisasi thermal yang mereka gunakan selama ini membuat kualitas sirup yang dihasilkan rendah. Setelah dipanaskan, warna sirup menjadi pucat, aromanya menjadi tengik dan rasanya tidak lagi segar [4].

Berangkat dari keluhan pelaku industry tersebut, saya dan kedua rekan saya dari jursan Ilmu Keguruan dan Pendidikan Kimia, Wike Saviolamei dan Bagus Ariyadi mengembangkan mesin pasteurisasi yang dapat digunakan oleh pelaku industry sirup kalamansi di Bengkulu.  Dalam penelitian ini saya bertanggung jawab atas pendesainan  dan perakitan mesin pasteurisasi, sedangakn kedua rekan saya bertanggun jawab pada pengujian hasil pasteurisasi.   

Hasil pengujian yang kami lakukan, mesin pasteurisai buatan kami dapat menghasilkan tegangan sebesar 20 Kv dengan tingkat kematian mikroba sebesar 99,99%.   Dari segi fisik, sirup yang dihasilakn sangat baik, aroma dan warna  sirup tetap segar serta rasannya tidak lagi tengik.  Gambar 1 menunjukan bentuk mesin pasteurisasi yang kami buat.

Gambar 1 Mesin Pasteurisasi PEF

Secara garis besar, mesin pasteurisasi ini terbagi menjadi dua bagian, yaitu bagian pembangkit tengangan tinggi dan bagian wadah perlakuan. Komponen pada bagia pembangkit terdiri dari power supply yang berfungsi mengubah tegangan AC 220 V menjadi DC 12 V. Kemudian Driver ZVS yang berfungsi untuk membangkitkan listrik berfrekuensi tingga dan trafo flyback  yang berfungsi membangkitkan tegangan tinggi.  Listrik tegangan tinggi tersebut kemudian akan dilairkan ke dua batang elektroda pada wadah perlakuan.

Mesin pasteurisasi ini sekarang telah digunakan oleh salah satu pelaku industri sirup kalamnsi di Bengkulu. Saya dan tim juga alhmdulillah telah mendapatkan penghargaan dalam agenda Pekan lmiah Kima (PIK) yang diselanggarakan oleh HIMAMIA UNIB melalui alat ini. Selanjutnya alat ini akan terus dikembangkan sehingga dapat diaplikasikan di berbagai jenis minuman.

[1] https://www.cleanroomtechnology.com/news/article_page/The_non-thermal_way_to_kill_bacteria/149821
[2] [USFDA] United State Food Drug Administration., 2000. Kinetics of microbial
inactivation for alternative food processing technologies pulsed electric
fields. Center for food safety and applied nutrition.
[3] Gauri M. 2009. Non-thermal food processing with pulsed electric field
technology. Food safety series.
[4]  Junaidi, A., 2011. Pengembangan produk unggulan jeruk kalamansi kota
Bengkulu dengan pendekatan Ovop. Jurnal INFOKOP. 19(1) : 163- 183