Ruang Buku – Sterilisasi merupakan salah satu proses pengolahan bahan pangan dengan tujuan membunuh mikroorganisme termasuk spora bakteri berbahaya agar bahan pangan menjadi lebih tahan lama dan aman dikonsumsi. Berkembangnnya teknologi pangan mempengaruhi munculnya beragam kemasan produk pangan (Jum’at, 18 Juni 2021).
Pengemasan produk pangan bertujuan untuk melindungi bahan pangan dari lingkunganya dan mempertahankan higienitas suatu bahan pangan agar lebih awet. Salah satu contoh pengemasan dengan tujuan pengawetan adalah dengan cara pengalengan. Buah yang dikalengkan lalu dilalui proses sterilisasi merupakan salah satu metode pengawetan makanan dan menjadi dasar desktruksi mikroorganisme oleh panas.
Proses sterilisasi dengan membunuh mikroorganisme biasanya dilakukan pada suhu tinggi, para ahli dibidang pangan menentukan waktu sterilisasi komersil adalah 121,1°C. Sterilisasi produk pengalengan (canning) perlu diatur sesuai dengan karakteristik bahan pangan yang dikalengkan. Pengolahan proses termal pada produk pangan dibagi menjadi 2 kategori yaitu pangan dengan kategori pH berasam rendah/low acid food (>4,6) dan kategori pangan asam/acid food (<4,6). Selain karakterisik bahan pangan, proses sterilisasi yang digunakan tergantung pada jumlah mikroba awal, suhu penyimpanan, keberadaan pengawet lain, aktivitas air, komposisi produk, serta ukuran dan tipe kemasan.
Proses sterilisasi dilakukan setelah kaleng buah ditutup dan dimasukan ke dalam mesin retort/uap air retort. Berdasarkan sistemnya, sterilisasi dibagi 2 yaitu in container sterilization atau aseptic processing. In container sterilization adalah proses dimana sterilisasi dilakukan ketika kaleng yang telah diisi produk ditutup, lalu kaleng disterilkan dengan menggunakan mesin retort. Aseptic processing adalah proses sterilisasi dimana produk dan kemasan kaleng disterilkan secara terpisah, kemudian baru dimasukan produk kedalam kaleng pada ruangan yang steril.
Berdasarkan tipe mesinnya retort dibagi menjadi 2, yaitu vertikal retort dan horizontal retort. Umumnya pada industri pengalengan buah mesin retort yang digunakan adalah jenis horizontal.
Retort adalah mesin sterilisasi berbentuk tabung bertekanan tinggi pada bahan pangan yang dikalengkan. Prinsip kerja dari mesin uap air retort adalah pemanas pada retort akan menguapkan air hingga membentuk uap panas. Lama kelamaan uap panas ini akan menggantikan udara dari dalam retort, sehingga tersisa uap panas murni di dalam retort. Uap panas murni tersebut digunakan untuk memanaskan bahan pangan yang terdapat dalam wadah/kaleng.
Komponen-komponen penting pada retort adalah (1) dinding retort: bahan yang digunakan untuk retort adalah plat baja dengan ketebalan minimal ¼ inch dan pintu retort dilengkapi dengan kunci pengaman karena tekanan didalam retort sangat tinggi. (2) steam spreader: pada retort horizontal dilengkapi steam spreader sepanjang retort agar uap panas dapat tersebarkan secara merata di dalam retort. (3) vent: tempat keluarnya udara sebelum proses venting time dimulai, dikontrol dengan gate valve sehingga hanya tersisa uap panas murni di dalam retort.
Selanjutnya, (4) thermometer: untuk membaca suhu didalam retort. (5) manometer/pressure gauge: alat untuk mengukur tekanan, didalam mesin retort tekanan yang digunakan berkisar 0-31 psi. (6) keran-keran pipa: untuk keluar masuk air dan uap. (7) bleeder: untuk masuknya uap/steam. (8) alat pencatat suhu/waktu : setiap retort harus dilengkapi setidaknya satu alat pencatat suhu/waktu. Pencatat dapat dikombinasikan dengan pengatur uap dan dapat berupa alat pencatat dan pengatur, nantinya alat pencatat akan mencatat setiap perubahan suhu/waktu di kertas grafik.
Tahapan penting proses sterilisasi kaleng buah menggunakan mesin retort adalah:
(1) Proses venting : merupakan proses pengeluaran udara yang ada di dalam retort sebelum proses sterilisasi dimulai. Umumnya udara yang ada didalam retort berkisar antara 70-80% dan perlu dikeluarkan karena untuk memanaskan kaleng buah digunakan uap panas murni yang jenuh bukan udara. Adanya udara akan menghambat penetrasi panas ke dalam kaleng karena udara merupakan isolator (penghambat panas).
Proses venting dimulai dengan mengeluarkan air yang masih ada di dalam retort melalui keran pipa, kemudian uap panas dimasukan kedalam retort melalui bleeder sekaligus saluran venting dibuka agar udara yang ada di dalam retort keluar. Proses sterilisasi tidak boleh dimulai sebelum proses venting benar-benar selesai dan telah tercapai suhu proses pada retort, ketika sudah tercapai, saluran venting ditutup agar yang ada di dalam retort hanya uap panas murni jenuh. Umumnnya dibuat grafik distribusi suhu di dalam retort untuk memastikan proses venting telah selesai.
(2) Come Up Time/ CUT : merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menaikan suhu proses sampai suhu retort yang diinginkan. Ketika uap panas dimasukan dan saluran venting ditutup maka akan terjadi peningkatan suhu di dalam retort. Waktu total yang dibutuhkan sejak awal proses venting dimulai sampai tercapai suhu retort yang diinginkan disebut sebagai come up time/CUT.
(3) Proses sterilisasi/cooking : pada pengalengan buah-buahan proses sterilisasi disebut juga sebagai proses pemasakan/cooking. Setelah kaleng selesai ditutup, akan masuk ke dalam retort menggunakan conveyor berjalan/pada sistem batch menggunakan rak. Suhu yang digunakan untuk proses cooking tergantung dari karakteristik bahan pangan (pH berasam rendah >4,6 atau pH asam <4,6), jumlah mikroba awal, suhu penyimpanan, keberadaan pengawet lain, aktivitas air, komposisi produk, serta ukuran dan tipe kemasan. Pada pemasakan/cooking kaleng buah suhu yang digunakan berkisar antara suhu 96-105°C dan 104-106°C tergantung dari ukuran kaleng.
Penentuan waktu dan suhu sterilisasi harus melalui uji penetrasi panas hingga didapatkan nilai sterilitas yang dinginkan. Nilai sterilitas/nilai kecukupan (Fo) panas harus mampu menjamin tercapainya keamanan produk pangan. Mesin yang digunakan untuk proses cooking yang dikenal di industri pengalengan buah adalah Continous Cooker Cooler (CCC), Food Machinery (FMC), dan Low Temperature Cooker Cooler (LTCC).
(4) Pendinginan/cooling : setelah melalui proses sterilisasi/cooking tahapan selanjutnya adalah pendinginan/cooling. Suhu yang digunakan untuk proses cooling berkisar antara 32°C-40°C. Suhu tersebut merupakan suhu optimal untuk proses pendinginan produk dalam kaleng, karena apabila produk di dinginkan dengan suhu di bawah 32°C dikhawatirkan akan menimbulkan titik-titik air pada permukaan kaleng yang dapat menyebabkan pengkaratan. Penggunaan suhu di atas 40°C sebagai suhu cooling akan menyebabkan waktu proses cooling semakin bertambah lama. Proses pendinginan umumnya dengan cara direndam pada air atau disemprot menggunakan spreader. Air yang digunakan untuk mendinginkan kaleng buah biasanya air yang ditambahkan dengan klorin dan pendinginanya dengan cara direndam. Kadar residu air klorin harus bernilai minimal 0,5 ppm dan maksimal 1,0 ppm. Air berklorin digunakan untuk mencegah adanya rekontaminasi mikrobiologis pada kaleng.
Parameter kecukupan proses termal dalam proses sterilisasi selain karakteristik produk dan dimensi dari kemasan juga penting mengetahui nilai ketahanan mikroba terhadap panas yang diberikan.
Ketahanan mikroba terhadap panas dinyatakan dengan nilai D dan Z, nilai D adalah waktu yang diperlukan pada suhu tertentu untuk membunuh 90% populasi mikroba target dalam proses sterilisasi dan nilai Z adalah suhu yang diperlukan untuk mengubah nilai D sebesar 90%. Nilai D tergantung suhu yang digunakan, semakin tinggi suhu semakin kecil nilai D artinya semakin tinggi suhu sterilisasi yang digunakan semakin pendek waktu proses karena semakin cepat mikroba yang dijadikan target mati dalam proses sterilisasi.
Dari parameter nilai D dan Z jelas bahwa kombinasi suhu dan waktu perlu diperhitungkan agar proses sterilisasi cukup untuk membunuh mikroba target, nilai kecukupan proses termal untuk membunuh mikroba target sampai pada level yang aman dinyatakan dengan nilai Fo (dalam menit). Proses sterilisasi dengan menggunakan mesin retort akan berjalan maksimal jika parameter-parameter untuk optimasi proses termal kaleng buah sudah diketahui. Catatan yang harus dijaga pada proses sterilisasi menggunakan uap air retort meliputi waktu saat uap dinyalakan (time steam on), waktu dan suhu venting (venting time and temperature), waktu sterilisasi tercapai, dan waktu saat uap dimatikan (time steam off).
Penulis: Hanif Ilham Ramadhan Fatriansyah S.TP
(Mahasiswa Sekolah Pascasarjana Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, IPB University)