Blog2an

Proses pengolahan aseptis (aseptic processing) merupakan salah satu inovasi besar yang telah memberikan sumbangan nyata bagi kemajuan teknologi dan industri pangan. Pada tahun 1991, asosiasi ahli teknologi pangan di USA (Institute of Food Technologists, IFT) mengumumkan 10 besar innovasi di bidang teknologi pangan di dunia, dimana proses pengolahan aseptis menduduki peringkat yang pertama. Tidak hanya itu, pada tahun 2007, Dr. Philip E. Nelson dari Purdue University, USA mendapatkan pengakuan internasional dan menerima Penghargaan Pangan Dunia (the World Food Prize) atas pekerjaan penelitiannya yang melahirkan aplikasi pengolahan aseptis ini di dunia industri; khususnya untuk bulk aseptic processing yang telah memungkinkan pengiriman buah-buahan dan produk olahan segarnya dalam skala besar secara global.

Proses pengolahan aseptis adalah kombinasi proses untuk sterilisasi, di mana produk (bisa obat atau pangan) yang sudah steril dikemas dalam kemasan yang steril dalam suatu ruangan yang steril sehingga dihasilkan produk akhir yang steril. Pada umumnya proses aseptis ini banyak diaplikasikan untuk proses pengolahan dan pengawetan produk pangan cair (seperti sari buah, telur cair, santan, dan susu), produk pangan cair yang mengandung partikulat (bubur kacang hijau dan sup), dan produk pangan semi padat. Secara skematis, perbedaan antara proses sterilisasi konvensional dan sterilisasi dengan proses aseptis diperlihatkan pada Gambar 1.

Ada tiga komponen utama yang perlu dikenali dan dikendalikan dengan baik untuk pemastian pencapaian tujuan proses sterilisasi. Ketiga komponen tersebut adalah pemastian (i) proses sterilitas produk; (ii) proses sterilisasi bahan kemasan; dan (iii) proses sterilisasi zona aseptis, yaitu zona dimana proses pengisian dan

penutupan secara aseptis dilakukan.

Sterilisasi produk

Salah satu keuntungan dari proses pengolahan aseptis adalah bisa dilakukannya sterilisasi secara terpisah; antara sterilisasi produk dan sterilisasi kemasan. Hal ini memungkinkan dilakukannya sterilisasi secara sinambung (continuous) dengan menggunakan alat penukar panas atau bahkan dengan pemanasan langsung, sehingga pemanasan bisa dilakukan pada suhu yang sangat tinggi dan waktu yang sangat singkat. Pemanasan demikian sering disebut sebagai pemanasan ultrahigh temperature atau beberapa literatur juga menyebutkan sebagai ultra-heat treatment yang dua-duanya sering disingkat sebagai UHT. Umumnya, UHT adalah proses pemanasan pada suhu tinggi (> 135oC – 150oC) tetapi pada waktu hanya sekitar 2-15 detik. Pemanasan demikian, mampu membunuh spora bakteri tahan panas sehingga tercapai kondisi sterilitas produk yang diinginkan dan sekaligus mampu meminimalkan tingkat kerusakan mutu (tekstur, warna, citarasa dan flavor) dan zat gizi. Produk pangan yang populer diproduksi dengan teknik UHT antara lain adalah susu, sari buah, teh, sup, dan produk pangan cair lainnya.

Secara umum, proses sterilisasi secara sinambung dapat disajikan secara skematis seperti pada Gambar 2; dimana pemanasan dan pendinginan dilakukan dengan menggunakan alat penukar panas (heat exchanger; HE). Beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dengan sistem pemanasan terpisah ini, antara lain adalah (i) proses dapat berjalan dengan sinambung, (ii) proses pemanasan dan pendinginan yang cepat, karena bahan pengemas tidak menjadi penghalang, (ii) beberapa skema konservasi energi dapat diaplikasikan pada sistem ini, dan sekaligus (iv) meningkatkan jumlah pilihan bahan dan sistem pengemasan.

Pengenda lian aliran

Dari Gambar 2 terlihat bahwa proses pemanasan terjadi di HE dan kemudian dipertahankan konstan pada holding tube (HT); dan setelah itu didinginkan kembali. Karena proses ini berjalan secara sinambung, maka kecepatan dan profil laju aliran dalam HT perlu diperhitungkan dalam penentuan kecukupan panas. Sebagai ilustrasi, untuk cairan yang bersifat Newtonian (Gambar 3A) dan dialirkan secara laminar, dengan bilangan Reynold (Re)<2100, maka akan diperoleh titik tengah sebagai the fastest moving particle; titik yang paling sedikit menerima panas, dimana kecepatannya (Vmax) sama dengan 2 x kecepatan rata-rata (V ). Dalam kondisi laminar ini, karena masingmasing posisi di dalam HT mempunyai laju aliran yang berbeda, maka masing-masing bahan pangan dalam posisi tersebut juga akan memperoleh jumlah perlakuan panas yang berbeda pula.

Itu sebabnya, untuk memperoleh homogenitas pemanasan yang lebih baik, maka fluida biasanya dialirkan secara turbulen dengan Re > 4000, untuk memberikan profil laju aliran yang lebih seragam, yang berarti pamanasan yang lebih seragam pula (Gambar 3B).

Pengendalian laju aliran juga sangat penting kaitannya dengan penentuan waktu tinggal minimum produk pangan di alat penukar panas. Waktu tinggal minimum inilah yang akan digunakan untuk menentukan kecukupan panas. Semakin tinggi laju alirannya, maka akan semakin pendek waktu tinggalnya. Mengacu pada kasus aliran laminar, dimana titik paling cepat mempunyai kecepatan 2 V, maka titik tercepat itu hanya berada di HT selama . Jika suhu pada HT adalah Tho; maka jumlah panas yang diterima oleh partikel tersebut dapat dinyatakan dengan nilai F; sebagai berikut :

Dimana, Tho adalah suhu pada HT (diukur pada bagian “outlet" atau hulu dari HT), dan L adalah panjang HT, V adalah kecepatan rata-rata.

Terlihat bahwa nilai F suatu proses pemanasan (sterilisasi) sangat dipengaruhi oleh aliran bahan pangan dalam HT, terutama profil dan kecepatan aliran merupakan hal kritis yang perlu dikendalikan dalam proses sterilisasi ini. Berdasarkan pada itu, berikut adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam rangka pengendalian aliran untuk menjamin kecukupan dan konsistensi proses sterilisasi :

* Pompa hendaknya dipasang di bagian hulu dari sistem pemanasan


o Pompa yang digunakan adalah positive displacement pump, pompa ini tidak sensitif terhadap perubahan tekanan
o Untuk memberikan kepastian bahwa partikel yang bergerak paling cepat (fastest moving particle) menerima panas yang ditargetkan, maka perlu dilakukan perhitungan kecukupan panas
o Untuk memberikan kepastian bahwa lama pemanasan tidak berubah, maka bisa digunakan pompa dengan laju yang tetap (fixed rate). Jika digunakan pompa dengan variable speed, perlu dipastikan bahwa perubahan kecepatan hanya dibisa dilakukan oleh authorized personel yang sudah ditunjuk dan diberikan training memadai.



Hodling Tube (HT)

Holding Tube (lihat Gambar 2) merupakan jantung dari keseluruhan proses pemanasan untuk menjamin tercapainya sterilitas yang diinginkan. Karena itu, selain pengendalian kecepatan pompa, perlu dilakukan pemastian bahwa suhu proses yang diinginkan telah tercapai, dan bisa dipertahankan dengan baik selama proses, sehingga kombinasi perlakuan suhu (T) dan waktu (t) bisa menjamin tercapainya sterilitas yang ditargetkan.

Beberapa hal tentang holding tube yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut:

o Posisi HT harus dibuat miring dengan kemiringan cukup, sehingga menghindari terbentuknya kantong udara pada produk dan untuk memastikan terjadinya self draining
o HT dibuat dari bahan dan disain dengan standar dan prinsip-prinsip sanitary design (permukaan halus, komponen mudah diurai dan dirakit kembali, mempunyai fail-safe system; terutama berkaitan dengan perubahan panjang atau diameter)
o HT dikonstruksi pada area yang kering dan tidak lembab, sehingga tidak memungkinkan terjadinya kondensasi yang akan bisa mempengaruhi suhu (Tho)
o Tekanan di dalam HT perlu dipertahankan tinggi, jauh lebih tinggi daripada tekanan uap air pada Tho. Hal ini diperlukan untuk menghindari terjadinya proses mendidih atau flashing; yang lagi-lagi bisa mempengaruhi suhu (Tho).
o Suhu HT (Tho) perlu dicatat dan dikendalikan baik pada inlet atau poun outlet, tetapi pengukuran suhu (Tho) dilakukan pada outlet HT


Sterilisasi kemasan

Unsur kritis kedua dalam menjamin proses pengolahan aseptis yang berhasil adalah proses sterilisasi kemasan. Berbagai teknik telah dikembangkan untuk bisa melakukan proses sterilisasi kemasan secara kering. Salah satu yang populer dan terbukti efektif adalah sterilisasi menggunakan H2O2. Secara detail hal ini pernah dibahas pada FOODREVIEW INDONESIA (Vol 1, No 1, Aseptik, hal 34-38).

Sterilisasi zona aseptik

Kondisi zona aseptis, yaitu area atau ruangan steril dimana proses pengisian produk steril ke dalam kemasan steril akan dilakukan. Zona jelas akan mempengaruhi keberhasilan proses sterilisasi secara keseluruhan. Pada dasarnya keseluruhan area atau zona aseptis perlu disterilkan, dengan menggunakan sterilan yang aman dan efektif. Sterilan yang sering digunakan adalah uap panas dan/atau H2O2 yang disemprotkan secara homogen ke seluruh permukaan di zona aseptis. Sering sterilan H2O2 juga dibantu dengan uap panas, untuk memastikan tingkat sterilitas yang diinginkan. Hal penting lain dalam kaitannya dengan zona aseptis ini adalah bahwa kondisi steril ini harus dipastikan terpelihara dengan baik selama proses berlangsung.

By Kristof Werbrouck

Chicory inulin, oligofructose or fructans are soluble fibres extracted from the chicory root. During the 20 years of its existance as a commercial dietary fibre source, inulin has made remarkable moves.

A stroll down Memory Lane

The Eighties (1986 – 1991) In its early days, inulin was just an interesting fibre which was processed to chicory fructose. Since 1982 Cosucra produced fructose to meet the demand for this interesting alternative to beet sugar. Soon, it was clear that the native fibre from chicory had a huge health potential.

The Ninetees (1991 – 1997) When prebiotics were first defined in 1995, it became clear that the basic value of inulin lied in its potential to promote gut health. Soon other properties were discovered related to gut health such as immunity, cholesterol maintenance and calcium absorption. At the same time products like Yakult and Actimel made it clear that the world was craving for gut health improving food.

The new Millenium (1998 – 2005) With sound references in the top of the dairy food industry, inulin slowly but steadily found its way to the healthy food industry : a mixture of “low & light”, “food with a plus”, “functional food” and “dietetic food” such as slimming products and sport food. Its easiness of incorporation, neutral colour and

flavour made the fibre ideal for boosting the nutritional profile and fibre content of food, without comprimising on taste or texture, while decreasing the calorie content. At the same time, the scientific support increased for the health promoting properties of inulin.

The next challenge

Amoungst dozens of fibres available in the market, inulin has gained its place as the most used soluble fibre globally and as a major gut health promoting ingredient.

With the gut health market only expanding recently to bakery, cereals and beverages, inulin has entered a whole new, broad food market .

Within Tempation

Remember the times when spreads contained 80% fat, or chewing gum actually contained sugar ? Nutrition and health is everywhere today and every food company is aware that food can actively change and improve our way of living.

With the unfortunate rise of obesity and overweight, it becomes clear that we are tempted too much to consume “empty food”, which is full of sugar and fat. We can’t help that they taste good and that we crave for a snack as a main course or in between meals. Our active lifestyle is forcing us to reduce the time to cook or even to be at home to eat, and we grab what’s available.

The battle for health
This is where the battle begins, the battle to keep our weight stable. Eating out, snacking, having that great chocolate or soft drink is constantly seducing us. That’s why the real challenge of food manufacturers today is to develop food that is great tasting with an acceptable nutritional profile.

There is an easy way to do, as the main problems can be reduced to four :

* We don’t consume enough fibre as we don’t eat enough vegetables and fruits
* Our consumption of fat and especially saturated fats is too high
* We consume too many simple sugars and too few complex sugars
* We are craving for food in between meals

Inulin can replacesugars and fat and correct the texture profile of the food, while providing an excellent source of fibre. With over 250 recipe models, Cosucra is able to provide application advice to merely all food products. But there’s more. A combination of inulin (Fibruline) with pea protein (Pisane) or the use of one of these ingredients can increase the effect of satiety significantly. This is the way we can overcome the craving for food in between meals, snacking in a healthy way. Inulin (Fibruline) also has gut health stimulating properties, resulting in an improved digestive system, a better immunity and a general feeling of well-being.

By Ram Chaudhari

Seiring dengan semakin berkembangnya tingkat pengetahuan masyarakat akan pentingnya diet sehat untuk kebugaran jangka panjang, menyebabkan peluang bagi industri untuk menciptakan produk fortifikasi ”good for you” juga semakin meningkat. Gaya hidup yang serba cepat membuat konsumen tidak memiliki waktu banyak untuk mempersiapkan kebutuhan gizi seimbangnya yang terdiri dari sayuran, buah-buahan, daging/ ikan/produk unggas, susu dan biji-bijian. Hal ini membuat fortifikasi berperan penting di dalam menyediakan zat gizi instan yang secara normal di dapat dari setiap jenis pangan. Dengan teknologi yang tersedia saat ini, banyak jenis produk pangan yang dapat difortifikasi. Kuncinya adalah kesuksesan di dalam penyediaan campuran zat gizi premix tanpa efek samping pada konsumen, terutama di dalam rasa dan tekstur (mouthfeel dan penampakan).

Teknik pencampuran, pengujian dan pengolahan dapat menghasilkan perbedaan antar produk secara kualitas, kehomogenan, dan kestabilan saat penyimpanan nutrient premix. Hal tersebut dapat menyebabkan penolakan konsumen terhadap produk,

sehingga menyebabkan recall dan kasus pelanggaran. Peralatan untuk mencampur, jenis ingridien yang digunakan saat pencampuran harus sesuai, sebab akan mempengaruhi interaksi antar ingridien.

Tantangan yang dihadapi di dalam mencampur ingridien dengan ukuran partikel yang berbeda adalah kerapatan bulk dan ukuran partikel yang terpisah. Untuk itu, zat gizi mikro harus dilarutkan dengan ingridien pembawa lain untuk mendapatkan dua bahan yang berbeda untuk kemudian dicampurkan secara merata untuk mendapatkan produk yang homogen. Pada industri nutraceutical/pangan fungsional, kombinasi produk merupakan hal penting dan umumnya zat gizi seperti vitamin, mineral, asam amino, nukleotida dan ingridien pangan fungsional lainnya dikemas sebagai single serving powdered products sebagai tablet atau kapsul. Rata-rata formulasi premix mengandung paling sedikit 10 sampai 14 bahan zat gizi aktif dan 3 sampai 6 ingridien pangan fungsional, atau carrier. Beberapa formulasi dapat mengandung lebih dari 50 jenis bahan zat gizi aktif dan carrier.

Tantangan yang harus dihadapi saat memproduksi campuran bahan ingridien aktif adalah bagaimana menghasilkan premix yang homogen dan tepat dalam proporsinya. Bayangkan mencampur premix yang tidak seragam seperti 1 sendok gula, 3 sendok tepung dan 5 sendok beras kemudian ditambahkan campuran satu setengah sendok teh garam dan seperempat sendok pewarna. Diperlukan teknik yang tepat untuk berhasil mengkombinasikan ingridien menjadi campuran yang homogen.

Tantangan lain yang harus dihadapi adalah mengecilkan ukuran campuran Tantangan yang harus dihadapi saat memproduksi campuran bahan ingridien aktif adalah bagaimana menghasilkan premix yang homogen dan tepat dalam proporsinya menjadi produk kaya gizi pada setiap porsinya. Setiap porsi harus mengandung setiap ingridien pada proporsi yang sama sebagai campuran. Faktanya, membuat campuran yang seragam adalah tahap yang paling kritis dan sulit di dalam industri premix yang mencampur bermacam-macam jenis zat gizi. Dimana terdapat beberapa hal penting seperti ketidakcukupan proses pencampuran yang dapat menyebabkan salah satu zat gizi hilang didalam produk.

Emerging ingredient trends

Superfruits (contoh acai, goji, mangoosteen, noni, pomegranate, sea-buckthorn, buah naga, Indian gooseberry dan yumberry) dan manfaat yang diberikannya akan semakin membuat buah-buahan tersebut dimanfaatkan sebagai ingridien pangan. Hasil penelitian buah dan klaim kesehatan pada bidang ini masih sedikit. Penelitian terkini menyebutkan bahwa buah-buahan tersebut mampu meningkatkan kesehatan jantung, dapat berperan sebagai anti penuaan hingga meningkatkan imunitas tubuh. Secara tradisional, khasiat buah-buahan tersebut juga telah dirasakan oleh beberapa suku yang mengkonsumsi buah ini dengan rutin.
Selain superfruit di atas, tren ingridien penting lainnya:

Tiamin berperan didalam membantu meningkatkan metabolisme karbohidrat dan lemak di dalam tubuh untuk menghasilkan energi, serta membantu menjaga fungsi jantung, otak dan sistem pencernaan. Kombinasi antara tiamin dengan superfriut menimbulkan kerusakan tiamin sebab buah mengandung banyak sulfur dioksida

* Omega 3 dari flax, micro
* algae, chia dan krill
* GABA (gamma aminobutiric acid) untuk anti-stres dan mental focus applications
* Resistant Starch untuk meningkatkan satiety, membakar lemak dan meningkatkan sensitifitas insulin
* Simple fruits seperti tart cherries sebagai sumber melatonin, anggur untuk komponen polifenol sebagai pencegah penyakit jantung koroner (PJK) dan pencegah kolesterol.
* Botanicals seperti hibiscus sebagai anti hipertensi, rhubarb untuk aplikasi anti-anxiety dan choke berries bagi penderita diabetes.
* Probiotics untuk kesehatan pencernaan yang optimum dan fungsi sistem imun

Dalam penggunaan ingridien di atas sebagai premix, product formulator harus memperhitungkan beberapa faktor yang penting di setiap tahapan produksi. Tantangan yang harus dihadapi berkaitan dengan formulasi premix sebagai gabungan multiple nutrient, terutama pengaruhnya terhadap produk akhir seperti rasa, flavor, warna produk, kelarutan, bioavailability, pH, keamanan/toksisitas, interaksi antar ingridien dan stabilitas setiap ingridien. Faktor yang mempengaruhi stabilitas antara lain: suhu, pH, oksigen, cahaya dan kelembaban. Sebagai contoh, interaksi penting antara tiamin yang diformulasikan dengan ingridien superfruit yang mengandung sulfur dioksida. Tiamin berperan didalam membantu meningkatkan metabolisme karbohidrat dan lemak di dalam tubuh untuk menghasilkan energi, serta membantu menjaga fungsi jantung, otak dan sistem pencernaan. Kombinasi antara tiamin dengan superfriut menimbulkan kerusakan tiamin sebab buah mengandung banyak sulfur dioksida. Jumlah sulfur dioksida harus diketahui sebelum proses fortifikasi untuk mencegah kehilangan zat gizi penting seperti tiamin.

Banyak faktor yang berperan untuk meminimalkan interaksi, industri dapat memisahkan vitamin dan mineral menjadi dua premix yang terpisah, atau mengenkapsulasi vitamin dan mineral tertentu atau membuat bentuk tertentu dari suatu ingridien agar lebih stabil (seperti ingridien iodine dalam bentuk kalium iodide, magnesium dalam bentuk magnesium fosfat, zinc dalam bentuk zinc oksida, copper bentuk copper glukonat dan kalsium dalam bentuk trikalsium fosfat, tergantung daru ingridien lain yang ditambahkan dalam premix).

Banyak ahli formulasi yang setuju dengan pernyataan bahwa tidak ada ilmu pasti untuk mencampur bubuk yang menjadi bagian penting dari produk akhir yang dilakukan untuk setiap produk. Sebab mencampur bubuk sangat berbeda dengan mencampur cairan. Dimana adanya overblending, bubuk dengan bubuk yang dicampur dapat “tidak tercampur” atau setiap partikel dapat terpisah. Ada dua proses pencampuran yang umum dilakukan oleh industri nutraceutical/ dietary-supplement untuk mendapatkan produk yang homogen: pencampuran kering dan wet-granulation. Pencampuran kering lebih sering dilakukan oleh industri premix. Sifat fisik bubuk yang dihasilkan merupakan aspek kritis dari metode pencampuran kering. Sebelum mencampur, harus diketahui sifat bubuk ingridien seperti flowability, ukuran partikel, bentuk dan densitas.

Penggabungan nutrient premix sebagai bahan fortifikasi pangan sangat dibutuhkan oleh industri untuk tetap bersaing di pasar pangan saat ini. Pemikiran masyarakat akan pentingnya kesehatan dan wellness, mempengaruhi pemilihan produk yang dibeli oleh konsumen. Air mineral terfortifikasi, meal replacement bars, minuman fungsional, biskuit fortifikasi, dan pangan organik popularitasnya akan terus meningkat. Untuk dapat sukses menghasilkan produk baru di pasaran, industri butuh fondasi yang kuat saat awal proses pengembangan. Fondasi penting dimulai dari berpartner dengan formulator nutritional premix yang berpengalaman untuk meminimalkan tantangan dan masalah yang terjadi,

Ram Chaudhari, Ph.D., FACN, CNS, Fortitech Sr. Executive Vice President, Chief Scientific Officer