PENJABARAN RENCANA KEGIATAN PEMBELAJARAN MINGGUAN Mingguke-5 Teknologi Pengawetan dan Produk Susu Cair (Lanjutan). Pengaruh Pasteurisasi (pemanasan) terhadap sifat fisik dan kimia susu Pemanasan dapat mempengaruhi teihadap keasaman susu, pemanasan dapat menyebabkan tiga perubahan yaitu 1) kehilangan CO 2 yang dapat menurunkan keasaman dan menaikkan ph, 2) adanya tranfer Ca dan phosphat ke koloidal, sehingga dapat sedikit menaikkan keasaman dan menurunkan ph serta 3) pemanasan yang drastis dapat menghasilkan asam dari degradasi laktosa. Perubahan ph atau keasaman disebabkan oleh pertambahan asam laktat dan pengurangan CO 2. Hilangnya COa 3 sampai 4% datam susu akan menambah ph dari 0,01 sampai 0,04. Susu yang dipanasi akan mengurangi titrasi keasaman dibanding dengan yang tidak dipanasi, apalagi pemanasan akan mengurangi hilangnya CO 2. sehingga perubahan asam tidak cepat. Bila susu dipanasi atau mengalami pasteurisasi, pengurangan titrasi keasamanya sebesar 0,01%. Panas juga akan mempengaruhi terhadap aktivitas enzim dan komposisi susu, pada suhu pasteurisasi enzim inaktif, mulai timbul cooed flavor dan membunuh bakteri patogen, pada suhu yang tinggi kemungkinan terjadi browning dan kuagulasi kasein (Gambar 12).
Gambar 12. Pengaruh pemanasan terhadap sifat komponen susu (Sumber: Hall dan Trout, 1968) Pemanasan tidak dapat merubah komposisi susu tetapi dapat merabah sifat-sifat komponennya. Kasein merupakan protein yang stabil terhadap pemanasan dan tidak mengalami denaturasi apabila susu dipanasi selama 12 jam dalam kedaan mendidih atau selama 1 jam pada suhu 130 C. Pemansan yang tinggi dapat merubah stabilitas kasein bahkan kemungkinan dapat menyebabkan pengendapan kasein yang disebabkan karena terjadinya perubahan kenaikan keasaman, perubahan Ca-phosphat yang larut menjadi tidak larut dan terjadinya interaksi antara protein-protein yang ada. Pengaruh Ca-phosphat koloidal terhadap stabilitas protein masih belum diketahui secara pasti, tetapi apabila Ca-phosphat koloidal dikurangi jumlahnya di dalam micell, stabilitas susu terhadap pemanasan dapat diperbaiki. Garam Ca yang tidak larut berbentuk Ca 3 (PO 4 ) 2 dengan penambahan ion H + akan terjadi reaksi keseimbangan sebagai berikut: Ca 3 (P0 4 ) 2 + 3 H + 3 Ca ++ + HPO 4 - + H 2 PO 4 - Bertambabnya ion H + dapat memisahkan ca-phosphat, sehingga senyawa kompleks Ca-kaseinat menjadi tidak stabil, terebntuknya ion Ca membantu proses pengendapan senyawa kompleks tersebut. Proses
pengendapan dipengaruhi oleh suhu, suhu yang tinggi senyawa kompleks tersebut lebih tidak stabil, sebaliknya pada suhu yang rendah lebih stabil meskipun pada derajat keasaman yang lebih tinggi. Pemanasan dapat menaikkan keasaman, oleh karena itu seterusnya dapat menyebabkan bertambahnya ion Ca ++ yang larut, sehingga hal ini dapat menyebabkan turunnya stabilitas kasein, tetapi ternyata suhu pasteurisasi pengaruhnya sangatkecil terhadap terbentuknya ion H +, artinya terbentuknya Ca ++ hanya sedikit dipengarahi oleh pasteurisasi. Apabila didinginkan keseimbngan reaksi akan berjalan ke kiri sehingga pengaruh pemanasan pada suhu pasteurisasi tersebut boleh dikatakan tidak ada terutama setelah 24 sampai 48 jam. Timbulnya ion H + atau terjadinya kenaikan keasaman dapat disebabkan oleh beberapa hal: 1) terjadinya dekomposisi laktosa yang menghasilkan asamasam yang mudah menguap, 2) Pecahnya phosphat organik yang terdapat didalam kasein yang dapat menghasilkan asam. Asam yang berasal dari dekomposisi laktosa merupakan kira-kira 50% dari jumlah asam yang terbentuk. Dekomposisi tersebut terutama menghasilkan asam formiat yang berasal dari atom C nomer satu dari laktosa, disamping itu dihasilkan pula asam asetat dan dalam jumlah yang kecil adalah asam laktat serta asam piruvat. Pemanasan juga menyebabkan terjadinya reaksi antara laktosa dan protein. Gugusan reduksi dari laktosa dapat bereaksi dengan gugusan amino yang bebas dari kasein, 96% terdapat pada asam amino lisin. Pada waktu reaksi ini terjadi mula-mula dihasilkan zat yang tidak berwarna, kemudian laktosa mengalami dekomposisi akhirnya terjadi suatu senyawa kompleks yang berwarna coklat. Reaksi ini tidak terjadi pada suhu 80 F, kenaikan ph dapat mempercepat jalannya reaksi tersebut. Pada susu kental karena kadar airnya berkurang pemanasan dapat menyebabkan hal-hal sebagai berikut: 1) konsentrasi dari zat-zat yang dapat bereaksi akan lebih besar, oleh karena itu pemanasan susu kental dapat mempercepat reaksi-reaksi yang terjadi pada susu segar, 2) stabilitas dari senyawa Ca-kaseinat-phosphat kompleks akan kurang karena kadar zat-zat yang mempengaruhi senyawa kompleks itu juga bertambah besar, 3) ph dari susu kental biasanya lebih kecil. Ketiga perubahan tersebut dapat mempengaruhi
stabilitas protein di dalam susu kental, oleh karena itu pada proses pembuatan susu kental tidak dijalankan secara tepat, selama penyimpanan dapat menyebabkan terjadinya kerusakan yaitu aged thinning (susu kental menjadi encer) atau aged thickening (susu kental menjadi sangat kental). Sterilisasi Susu Sterilisasi adalah susu yang telah mengalami proses Sterilisasi. Sterihsasi adalah proses pemanasan pada suhu, waktu dan tekanan tertentu. Proses ini sama dengaa proses pasteurisasi dengan UHT, karena menghasilkan susu yang steril. Susu sebelum disterilisasi dilakukan pemanasan sebelumnya (pre heat) pada suhu sekitar 160 sampai 165 F atau sekitar 74,4 C, kemudian baru dialirkan pada suhu yang lebih tinggi sekitar 285 sampai 300 F atau sekitar 150 C selama 2,5 sampai 6 detik, untuk mencapai suhu dan waktu yang dikehendaki dengan pipa penahan panas (holding tibe). Kemudian dialirkan pada pendingin sehingga suhu mencapai 76,6 sampai 80 C, kemudian baru didinginkan dan dilanjutkan dengan pengepakan dan penyimpanan. Tekanan dilakukan pada susu awal pemanasan dengan tekanan sekitar 20 incihg (Gambar 13.). Pada proses Sterilisasi ini biasanya terjadi pengurangan kandungan vitamin 82 dalam susu. Didalam industri pengalengan pengurangan kandungan thiamin dapat untuk pengukuran flavor pada produk Sterilisasi. Gambar 13, Digram proses susu Sterilisasi (Sumber: Hall dan Trout, 1968) Pada proses Sterilisasi perlu diperhatikan karena pada proses pemanasan sering terjadi perubahan-perubahan pada susu yaitu: cooked flavor
adalah flavor yang timbul oleh karena adanya pemanasan yaitu rasa masak. Waraa susu berubah menjadi kecoklatan, ini kemungkinan adanya proses caramelisasi., atau reaksi gula dan asam-asam amino sering disebut dengan reaksi Millard. Protein mengalami denaturasi, dan nilai biologik susu berkurang. Kandungan vitamin berkurang terutama thiamin dan asam askorbat, tetapi untuk asam askorbat kurang berarti karena susu bukan sumber asam askorbat. Tujuan sterilisasi adalah membunuh semua sel mikroorganisme. Standar susu sterilisasi dengan standar susu UHT, menyesuaikan dengan standar nasional dari Badan Standarisasi Nasional-BSN. SNI 01-3950- 1998. meliputi definisi, klasifikasi, syarat mutu, cara pengujian mutu, syarat lulus uji, cara pgengemasan dan syarat penandaan untuk susu UHT. Susu sterilisasi adalah produk susu yang diperoleh dengan cara mensterilkan susu minimal pada suhu 135 C selama 2 detik, dengan atau tanpa penambahan bahan makanan dan bahan tambahan makanan yang diijinkan, serta dikemas secara aseptik. Klasifikasi susu UHT adalah susu UHT tawar dan susu UHT yang diberi zat penyedap cita rasa. Homogenisasi Susu homogenisasi adalah susu yang telah mengalami perlakuan homogenisasi. Tujuan homogenisasi adalah untuk menghindari terbentuknya lapisan cream yang terjadi bila susu didiamkan, karena globula lemak setelah homogenisasi menjadi lebih kecil rata-rata 2u. Menurut US Public health sevice milk code susu homogenisasi adalah susu yang telah dipecah globula lemaknya, sehingga bila didiamkan pada suhu 45 F selama 48 jam tidak terjadi pemisahan lemak. Kadar lemak pada lapisan atas sebanyak 100 ml dalam setiap liternya, perbedaan tidak lebih besar 10% dari bagian-bagian lainnya yang ditentukan setelah bagian-bagian tersebut dicampur. Didalam suspensi susu, globula lemak terdapat dalam berbagai bentuk yaitu: 1) tidak terikat satu dengan yang lain, 2) sebagai cluster, yaitu dua globula lemak atau lebih terikat dengan ikatan yang tidak kuat, 3) sebagai clumps, yaitu dua globula lemak atau lebih terikat secara kuat, dan 4) sebagai partikel mentega, dimana globula-globula lemak terikat satu dengan yang lain sehingga kehilangan identitasnya.
Apabila pembentukan cluster, clumps dan partikel mentega sudah mencapai tingkatan yang jauh maka terjadilah kenaikan viskositas yang menyebabkan timbulnya masalah dalam pemompaan, pendinginan dan prosesproses yang lain. Dengan homogenisasi kelompok globula lemak tadi dapat dipecah sehingga dapat memberikan emulsi yang baik. Perubahan sifat-sifat yang terjadi karena proses homogenisasi adalah: 1) tidak terjadi pemisahan lemak, 2) kenaikan viskositas dapat dihindari, 3) terjadinya pemisahan pada susu kental dapat dihindari dan 4) memperbaiki kualitas ice cream, bila adonan dihomogenisasi terlebih dahulu. Untuk pembuatan ice cream dan susu konsentrasi, homogenisasi harus menghasilkan globula lemak berdiameter kurang dari 2u. Proses homogenisasi biasanya menggunakan tekanan sebesar 2.000 sampai 3.000 pounds/inci 2. Homogenisasi dua tingkat adalah: tingkat pertama dengan tekanan 3.000 psi, dan tekanan tingkat ke-2 dengan tekanan 500psi (Gambar 14). Gambar 14. Penampang alat homogenisasi dua tingkat (Sumber: Adnan, 1984) Hubungan besarnya tekanan yang digunakan dengan diameter globula lemak yang dihasilkan dengan homogenisasi satu tingkat adalah sebagai berikut (Tabel 4).
Tabel 4. Hubungan besaraya tekanan yang digunakan dengan diameter globula lemak yang dihasilkan dengan homogenisasi satu tingkat Tekanan (psi) Diameter rata-rata (u) Tanpa tekanan 3,71 500 2,39 1.000 1,69 1.500 1,40 2.000 1,08 2.500 0,99 3.000 0,76 (Sumber: Adnan, 1984) Selama proses homogenisasi globula lemak menjadi lebih kecil karena pengaruh gesekan, karena terjadinya eksplosi dan kavitasi, Teori kavitasi mengatakan karena penurunan tekanan yang drastis terbentuklah gelembunggelembung uap yang kemudian pecah dan mengakibatkan pecahnya globula lemak. Tekanan yang digunakan umumnya sekitar 1.500psi untuk menjamin globula yang dihasilkan berukuran kurang dari 2u. Selama proses homogenisasi susu, biasanya suhu naik 1 F untuk setiap 350psi, sehingga homogenisasi dapat menaikkan sampai 5 atau 6 F. Setelah homogenisasi globula lemak menjadi lebih kecil, sehingga jumlah globula lemak semakin besar, luas permukaanya pun akan lebih besar, sehingga susu homogenisasi lebih peka terhadap lipase, dan seterusnya mudah timbul ransiditas. Oleh sebab itu sebaiknya susu dipasteurisasi terlebih dahulu sebelum homogenisasi, untuk menginaktifkan enzim lipase, atau setelah homogenisasi segera dilakukan pasteurisasi.