Dalam beberapa tahun terakhir, terdapat peningkatan minat terhadap penggunaan berbagai spektrum elektromagnetik dalam pengolahan makanan. Salah satu teknologi yang paling menjanjikan dalam industri pangan adalah Pulsed Electric Field (PEF).
PEF adalah metode pengolahan pangan secara non-termal yang efisien dan ramah lingkungan. Dibandingkan dengan pemrosesan termal tradisional, metode PEF memiliki keunggulan luar biasa dengan konsumsi energi yang rendah, hemat waktu, dan berpotensi sebagai metode dengan pengolahan minimal.
PEF adalah salah satu teknologi yang digunakan pada pengolahan pangan yang didasarkan pada prinsip penambahan listrik tegangan tinggi ke dalam bahan yang diletakkan diantara 2 elektroda selama beberapa detik. Hal ini bertujuan untuk memperkecil kerusakan yang akan terjadi akibat pemanasan. Berikut merupakan salah satu skema dari teknologi PEF pada jus Apel.
Teknologi PEF dapat dimanfaatkan sebagai peningkat hasil produksi sari buah dan ekstrak senyawa penting dalam buah seperti antioksidan, pewarna dan rasa serta mempercepat transfer air pada proses pengeringan. Metode PEF merupakan teknik inaktivasi mikroba tanpa mempengaruhi karakteristik produk pangan sehingga kandungan gizi pangan tetap terjaga.
PEF digunakan sebagai teknik mengawetkan makanan makanan cair seperti susu, yogurt, jus, dan sup. Selain itu, teknologi ini cocok digunakan pada proses pasteurisasi makanan yang sensitif terhadap panas.
Meskipun baru-baru ini, penggunaan High PEF telah diperluas ke pengolahan bahan padat seperti proses pretreatment daun minyak atsiri.
Proses PEF melibatkan penerapan semburan pendek listrik lapangan ke sampel yang ditempatkan di antara dua elektroda yang menyebabkan permeabilitas-mungkin reversibel atau tidak dapat diubah tergantung pada parameter proses membrane.
Metode PEF telah menunjukkan dampak yang baik terhadap bidang agroindustri. Perlakuan PEF dianggap menjadi salah satu yang paling menjanjikan dan serbaguna dengan beragam aplikasi mulai dari makanan cair atau semipadat hingga makanan padat untuk segala macam tujuan.
Salah satu penelitian terbaru akhir-akhir ini bahwa perlakuan PEF dapat meningkatkan hasil perolehan dari minyak zaitun (Virgin Olive Oil (VOO) (Olea europaea L.). Hal ini terjadi karena PEF dapat menyebabkan perubahan struktural pada dinding sel dan membran, yang meningkatkan kemungkinan perbedaan antara bagian dalam dan bagian luar sel bulir zaitun.
Proses ini pada akhirnya mempercepat ekstraksi minyak. Kerusakan pada membran meminimalkan energi yang dibutuhkan untuk menghilangkannya bahan dari sel sehingga ekstraksi dapat efisien, yang akhirnya ekstraksi santan dapat ditingkatkan dan diperoleh minyak dalam jumlah besar.
Oleb karena itu, PEF merupakan teknologi yang efisien untuk memproduksi minyak (Dewi et al. 2019). PEF juga meningkatkan kandungan dari fenol dan flavonoid pada Minyak zaitun
Selain minyak, PEF juga dapat meninaktivasi mikroorganisme pada susu dan juga jus buah. Susu dapat menjadi media pertumbuhan ideal bagi berbagai macam bakteri yang dapat menyebabkan masalah pada mutu dan keamanan susu.
Efektivitas pengobatan PEF untuk menonaktifkan pembusukan dan mikroorganisme patogen dalam susu dan produk susu tergantung pada luasnya elektroporasi membrane sel mikroba yang pada gilirannya dipengaruhi oleh beberapa hal faktor yang dapat dikategorikan sebagai parameter proses, sifat produk, dan fitur mikroorganisme seperti kekuatan medan listrik.
Meskipun korelasi yang tepat antara parameter proses dan inaktivasi mikroba belum sepenuhnya dijelaskan, namun telah dibuktikan secara luas bahwa kekuatan medan listrik yang lebih tinggi atau waktu perlakuan yang lebih lama menghasilkan inaktivasi mikroorganisme yang lebih efektif.
PEF juga dapat menurunkan jumlah mikroba yang dapat muncul di jus apel seperti bakteri Mesofilik, jamur mikroskopis dan kapang. Biasanya bakteri ini akan tumbuh pada hari ke 3 atau setelah 72 jam dan dengan jumlah kejut 300 akan menurunkan jumlah bakteri dari 6586.0 × 104 cfu cm−3 menjadi 248 cfu cm−3. Hal ini tentunya dapat menambah umur simpan dari jus apel.
Mekanisme di balik efek PEF pada mikroba inaktivasi belum sepenuhnya dipahami, tetapi elektropermeabilisasi, juga dikenal sebagai elektroporasi, dari membran sel dikenal luas sebagai penyebab inaktivasi mikroba.
Elektroporasi dapat diartikan sebagai pemberian tegangan listrik pada sel, sehingga terjadi pemecahan pada dinding sel tanpa merusak komponen bioaktif di dalam sel seperti senyawa antioksidan dan metabolit sekunder.
Boudjema et al (2019). telah mempelajari efek seluler yang dihasilkan oleh PEF pada sel E. coli melalui mikroskop elektron lingkungan. Para penulis mengamati bahwa sel E. coli sebelum PEF tidak memiliki kelainan pada dinding dan membran sitoplasma, dan kandungan sitoplasma di dalam sel homogen.
Namun, setelah perlakuan PEF, sel-sel E. coli terlihat terkoyak oleh pembentukan pori-pori yang tidak teratur, di mana dinding dan membran sitoplasmanya berubah total sehingga menyebabkan evakuasi kandungan sitoplasma ke luar sel, dan kematian E. coli.
Daftar Pustaka:
Boudjema, N., Kherat, M., Drouiche, N., Mameri, N. 2019. Investigation of the mechanisms of Escherichia coli cells sterilization by the application of an electric field. Int J Environ Sci Technol. 16:6259-6266.
Dewi, S. R., Sumarni, N., Izza, N. M., Putranto, A. W., & Susilo, B. 2019. Studi variasi kuat medan listrik PEF dan metode pengeringan bahan terhadap senyawa antioksidan ekstrak daun torbangun (Coleus amboinicus L.). Jurnal Keteknikan Pertanian, 7(1): 91-98.
Dziadek, K. Kopec, A., Drozdz, T., Kielbasa, P., Ostafin M., Bulski, k., Oziemblowski, M. 2019. Effect of pulsed electric field treatment on shelf life and nutritional value of apple juice. Journal Food Science Technology. 56 (3): 1184-1191.
Penulis:Dwi Pujiana (Ilmu Pangan IPB University)
***
Penulis: Redaksi | Editor: M Zulfikar A
Komentar Anda