13 Fernandez-Molina et al. 1999 dalam Gustavo et al. 2000 melaporkan
susu segar yang diinaktivasi dengan medan pulsa listrik tegangan tinggi sebesar 30 kVcm, 30 pulsa, lebar pulsa 2
μs dan suhu proses tidak lebih dari 28 C
mempunyai masa simpan 22 hari dengan kandungan total mikroba 3.6 x 10 cfumL dan coli form negatif.
Qin et al. 1995 dalam
Gustavo et al. 2000
melaporkan bahwa susu dipasteurisasi dengan medan pulsa listrik tegangan tinggi sebesar 40 kVcm yang
dilakukan secara bertahap yaitu 2 tahap sebanyak 7 pulsa dan 1 tahap sebanyak 6 pulsa mempunyai masa simpan 14 hari pada suhu refrigerator. Tidak terdapat
perubahan secara fisik dan kimia maupun pengaruh yang nyata pada sifat sensori susu dibandingkan dengan pasteurisasi dengan pemanasan.
F. Mekanisme Inaktivasi Oleh High Pulsed Electric Field HPEF
Inaktivasi mikroorganisme yang dilakukan oleh HPEF berhubungan dengan ketidakstabilan elektromekanik dari membran sel. Membran sel melindungi
mikroba dari kondisi lingkungan sekitarnya. Hal ini dilakukan oleh lapisan semipermeable
, yang mengontrol penerimaan nutrisi ke dalam sel dan pengeluaran hasil akhir dari aktivitas metabolisme sel Sale dan Hamilton, 1968
dalam Gustavo et al., 2000. Dengan menjaga sebuah batas osmosis efektif di
antara sel dan lingkungannya, membran sel mengontrol aktivitas metabolisme sel. Jika membran sel terganggu, isi dari intraseluler akan pecah keluar dan hilangnya
aktivitas metabolisme Zimmermann, 1986 dalam Gustavo et al., 2000. Zimmermann 1986 dalam Gustavo et al. 2000 menjelaskan mekanisme
inaktivasi mikroba yang disebabkan oleh pengaruh medan listrik dalam teori
‘electrical breakdown’, sebagai berikut: membran sel dapat diumpamakan sebagai
sebuah kapasitor yang terisi oleh larutan dielektrikum. Pada kondisi normal beda potensial di antara celah tersebut adalah V’ dengan adanya pengaruh medan listrik
sebesar E maka beda potensial antara keduanya meningkat. Hal ini akan mengakibatkan ketebalan dinding sel mengecil. Kerusakan membran sel akan
terjadi apabila beda potensial antara keduanya mencapai titik kritis sebesar Vc. Ini juga dapat terjadi apabila terdapat intervensi pengaruh medan listrik yang
mencukupi sebesar E. Pada tahap ini kerusakan dinding sel masih dapat pulih,
a m
P p
k a
i s
d
G
d p
m m
y
m p
p b
p akan tetapi
menyebabka
Gamb
Pada kondis potensial me
kerusakan di akan tetapi p
intensitas m sehingga ke
dalam
Gusta
G. Model HPEF
Perkem ditunjukan
proses vari matematis d
mungkin ata yang diprose
Variab makanan m
pengurangan perlakuan. T
berguna set proses vari
dengan te an kerusakan
bar 6. Diagra
si a membr enjadi V dim
inding sel - i
pada tahap in medan listrik
erusakan pad
avo et al., 200
l Inaktivasi F
mbangan pe untuk mend
iabel bebas digunakan u
au mempred es Lund, 19
bel terikat ya menggunaka
n populasi d Tahap pertam
telah pendef iabel bebas
rus bertamb n permanen
am Skematik
ran sel deng mana V V
irreversible ni kerusakan
E menyebab da membran
00
.
i Mikroorg
ersamaan m definisikan
pada kee untuk memb
diksi konsen 983 dalam
G
ang secara k an HPEF
dari agen bio ma untuk me
finisian var yang san
bahnya pen d.
Kerusakan El
gan beda po V’ mengaki
breakdown n masih dapa
bkan celah y n sel bersifa
anisme Den
atematika te dan mening
fektifan per berikan pan
ntrasi mikrob
ustavo et al.,
khusus ditin dalam pro
ologi yang ti engembangk
riabel terika ngat relevan
ngaruh meda
lektrik electr
tensial V, ibatkan meni
– terjadinya at pulih kem
yang terbent at permanen
ngan High
entang mod gkatkan pen
rlakuan var dangan tent
ba dan umu
2000
. ngkatkan dal
oses pengo idak diingink
kan sebuah m at meliputi
n mempenga an listrik m
rical breakdo
b bertamba ipisnya dind
a celah pada mbali, d ber
tuk semakin n Zimmerm
Pulsed Ele
del proses p ngaruh dari
riabel terika tang mekan
ur simpan d
lam proses p lahan HPE
kan dengan model matem
identifikasi aruhi variab
14 maka akan
o wn
ahnya beda ding sel, c
dinding sel rtambahnya
membesar mann, 1986
ctric Field
pengolahan parameter
at. Model nisme yang
dari produk
pengolahan EF adalah
pemberian matis yang
parameter bel terikat.
15 Kesalahan atau pendefinisian yang tidak lengkap dari beberapa faktor,
menyebabkan model tidak tepat dan kemampuan prediksi kurang. Data percobaan yang akurat dan terpercaya dibutuhkan untuk mengidentifikasi secara tepat semua
faktor yang relevan mengakibatkan variabel terikat dalam sebuah proses. Oleh sebab itu interpertasi yang tepat dari pengamatan memegang peranan penting
karena persentase dari faktor yang berhubungan dapat secara mudah menyebabkan kesalahan interpertasi. Untuk menghindari kesalahan interpretasi
dibutuhkan pengetahuan dasar dalam memperkirakan penyebab sehingga interpertasi pengamatan dapat dilakukan secara tepat, karena kolerasi empiris
murni belum sempurna untuk mengindikasikan sebab-akibat dari situasi tersebut Lund, 1983 dalam
Gustavo et al., 2000
. Dugaan pertama yang dimunculkan untuk model proses HPEF diperoleh
dari persamaan matematika klasik Arrhenius dalam Gustavo et al. 2000 yang menggambarkan inaktivasi mikroorganisme oleh perlakuan panas:
kN dt
dN −
= .................................................................................................2
Persamaan ini merupakan persamaan kinetik turunan pertama dimana populasi mikroorganisme N bervariasi dengan waktu proses t dalam konstanta k yang
berbanding lurus. Konstanta ini tergantung pada jenis dan ukuran mikroorganisme. Integral dari persamaan ini selama periode waktu tertentu
menjadi : kt
No N
− =
ln ..............................................................................................3
dimana No merupakan jumlah mikroorganisme awal, ln No
N merupakan log dari
fraksi daya hidup. Walaupun tidak ada yang dapat menjelaskan pengertian dari dampak seluruh
parameter proses yang dimiliki oleh teknologi HPEF, terdapat kesepakatan yang menyatakan bahwa inaktivasi mikroorganisme meningkat secara eksponensial
dengan meningkatnya intensitas medan listrik dan peningkatan secara linier oleh
16 meningkatnya waktu perlakuan Peleg, 1995; Schoenbach et al., 1997 dalam
Gustavo et al., 2000
. Laju Inaktivasi mikroorganisme selama proses ditunjukkan sebagai waktu
pengurangan desimal D. Nilai D didefinisikan secara matematis sebagai berikut : .............................................................................................4
Dimana, nilai D merupakan negatif hubungan berbanding terbalik dari kemiringan grafik log N terhadap waktu, sedangkan nilai k berdasarkan pada logaritma
dasar. Nilai D dan k dihubungkan dalam persamaan Toledo, 1999 sebagai berikut :
...............................................................5 .................................................................................................6
17
III. METODOLOGI PENELITIAN
