Prinsip Pengawetan Pangan

Bahan pangan atau makanan jika dibiarkan di udara terbuka pada suhu kamar akan mengalami kerusakan atau bahkan kebusukan yang berlangsung cepat atau lambat tergantung dari jenis bahan pangan atau makanan yang bersangkutan dan kondisi lingkungan dimana bahan pangan atau makanan diletakkan.

Bahan pangan yang berasal dan hewan seperti daging, susu, telur dan ikan dalam keadaan segar adalah kelompok bahan pangan yang paling mudah rusak ( perishable foods). Buah-buahan dan sayuran dalam keadaan segar adalah kelompok bahan pangan yang agak mudah rusak. Pangan nabati seperti biji-bijian dan kacang-kacangan yang sudah dikeringkan adalah kelompok bahan pangan yang relatif awet pada suhu kamar.

Pada dasarnya, kerusakan atau penurunan mutu pada produk pertanian disebabkan oleh faktor -faktor berikut :

1.     Pertumbuhan mikroba yang menggunakan pangan sebagai substrat untuk memproduksi toksin didalam pangan

2.     Katabolisme dan pelayuan (senescence) yaitu proses pemecahan dan  pematangan yang dikatalisis enzim indigenus

3.     Reaksi kimia antar komponen pangan dan/atau bahan-bahan lainnya dalam lingkungan penyimpanan

4.     Kerusakan fisik oleh faktor lingkungan (kondisi proses maupun penyimpanan)

5.     Kontaminasi serangga, parasit dan tikus.

Agar dapat berjalan, setiap reaksi kimiawi dan enzimatis membutuhkan kondisi lingkungan  yang optimum (misalnya suhu, pH, konsentrasi garam, ketersediaan air, kofaktor dan faktor lainnya). Sebagai contoh, mikroorganisme  memerlukan semua kondisi yang optimum untuk berlangsungnya reaksi kimiawi dan enzimatis, dan juga membutuhkan karbon, sumber nitrogen, beragam mineral, dan ada atau tidak ada oksigen (aerobik/anaero-bik), beberapa vitamin dan sebagainya. Sehingga: untuk mengontrol kerusakan kita harus membuat kondisi yang dapat menghambat terjadinya reaksi yang tidak dikehendaki. Secara umum, penyebab utama kerusakan produk susu, daging dan unggas adalah mikroorganisme sementara penyebab utama kerusakan buah dan sayur pada tahap awal adalah proses pelayuan (senescence) dan pengeringan (desiccation) yang kemudian diikuti  oleh aktivitas mikroorganisme. 

Prinsip pengawetan pangan ada tiga yaitu:

1.       Mencegah atau memperlambat kerusakan mikrobial

Hal ini bisa dilakukan dengan cara :

·         mencegah masuknya mikroorganisme (bekerja dengan aseptis)

·         mengeluarkan mikroorganisme, misalnya dengan proses filtrasi

·         menghambat pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme, misalnya dengan penggunaan suhu rendah, pengeringan, penggunaan kondisi anaerobik atau penggunaan pengawet kimia

·         membunuh mikroorganisme, misalnya dengan sterilisasi atau radiasi.  

2.       Mencegah atau memperlambat  laju proses dekomposisi (autolisis) bahan pangan.

Mencegah atau memperlambat  laju proses dekomposisi (autolisis) bahan pangan dapat dilakukan dengan cara destruksi atau inaktivasi enzim pangan, misalnya dengan proses blansir dan atau dengan memperlambat reaksi kimia, misalnya mencegah reaksi oksidasi dengan penambahan anti oksida.

3.       Mencegah kerusakan yang disebabkan oleh faktor lingkungan termasuk serangan hama

Pengolahan (pengawetan) dilakukan untuk memperpanjang umur simpan (lamanya suatu produk dapat disimpan tanpa mengalami kerusakan) produk  pangan.  Proses pengolahan apa yang akan  dilakukan, tergantung pada berapa lama umur simpan produk yang diinginkan, dan  berapa banyak perubahan mutu produk yang dapat diterima.  Berdasarkan target waktu pengawetan, maka pengawetan  dapat bersifat jangka pendek atau bersifat jangka panjang. 

Pengawetan jangka pendek dapat dilakukan dengan beberapa cara misalnya penanganan aseptis, penggunaan suhu rendah (<20°C), pengeluaran sebagian air bahan, perlakuan panas ‘ringan’, mengurangi keberadaan udara, penggunaan pengawet dalam konsentrasi rendah, fermentasi, radiasi dan kombinasinya. Penanganan aseptis merupakan proses penanganan yang dilakukan dengan mencegah masuknya kontaminan kimiawi dan mikroorganisme kedalam bahan pangan, atau mencegah terjadinya kontaminasi pada tingkat pertama.  Penanganan produk dilakukan untuk mencegah kerusakan produk yang bisa menyebabkan terjadinya pengeringan (layu), pemecahan enzim alami dan masuknya mikroorganisme

Penggunaan suhu rendah bertujuan untuk memperlambat laju reaksi kimia, reaksi enzimatis dan pertumbuhan mikroorganisme tanpa menyebabkan kerusakan produk. Beberapa perubahan kimia seperti terjadi pada tepung, sereal, biji-bijian, minyak disebabkan oleh keberadaan air.  Air dibutuhkan mikroorganisme untuk mempertahankan hidupnya.  Pengeluaran sebagian kandungan air bahan melalui proses pemekatan atau pengeringan akan menurunkan laju reaksi kimiawi, enzimatis maupun mikrobial.

Perlakuan panas ringan (pasteurisasi dan blansir) dilakukan pada suhu <100°C.  Proses blansir akan merusak sistem enzim dan membunuh sebagian mikroorganisme.  Tetapi, sebagian besar mikroorganisme tidak dapat dihancurkan oleh proses blansir.  Pasteurisasi menggunakan intensitas suhu dan waktu pemanasan yang lebih besar daripada blansir.  Pasteurisasi akan menginaktifasi enzim,  membunuh mikroorganisme patogen (penyebab peyakit) dan sebagian mikroorganisme pembusuk.

Beberapa reaksi penyebab kerusakan pangan dipicu oleh oksigen.  Reaksi kimiawi seperti oksidasi lemak (ketengikan) yang terjadi pada minyak sayur, biji-bijian, buah-buahan, sayuran, susu, daging dan reaksi pencoklatan pada buah dan sayur dapat diperlambat dengan mengurangi kehadiran oksigen.  Penggunaan pengawet dengan konsentrasi rendah dan proses fermentasi juga merupakan cara yang dapat dilakukan untuk pengawetan temporer.  Gula, garam, asam dan SO2 menghambat pertumbuhan mikroorganisme.  Asam laktat yang dihasilkan selama proses fermentasi akan menghambat pertumbuhan kapang dan kamir.   

Pemaparan pangan dengan radiasi elektromagnetik bisa merusak atau menghambat beberapa mikroorganisme dan sistim enzim alami tanpa perubahan nyata pada kualitas produk.  Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk pengawetan jangka panjang adalah pemanasan pada suhu tinggi (≥100°C), penggunaan pengawet kimia, pengeringan, pengeluaran udara (pemvakuman), pembekuan dan kombinasi proses.

Pemanasan pada suhu tinggi yang dilakukan bersama-sama dengan pengemasan yang bisa mencegah rekontaminasi, dapat menghambat/merusak mikroorganisme dan enzim. Penggunaan gula atau garam dengan konsentrasi yang tinggi akan menghambat pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatis, 
seperti yang dilakukan pada pembuatan jeli dan dendeng.  Pengawet alami seperti etanol, asam asetat dan asam laktat yang dihasilkan oleh mikroorganisme terpilih selama proses fermentasi bisa menghambat pertumbuhan mikroorga-nisme pembusuk.  Penambahan pengawet seperti asam benzoat dan asam propionat juga berfungsi menghambat mikroorganisme secara selektif.

Proses pengeringan akan mengeluarkan air dan menyebabkan peningkatan konsentrasi padatan terlarut didalam bahan pangan.  Kondisi ini akan meningkatkan tekanan osmotik didalam bahan, sehingga menghambat pertumbuhan mikroorganisme dan memperlambat laju reaksi kimia maupun enzimatis.  Penghilangan udara akan mengeluarkan semua oksigen sehingga mencegah berlangsungnya reaksi kimiawi dan enzimatis yang dipicu oleh oksigen, juga menghambat pertumbuhan mikroorganisme aerobik.  Perlakuan pembekuan (freezing) secara signifikan akan memperlambat laju reaksi kimiawi dan enzimatis serta menghambat aktivitas mikroorganisme.  

Proses pengawetan biasanya dilakukan dengan mengkombinasikan beberapa metode pengawetan. Sebagai contoh, pembuatan susu pasteurisasi yang ditujukan untuk pengawetan jangka pendek dilakukan dengan kombinasi proses pemanasan ringan (pasteurisasi), pengemasan dan penyimpanan pada suhu rendah (refrigerasi).  Proses pengalengan yang ditujukan untuk pengawetan jangka panjang, dilakukan dengan melibatkan proses pengeluaran udara, pengemasan, pengaturan pH dan penggunaan suhu tinggi (sterilisasi).  Juga penting diperhatikan penggunaan wadah (container) dan kemasan yang dapat melindungi produk dari mikroorganisme untuk menghindari terjadinya rekontaminasi selama penyimpanan.