Studi Komparatif Pada Umur Simpan Jus Jeruk Yang Diproses Dengan Medan Listrik Intensitas Tinggi Atau Perlakuan Panas

Studi Komparatif pada Umur Simpan Jus Jeruk yang Diproses dengan Medan Listrik Intensitas Tinggi atau Perlakuan Panas Teknologi Pengawetan Pangan A Kelompok 2 1. Asri Septiarani

H0916010

2. Dwi Kurnia R P

H0916028

3. Monika Vania

H0916055

4. Wisnu Pranatha

H0916084

INTRODUCTION • Jus jeruk populer di negara-negara Eropa • Jus jeruk komersial diproses secara tradisional menggunakan panas • Pengolahan panas sering menyebabkan perubahan bagi jus jeruk sendiri • Muncul permintaan akan makanan dan minuman segar tanpa adanya perubahanperubahan

High Intensity Plused Electeric Fields (HIPEF) • HIPEF merupakan teknologi yang berpotensi menjadi alternatif untuk pengolahan minuman dan makanan cairan • Pengombinasian antara HIPEF dengan suhu dingin dan sub-lethal treatments lainnya akan lebih maksimal (hurdle concept)

INTRODUCTION • Jus jeruk kaya akn vitamin C, senyawa bioaktif yang berkontribusi terhadap potensi antioksidan • Ketika dibandingkan dengan proses panas, HIPEF menyebabkan retensi vitamin C yang lebih tinggi dalam minuman berbasis jus jeruk • Kandungannya dalam HIPEF telah terbukti dipengaruhi oleh suhu pemrosesan dan penyimpanan • Mengevaluasi dampak dari pengobatan HIPEF pada flavanon, karotenoid, vitamin C dan kapasitas pembilasan radikal bebas dalam jus jeruk.

TUJUAN PENELITIAN 1. Membandingkan efek pengolahan HIPEF dan pasteurisasi panas terhadap stabilitas mikrobiologi 2. Membandingkan efek pengolahan HIPEF dan pasteurisasi panas terhadap parameter terkait kualitas jus jeruk yang disimpan pada 4 dan 22 ◦C a. Aktivitas PME b. Aktivitas POD c. Warna d. pH, keasaman, ◦ Brix, e. Kandungan vitamin C f. Kapasitas antioksidan.

MATERIAL AND METHODE A. Persiapan Sampel Sampel jus jeruk diperoleh dari jeruk Navelina segar (asal Valencia, Spanyol). Konduktivitas listrik (Testo240conductivimeter; TestoGmBh & Co, Lenzkirch, Jerman) ditentukan untuk menganalisis produk yang dirawat dari sudut pandang sifat listrik.

MATERIAL AND METHODE B. Perawatan HIPEF Jus dipompa dengan laju aliran 1 ml / s melalui sistem delapan ruang kolinear yang dihubungkan secara seri. Alirannya dikendalikan dengan pompa berkecepatan variabel (model 75210-25, Cole Palmer, Vernon Hills, IL, USA). Kondisi-kondisi perawatan yang dipilih dipilih berdasarkan pra-deteksi di mana-mana pasteurisasi dan tingkat inaktivasi enzimatik tinggi dicapai di luar atau diolah oleh HIPEF.

MATERIAL AND METHODE C. Perawatan Thermal Untuk membandingkan efektivitas pengobatan HIPEF pada perlakuan termal konvensional, sampel OJ dipasteurisasi panas (90 ◦C, 1 menit) OJ diproses dalam kumparan penukar panas stainless steel tubular yang direndam dalam air panas yang mengocok menggunakan pompa roda gigi untuk mempertahankan laju aliran yang diinginkan . Setelah diproses, jus itu segera didinginkan dalam kumparan pertukaran panas yang dicelupkan ke dalam penangas air es.

MATERIAL AND METHODE D. Pengemasan dan Penyimpanan Sampel Sistem penanganan cairan HIPEF telah didisinfeksi pertama dengan NaOH 4% dan kemudian dengan 10% klorin dan 20% larutan etanol persedian pemesinan. Lebih dari itu, cairan anti-asam pertama yang dibuang dibuang untuk memastikan kondisi perawatan stasioner.

MATERIAL AND METHODE E. Stabilitas Mikrobiologis Setiap pengenceran berlapis dalam rangkap tiga dan diinkubasi pada 30 ◦C selama 3 hari di piring PCA, dan 25 ◦C selama 5 hari di piring CGA. F. Analisis Aktivitas Enzim Pectin Methyl Esterase (PME) Aktivitas PME diukur dengan menggunakan metode yang dijelaskan oleh Kimball Reagen sebelumnya telah dinaikkan pada 30◦C dan diinkubasi dengan waktu yang diperlukan untuk pH larutan kembali ke 7.7 dicatat.

Persamaan Aktivitas PME yang dinyatakan dalam unit pektin esterase (PEU)

Keterangan di mana [NaOH] adalah konsentrasi NaOH (0,05 N), VNaOH adalah volume NaOH yang digunakan (0,10 ml), Vjuice adalah volume zat yang digunakan (10 ml), dan sudah waktunya (dalam menit) yang diperlukan untuk pH untuk kembali ke 7,7 setelah penambahan NaOH. Persentase aktivitas PME residual dihitung dalam kaitannya dengan aktivitas sampel yang tidak diobati.

MATERIAL AND METHODE Peroksidase (POD) by Cano et al. Ekstraksi enzim dengan menghomogenkan 10 ml jus jeruk dengan 20 ml buffer sodium fosfat 200 mol/m3, ph 6.5. Sentrifugasi pada suhu 4oC (AVANTITM J-25) supernatan di saring mengguakan kertas Whatman No 1. Pengukuran dengan spektrofotometer. Di dalam cuvet 1 cm dimasukkan - 2,7 ml buffer sodium fosfat (50 mol/m3) - 0,2 ml p-phenylenediamine (10g/kg) - 0,1 ml hidrogen peroksida (15g/kg) - 0,1 ml ekstrak enzim.

MATERIAL AND METHODE G. Pengukuran warna Pengukuran dilakukan pada suhu ruang. Menggunakan alat aMacbeth Color-Eye 3,000 colorimeter . Peralatan diatur pada illuminant D75 dan sudut pengamatan 10o. Kemudian diukur - CIE L* (lightness) - CIE a* (green to red chromaticity) - CIE b* (blue to yellow chromaticity).

MATERIAL AND METHODE H. Pengukuran pH, Keasaman, dan padatan terlarut pH diukur menggunakan pH-meter CRISON 2001 Keasaman dihitung dengan melarutkan 20 ml jus jeruk kedalam 100ml air destilasi dan titrasi potentiometrik dengan 0,1 N NaOH hingga mencapai ph 8,1. Padatan terlarut diukur dengang temperaturecompensated refractometer Atago RX-1000

MATERIAL AND METHODE I. Analisis vitamin C by Soliva-Fortuny et al. Alat: HPLC. Pembuatan sampel 25 ml sampel jus jeruk dicampur dengan 10 ml larutan yg berisi 10% (w/v) asam metaphos-phoric dan 0,5 % ,3dimercapto-1-propanol. Kemudian disentrifugasi pada RCF 15300xg selama 15 menit suhu 4oC. Supernatan disaring scr vakum menggunakan kertas Whatman no 1, kemudian dilarutkan hingga 50 ml menggunakan air deionisasi. Sampel disaring menggunakan membran millipore 0,45 μm. Sebanyak 20 μl diinjeksikan pada HPLC menggunakan kolom NH2-Spherisorb S5 (250×4.6 mm, 5 μm).

MATERIAL AND METHODE Eluen: acetinitrile : 5 Mm buffer potasium dihidrogen (40:60) dikondisikan hingga ph 3,5. Alirannya = isokratik dengan kecepatan 1ml/menit pd suhu ruang Deterktor = 486 Absorbance Detector pada 254 nm. Hasilnya menunjukkan hubungan retensi vitamin c dg sample yg tdk diperlakukan.

MATERIAL AND METHODE J. Pengukuran kapasitas antioksidan Sampel jus jeruk segar disentrifugasi pada 6000xg selama 15 menit pada 4oC Alikuot 0,010 ml supernatan dicampur dg 3,9 ml metanolik DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) dan 0.090 ml air destilasi. Campuran dikocok dg kencang dan ditempatkan pada tempat gelap selama 30 menit. Diukur absorbansi menggunakan spektrofotometer Panjang gelombang = 515 nm Blanko = methanol Hasilnya merupakan presentasi inhibisi radikal DPPH yg dapat dihubungkan dg penurunan absorbansi dibandingkan nilai absorbansi DPPH Aawal.

MATERIAL AND METHODE Analisis statistik Menggunakan ANOVA Membandingkan perlakuan = nilai LSD test (least significant difference) p<0.05. Perbedaan perlakuan = analisis kovarian (ANCOVA)

RESULT AND DISCUSSION Stabilitas Mikrobia (Bakteri aerob)

RESULT AND DISCUSSION Stabilitas Mikrobia (Kapang dan khamir)

RESULT AND DISCUSSION  Jumlah awal m.o kontrol: Bakteri aerob = 3,5 log CFU/ml Kapang dan khamir = 2,9 log CFU/ml  Setelah 3 hari jumlahnya menjadi 6,7 dan 6,6 log CFU/ml pada suhu 22oC  Setelah 35 hari jumlahnya di bawah 6 log CFU/ml pada suhu 4oC  Jumlah awal m.o HIPEF dan pasteurisasi 1 log CFU/ml  Perlakuan pasteurisasi dapat mempertahankan jumlah m.o di bawah 1 log CFU/ml setelah 56 hari  Perlakuan HIPEF suhu 4oC menyebabkan jumlah m.o sabil hingga 56 hari, sedangkan suhu 22oC meningkatkan jumlah m.o dan puncaknya pada hari ke42

RESULT AND DISCUSSION Aktivitas Enzim Pectin methyl esterase (PME) • Inaktivasi PME didasarkan pada kemampuan untuk mempertahankan stabilitas aroma jus jeruk. PME merupakan enzim yang tidak stabil terhadap panas sihingga dapat diinaktivasi oleh panas. 100% inaktivasi PME dicapai ketika jus jeruk dipanaskan pada 90oC selama 1 menit. Sedangkan pada perlakuan HIPEF inaktivasi PME hanya 81,6% • Inaktivasi PME sangat bergantung pada kondisi perlakuan. • Aktivitas residu PME dari jus jeruk yang diberi perlakuan HIPEF tetap konstan pada 20% selama penyimpanan pada suhu 4 ataupun 22 oC selama 56 hari.

RESULT AND DISCUSSION Peroksidase (POD) • HIPEF dan pemanasan mempunyai efek yang besar pada aktivitas Peroksidase jus jeruk. • Perlakuan HIPEF dapat menginaktivasi 100% aktivitas awal. • Perlakuan panas dapat mengurangi nilai aktivitas awal sebanyak 4% karena sifat Peroksidase yang termostabil. • HIPEF dapat mengakibatkan perubahan yang lebih besar pada struktur enzim

RESULT AND DISCUSSION

Aktivitas residu Peroksidase pada jus jeruk yang dipengaruhi oleh HIPEF dan pasteurisasi selama penyimpanan pada suhu 4 dan 22 oC

RESULT AND DISCUSSION Warna • Pembentukan senyawa gelap mengakibatkan terjadinya browning (pencoklatan), dengan perubahan pada flavor dan hilangnya nutrisi pada jus jeruk, diakibatkan oleh perlakuan pemanasan yang berlebihan. • Warna jus jeruk yang diberi perlakuan HIPEF tetap konstan selama penyimpanan pada suhu 4 dan 22oC

RESULT AND DISCUSSION pH, Keasaman, dan Padatan terlarut • Jus yang tidak diberi perlakuan mempunyai konduktivitas elektrik sebesar 0.439±0.012 S/m. • keasaman dan nilai pH jus jeruk yang diberi perlakuan HIPEF maupun pemanasan dapat dipertahankan pada 3,5 dan 0,7-0,8 g asam sitrat per 100ml jus jeruk selama 56 hari penyimpanan

RESULT AND DISCUSSION Vitamin C • Kandungan Vitamin C jus jeruk yang baru diperas adalah 52,1 mg/100 ml. • Perlakuan HIPEF menghasilkan kandungan asam askorbat yang lebih tinggi (91,2%) dari perlakuan pasteurisasi panas (82,8%).

RESULT AND DISCUSSION Storage

HIPEF 4 ◦ C

HIPEF 22 ◦ C

TT 4 ◦ C

TT 22 ◦ C

Control 4 ◦ C

Control 22 ◦ C

0

3.63±0.01b

3.63±0.01b

3.61±0.01ab

3.61±0.01ab

3.60±0.01a

3.60±0.01a

3

3.66±0.01b

3.54±0.04a

3.71±0.01c

3.57±0.01a

3.74±0.02c

3.65±0.01b

7

3.61±0.01c

3.55±0.01a

3.58±0.01b

3.55±0.00a

3.63±0.01d

3.54±0.01a

14

3.66±0.01bc

3.60±0.01a

3.61±0.00a

3.60±0.00a

3.65±0.01b

3.67±0.00c

21

3.65±0.00b

3.60±0.01a

3.61±0.01a

3.60±0.01a

3.65±0.01b

3.66±0.01b

28

3.56±0.01a

3.64±0.01d

3.62±0.00c

3.59±0.01b

3.68±0.00e

3.71±0.00f

35

3.59±0.03a

3.61±0.06a

3.60±0.06a

3.60±0.04a

3.65±0.03ab

3.74±0.04b

42

3.57±0.01a

3.71±0.01c

3.64±0.01b

3.65±0.01b

3.70±0.00c

3.75±0.01d

49

3.53±0.00a

3.65±0.04c

3.65±0.01c

3.60±0.01b

3.59±0.01b

3.81±0.00d

56

3.58±0.04a

3.63±0.04a

3.64±0.03a

3.61±0.04a

3.62±0.04a

3.82±0.06b

time (day)

Tabel 1 Pengaruh perlakuan HIPEF dan thermal pasteurisasi terhadap pH dari jus jeruk pada penyimpanan suhu 4˚C dan 22˚C

RESULT AND DISCUSSION Storage

HIPEF 4 ◦ C

HIPEF 22 ◦ C

TT 4 ◦ C

TT 22 ◦ C

Control 4 ◦ C

Control 22 ◦ C

0

0.72±0.01a

0.72±0.01a

0.70±0.01a

0.70±0.01a

0.76±0.01b

0.76±0.01b

3

0.68±0.01bc

0.68±0.01bc

0.61±0.01a

0.65±0.01b

0.61±0.01a

0.68±0.01c

7

0.67±0.01b

0.67±0.01b

0.60±0.01a

0.74±0.01c

0.68±0.01b

0.67±0.01b

14

0.65±0.01a

0.86±0.01c

0.65±0.01a

0.86±0.02c

0.71±0.01b

0.71±0.01b

21

0.71±0.01a

0.88±0.01b

0.70±0.01a

0.86±0.01b

0.70±0.01a

0.72±0.01a

28

0.76±0.01c

0.77±0.01c

0.68±0.01a

0.78±0.02c

0.72±0.01b

0.77±0.01c

35

0.79±0.01c

0.80±0.01c

0.69±0.01a

0.80±0.01c

0.74±0.01b

0.76±0.01b

42

0.82±0.01d

0.80±0.01cd

0.71±0.01a

0.79±0.01bc

0.78±0.02bc

0.76±0.01b

49

0.76±0.01bc

0.78±0.01cd

0.71±0.01a

0.79±0.01d

0.76±0.01b

0.86±0.01e

56

0.81±0.01c

0.82±0.01c

0.71±0.01a

0.78±0.01b

0.77±0.01b

0.90±0.01d

time (day)

Tabel 2 Total nilai keasaman (gr asam sitrat/ 100 ml jus jeruk) dari jus jeruk segar yang di proses secara HIPEF dan secara pasteurisasi thermal pada penyimpanan suhu 4˚C dan 22˚C

RESULT AND DISCUSSION HIPEF 4 ◦ C

HIPEF 22 ◦ C

TT 4 ◦ C

TT 22 ◦ C

Control 4 ◦ C

Control 22 ◦ C

0

11.65±0.07b

11.35±0.07a

11.85±0.07c

11.85±0.07c

11.65±0.07b

11.35±0.07a

3

11.65±0.24b

11.35±0.24ab

11.42±0.02ab

11.73±0.07ab

11.53±0.07b

10.93±0.32a

7

11.59±0.01b

11.41±0.33ab

11.42±0.02ab

11.79±0.16b

11.47±0.15ab

11.05±0.32a

Storage time (day)

14

11.65±0.24c

11.41±0.33c

11.97±0.07c

11.97±0.07c

7.51±0.30b

5.92±0.47a

21

11.29±0.10c

11.35±0.24c

11.79±0.02d

11.97±0.10d

7.57±0.05b

5.55±0.05a

28

11.23±0.02c

11.47±0.24c

11.91±0.16d

11.91±0.19d

7.87±0.13b

5.74±0.04a

35

11.31±0.07d

11.13±0.07c

11.85±0.07e

11.75±0.07e

7.63±0.07b

5.42±0.07a

42

11.35±0.02c

11.71±0.25cd

12.09±0.07d

12.03±0.01d

7.99±0.04b

6.04±0.30a

49

11.29±0.07c

11.11±0.24c

11.79±0.02d

11.36±0.07c

7.54±0.06b

5.50±0.20a

56

11.12±0.07d

10.97±0.07c

11.86±0.07f

11.58±0.07e

7.12±0.07b

4.42±0.07a

Tabel 3 Padatan terlarut (˚Brix) dari jus jeruk segar yang di proses secara HIPEF atau secara thermal pada penyimpanan suhu 4˚C dan 22˚C

RESULT AND DISCUSSION Keterangan: • HIPEF = Jus yang di proses secara HIPEF • TT = Jus yang diproses secara pasteurisasi thermal • Kontrol = Jus yang tidak diproses • Nilai Value dinyatakan sebagai mean ± standar deviasi • Huruf berbeda pada garis yang sama menyatakan perbedaan signifikansi (p<0,05)

Gambar 5 Efek perlakuan HIPEF dan pasteurisa si panas (TT) terhadap retensi vitamin C dari jus jeruk selama penyimpa nan suhu 4˚C dan 22˚C

RESULT AND DISCUSSION Retensi vitamin C tertinggi selama penyimpanan terdapat pada jus jeruk dengan perlakuan HIPEF. Selama penyimpanan 56 hari, kandungan vitamin C yang di olah dan yang tidak diolah menurun secara eksponensial. Kandungan vitamin C dari jus yang diolah menggunakan HIPEF dan disimpan pada suhu 4˚C yaitu 49,2% pada 56 hari. Sedangkan untuk 14 hari dan suhu 22˚C yaitu (44,5%). Untuk retensi jus yang diproses secara pasteurisasi termal adalah 42,8% dan 44,7% pada 14 hari dan 7 hari pada masing masing penyimpanan 4˚C dan 22˚C. Hasil dari percobaan yang dilakukan sesuai dengan Sanchez, Moreno et al., Yeom et al., dan Min et al., memaparkan tingkat retensi vitamin C yang lebih tinggi dalan jus jeruk yang di proses dengan HIPEF dibandingkan dengan jus jeruk yang diproses secara termal. Selain itu, suhu penyimpanan yang tinggi menunjukan kerusakan pada vitamin C menurut penelitian lain yang dipublikasikan.

RESULT AND DISCUSSION Degradasi vitamin C menyebabkan perubahan warna yang lebih besar di temukan dalam jus yang dipasteurisasi yang disimpan pada 22˚C. Asam askorbat bertindak sebagai pengangkut oksigen untuk menghilangkan senyawa oksigen dalam reaksi enzimatik, tetapi pada suhu tinggi dapat bereaksi membentuk senyawa karbonil yang bertanggung jawab dalam pencoklatan non enzimatik

RESULT AND DISCUSSION Kapasitas Antioksidan

Gambar 6 Efek dari perlakuan HIPEF dan pasteurisasi panas terhadap kapasitas pengurangan radikal DPPH jus jeruk selama penyimpanan suhu 4˚C dan 22˚C

Kapasitas antioksidan dari jus jeruk terkait dengan jumlah dan komposisi senyawa bioaktif seperti vitamin C, karotenoid atau flavonoid. Efek dari pemrosesan dan kondisi penyimpanan pada kapasitas penghilangan radikal DPPH (RSC) ditunjukan pada Gambar 6. Penghambatan DPPH pada penyimpanan 0 hari tanpa perlakuan, dengan pemanasan pasteurisasi tradisional dan perlakuan HIPEF yaitu masing-masing 41,4%, 30,6% dan 35,5%. Nilai-nilai ini sesuai dengan kehilangan awal dalam vitamin C yang dikaitkan dengan setiap perlakuan (Gambar 5).

CONCLUSION Pemrosesan HIPEF (35 kV/cm 1,000 µs dengan 4-µs sinyal bipolar pada 200 Hz) dapat memroduksi jus jeruk yang stabil umur simpannya sebanding dengan proses pemanasan 90˚ selama 1 menit tetapi lebih dapat mempertahankan nutrisi yang lebih tinggi selama penyimpanan. Perlakuan HIPEF terhadap jus jeruk tidak seefektif pasteurisasi panas dalam hal stabilitas mikrobiologis pada parameter proses yang diterapkan. Namun pengolahan HIPEF dapat memastikan keamaanan jus jeruk selama setidaknya 56 hari dalam kondisi penyimpanan yang didinginkan (4˚C) dan juga menghasilkan jus yang kaya vitamin C (lebih dari 100% dari asupan harian yang disarankan dalam 250ml porsi) selama periode yang sama. Perlakuan HIPEF pada jus jeruk juga mempertahankan vitamin C 2,7 dan 2,5 kali lebih banyak daripada jus jeruk yang dipanaskan dan yang tidak diberi perlakuan selama 56 hari dalam suhu penyimpanan 4˚C.

CONCLUSION Retensi vitamin C pada jus jeruk yang di proses dengan HIPEF 10% lebih tinggi daripada yang diproses dengan pasteurisasi tradisional. Oleh karena itu keawetan warna yang lebih baik dapat dicapai karena proses reduksi anaerobik (yang diinduksi panas) dan aerobik (diperantarai oksigen) pada proses pencoklatan. Meskipun degradasi vitamin C, kapasitas antioksidan yang paling stabil pada seluruh penyimpanan membuktikan bahwa HIPEF memiliki efek menguntungkan pada jumlah senyawa bioaktif lainnya pada jus jeruk. Untuk lebih lanjut, perlakuan HIPEF lebih efektif daripada proses termal dalam menonaktifkan peroksidase jus jeruk dan mencapai inaktivasi PME yang lebih rendah tetapi bersifat ireversibel.