7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
1/36
STERILISASI:
KINETIKA PROSESSTERILISASI (1)
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
2/36
DEFENISI DAN APLIKASI
Sterilisasi : Proses yang bertujuanuntuk mengurangi jumlah segala
bentuk dan/atau bentuk
mikroorganisme (bakteri, virus,kapang, enzim, dll)
Proses sterilisasi juga dapat
digunakan untuk menjaga kualitasproduk (tekstur, warna, rasa) dan
kandungan nutrisi
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
3/36
METODE
Penggunaan bahan kimia
Irradiasi gelombangelektromagnetik
Pemanaatan panas(sterilisasi termal)
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
4/36
STERILISASI DENGAN BAHANKIMIA
!enggunakan bahan kimia atau gas seperti
hydrogen pero"ide
ozone
ethylene o"ideuntuk mensterilkan bahan#bahan yang sensiti
terhadap panas, misalnya alat#alat medis dan air
minum$
%ontoh: &zone digunakan untuk disinektan air
minum dan mensterilkan buah segar potong
untuk sanitasi dan mengurangi populasi
mikroorganisme
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
5/36
STERILISASI DENGAN IRRADIASIGELOMBANG ELEKTROMAGNETIK!enggunakan: ultraviolet radiation, gamma#rays and '#rays to
inativate miroorganism perubahan *+ sel
iasa digunakan untuk pengawetan makanan, pengolahan limbah air
dan produk#produk kesehatan$
%ontoh:
Photo catalytic d!t"#ctio$sterilisasi dengan radiasi sinar -.menggunakan lampu -. (#0 1) untuk menonaktikan bakteri
patogen (%ushnie, et al$, 2334), -. dan visible lamp 533 1
menonaktikan enzim arbo"ypeptidase + dan trypsin setelah
radiation selama 23 min (-.) dan 62 min (visible lamp) (Ibarz et al$,
2334)
I$t$! li%ht l! t"at'$tmenghanurkan spora pada kertaspembungkus berbahan polyetilen sehingga diperoleh permukaan
kemasan pembungkus yang steril$ ahan pembungkus harus dapat
mengawetkan nutrisi dan menegah kerusakan makanan(7urtoi and
*iolau, 2338)$
7hermo#soniation
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
6/36
EFFET IRRADIASI TERHADAPMIKROORGANISME -ltraviolet radiation menimbulkan eek
terhadap *+ sel seara langsung
9amma#rays dan '#ray (ionizing
eletromagneti radiation) mengakibatkanperubahan siat kimia dan biokimia dalam
*+
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
7/36
STERILISASI TERMALPada dasarnya proses termal yang dilakukan menggunakan
panas :
6$ Panas basah
2$ Panas kering
Pa$a! a!ah ('oi!t hat)dihasilkan dalam autolave ataupunsteam#jaketed vessel
%ontoh:
A#tocla* menghasilkan steam bertekanan (6 psi) pada 626o%$%ontoh: sterilisasi jus apel pada 666 dan 626o% (amaseno et al$, 2330)
Sta'+,ac-td *!!l sterilisasi tomato puree (;anoni et al$,233
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
8/36
STERILISASI TERMAL (ONT..)Pa$a! -"i$% (d"y hat)dihasilkan dari mirowaveoven dan oven
St"ili!a!i d$%a$ 'ic"o/a*: menggunakan energi
mirowave (energi gelombang mikro) untukmenghasilkan panas yang digunakan untuk proses
sterilisasi$
Mic"o/a*gelombang elektromagnetik dengan
panjang gelombang 6 > 6 m atau rekwensi 3,< hingga
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
9/36
PEMILIHAN PROSES STERILISASI
7ergantung bahan dan tujuan sterilisasi
%ontoh: sterilisasi termal digunakan untuk
sterilisasi tandan buah kelapa sawit (7S)karena sterilisasi ini dapat membentuk
moist heat untuk menapai suhu sterilisasi
dimana proses inaktivasi enzin lipase
berlangsung dan dapat melunakkan buahsawit
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
10/36
STERILISASI
TERMAL
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
11/36
KINETIKA PROSES STERILISASIestruksi termal pada mikroorganisme, nutrien, aktor
kualitas (tekstur, warna dan rasa) dan enzim seara umum
akan mengikuti kinetika reaksi kimia orde#6 persamaan
linear logaritmik peluruhan jumlah populasi
mikroorganisme atau konsentrasi nutrien atau aktivitasenzim terhadap waktu pada temperatur tertentu
000(1)
B laju peluruhan populasi mikroorganisme
(ells l#6s#6)
N B jumlah populasi (ells l#6)
k B konstanta reaksi orde#6 (s#6)
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
12/36
PARAMETER PROSES DESTRKSI
=onstanta laju reaksi (k) 1aktu reduksi desimal deimal redution time (D#
value)
Sensitivitas proses terhadap temp resistane
oeiient (z#value)
Cnergi aktivasi (ativation energy (Ea))
(N2et al.3 4554)
2 buah model digunakan untuk menjelaskan hubunganantara temperatur dan kinetika proses sterilisasi :
1. D#z model
2$ +rrhenius model (Ea-kmodel)
http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_65http://var/www/apps/conversion/tmp/scratch_3/%23_ENREF_657/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
13/36
D+6 MODEL
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
14/36
D-zModl
D-zmodel digunakan untuk menentukan parameter
kinetika untuk proses sterilisasi$
apat juga digunakan untuk menentukan parameter
kinetika proses degradasi nutrien dalam makanan
Dood 7ehnology
Inormasi mengenai D#value suatu bakteri atau enzim
dibutuhkan untuk sterilisasi agar dapat menghasilkan
produk yang steril$
D#value menyatakan waktu dan temperatur untuk
membunuh mikroorganisme dan menonaktikan enzim
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
15/36
D+7ALE
#value dalam proses sterilisasi dideinisikansebagai waktu yang dibutuhkan untuk membunuh
43E populasi mikroorganisme pada waktu yang
tertentu
D#value ditentukan melalui integrasi persamaan
(6)N6 pada t6B3, dan Npada waktu t
+tau
00.(4)
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
16/36
SR7I7AL R7E NTKMIKROORGANISME
5 15 45 85 95 5 ;5
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
17/36
SR7I7AL R7E NTK EN6IM
5 45 95 ;5 =55
5.4
5.9
5.;
5.=
1
1.4
Ti' (!)
Lo% A>Ao
A ? a-ti*ita! $@i'
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
18/36
D+7ALE (ONT..)?ubungan antara D#value dan kdapat ditentukan saat waktu
pemanasan sama dengan D#value, dimana mikroorganisme
yang survive adalah 63E dari populasi awal (N1) (Smith, 6443)
0. (8)
DB D#value (s or min)
k B konstanta kinetika reaksi orde#6 (s#6or min#6)
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
19/36
METODE PENENTAN D+7ALEDARI DATA EKSPERIMEN
6$ Stumbo or end point
2$ +verageD
#value
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
20/36
METODE STMBO ATA ENDPOINT
?anya menggunakan data awal dan akhir (waktu
dimana tidak ada lagi mikroorganisme atau aktivitas
enzim)$
-ntuk bakteri:
-ntuk enzim:
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
21/36
ONTOH GRAFIK STMBO>END POINTNTK EN6IM
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
22/36
METODE A7ERAGE D+7ALE D#value ditentukan seara independen untuk
setiap titik data (reduksi jumlah bakteri atau
penurunan aktivitas enzim) dibagi waktu
paparan$ +verage D#values dihitung dengan ara
menentukan nilai rata#rata dari tiap2 titik
data$ Cksperimen berakhir saat tidak ada lagi
bakteri (G6E) atau aktivitas enzim terhenti(G6E)$
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
23/36
ONTOH GRAFIK A7ERAGE D+7ALENTK EN6IM
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
24/36
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
25/36
METODE REGRESSION LINE !enggunakan seluruh data eksperimen$ #
value dapat diperoleh sebagai kebalikan nilai
negati dari slope persamaan regersi tanpa
memerlukan interept$
*ilai koeisien determinasi melalui metode
statistik$ +nalisa varian dilakukan untuk
menentukan linearitas data$ Sementara itu
kemungkinan atau probabilitas data sebagaigaris lurus dapat ditentukan dari nilai D$
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
26/36
FAKTOR SENSITIFITAS ATASTEMPERATR 6+7ALE z#value ditentukan untuk mengetahui tingkat
sensitiitas proses akan perubahan temperatur
yang dapat meningkatkan eisiensi proses
sterilisasi$
@+*al#dideinisikan sebagai kenaikantemperatur yang dibutuhkan untuk menurunkan
#value dengan aktor 63(*ee et al$, 2332)$
2 konsep z#value:
6$ 7hermal death time (77)model empiris
2$ 7hermal resistane model
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
27/36
THERMAL DEATH TIME (TDT) !etode 77 digunakan untuk menyajikan inormasi tentang
waktu yang dibutuhkan untuk mematikan mikroorganisme
dan menonaktikan enzim dalam makanan pada berbagai
temperatur igelow dan Cstry (6423) mengamati bahwa plot antara 77
(minimum waktu yang dibbutuhkan untuk menapai
destruksi total) terhadap waktu akan menghasilkan garis
lurus dengan slope B #6/z(igelow and Cstry, 6423 in =arel
and Fund, 233
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
28/36
THERMAL DEATH TIME (TDT) (ONT..)dimana
D1 B D#value pada temperatur T1(min)
D2 B D#value pada temperatur T2(min)
T1 B temperatur 6 (o%)
T2 B temperatur 2 (o%)
z B perubahan temperatur yang dibutuhan untuk
merubah Ddengan aktor 63
76dan 6sering merupakan nilai ma" atau nilai dari data
reerensi dari I!& dan !H%
z#value adalah suatu indikator resistensi suatu populasi atau
enzim atas perubahan temperatur lingkungannya
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
29/36
Tabel Referensi D-value, temperatur dan z-value
Sta$da"d
"2"$c
T'&"at#"+ti'
co'i$atio$
D+*al# ('i$) @+*al# (o)
I'a%i$a"y Mic"o
O"%a$i!' (IMO)
7 B 623o%, t B 23
min
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
30/36
KR7A D+7ALE
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
31/36
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
32/36
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
33/36
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
34/36
THERMAL RESISTANE (TR)MODEL igunakan untuk menentukan waktu dan
temperatur bagi pengawetan nutrisi dalam
makanan$
D#value untuk degradasi nutrisi adalah waktu yang
dibutuhkan untuk merusak 43E nutrisi dalammakanan$ Persamaan kinetika sama dengan pers
(5)$ =urva yang dihasilkan disebut thermal
resistane urve (=arel and Fund, 233
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
35/36
7/23/2019 3 Pengantar sterilisasi
36/36