Teknik keamanan pangan

Teknik Keamanan Pangan adalah cabang ilmu teknik yang mengkhususkan pada aplikasi prinsip
ilmu teknik untuk menyelesaikan masalah keamanan mikrobial dan kimia pada produk pangan, sedangkan keamanan pangan itu sendiri adalah disiplin ilmu yang melakukan penanganan,
penyajian, dan penyimpanan bahan pangan dengan cara sedemikian rupa agar terhindar dari penyakit
yang bersumber dari bahan pangan (foodborne illness). Prinsip ini dapat diaplikasikan dalam
perkembangan intervensi teknologi untuk dekontaminasi dan pengawetan pangan. Ilmu teknik
yang terintegrasi dengan konsep mikrobiologi dan kimia memegang potensi yang cukup besar dalam
pengembangan solusi non konvensional terhadap masalah keamanan pangan yang membahayakan.
Pelanggaran terhadap keamanan pangan dapat terjadi ketika pemrosesan, penyimpanan, dan
distribusi bahan pangan, baik itu berupa prosesnya maupun alat yang digunakan. Teknik keamanan
pangan merupakan bagian yang tidak terpisah dari teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian,
ilmu pangan, dan teknologi pangan karena semuanya bertanggung jawab dalam hal pemrosesan
bahan pangan sejak dipanen hingga siap dipasarkan.

Teknik keamanan pangan bukan mengenai investigasi dan pengecekan suatu proses maupun rantai produksi
pangan, namun lebih kepada aplikasi teknik untuk menciptakan proses maupun rantai produksi pangan
yang aman tanpa mengurangi kriteria yang dibutuhkan masyarakat mengenai produk pangan.

Prinsip ilmu teknik keamanan pangan dapat diaplikasikan di:
 Pengendalian mikroorganisme pada sumber bahan pangan dan bahan mentah
 Desain produk dan pengendalian proses
 Aplikasi Good Hygienic/Manufacturing Practices (GHPs/GMPs)
 Implementasi sistem Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) sepanjang rantai pengolahan pangan

Penyediaan produk pangan yang aman merupakan proses yang rumit, membutuhkan pengendalian terpadu
sepanjang rantai produksi pangan dan konsumsinya.IFT (Institute of Food Technologists). IFT expert report on emerging microbiological food safety
issues. Implications for control in the 21st century. http://members.ift.org/ IFT/Research/IFTExpertReports/
microsfs_report.htm (terakhir diunduh tanggal 12 Maret 2006). 2002.L-A. Jaykus, G. R. Acuff, F. Busta, et al. Managing food safety: Use of performance standards and
other critieria in food inspection systems. An authoritative report of the Institute of Food Technologists,
October, 2004. Peningkatan
kepedulian terhadap keamanan pangan teah memicu pengembangan yang terus berlanjut dalam bidang
teknologi pemrosesan. Para pakar di bidang teknik, mikrobiologi, kimia, dan cabang ilmu lainnya
telah membawa peningkatan yang cukup berarti dalam kualitas dan keamanan pangan.

Pemrosesan pangan konvensional memanfaatkan proses termal (pemanasan, pendinginan, dsb)
untuk membunuh atau menon-aktifkan kontaminan mikrobiologi. Namun, pemrosesan termal memicu
perubahan fisik dan kimia pada bahan pangan. Pengawet kimia dan senyawa antimikroba alami juga
telah digunakan secara ekstensif pada pengawetan pangan. Dalam dua tahun ini, sejumlah alternatif
pengolahan pangan non-termal telah berkembang demi pengendalian kontaminan mikrobial dan pemenuhan
kebutuhan konsumen terhadap bahan pangan yang segar dengan proses pengolahan yang minimal.S. Brul and P. Coote. “Preservative agents in foods-Mode of action and microbial resistance mechanisms.”
Int. J. Food Microbiol. 50: 1–17, 1999..

 Penggunaan teknologi dalam mencapai keamanan pangan 

 Pemrosesan bertekanan tinggi 
Pemrosesan bertekanan tinggi adalah metode di mana bahan pangan diberikan tekanan yang tinggi
(hingga 700 MPa) dengan atau tanpa penambahan panas, untuk menon-aktifkan mikrob atau untuk
mengubah sifat dan penampilan bahan pangan dengan maksud memenuhi keinginan konsumen.J. C. Cheftel and J. Culioli. “Review: High pressure, microbial inactivation and food preservation.”
Food Sci. Technol. Int. 1: 7590, 1995.D. Farkas and D. Hoover. “High pressure processing. Kinetics of microbial inactivation for alternative
food processing technologies.” J. Food Sci. Supplement. 47–64, 2000.R. Ramaswamy, V. M. Balasubramaniam, and G. Kaletunc. High pressure processing: fact sheet
for food processors. FST-1-04. Ohio State University Extension, Columbus, OH, 2004. http://ohioline.
osu.edu/fse-fact/0001.html. Diunduh tanggal 12 Maret 2006.J. P. P. M. Smelt. “Recent advances in the microbiology of high pressure processing.” Trends Food
Sci. Technol. 9: 152–158, 1988. Pemrosesan ini dapat
mempertahankan kualitas bahan pangan, mempertahankan kesegaran alaminya, dan memperpanjang umur simpan bahan pangan. Pemrosesan ini dapat digunakan baik pada bahan pangan cair maupun padat.
Contoh bahan pangan yang sudah beredar yang telah mengalami pemrosesan ini adalah smoothies,
guacamole, bahan pangan siap saji, kerang, ham, daging ayam, jus buah, dan
salsa yang diproduksi oleh industri pengolahan pangan. Bahan pangan utama yang menjadi subjek
pemrosesan ini adalah bahan pangan yang memiliki tingkat keasaman yang tinggi karena bisa dengan
mudah menon-aktifkan mikrob di dalamnya. Makanan dengan tingkat keasaman yang rendah memiliki
kesulitan terutama dalam mematikan spora atau bakteri yang dorman.

Tekanan bekerja pada semua titik dari produk dalam besaran yang sama, berbeda dengan pemrosesan
termal terkait adanya gradien pemanasan yang mengakibatkan adanya perubahan yang dipicu oleh hal
tersebut seperti browning, denaturasi, atau pembentukan lapisan.J. C. Cheftel and J. Culioli. “Review: High pressure, microbial inactivation and food preservation.”
Food Sci. Technol. Int. 1: 7590, 1995.

Mikroorganisme dengan tingkat pertumbuhan yang eksponensial bisa lebih mudah dinon-aktifkan
dibandingkan yang stasioner, dan bakteri gram positif lebih resistan dibandingkan [[bakteri gram
negatif]]. Laporan penelitian juga menunjukkan bahwa pemrosesan dengan tekanan yang tinggi dapat
digunakan untuk melawan hepatitis A pada kerang dan juga norovirus.K. R. Calci, G. K. Meade, R .C. Tezloff, and D. H. Kingsley. “High-pressure inactivation of hepatitis
A virus within oysters.” Appl. Environ. Microbiol. 71: 339–343, 2005.J. L. Bricher. “Process control: Innovation in microbial interventions.” Food Safety Mag. 11: 29–33,
2005a. Penelitian mengenai inaktivasi spora bakteri membutuhkan tekanan tinggi dan temperatur
yang sedang sekaligus. Hingga saat ini, jumlah strain bakteri Clostridium botulinum yang
bisa dinonaktifkan dengan metode ini masih terbatas. Dan hingga saat ini, spora non-proteolitik tipe
B adalah spora patogen yang paling tahan terhadap tekanan tinggi.V. M. Balasubramaniam. “High pressure food preservation.” In: Encyclopedia of Agricultural,
Food and Biological Engineering (Dennis R. Heldman, ed.), Marcel Dekker, Inc. 490–496,
2003.T. Okazaki, K. Kakugawa, T. Yoneda, and K. Suzuki. “Inactivation behavior of heat-resistant bacterial
spores by thermal treatments combined with high hydrostatic pressure.” Food Sci. Technol.
Res. 6: 204–207, 2000N. R. Reddy, H. M. Solomon, R. C. Tetzloff, and E. J. Rhodehamel. “Inactivation of Clostridium
botulinum Type A spores by high-pressure processing at elevated temperature.” J. Food Prot. 66:
1402–1407, 2003 Dan di antara bakteri pembentuk endospora,
Bacillus amyloliquefaciens menghasilkan spora yang paling tahan teradap tekanan tinggi.D. Margosch, M. G. Gäzle, M. A. Ehrmann, and R. F. Vogel. “Pressure inactivation of Bacillus
endospores.” Appl. Env. Microbiol. 70: 7321–7328, 2004a.S. Rajan, J. Ahn, V. M. Balasubramaniam, and A. E. Yousef.. “Combined pressure-thermal inactivation
kinetics of Bacillus amyloliquefaciens spores in egg patty mince.” J. Food Prot. 69:
853–860, 2006a.

 Mikroorganisme  Perlakuan (Tekanan, MPa; Temperatur, oC; Waktu, menit)  Log pengurangan  Substrat  Referensi Bakteri vegetatif         Campylobacter jejuni  300, 25, 10  6  Daging ayam  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004. C. jejuni  400, 25, 10  6  Daging babi  T. Shigehisa, T. Ohmori, A. Saito, S. Taji, and R. Hayashi. “Effects of high hydrostatic pressure on characteristics pf pork slurries and inactivation of microorganisms associated with meat and meat products.” Int. J. Food Microbiol. 12: 207–216, 1991. Escherichia coli  350, 40, 5  >8  Jus  A. Bayindirli, H. Alpas, F. Bozoglu, and M. Hizal.. “Efficacy of high pressure treatment on inactivation of pathogen microorganisms and enzymes in apple, orange, apricot and sour juices.” Food Cont. 17: 52–58, 2006. E. coli  475, 40, 8  2  Alfalfa  M. W. Ariefdjohan, P. E. Nelson, R. K. Singh, A. K. Bhunia, V. M. Balasubramaniam, and N. Singh.
“Efficacy of high hydrostatic pressure treatment in reducing Escherichia coli O157: H7 and Listeria
monocytogenes in alfalfa seeds.” J. Food Sci. 69: M117–M120, 2004. Listeria innocua  400, 20, 20  5  Daging sapi  Carlez, J. P. Rosec, N. Richard, and J. C. Chaftel. “High pressure inactivation of Citrobacter
freundii, Pseudomonas fluorescens and Listeria innocua in inoculated minced beef muscle.”
Lebensm.-Wiss. u.-Technol. 26: 357–363, 1993. Salmonela enterica  250, 40, 5  >8  Jus  A. Bayindirli, H. Alpas, F. Bozoglu, and M. Hizal.. “Efficacy of high pressure treatment on inactivation of pathogen microorganisms and enzymes in apple, orange, apricot and sour juices.” Food Cont. 17: 52–58, 2006. Salmonella typhimurium  400, 25, 10  6  Daging babi  T. Shigehisa, T. Ohmori, A. Saito, S. Taji, and R. Hayashi. “Effects of high hydrostatic pressure on characteristics pf pork slurries and inactivation of microorganisms associated with meat and meat products.” Int. J. Food Microbiol. 12: 207–216, 1991. Staphylococcus aureus  500, 50, 15  >4  Kaviar  F. Fioretto, C. Cruz, A. Largeteau, T. A. Sarli, G. Demazeau, and A. El Moueffak. “Inactivation of Staphylococcus aureus and Salmonella enteritidis in tryptic soy broth and caviar samples by high
pressure processing.” Braz. J. Med. Biol. Res. 38: 1259–1265, 2005. Vibrio parahaemolyticus  170, 23, 10  >5  Keju  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004. Yersinia enterolitica  400, 25, 10  6  Daging babi  T. Shigehisa, T. Ohmori, A. Saito, S. Taji, and R. Hayashi. “Effects of high hydrostatic pressure on characteristics pf pork slurries and inactivation of microorganisms associated with meat and meat products.” Int. J. Food Microbiol. 12: 207–216, 1991. Bakteri pembentuk spora         Alicyclobacillus acidoterestris  621, 90, 1  6  Apel  S-Y. Lee, R. H. Dougherty, and D.-H. Kang, 2002. “Inhibitory effects of high pressure and heat on Alicyclobacillus acidoterrestris spores in apple juice.”  Appl. Env. Microbiol. 68: 4158–4161, 2002. Bacillus cereus  600, 60, 10  7  Susu  I. van Opstal, C. F. Bagamboula, S. C. M. Vanmuysen, E. Y. Wuytack, and C. W. Michiels. “Inactivation of Bacillus cereus spores in milk by mild pressure and heat treatments.”  Int. J. Food Microbiol. 92: 227–234, 2004. B. stearothermophilus  600, 90, 40  >5  Biji coklat  E. Ananta, V. Heinz, O. Schlüter, and D. Knorr. “Kinetic studies on high-pressure inactivation of Bacillus stearothermophilus spores suspended in food matrices.” Inno. Food Sci. Emer. Technol.
2: 261–272, 2001. B. stearothermophilus  600, 120, 20  >6  Brokoli  E. Ananta, V. Heinz, O. Schlüter, and D. Knorr. “Kinetic studies on high-pressure inactivation of Bacillus stearothermophilus spores suspended in food matrices.” Inno. Food Sci. Emer. Technol.
2: 261–272, 2001. B. stearothermophilus  700, 105, 5  >4  Telur dadar  S. Rajan, V. M. Balasubramaniam, and A. E. Yousef. “Inactivation of Bacillus stearothermophilus spores  in egg patties by pressure-assisted thermal processing.” Lebensm.-Wiss. u.-Technol. 39:
844–851, 2006b. Clostridium botulinum  600, 80, 16  >4  Wortel  D. Margosch, M. A. Ehrmann, M. G. Gäzle, and R. F. Vogel. “Comparison of pressure and heat resistance of Clostridium botulinum and other endospores in mashed carrots.” J. Food Prot. 67: 2530–2537, 2004b. C. botulinum  827, 75, 20  3  Daging kepiting  N. R. Reddy, H. M. Solomon, R. C. Tetzloff, and E. J. Rhodehamel. “Inactivation of Clostridium botulinum Type A spores by high-pressure processing at elevated temperature.” J. Food Prot. 66: 1402–1407, 2003. C. sporogenes  800, 90, 5  >5  Kaldu  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004. Jamur dan ragi         Candida utilis  400, 25, 10  6  Daging babi  T. Shigehisa, T. Ohmori, A. Saito, S. Taji, and R. Hayashi. “Effects of high hydrostatic pressure on characteristics pf pork slurries and inactivation of microorganisms associated with meat and meat products.” Int. J. Food Microbiol. 12: 207–216, 1991. Penicillium roqueforti  400, 20, 20  6  Keju  C. E. O’Reilly, P. M. O’Connor, A. L. Kelly, T. Beresford, and P. M. Murphy. “Use of hydrostatic pressure for inactivation of microbial contamination in cheese.” Appl. Environ. Microbiol. 66: 4890–4896, 2000.  Saccharomyces cerevisiae  100, 47, 5  3  Jus  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004. Virus         Calicivirus  275, 21, 5  7  Kaldu  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004. Hepatitis A  400, 9, 1  3  Kerang  K. R. Calci, G. K. Meade, R .C. Tezloff, and D. H. Kingsley. “High-pressure inactivation of hepatitis A virus within oysters.” Appl. Environ. Microbiol. 71: 339–343, 2005. Hepatitis A  375, 30, 5  >4  Strawberry  D. H. Kingsley, D. Guan, and D. G. Hoover. “Pressure inactivation of hepatitis A virus in strawberry puree and sliced green onions.” J. Food Prot. 68: 1748–1751, 2005. Hepatitis A  375, 30, 5  >4  Bawang  D. H. Kingsley, D. Guan, and D. G. Hoover. “Pressure inactivation of hepatitis A virus in strawberry puree and sliced green onions.” J. Food Prot. 68: 1748–1751, 2005. Poliovirus  450, 21, 5  8  Kaldu  M. Patterson. “Under pressure: A novel technology to kill microorganisms in foods.” Culture. 25: 2–5, 2004.

 Pemrosesan dengan medan gelombang elektrik 
Penghancuran mikroorganisme dengan medan gelombang elektrik dicapai dengan
mengaplikasikan gelombang pendek bertegangan tinggi di antara serangkaian
elektrode yang menyebabkan gangguan pada membran sel mikrob.F. Devlieghere, L. Vermeiren, and J. Debevere. “New preservation technologies: Possibilities and limitations.” Int. Dairy J. 14: 273–285, 2004.
Metode ini melibatkan pengolahan pangan dengan menempatkannya di antara rangkaian elektrode dengan
gelombang bertegangan tinggi dalam ordo 20-80 kV/cm. Metode seperti ini bahkan bisa diaplikasikan
untuk proses pasteurisasi.Q. Zhang, G. V. Barbosa-Canovas, and B. G. Swanson. “Engineering aspects of pulses electric ﬁeld pasteurization.” J. Food Eng. 25: 261–281, 1995 Hingga saat ini, teknologi yang tersedia hanya
untuk bahan pangan yang bisa mengalir.

Banyak sel vegetatif dari bakteri, jamur, dan ragi yang bisa dinon-aktifkan dengan
metode ini, namun spora bakteri tidak.P. Butz and B. Tauscher. “Emerging technologies: chemical aspects.” Food Res. Int. 35: 279–284, 2002. Bakteri gram positif lebih
resistan terhadap metode ini, dan ragi menunjukkan sensivitas yang lebih tinggi dari bakteri.F. Devlieghere, L. Vermeiren, and J. Debevere. “New preservation technologies: Possibilities and limitations.” Int. Dairy J. 14: 273–285, 2004.

Gelombang pendek bertegangan tinggi memecah membran sel dari mikroorganisme vegetatif dalam media
cair dengan cara mengembangkan pori-pori yang ada (elektroporasi) atau membuat pori-pori membran
yang baru.V. Heinz, I. Alvarez, A. Angersbach, and D. Knorr. “Preservation of liquid foods by high intensity
pulsed electric ﬁelds-basic concepts for process design.” Trends Food Sci. Technol. 12: 103–111, 2001.H. Vega-Mercado, O. Martin-Belloso, B. -L. Qin, et al.. “Non-thermal food preservation: Pulsed electric ﬁelds.” Trends in Food Sci. Technol. 8: 151–157, 1997. Pembentukan pori tersebut bisa reversibel
maupun irreversibel tergantung banyak faktor seperti intensitas medan listrik, durasi gelombang,
dan jumlah gelombang. Membran sel yang terelektrifikasi menjadi sangat permeabel bahkan terhadap
molekul yang kecil sehingga menyebabkan pembengkakan dan kerusakan pada membran sel.

Sejumlah faktor kritis pemrosesan, kondisi penelitian yang kurang spesifik, dan keragaman alat
membuat metode ini sulit untuk didefinisikan secara tepat dalam hal parameter yang esensial untuk
inaktivasi mikrob.

 Irradiasi 
Pada tahun 1990, irradiasi (radiasi ionisasi, ionizing radiation, merujuk pada "pasteurisasi dingin") telah disetujui oleh FDA sebagai metode pengurangan mikrob yang efektif dan aman
untuk bahan pangan tertentu, termasuk rempah-rempah, daging ayam, telur, daging merah, makanan laut, kecambah, buah-buahan, dan sayur-mayur.J. Farkas. “Irradiation as a method for decontaminating food-A review.” Int. J. Food Microbiol. 44: 189–204, 1998.J. Henkel. “Irradiation: A safe measure for safer food.” FDA Consumer. Publication No. (FDA) 98-2320, 1998. Irradiasi mencakup penggunaan sinar gamma (dari Cobalt-60 atau Cesium-137),
sinar beta, dan sinar X.D. W. Thayer. “Ionizing irradiation, treatment of food.” In: Encyclopedia of Agricultural,
Food and Biological Engineering (Dennis R. Heldman, ed.), Marcel Dekker, Inc. 536–539, 2003. Radiasi ini memberikan energi yang diperlukan
untuk memindahkan elektron dari atom untuk membentuk ion atau radikal bebas namun tidak
cukup tinggi untuk membuat produk pangan terpengaruh. Elektron yang terbebaskan menabrak dan memecah
ikatan kimia dari molekul DNA mikrob dan menghancurkannya (Smith and Pillai, 2004). Tingkat
pengurangan mikrob tegrantung pada dosis radioaktif (kGy) yang diserap oleh bahan pangan.D. G. Olson. “Irradiation of food.” Food Technol. 52: 56–62, 1998.

Faktor kunci yang mengendalikan ketahanan dari sel-sel mikrob terhadap irradiasi adalah ukuran
organisme (semakin kecil organisme, semakin resistan), tipe organisme, jumlah dan usia relatif dari
mikrob di dalam bahan pangan, dan keberadaan oksigen. Komposisi dari bahan pangan juga
memengaruhi respon mikrob terhadap irradiasi.J. S. Smith and S. Pillai. “Irradiation and food safety.” Food Technol. 58: 48–55, 2004. Perlakuan radiasi pada
dosis 2-7 kGy, tergantung kondisi irradiasi dan bahan pangannya, bisa secara efektif mengurangi
bakteri patogen yang tidak berspora seperti Salmonella sp, Staphylococcus aureus,
Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, tanpa
memengaruhi sifat organoleptik (rasa, bau, dsb), nutrisi, dan kuaitasnya.J. Farkas. “Irradiation as a method for decontaminating food-A review.” Int. J. Food Microbiol. 44: 189–204, 1998.

 Disinfeksi ultraviolet 
jmpl|ka|250 px|Ilustrasi disinfeksi yang dilakukan ultraviolet dengan merusak DNA mikroorganisme

Cahaya ultra violet gelombang pendek (UV C, 254 nm) dapat digunakan untuk mengurangi keberadaan
mikrob di udara maupun di permukaan bahan pangan. UV C juga dapat digunakan
untuk mengurangi patogen dalam air. Jangkauan radiasi 250-260 nm mematikan bagi sebagian
besar mikroorganisme, termasuk bakteri, virus, jamur bermiselium, ragi, dan alga.T. Bintsis, E. Litopoulou-Tzanetaki, and R. K. Robinson. “Existing and potential applications of ultraviolet light in the food industry-a critical review.” J. Sci. Food Agric. 80: 637–645, 2000. Kerusakan akibat UV C ada pada molekul sel yang menjadi target tergantung dosis UV C,
misalnya pada dosis antara 0.5 - 20 J/m2 dapat mengakibatkan kerusakan pada DNA mikrob.W. L. Ferron, A. Eisenstark, and D. Mackay. “Distinction between far- and near-ultraviolet light killing of recombinationless (recA) Salmonella typhimurium.” Biochem. Biophys. Acta. 277: 651–658, 1972. Begitu DNA rusak, kemampuan reproduksi dan penyebaran penyakit menjadi tidak ada.

Sinar UV gelombang panjang (UV A, >320 nm) memiliki kemampuan terbatas dalam mengeliminasi mikrob,
namun UV A mampu menembus air lebih baik dari UV C.T. Bintsis, E. Litopoulou-Tzanetaki, and R. K. Robinson. “Existing and potential applications of ultraviolet light in the food industry-a critical review.” J. Sci. Food Agric. 80: 637–645, 2000. Kemampuan UV A dalam
mengeliminasi bakteri dapat ditingkatkan dengan penambahan senyawa fotosensitif (misalnya
furocoumarin).

Parameter yang menentukan keberhasilan penggunaan sinar UV dalam teknik keamanan pangan adalah
desain reaktor UV, dinamika fluida, dan sifat absorptivitas dari bahan pangan. Partikel
tersuspensi dapat mengurangi efektivitas penggunaan UV karena menyebabkan meningkatnya jumlah
absorban, pemantulan, dan penghalangan sinar UV.H. Liltved and S. J. Cripps. “Removal of particle-associated bacteria by preﬁltration and ultraviolet irradiation.” Aquaculture Res. 30: 445–450, 1999.

Untuk mensterilkan udara dalam fasilitas manufaktur pangan, kombinasi filter udara dan cahaya UV
amat direkomendasikan.P. B. Shah, U. S. Shah, and S. C. B. Siripurapu. “Ultraviolet irradiation and laminar air ﬂow systems
for clean air in dairy plants.” Indian Dairyman. 46: 757–759, 1994. Kombinasi UV dan ozon memiliki kekuatan mengoksidasi yang
kuat dan dapat mengurangi jumlah material organik di dalam air hingga mendekati nol.WHO (World Health Organization). “Ultraviolet radiation.” Environmental Health Criteria. 160, Vammala. 1994.
Teknik penggunaan radiasi UV C dan panas sekaligus untuk produksi daging mentah berkualitas tinggi
telah dipatenkan.Y. Tanaka and K. Kawaguchi. Sterilization of vacuum packaged raw meat. U.S. patent 4983411,
1991.

Meski relatif mudah dan tidak mahal, pemaparan sinar UV dapat menjadikan makanan kehilangan rasa.R. A. Stermer, M. Lasater-Smith, and C. F. Brasington. Ultraviolet radiation-an effective bactericide for fresh meat.” J. Food Prot. 50: 108–111, 1987.

 Ozon 
Ozon adalah biosida yang efektif dalam melawan bakteri, virus, jamur, dan telah lama
digunakan dalam pembersihan bahan pangan tanpa pencucian. Konsentrasi ozon yang rendah dengan waktu
kontak yang sempit cukup untuk mematikan bakteri, jamur, ragi, parasit, dan virus.J. G. Kim, A. E. Yousef, and S. Dave. “Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: A review.” J. Food Prot. 62: 1071–1087, 1999.
Sekarang, ozon dalam bentuk gas dan cair dapat digunakan dengan kontak langsung terhadap bahan
makanan seperti buah-buahan, sayur-mayur, daging mentah maupun daging siap makan, ikan, dan telur.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa spora bakteri merupakan yang paling resistan, dan sel vegetatif
bakteri adalah yang paling sensitif terhadap ozon.[J. G. Kim, A. E. Yousef, and M. A. Khadre. “Ozone and its current and future application in the food industry.” Adv. Food and Nutr. Res. 45: 167–218, 2003. Dalam proses sanitasi, air yang
diperkaya dengan ozon diketahui dapat mengurangi populasi Staphylococcus aureus,
Salmonella chloraesuis, dan Pseudomonas aeruginosa sebanyak 6 log; Escherichia coli sebanyak 5 log; dan Listeria monocytogens dan Campylobacter jejuni sebanyak
4 log,J. L. Bricher. “Technology round-up: New frontiers in pathogen testing.” Food Safety Mag. 11:
36–77, 2005b. di mana 1 log adalah 101.

Di antara spora yang dihasilkan berbagai jenis bakteri, spora Bacillus stearothermophilus
memiliki resistansi tertinggi, dan spora Bacillus cereus memiliki resistansi terendah,
sehingga B. stearothermophilus dapat digunakan sebagai indikator efektivitas suatu alat sanitasi
yang menggunakan ozon.M. A. Khadre and A. E. Yousef.. “Sporicidal action of ozone and hydrogen peroxide: a comparative study.” Int. J. Food Microbiol. 71: 131–138, 2001. Ozon dalam larutan cair dapat digunakan dengan
alat-alat yang terbuat dari keramik, gelas, silikon, teflon, dan baja tahan karat, namun tidak cocok digunakan dengan alat yang terbuat dari karet alam, poliuretan,
dan plastik berbasis resin.

 Perbandingan antara masing tipe aplikasi teknologi dalam teknik keamanan pangan 

 Sifat  Pemrosesan termal  Pemrosesan bertekanan tinggi  Pemrosesan medan gelombang listrik  Irradiasi  Disinfeksi ultraviolet  Ozon Cara pengoperasian  Curah, kontinu  Curah, semi kontinu  Kontinu  Curah  Curah, kontinu  Curah, kontinu Luas cakupan penggunaan  Bahan pangan padat dan cair  Bahan pangan padat dan cair  Bahan pangan cair dan semi cair  Bahan pangan padat dan cair  Udara, air minum, bahan pangan cair, dan permukaan bahan pangan  Permukaan bahan pangan Inaktivasi mikrob  Mikroorganisme vegetatif, spora, alga, virus  Mikroorganisme vegesatif, beberapa virus, dan kemungkinan juga spora (ketika dikombinasikan dengan panas)  Mikroorganisme vegetatif  Mikroorganisme vegetatif, spora, parasit  Mikroorganisme vegetatif, alga, virus  Mikroorganisme vegetatif, spora, parasit, virus Kualitas  Memengaruhi komponen yang sensitif terhadap panas (rasa, nutrisi, dsb); menon aktifkan enzim  MEmpertahankan kualitas alaminya; berpotensi menghasilkan bentuk tekstur tertentu; efek bervariasi terhadap inaktivasi enzim  Menyebabkan efek minimal; efek berariasi terhadap inaktivas enzim  Beberapa kehilangan rasa dan vitamin; perubahan pada tekstur  Kehilangan rasa pada beberapa bahan pangan  Penggunaan berlebih akan memengaruhi warna dan rasa Pengemasan  Pemrosesan setelah pengemasan atau pengemasan aseptik setelah pemrosesan  Pemrosesan setelah pengemasan (membutuhkan kemasan yang fleksibel minimal pada satu bidang permukaan)  Pengemasan aseptik setelah pemrosesan  Pemrosesan setelah pengemasan (dibutuhkan kemasan yang mampu mentransmisikan radiasi)  Pengemasan aseptik setelah pemrosesan  Pengemasan aseptik setelah pemrosesan

 Teknik pengendalian, pemantauan, dan identifikasi 
Sebanyak 38% produk makanan yang ditarik oleh FDA pada tahun 2004 terkait dengan kontaminasi
mikrob, dan juga 44% produk daging, daging ayam, dan telur oleh USDA Food Safety and Inspection
Service.P. Kennedy, P. Review of U.S. food recall data illuminates safety trends. Silliker’s e-bulletin. 3(2) http://www.silliker.com/html/eResearch/vol3issue2.php#top. Terakhir diunduh 12 Maret 2006. 2005. Dan sepanjang 20 tahun terakhir, 5000 produk yang ditarik dari pasar
menunjukkan adanya Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, dan Escherichia coli.J. L. Bricher. “Technology round-up: New frontiers in pathogen testing.” Food Safety Mag. 11: 36–77, 2005b. Hal ini menjadikan pendeteksian dan identifikasi patogen pada bahan pangan yang
cepat, efisien dan dapat diandalkan menjadi suatu kebutuhan.

Pendeteksian patogen dan kontaminan mikrob lainnya penting demi menjamin keamanan pangan. Metode
konvensional dalam pendeteksian patogen bahan pangan memakan banyak waktu dan tenaga. Untuk
menyelesaikan seluruh fase pemeriksaan dibutuhkan 16-48 jam. Penemuan terbaru di bidang teknologi
menjadikan pendeteksian dan identifikasi lebih cepat, nyaman, sensitif, dan lebih spesifik
dibandingkan pengujian konvensional.

Ada banyak metode yang dilakukan dalam teknik pengendalian, pemantauan, dan identifikasi dalam
teknik keamanan pangan.

 Media mikrobiologis kromogenik 
Salah satu penemuan yang terkenal dalam bidang mikrobiologi adalah piringan media kromogenik
yang mampu membedakan spesies patogen berbahaya dari spesies lainnya. Media ini memanfaatkan
substansi kromogenik yang menghasilkan sekumpulan warna yang terkait dengan spesies patogen tertentu
ketika substrat ini mengalami hidrolisis oleh enzim patogen tersebut. Piringan kromogenik mudah
digunakan dan spesifik terhadap spesies patogen dan strain tertentu tergantung enzim yang
dikeluarkan oleh patogen tersebut. Dan pada umumnya, hasilnya bisa terlihat setelah 18-24 jam
setelah inkubasi. Hal ini memungkinkan bagi perusahaan makanan untuk meminimalisasi biaya
terkait dengan hal yang serupa, dan waktu yang terpakai bisa jauh berkurang.J. L. Bricher. “Technology round-up: New frontiers in pathogen testing.” Food Safety Mag. 11: 36–77, 2005b.

 Metode pengujian molekuler dan imunologik 
Pendeteksian berbasis teknologi molekular atau DNA adalah salah satu area yang mengalami perkembangan yang cepat terkait pengembangan sistem pengujian patogen. Pengujian berbasis imunologik seperti pengujian imunologik terkait enzim (Enzyme-Linked Immunological Assay, ELISA), pengujian imunologik berlapis berbasis fluoresensi (fluorence-based sandwich immunological assay), Western blot, dan pengujian aglutinasi juga dapat digunakan untuk mengetahui keberadaan mikrob di dalam bahan pangan.L. B. Blyn. “Biosensors and food protection.” Food Technol. 60: 36–41, 2006. Secara umum, kelemahan metode ini adalah ketidak mampuan dalam mendeteksi keberadaan patogen yang terdapat dalam jumlah yang kecil, sensitivitas yang bervariasi, dan kemungkinan untuk melakukan isolasi pengkulturan untuk satu organisme

Kuncinya ada pada DNA dari bakteri patogen itu sendiri dan komponen yang ada di sekitarnya. Pada pengujian berbasis DNA, yang menjadi target adalah gen RNA ribosom yang dapat diambil dalam jumlah banyak sehingga memberikan sensitivitas pengujian yang lebih tinggi.D. Y. C. Fung, D. Y. C. “Rapid methods and automation in microbiology.” Comprehen. Rev. Food Sci. Food Saf. 1: 322, 2002. Ada juga yang memanfaatkan reaksi berantai polimerase (polymerase chain reaction, PCR) yang memanfaatkan prinsip dasar hibridisasi DNA di mana potongan pendek DNA primer dihibridisasi pada bagian yang spesifik yang diperbanyak secara enzimatis.W. E. Hill. “The polymerase chain reaction: application for the detection of foodborne pathogens.” CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 36: 123–173, 1996. Secara teori, PCR dapat memperbanyak satu salinan DNA menjadi jutaan dalam waktu kurang dari 2 jam sehingga mengurangi dan bahkan meniadakan kebutuhan terhadap pengkulturan bakteri. Kehadiran inhibitor pada makanan dan pada banyak media kultur dapat mencegah terjadinya pengikatan primer dan mengurangi efisiensi perbanyakan DNA sehingga sensitivitas yang tinggi yang mungkin didapat dari PCR pada kultur murni menjadi berkurang ketika dilakukan pengujian terhadap bahan pangan. PCR juga dibatasi oleh kebutuhan terhadap informasi yang spesifik terhadap patogen yang menjadi target. PCR juga tidak dapat digunakan untuk mendeteksi jumlah jenis organisme yang banyak dalam suatu campuran secara simultan.

ELISA (enzyme-linked immunological assay) adalah teknik biokimia yang digunakan untuk mendeteksi antibodi atau antigen dari sampel.M. R. Adams and M. O. Moss. Food Microbiology, Second Edition, Panima Publishing Corporation, New Delhi, 388–399, 2003.J. M. Jay. Modern food microbiology, Fourth Edition, Chapman & Hall Inc., New York, p. 147. 2003. Antibodi yang digunakan dipertemukan dengan enzim yang akan menghasilkan efek kromogenik atau fluoresensi yang akan memberikan tanda kehadiran bakteri dan seberapa besar jumlahnya, tergantung waktu yang digunakan untuk melakukan pengayaan kultur.

 Biosensor 
Biosensor adalah metode yang dikembangkan untuk mendeteksi mikroorganisme dan toksin yang berbahaya. Biosensor menggunakan bioreseptor seperti biokatalis, bioafinitas, dan reseptor hibrida untuk mengenali berbagai tanda khusus yang akan terikat dengan bioreseptor seperti enzim, antibodi, mikrob, protein, hormon, asam nukleat, dan sebagainya; lalu transduser akan mengubah sinyal itu ke dalam informasi analitik kuantitatif.L. D. Mello and L. T. Kubota. “Review of the use of biosensors as analytical tools in the food and drink industries.” Food Chem. 77: 237–256, 2002. Prinsipnya sederhana, patogen dideteksi berdasarkan karakteristiknya, misalnya enzim yang dikeluarkannya. Enzim itu akan berikatan dengan senyawa pengenal yang ada pada biosensor, misalnya protein yang mampu membuat enzim itu bekerja. Hal itulah yang dideteksi oleh biosensor. Dan seberapa banyak hasil pekerjaan dari enzim yang menjadi target biosensor menunjukkan berbagai nilai kuantitatif seperti seberapa banyak patogen yang terdapat dalam bahan pangan, seberapa berbahaya enzim tersebut (jika enzim itu yang menjadikan bahan pangan beracun), dsb.

Pengukuran jumlah zat yang dihasilkan oleh kerja enzim ataupun reaksinya diukur dengan berbagai tipe transduser seperti peralatan elektrokimia (amperemeter, potensiometer, konduktimeter)D. Ivnitski, I. Abdel-Hamid, P. Atanasov, E. Wilkins, and S. Stricker. “Application of electrochemical biosensors for detection of food pathogenic bacteria.” Electroanal. 12: 317–325, 2000. yang mengukur mobilitas ion, difusi elektron, muatan kimia, dsb; termalK. Mosbach. “Thermal biosensors.” Biosen. Bioelectron. 6: 179–182, 1995. yang mengukur perubahan temperatur; optisA. G. Rand, J. Ye, C. W. Brown, and S. V. Letcher. “Optical biosensors for food pathogen detection.”Food Technol. 56: 32–39, 2002. yang mengukur absorpsi, reflektansi, atau emisi radiasi elektromagnetik; dan piezoelektrik yang mengukur perubahan massa atau viskositas skala mikro. Metode biosensor menjanjikan durasi pendeteksian antara 0.5-2 jam lamanya

Kelemahan biosensor adalah kemungkinan adanya interaksi antara biosensor dengan bahan pangan, kalibrasi, perawatan, sterilisasi, tingkat reproduksi alat biosensor di pabrik, dan biaya.

 Spektrometri inframerah 

jmpl|kiri|300 px|Spektrum absorpsi inframerah untuk Salmonella entericaN. Baldauf, L. A. Rodriguez-Romo, A. E. Yousef, and L. E. Rodriguez-Saona. “Identification and
differentiation of selected Salmonella enterica serovars by Fourier-transform mid-infrared spectroscopy.”
Appl. Spectro. 60: 592–598(7), 2006.

Spektrometri inframerah adalah metode pemanfaatan spektrum yang dihasilkan dari pemancaran inframerah terhadap sampel. Spektrum yang dihasilkan berupa tingkat reflektansi, transmisi, ataupun keduanya yang dapat ditangkap langsung, atau tingkat absorbansi yang didapat dari hasil kalkulasi. Setiap bakteri, ragi, dan mikroorganisme lainnya yang berada di dalam bahan pangan dapat dikarakterisasi menggunakan metode ini.L. Mariey, J. P. Signolle, C. Amiel, and J. Travert. 2001. “Discrimination, classification, identification of microorganisms using FTIR spectroscopy and chemometrics.” Vibrational spectroscopy. 26: 151–159, 2001. Spektrum yang dihasilkan spesifik terhadap spesies dan strain bakteri tertentu. Spesies yang tidak diketahui pun bisa diketahui keberadaannya dengan menganalisis spektrum yang didapat di mana setiap jenis komponen organik dari bakteri (lipid, protein, hingga DNA) akan mengabsorpsi inframerah pada frekuensi tertentu.

 Referensi 

Kategori:Teknologi pangan
Kategori:Teknik pertanian
Kategori:Teknik pangan
Kategori:Keamanan pangan