rekayasa proses untuk nilai tambah dan keamanan pangan...

Purwiyatno Hariyadi , Kuliah Inaugurasi Anngota AIPI, 20131

REKAYASA PROSES UNTUK NILAI TAMBAH DAN KEAMANAN PANGAN

menuju ketahanan pangan mandiri dan berdaulatberdaulat

Purwiyatno HariyadiDepartemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian,

Southeast Asian Food & Agricultural Science & Technology (SEAFAST) Center, LPPM,

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Purwiyatno [email protected]

Kuliah InaugurasiSebagai Aggauta AIPI - Komisi Ilmu Rekayasa

Padjadjaran Suites Hotel & Conference , Bogor, 27 April 2013

REKAYASA PROSES UNTUK NILAI TAMBAH DAN KEAMANAN PANGAN

menuju ketahanan pangan mandiri dan berdaulat

Kata –Kata Kunci /Pembahasan:1. Ketahanan pangan?2. Mandiri dan Berdaulat ?3 P T k l i P & P t i ?

berdaulat


3. Peranan Teknologi Pangan & Pertanian?4. Perkembangan Teknologi Pangan?5. Perkembangan Rekayasa Proses Pangan?6. Beberapa contoh aplikasi potensial?7. Penutup


Ketahanan Pangan adalah kondisi terpenuhinya

UU Pangan No 18, 2012

KETAHANAN PANGAN (Food Security)

g p yPangan bagi negara sampai dengan perseorangan, yang tercermin dari tersedianya Pangan yang cukup, baik jumlah maupun mutunya, aman, beragam, bergizi, merata, dan terjangkau serta tidak bertentangan dengan agama, k ki d b d k t t k d t


keyakinan, dan budaya masyarakat, untuk dapat hidup sehat, aktif, dan produktif secara berkelanjutan.

Kecukupan jumlah (kuantitas) Kecukupan gizi Keamanan

1. Ketersedia-an pangan

KETAHANAN PANGAN (Food Security) DIMENSI & INDIKATOR

IndividuSehat, Aktif &

Produktif

Keter-andalan/

Stabilitasf=(x,t)

Keterjangkauan fisik Keterjangkauan ekonomi, dan Keterjangkauan sosial:

Kesesuaian denganpreferensi, kebiasaan, budaya , dan agama

2. Keterjang-kauan

Mutuan pangan


? Kecukupan asupan (intake),

Kualitas pengolahan, Kualitas sanitasi/higiene, Kualitas air (minum) Kualitas pengasuhan anak

3. Kecukupan konsumsi


Kemandirian Pangan adalah kemampuan negara dan bangsa

Kedaulatan Pangan adalah hak negara dan bangsa yang

KETAHANAN PANGANyang Mandiri dan Berdaulat?(UU No 18, 2012 tentang PANGAN)

kemampuan negara dan bangsa dalam memproduksi pangan yang beraneka ragam dari dalam negeri yang dapat menjamin pemenuhan kebutuhan pangan yang cukup sampai di tingkat perseorangan dengan memanfaatkan potensi

hak negara dan bangsa yang secara mandiri menentukan kebijakan pangan yang menjamin hak atas pangan bagi rakyat dan yang memberikan hak bagi masyarakat untuk menentukan


sumber daya alam, manusia, sosial, ekonomi, dan kearifan lokal secara bermartabat.

sistem pangan yang sesuai dengan potensi sumber daya lokal.

DimensiKetersediaan

Jumlah Mutu Gizi Keamanan

Dimensi Keterjangkauan fisik, ekonomi, dan sosial, n P

anga

n

gan

KETAHANAN? KEMANDIRIAN? KEDAULATAN PANGAN?

Keterjangkaunj g , , ,

Kesukaan/kebiasaan

DimensiKonsumsi

Mutu pengolahan/penyiapan di RT, Jumlah asupan Mutu sanitasi/higiene, Mutu air minum Mutu pengasuhan anak

DimensiKemandirian

• Tingkat (%) impor bahan pangan• Tingkat (%) impor ingriden & sarana produksi mesin dll

Kat

ahan

an

Kam

andi

rian

Pan

g

Kad

aula

tan

Pan

gan


Kemandirian Tingkat (%) impor ingriden & sarana produksi, mesin, dll• Penganekaragaman pangan (SDA lokal)

DimensiKedaulatan

• Keragaman industri pangan lokal• Tingkat partisipasi masyarakat dalam sistem pangan• Tingkat keragaman budaya pangan• Kesejahteraan masyarakat, petani, nelayan, dll


DimensiKetersediaan


Dimensi Keterjangkauan fisik, ekonomi, dan sosial,

KETAHANAN? KEMANDIRIAN? KEDAULATAN PANGAN?

IndividuSehat,Aktif &

Produktif


Kesukaan/kebiasaan

DimensiKonsumsi


DimensiKemandirian




DimensiKedaulatan


TEKNOLOGI PANGAN DAN PERTANIAN?PERTANIAN?

menujuKETAHANAN PANGAN

YANG MANDIRI DAN BERDAULAT

?


?


DimensiKetersediaan


Dimensi Keterjangkauan fisik, ekonomi, dan sosial,

TEKNOLOGI PANGAN & PERTANIAN ?


Produktif


Kesukaan/kebiasaan

DimensiKonsumsi


DimensiKemandirian




DimensiKedaulatan


• Potensi nilai tambah dan tantangan keamanan pangan ada ada padapada setiap matasetiap mata--rantairantaiproduksiproduksi panganpangan



Produktif

Transpor-tasi

“Pertanian”dan bahan

baku

Gudang/Pusat

Distribusi

S kt

Rumah tangga


Sektor Pengo-lahan/Manufacturing

Gudang/ Pusat

Distribusi

Pasar/ ritel


• Potensi nilai tambah dan tantangan keamanan pangan ada ada padapada setiap matasetiap mata--rantairantaiproduksiproduksi panganpangan



ProduktifLingkungan 4

Agro-Teknologi

1

TeknologiProduksi

2Kesehatan &

Gizi Masyarakat,

3


Sosial, Ekonomi, Budaya5

g g

Ref.: Original C.J.K. Henry, Proc. Nutrition Soc 56:855-863, 1997; 2011 IFIC Communication Summit – Dave Schmidt, “Alliance to Feed the Future, 24 May 2011

ww www.ift.org

TEKNOLOGIPANGAN ?

6

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976


Hunter-Gatherer Agricultural Industrial

4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po

1850


Napoleon Bonaparte:

Sayembara berhadiah untuk

TEKNOLOGIPANGAN ? –menjawab berbagai tantangan jaman

6

mengatasi permasalahan kekurangan gizi dan keracunan pangan yang melanda tentara Perancis saat itu

1795

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po

1850

Nicholas Francois Appert (i) Botol gelas diisi makanan, (ii) Ditutup rapat,


6

(iii) Dipanaskan dalam air mendidih beberapa saat, lalu

(iv) Didinginkan

Appertization1804

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po

1850



6

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976

1864



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po

1850 Introduction ofFood technology

• Fiber crates• Cellulose packaging


6

• Gable-top, waxed milk cartons• Sliced bread

• Regulations e.g. Food, Drug, and Cosmetic Act

1930s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po



• Automation

• Mass production


6

• Mass production

• Frozen foods

• Vending machines

1940s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po


• Frozen dinners

• Food for bomb shelters


6Food for bomb shelters

• Frozen, ready-to-eat bakery

goods

• Controlled-atmosphere

packaging1950s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po



• Diet foods

P t l t


6

• Process control computers

• Clean-in-place

• Aseptic canning

• Drying improvements 1960s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po


• Energy efficiency

• Water/waste utilization


6

• Membrane processing

• Health/organic foods

• Computers 1970s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po



• Dechemicalization

A t ti


6

• Automation

• Aseptic processing

• Irradiation

• Packaging

1980s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po


• Intelligent Packaging

L C b


6

• Low Carb

• Sachet Packaging

• Functional Foods

1990s

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po



2000s


6

• Aseptic Processing/UHT • Non-thermal Processes• RFID• Nano-Technology• Packaging• Chef-Like

2

3

4

5

opul

atio

n (b

illio

ns)

1930

1960

1976



4 millionYears ago

10 000Years ago 1800 20001900

1

2

Wor

ld’s

Po


REKAYASA PROSES PANGAN ?

Food process engineering

• is a broad field that is concerned with the application of engineering principles and concepts to the handling, manufacturing, processing and distribution of foods.

(R P Singh, R.P. And Heldman, D.R. 2008. Introduction to Food Engineering. Academic Press)




• is concerned with feasibility and practicality,

Food process engineering

that is, will something work and how much will it cost?

• Food engineers are educated to analyze, synthesize, design, and operate complex

systems that manipulate mass, energy, and information to transform material and energy


information to transform material and energy into more useful form

Valentas, K.J., Levine, L and Clark, J.P. 1991. Food Processing Operation & Scale-up.

Marcel Dekker Incorporated).


• is concerned with feasibility and practicality, that is, will something work and how much will it cost?

• Food engineers are educated to analyze, synthesize, design, and operate complex

systems that manipulate mass, energy, and information to transform material and energy


information to transform material and energy into more useful form


REKAYASA PROSES PANGAN ?Provide better value of foods

XNilai Pangan = x A B


YA B

FaktorMutu


Nilai Pangan = x

FaktorKeamanan

AmanJasmani

Amanrohani

DLLUkuran

Gizi

Pilihan

FungsionalitasSensori

Etika

Lingkungan

Kinerja

Rasa

H “W kt ” P i


JasmanirohaniHarga “Waktu” Persiapan



Amanrohani

FaktorKeamanan

AmanJasmani

AMAN ROHANIAMAN ROHANI•• kepercayaankepercayaan

••AGAMAAGAMABudaya/Gaya HidupBudaya/Gaya Hidup


rohani Jasmani

••Dll?Dll?•• Budaya/Gaya HidupBudaya/Gaya Hidup

Provide better value of foodsREKAYASA PROSES PANGAN ?

Amanrohani

FaktorKeamanan

AmanJasmani

AMAN JASMANI AMAN JASMANI ::Aman dari bahayaAman dari bahaya

•• KimiaKimia


rohani Jasmani•• FisikFisik

•• MikrobiologiMikrobiologi



Amanrohani

FaktorKeamanan

AmanJasmani

AMAN JASMANI AMAN JASMANI ::Aman dari bahayaAman dari bahaya

•• KimiaKimia


rohani Jasmani•• FisikFisik

•• MikrobiologiMikrobiologi

FaktorMutu


Nilai Pangan = x DLLUkuran

Gizi

Pilihan

FungsionalitasSensori

Etika

Lingkungan

Kinerja

Rasa

Harga “Waktu” PersiapanAmanrohani

FaktorKeamanan

AmanJasmani


Harga Waktu Persiapanrohani Jasmani


REKAYASA PROSES PANGAN ? –Perkembangan 25 tahun terakhir .............

Efisiensi. - Batch continuous processingo

ds”

“MAKE”

Batch continuous processing- Improving process reliability- Reducing waste products, and - Effective energy utilization

“bet

ter

valu

e o

f fo

o


1970 ~1980 ~1990 ~2000

KEAMANAN PANGAN

~2010

+ Melayani kebutuhan masyarakat;

Convinience, food service


od

s”

“SERVICE”

“MAKE” “MAKE”

“bet

ter

valu

e o

f fo

o


1970 ~1980 ~1990 ~2000 ~2010

KEAMANAN PANGAN


“CARE”

+ ‘Care’ food business :

Perawatan kesehatan, kebugaranPerawatan lingkungan

Perawatan thd “sosial” fair trade


od

s”

“SERVICE”


“SERVICE”

“MAKE”

“bet

ter

valu

e o

f fo

o


1970 ~1980 ~1990 ~2000 ~2010

KEAMANAN PANGAN

“CARE”

REKAYASA PROSES PANGAN ? –.................. KEDEPAN ? ...............

od

s”

berlanjut,

lebihpersonal,

perscribedfood andnutrition

“SERVICE”


“SERVICE”

“MAKE”

“bet

ter

valu

e o

f fo

o


1970 ~1980 ~1990 ~2000 ~2010

KEAMANAN PANGAN



• Pemastian : mempertahankan/meningkatkan keamanan pangan Salah satu relevansi thd Indonesia

berlanjut,

lebihpersonal,


Penolakan


Penolakan Import produk

Indonesia



berlanjut,

lebihpersonal,






berlanjut,

lebihpersonal,





berlanjut,

lebihpersonal,






berlanjut,

lebihpersonal,





berlanjut,

lebihpersonal,


2005:Kerugian Indonesia karena masalah keamanan pangan = 6.7 Trilyun Rupiah

(Hariyadi, P. 2005. Ekonomi Keamanan Pangan: kerugian


( a yad , 005 o o ea a a a ga e ug aekonomi karena masalah keamanan pangan. BPOM RI).



• Pemastian : mempertahankan/meningkatkan keamanan pangan

berlanjut,

lebihpersonal,


• Mempertahankan kesegaran• Mempertahankan/meningkatkan kualitas sensori• Mempertahankan/meningkatkan kualitas gizi• Mempertahankan/meningkatkan masa simpan• Meningkatkan keramahan thd lingkungan



Relevansi thd Indonesia

berlanjut,

lebihpersonal,






berlanjut,

lebihpersonal,





O P d ! Gi i? berlanjut,

lebihpersonal,


Over Processed ! Gizi?





berlanjut,

lebihpersonal,


• Mempertahankan kesegaran• Mempertahankan/meningkatkan kualitas sensori• Mempertahankan/meningkatkan kualitas gizi• Mempertahankan/meningkatkan masa simpan• Meningkatkan keramahan thd lingkungan

• Meningkatkan fungsionalitas• Meningkatkan peran pangan strategi


“preventative health care”



berlanjut,

lebihpersonal,


• Mempertahankan kesegaran• Mempertahankan/meningkatkan kualitas sensori• Mempertahankan/meningkatkan masa simpan• Meningkatkan keramahan thd lingkungan• Meningkatkan “fair trade”

• Meningkatkan fungsionalitas• Meningkatkan peran pangan strategi


“preventative health care ”

• Meningkatkan efisiensi proses produksi/pengolahan



Alternative-Emerging Food Processing Technologies (FDA/IFT 2000)http://www.fda.gov/Food/FoodScienceResearch/SafePracticesforFoodProcesses/ucm100158.htm

• Thermal Processing :• Microwave and Radio Frequency • Ohmic and Inductive Heating

• Non-Thermal Processing:• High Pressure Processing • Pulsed Electric Field


Pulsed Electric Field • High Voltage Arc Discharge • Pulsed Light • Ultraviolet Light • Ultrasound • X-Rays



• Food IrradiationF d P k i



http://www.ifst.org/science_technology_resources/for_food_professionals/


• Food Packaging• Biotechnology• Omic-Technologies: Nutrigenomic• Nano-Technology• ...






• Ekivalen dengan pemanasan tradisional• Lebih cepat High Temperature Short Time


Lebih cepat High Temperature Short Time



• Thermal Processing :



(~87000 psi)(~36000 psi)


High Hydrostatic Pressure Processing


High Pressure (>600 Mpa) can kill microorganisms by interrupting with their cellular function without the use of heat that can damage the taste,

texture, and nutritional value of the food.



• Pathogens such as salmonella and E.coli0157:H7 can be effectively destroyed without changing the fruit juice's fresh


without changing the fruit juice's fresh, natural characteristics.

• A pressure exposure of 80,000 psi for 30 seconds can achieve a 3-5 log reduction of all of the pathogens of concern in fresh juice


P l h O t d HHP



• Destruction of Vibrio bacteria in raw oysters without destroying the raw feel and taste of the oyster.

• A pressure of 200 to 300 MPa for 5 to 15 minutes at 25oC inactivate : · Vibrio parahaemolyticus ATCC 17803, · Vibrio vulnificus ATCC 27562, · Vibrio choleare ATCC 14035,

Vib i h l O 1 ATCC 14547

Pengolahan Oyster dengan HHP


· Vibrio choleare non-O:1 ATCC 14547, · Vibrio hollisae ATCC 33564· Vibrio mimicus ATCC 33653

("D. Berlin, D. Herson, D. Hicks, and D. Hoover; Applied and Environmental Microbiology, June 1999“)

P l h O t d HHP



Pengolahan Oyster dengan HHP


HHP memudahkan lepasnya daging dari cangkang:• Menghemat tenaga kerja• Meningkatkan mutu daging




Contoh produk dari EU

ULTI / PAMPRYL (Groupe PERNOD-RICARD) -France freshly squeezed fruit juice Fresh pressed

Contoh produk dari EU


Spain –sliced cooked ham

Contoh produk dari AS












Thermally-assisted High Hydrostatic Pressure Processing :

Sterilization

2009USFDA accepted an industrial petition forhigh pressure commrecial sterilization of a low‐acid food


Pressure(Mpa)


Pir



Sterilization

Prion Inactivation800-1000 MPa, 121-137oC


Pressure(Mpa)





0.0 0.0


Re-emerging Food Irradiation :

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1

0 5 10 15 20 25 30

Ln

[C /

C a

wa

l]

-1 4

-1.2

-1.0

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ln

[AA

T /

AA

T a

wa

l]a b


-0.6

Waktu iradiasi (jam)

1,30 kGy/jam 3,17 kGy/jam 5,71 kGy/jam 8,82 kGy/jam

-1.6

1.4



Degradasi (a) asam fitat dan (b) aktivitas antitripsin selama proses Irradiasi pada beberapa laju dosis yang berbeda .

16 30



8

10

12

14

Asa

m fi

tat (

mg

/g)

5

10

15

20

25

AA

T (

mg

/g)

a b


8

0 5 10 15 20 25 30 35

Dosis radiasi (kGy)


5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Dosis radiasi (kGy)


Degradasi (a) asam fitat dan (b) aktivitas antitripsin pada proses irradiasi sebagai fungsi dosis; dipengaruhi oleh laju dosis yang digunakan




-0.07

-0.05

-0.03

-0.01 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ln

[nila

i L /

nila

i L a

wal

-0.05

-0.04

-0.03

-0.02

-0.010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ln

[nila

i L /

nila

i L a

wala b


-0.09


1,30 kGy/jam 3,17 kGy/jam 5,71kGy/jam 8,82 kGy/jam

-0.06


1,30 kGy/jam 3,17 kGy/jam 5,71kGy/jam 8,82 kGy/jam

Perubahan kecerahan warna biji kedelai (a) selama proses irradiasi pada beberapa laju yang berbeda, dan warna tepung kedelai yang dihasilkan (b).

c84



51.5

52.5

53.5

54.5

Wa

rna

(n

ilai L

)

80

81

82

83

Wa

rna

(n

ilai L

)


50.5

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Dosis radiasi (kGy)


79

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Dosis radiasi (kGy)


(a) (b)(a) Soybean grain (b) Soybean flour

Degradasi kecerahan warna (a) biji kedelai dan (b) tepung kedelai sebagai fungsi dosis radiasi; dipengaruhi oleh laju dosis yang digunakan


Rekayasa proses pangan mempunyai peranan penting:

PENUTUP

p g

Dengan memberikan “better value of foods”

Meningkatkan jumlah individu yang bisa hidup sehat, aktif dan produktif


ud

uk

PENUTUP

Jum

lah

pe

nd

u

Status K h

Individu yang sehat, aktif dan produktif

St t


KesehatanUmum

Status Kesehatan

StatusKurang/

tidaksehat

StatusSehat &Bugar


ud

uk

PENUTUPJu

mla

h p

en

du

Status K hSt t



KesehatanUmum

StatusSehat &Bugar

StatusKurang/

tidaksehat

Status Kesehatan

ud

uk

PENUTUP

Jum

lah

pe

nd

u

Status K h


St t


KesehatanUmum

Status Kesehatan

StatusKurang/

tidaksehat

StatusSehat &Bugar


Untuk berkontribusi pada ketahanan pangan yang mandiri dan berdaulat,

PENUTUP

Diperlukan:• Peningkatan sistem R&D dan innovasi pangan

nasional• Peningkatan sistem kajian kesesuaian dan aplikasi

teknologi :• Fokus pada peningkatan nilai pangan high

value “local” product


value local product• Peningkatan sistem pendidikan rekayasa proses

pangan.

UCAPAN TERIMAKASIH

Ibu bapak hadirin sekalian• Ibu, bapak hadirin sekalian• Para mahasiswa• Prof. Dr. Sangkot Marzuki, AM, Ketua Akademi Ilmu Pengetahuan

Indonesia• Prof. Dr. F.G. Winarno, Ketua Komisi Ilmu Rekayasa, Akademi Ilmu

Pengetahuan Indonesia• Seluruh anggota Akademi Ilmu Pengetahuan Indonesia• Rektor Institut Pertanian Bogor• Dekan Fakultas Teknologi Pertanian IPB


Dekan Fakultas Teknologi Pertanian, IPB• Ketua, staff pengajar dan pegawai Departemen Ilmu dan Teknologi

Pangan, Fateta, IPB• Staf dan kolega peneliti di SEAFAST Center, IPB• Panitia Pelaksana Inaugurasi AIPI• Teman teman semua &• Keluarga tercinta


TERIMAKASIH

[email protected]


rekayasa proses untuk nilai tambah dan keamanan pangan...

Documents