KETAHANAN PANAGN, biem.co – Susu merupakan bahan pangan yang memiliki nilai nutrisi seperti protein, lemak, vitamin, mineral yang bermanfaat untuk tubuh, Susu mudah mengalami kerusakan yang disebabkan karena adanya aktivitas mikroorganisme dan terpapar cahaya secara langsung. Pengolahan susu umumnya dilakukan menggunakan metode pasteurisasi termal untuk mengurangi jumlah mikroba dan memperpanjang umur simpan, akan tetapi, penggunaan suhu tinggi dapat menyebablan perubahan rasa serta kerusakan protein bioaktif pada susu. Teknologi pengolahan non-termal menjadi salah satu alternatif yang mampu mempertahankan kualitas susu dengan menjaga susu agar tetap aman dikonsumsi. Salah satu teknologi yang berkembang dalam rekayasa proses pangan adalah High Pressure Processing (HPP) (Sykora et al. 2025).
HPP merupakan metode pengolahan pangan non-termaal yang prinsip kerjanya menggunakan tekanan hidrostatik tinggi sekitar 100-600 MPa untuk menginaktivasi mikroorganisme tanpa menggunakan suhu tinggi. Tekanan diberikan secara merata ke seluruh produk menggunakan fluida penghantar tekanan berupa air. Dalam proses HPP, produk pangan ditempatkan dalam pressure vessel kemudian diberikan tekanan tinggi selama waktu tertentu. Tekanan tersebut mampu merusak membrane sel mikroorganisme dan mengubah struktur protein sel sehingga pertumbuhan mikroba dihambat tanpa menyebabkan kerusakan yang signifikan. Tekanan hidrostatik yang tinggi menyebabkan denaturasi protein dan enzim sel mikroba mengalami perubahan protein struktur 3 dimensi. Perubahan ini menghambat aktivitas metabolisme, transport nutrisi dan proses reproduksi mikroorganisme sehingga sel tidak mampu bertahan hidup. Berbeda dengan proses termal yang menginaktivasi mikroba melalui pemanasan suhu tinggi, HPP menghambat mikroorganisme melalui mekanisme kompresi tekanan yang bekerja secara merata pada seluruh bagian produk, oleh karena itu, teknologi HPP mampu mempertahankan warna, rasa, dan kandungan nutrisi produk lebih baik dibanding pengolahan termal konvensional(Sykora et al. 2025)
Proses HPP, terdapat metode single-cycle dan dual-cycle yang dibedakan berdasarkan jumlah siklus pemberian tekanan selama proses pengolahan. Pada metode single-cycle, produk hanya mengalami satu kali proses kompresi hingga mencapai tekanan tertentu, kemudian dipertahankan selama waktu yang ditentukan sebelum tekanan dilepaskan Kembali. Pada metode dual-cycle, proses kompresi dan dekompresi dilakukan sebanyak dua kali secara berurutan. Adanya pengulangan siklus tekanan pada dual-cycle menyebabkan kerusakan membran sel mikroorganisme menjadi lebih besar dibanding single-cycle. Proses pelepasan tekanan (depressurization) dan penekanan kembali (repressurization) dapat menyebabkan sel mikroba mengalami stres berulang sehingga struktur membran dan protein sel menjadi semakin tidak stabil, oleh karena itu, metode dual-cycle umumnya menghasilkan efektivitas reduksi mikroba yang lebih tinggi dibanding single-cycle, terutama pada tekanan yang sama, namun, penggunaan dual-cycle juga dapat meningkatkan perubahan struktur protein susu karena bahan mengalami tekanan lebih dari satu kali selama proses HPP(Sykora et al. 2025)
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan High Pressure Processing (HPP) pada susu sapi memberikan pengaruh terhadap keamanan mikrobiologis dan kualitas protein susu. Dari aspek mikrobiologi, metode dual-cycle HPP terbukti lebih efektif dalam menurunkan jumlah bakteri dibandingkan metode single-cycle pada total waktu proses yang sama. Pengulangan siklus tekanan pada dual-cycle menyebabkan kerusakan membran sel mikroorganisme menjadi lebih besar sehingga efektivitas inaktivasi bakteri meningkat. Perlakuan tekanan tinggi seperti 600 MPa selama 12 menit maupun dual-cycle pada tekanan 550–600 MPa mampu menghasilkan reduksi bakteri vegetatif seperti Listeria monocytogenes dan Staphylococcus aureus lebih dari 5-log sehingga memenuhi standar keamanan pangan, namun, seluruh perlakuan HPP yang digunakan masih belum mampu menghasilkan reduksi lebih dari 5-log pada spora Bacillus subtilis karena spora bakteri memiliki ketahanan tinggi terhadap tekanan hidrostatik. Hal lain yang dipengaruhi oleh proses HPP juga memberikan dampak terhadap protein bioaktif susu. Hampir seluruh perlakuan tekanan tinggi menyebabkan penurunan kadar protein imunologis seperti lactoferrin (LF), IgA, dan IgM. Lactoferrin mengalami penurunan sekitar 53–84%, IgA menurun sebesar 86–95%, sedangkan IgM mengalami penurunan paling besar yaitu sekitar 81–98%. Penurunan tersebut terjadi akibat perubahan struktur protein selama proses tekanan tinggi yang menyebabkan denaturasi protein. Di antara protein imunoglobulin yang diuji, IgG menunjukkan ketahanan paling tinggi terhadap tekanan karena memiliki struktur monomer dan jumlah ikatan disulfida yang lebih stabil dibanding protein lainnya(Sykora et al. 2025).
Penelitian ini juga membandingkan HPP dengan metode pasteurisasi termal High Temperature Short Time (HTST) pada suhu 72℃ selama 15 detik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pasteurisasi HTST justru lebih mampu mempertahankan struktur protein asli susu dibanding seluruh perlakuan HPP yang diuji, meskipun HPP efektif dalam menginaktivasi mikroorganisme tanpa menggunakan suhu tinggi, kombinasi tekanan tinggi dan kenaikan suhu selama proses ternyata tetap dapat menyebabkan kerusakan protein bioaktif susu sehingga memengaruhi fungsionalitas protein tersebut (Sykora et al. 2025)
Berdasarkan hasil penelitian pada kolostrum sapi, penggunaan HPP menunjukkan efektivitas yang tinggi dalam menurunkan jumlah mikroorganisme. Perlakuan HPP mampu mengurangi jumlah bakteri aerob, Escherichia coli, Salmonella Dublin, serta beberapa virus seperti bovine herpesvirus type 1 dan feline calicivirus, namun, proses HPP belum efektif dalam menurunkan populasi Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) yang memiliki ketahanan tinggi terhadap tekanan hidrostatik. HPP juga memberikan pengaruh terhadap kandungan immunoglobulin G (IgG) pada kolostrum. Penurunan konsentrasi IgG secara signifikan terjadi pada tekanan dan waktu proses yang tinggi, seperti perlakuan 400 MPa selama 30–45 menit. Pada perlakuan 400 MPa selama 15 menit, kandungan IgG kolostrum menurun dari 79,5 g/L menjadi 69,4 g/L setelah proses HPP (Foster et al. 2016).
Tekanan dan lama proses HPP juga memengaruhi sifat fisik kolostrum, terutama viskositas. Semakin tinggi tekanan dan semakin lama waktu proses, viskositas kolostrum meningkat sehingga produk menjadi lebih kental. Peningkatan viskositas tersebut diduga terjadi akibat denaturasi dan agregasi protein selama proses tekanan tinggi. Pada perlakuan 400 MPa selama 15 menit, kolostrum menjadi terlalu kental sehingga sulit diberikan kepada anak sapi menggunakan tabung pengumpan tanpa dilakukan pengenceran terlebih dahulu. Perubahan sifat reologi ini menunjukkan bahwa parameter proses HPP sangat memengaruhi karakteristik fisik produk pangan (Foster et al. 2016).
Dalam pengujian transfer imunitas pasif pada anak sapi, kadar IgG serum pada kelompok kolostrum HPP menunjukkan hasil yang relatif serupa dengan kelompok pasteurisasi panas, namun, efisiensi penyerapan IgG (apparent efficiency of absorption/AEA) pada kelompok HPP lebih rendah dibandingkan pasteurisasi termal. Kelompok HPP memiliki nilai AEA sebesar 22,6%, sedangkan kelompok pasteurisasi panas mencapai 38,0%. Hal tersebut menunjukkan bahwa meskipun HPP mampu mempertahankan sebagian besar kandungan IgG, perubahan struktur protein akibat tekanan tinggi kemungkinan memengaruhi kemampuan penyerapan immunoglobulin dalam tubuh anak sapi. Secara keseluruhan, penelitian tersebut menunjukkan bahwa HPP memiliki potensi besar sebagai alternatif pengolahan non-termal karena mampu menurunkan jumlah mikroorganisme sambil mempertahankan kandungan protein imunologis, meskipun optimasi parameter tekanan dan waktu proses masih diperlukan untuk mengurangi peningkatan viskositas dan mempertahankan fungsi biologis protein secara optimal (Foster et al. 2016). (Red)
DAFTAR PUSTAKA
Sykora, R., Barman, B., Mohamed, H. M. H., Lowder, A., Pavani, B., Pagel, J., Slaughter, A., Mosier, S., Barile, D., Waite-Cusic, J., dan Dallas, D. C. 2025. Optimization of single- and dual-cycle high-pressure processing to process bovine milk for microbial safety and protein quality. Journal of Dairy Science. 108(12):13213–13224. https://doi.org/10.3168/jds.2025-27003
Foster, D. M., Poulsen, K. P., Sylvester, H. J., Jacob, M. E., Casulli, K. E., dan Farkas, B. E. 2016. Effect of high-pressure processing of bovine colostrum on immunoglobulin G concentration, pathogens, viscosity, and transfer of passive immunity to calves. Journal of Dairy Science. 99(11):8575–8588. https://doi.org/10.3168/jds.2016-11204
