Radiasi Microwave, Teknologi Alternatif Non-Termal yang Efektif untuk Pengawetan Pangan

Lebih lanjut, Zhang et al. (2019) menambahkan bahwa pemrosesan microwave juga dapat mempersingkat waktu pemrosesan untuk mencapai proses HTST produk makanan padat dan semi padat. 

Faktanya, selain efek termal yang lebih menguntungkan, microwave menghasilkan efek non-termal dimana terjadi interaksi langsung antara medan elektromagnetik (EM) bolak-balik dari molekul atau ion spesifik (polar) yang tidak terkait dengan efek suhu makroskopik (Herrero et al. 2008). 

Efek non-termal microwave tidak hanya meningkatkan inaktivasi bakteri dan enzim, tetapi juga berdampak pada integritas membran sel dan pelepasan protein intraseluler. Peningkatan efek non-termal bersifat nonlinier dengan waktu radiasi microwave, sehingga diperkirakan bahwa suhu yang lebih tinggi juga dapat bersinergi dengan efek non-termal microwave (Guo et al. 2020).

Berdasarkan penelitian Guo et al. (2021) dilakukan analisis inaktivasi mikroba pada fillet ikan salmon menggunakan microwave dan water bath dengan profil waktu-temperatur yang sama. 

Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan microwave menghasilkan nilai inaktivasi yang lebih tinggi daripada perlakuan water bath, dimana efek non-termal dari microwave diduga berperan dalam inaktivasi mikroba. Lebih lamjut, inaktivasi mikroba selama pemrosesan dengan menggunakan microwave melibatkan aksi kombinasi efek termal dan non-termal microwave, sedangkan selama perlakuan water bath hanya terdapat efek termal (suhu). 

Nilai inaktivasi efek non-termal microwave meningkat secara signifikan (P <0,05) dari 0.80, 1.08 menjadi 1.93-log CFU/g di bawah kondisi radiasi microwave yang sama. 

Efisiensi inaktivasi efek non-termal gelombang mikro meningkat dari 22,18% menjadi 35,25% ketika suhu akhir meningkat dari 84 menjadi 100 C. Hasil menunjukkan bahwa suhu yang lebih tinggi memang memiliki efek sinergis terhadap efek non-termal microwave pada inaktivasi mikroba, yang memverifikasi sinergisme dari dua jenis perlakuan microwave ini. 

Dengan intensitas inaktivasi mikroba yang sama (7.5-log CFU/g), proses microwave mempersingkat waktu proses dibandingkan dengan perlakuan water bath. Disamping itu, perlakuan microwave menghasilkan ekstraksi lipid tertinggi (P <0.05), sehingga menghasilkan ekstraksi lipid total dan persentase PUFA yang jauh lebih tinggi pada pengolahan menggunakan microwave (khususnya untuk ARA, EPA dan DHA).

Penggunaan microwave tidak hanya menghasilkan senergis efek termal dan non-termal, namun juga dapat dikombinasikan dengan teknologi atau bahan lain yang mendukung timbulnya efek sinergis yang lebih kuat dalam inaktivasi patogen. Berdasarkan penelitian yang merujuk pada literatur Kim et al. (2023) pemanasan microwave 915 MHz dan minyak atsiri dapat menghasilkan efek sinergis pada inaktivasi patogen bawaan makanan khususnya Esherichia coli O157:H7, Salmonella Thyphimurium, dan Listeria monocytogenes dalam saus sambal pedas. Berbagai jenis minyak atsiri yang digunakan sebagai perlakuan kombinasi adalah carvacrol (CL), eugenol (EU, carvone (CN), dan citral (CI).

Minyak atsiri CL dikombinasikan dengan pemanasan menggunakan microwave 915 MHz, terjadi inaktivasi sinergistik yang signifikan pada E. coli O157:H7, S. Typhimurium, dan L. monocytogenes. Perlakuan kombinasi antara minyak atsiri CL dan microwave 915 MHz menghasilkan penurunan populasi patogen yang lebih besar yaitu E. coli O157:H7 sebesar 4.4-log CFU/mL, S. Typhimurium sebesar 3.5-log CFU/mL, dan L. monocytogenes 2.3-log CFU/mL dibandingkan dengan perlakuan tanpa kombinasi atau perlakuan dengan minyak atsiri lainnya. 

Hal ini menunjukkan potensi penggunaan kombinasi minyak atsiri CL dan pemanasan menggunakan microwave 915 MHz sebagai metode inaktivasi mikroba yang efektif.