Ilmu Pangan

Mata kuliah ini mempelajari asas-asas perancangan percobaan, percobaan faktorial, beberapa rancangan baku, analisis ragam, analisis peragam, dan perbandingan antar perlakuan. Mata kuliah ini juga membahas asumsi-asumsi dasar dari analisis ragam, regresi linier sederhana, korelasi antar peubah, regresi linier berganda, uji khi-kuadrat, dan analisis data kategorik.

Mata kuliah ini membahas prinsip-prinsip kimiawi komponen bahan pangan, baik komponen makro (air, lemak, karbohidrat, protein, dan enzim) maupun mikro (vitamin, mineral, pigmen, bahan tambahan pangan, komponen toksik, dan komponen mikro lainnya), yang mencakup komposisi, struktur kimia, dan mekanisme reaksi kimia yang melibatkan komponen-komponen pangan olahan.

Mata kuliah ini membahas mengenai karakteristik mikroba dan peranannya dalam kerusakan, keamanan pangan, fermentasi dan bioteknologi pangan. Materi kuliah juga membahas pengaruh proses fisik dan kimia terhadap mikroba dalam pengawetan pangan yang meliputi mekanisme ketahanan sel vegetatif dan spora dalam proses pengolahan serta kerusakan letal dan subletal mikroba.

Mata kuliah ini membahas berbagai aspek rekayasa proses industri pangan dengan pendekatan model fisik dan matematik. Berbagai aspek rekayasa industri pangan yang akan dibahas dalam kuliah ini adalah pindah momentum (aliran fluida), pindah panas dan massa, serta kinetika (pemanasan, pendinginan, pembekuan, pengeringan, proses panas/termal). Beberapa alternatif teknologi proses dalam industri pangan yang sedang berkembang juga akan dibahas dalam kuliah ini, antara lain, microwave, pemanasan ohmic dan dielektrik, dan lain-lain.

Mata kuliah ini membahas prinsip dan pengenalan berbagai jenis alat dan instrumen penelitian serta penggunaannya dalam analisis bahan pangan, khususnya dalam penguasaan analisis dengan menggunakan peralatan-peralatan yang tinggi ketelitiannya.

Mata kuliah ini membahas kerangka dasar biokimia untuk menganalisis fenomena di bidang ilmu pangan pada taraf molekuler. Materi yang diperdalam hingga tingkat molekuler meliputi peranan organel/molekul sel dalam sel signaling dan aktivasi, hubungan struktur dan fungsi protein, mekanisme dan kinetika enzim, regulasi dalam bioenergetika, serta pangan transgenik dan nutrigenomik.

Mata kuliah ini memberikan pemahaman dan latihan tentang keseluruhan kegiatan penelitian dari pengembangan ide, perumusan topik/judul, perencanaan, perancangan percobaan, analisis data, strategi pelaksanaan penelitian dalam bidang ilmu pangan dan cara penulisan tesis/disertasi sampai cara publikasi di jurnal ilmiah. Materi kuliah meliputi arti dan makna ilmuwan, iptek, R&D, temuan ilmiah (discoveries and inventions) dalam bidang ilmu pangan, kekhasan penelitian bidang pangan, cara menyusun usulan penelitian, penilaian usulan penelitian dan mutu hasil penelitian, strategi bekerja meneliti, hasil karya ilmiah, etika penelitian dan publikasi serta bahasa ilmiah. Responsi meliputi latihan-latihan dan tugas-tugas akademik yang hasilnya disajikan dalam bentuk seminar kelas. Kelas dibagi menjadi grup kecil (2–3 orang), masing-masing grup mempunyai tugas sendiri. Masing-masing anggota grup secara bergiliran menjadi penyaji, pemimpin seminar kelas, dan penjawab dalam diskusi seminar kelas.

Mata kuliah ini membahas penggunaan teknik-teknik analisis kimia, fisik dan mikrobiologi dari komponen pangan. Analisis kimia mencakup prinsip dan aplikasi kromatografi (GC, GC-MS, dan HPLC) dan spektroskopi (spektrofotometri UV-Vis dan spektroskopi serapan atom (AAS) dan elektroforesis. Juga dibahas teknik pengambilan contoh dan persiapan contoh untuk analisis kimia. Analisis fisik mencakup prinsip dan aplikasi viscometer (Brookfield viscometer, Brabender viscograph dan Rapid Visco Analyzer, Extensograph, dan Farinograph), teksturometer dan kolorimeter. Analisis mikrobiologi mencakup metode konvensional yang penting dalam pangan, evaluasi injury pada bakteri dan spora, analisis sifat antimikroba serta prinsip dan aplikasi metode cepat berbasis ATP, imunologi, enzim dan DNA. Praktikum mencakup analisis kimia dengan instrumen (spektrofotometer, GC, HPLC, AAS), analisis fisik dengan viscometer, Brabender viscograph, Farinograph, extensograph, dan colorimeter), dan analisis mikrobiologi yang mencakup analisis mikrobiologi konvensional, evaluasi injury pada bakteri dan spora, analisis sifat antimikroba serta demonstrasi analisis mikrobiologi berbasis imunologi dan enzim.

Mata kuliah ini membahas sifat-sifat mekanis yang penting dalam menentukan kualitas reologi dan tekstur makanan. Juga dibahas sifat-sifat fisik makanan seperti kerapatan, difusivitas panas, konduktivitas panas, porositas, heat capacity dan sebagainya. Penerapan alat-alat yang digunakan dalam pengukuran sifat mekanis serta sifat fisik lainnya, antara lain, mikroskop biasa, mikroskop elektron, instrumen penentu kekerasan, termokopel, instrumen penganalisis panas, dan sebagainya.

Kuliah ini bertujuan membekali mahasiswa dengan konsep mendasar cara-cara pengukuran, analisis data dan mengaplikasikan metode analisis sensori dalam penelitian dan pengembangan produk pangan, serta interpretasi data uji sensori agar mampu merancang dan melaksanakan penelitian menggunakan metode sensori. Materi kuliah meliputi konsep-konsep pengukuran rangsangan dan respons, teori psikofisik untuk penentuan ambang rangsangan, sarana pengujian sensori, metode-metode analisis sensori (uji pembedaan, deskriptif, uji penerimaan dan uji konsumen), analisis data sensori lanjut (multivariate analysis) dan korelasi, sifat objektif dan uji sensori, serta seleksi dan keterandalan panelis.

Mata kuliah ini membahas konsep dasar pengolahan dan pengawetan pangan, berbagai teknologi pengolahan dan pengawetan yang mencakup perlakuan fisik dan kimia, seperti pengaturan aktivitas air, penggunaan suhu, proses pengolahan lanjut (modifikasi pati, lemak, protein), proses separasi (superkritikal, separasi membran, distilasi bertingkat), dan proses interaksi molekuler (emulsi).

Mata kuliah ini membahas teori dan pengukuran parameter-parameter yang mendasari pengemasan pangan yang meliputi parameter hidratasi, interaksi pangan dan kemasan, penyimpangan mutu dan aspek keamanan pangan, analisis migrasi kemasan dan food contact materials, tren pengemasan masa depan (kemasan aktif dan cerdas), dan pemilihan model-model untuk simulasi penentuan kadaluarsa. Pendekatan teoritis pengemasan pangan sebagai proteksi sampai promosi (estetika) juga akan dibahas.

Mata kuliah ini membahas perubahan sifat kimia komponen pangan selama proses pengolahan dan penyimpanan, yang meliputi perubahan kimia komponen karbohidrat, lemak, protein, vitamin, mineral, komponen cita rasa (flavor) dan pigmen, interaksi kimia antar komponen yang terjadi, mekanisme reaksinya, serta pengaruhnya terhadap sifat fungsional dan karakteristik sistem pangan. Pembahasan juga meliputi pengaruh kondisi proses pengolahan dan/atau lingkungan (seperti panas/suhu, pH, oksigen dan kelembaban) terhadap perubahan kimia komponen pangan dan karakteristik pangan. Studi kasus membahas hasil-hasil penelitian terkini yang telah dipublikasikan yang berkaitan dengan perubahan sifat kimia komponen pangan sebagai akibat proses pengolahan dan penyimpanan. Praktikum mencakup praktik untuk melihat pengaruh proses pengolahan (formulasi, pemanasan, pengasaman, ekstrusi, dan proses pengolahan lainnya) terhadap reaksi dan perubahan sifat kimia komponen pangan.

Mata kuliah ini membahas ingredient, bahan tambahan pangan (BTP) dan processing aid dalam sistem pangan dari aspek sifat kimia, fungsional, dan kegunaannya secara teknis dalam proses pengolahan pangan. Aspek regulasi mencakup mekanisme penetapan regulasi BTP dan processing aid serta regulasi-regulasi yang berlaku di tingkat nasional dan internasional.

Mata kuliah ini membahas pengertian tentang komponen bioaktif, sumber dan peranannya dalam bahan pangan, klasifikasi komponen bioaktif pangan serta sifat-sifat fisikokimia komponen bioaktif pangan, biosintesis komponen aktif di dalam tanaman, sifat-sifat farmakologinya serta kaitannya dengan resiko berpenyakit kanker dan penyakit pembuluh arteri, serta ekstraksi, isolasi, dan karakterisasi komponen bioaktif pangan.

Prasyarat: Mikrobiologi Pangan Lanjut. Mata kuliah ini membahas masalah keamanan pangan ditinjau dari segi mikrobiologi. Secara umum akan dibahas karakteristik dan faktor-faktor virulensi mikroba patogen, survival (ketahanan hidupnya) dalam pangan, mekanisme patogenesis, dan cara penyebarannya. Mata kuliah ini juga membahas metode deteksi patogen dalam pangan, studi epidemiologis kasus-kasus keracunan pangan oleh patogen atau metabolit yang dihasilkannya, serta manajemen keamanan pangan di tingkat pemerintah dan industri. Sifat fisiologi, genetika, dan toksin beberapa patogen yang penting dalam pangan serta penyakit yang ditimbulkannya serta pengendaliannya dalam pangan juga akan dibahas.

Prasyarat: Mikrobiologi Dasar/Pangan/Industri; Biokimia Dasar, Prinsip Teknik Pangan. Mata kuliah ini membahas fisiologi sel mikroba dan sel tanaman serta manipulasinya, baik secara mutasi konvensional (radiasi dan seleksi) maupun mutakhir (rekayasa genetika, fusi sel), untuk memproduksi metabolit primer dan sekunder yang merupakan produk-produk bahan tambahan pangan, seperti asam-asam organik, asam-asam amino, flavor, enzim pangan, dan sebagainya. Mata kuliah ini juga membahas teknologi fermentasi yang terkontrol dalam upaya menghasilkan produk-produk tersebut dengan fermentor disertai dengan pemilihan teknik fermentasi yang tepat yang dilandasi dengan kinetika fermentasi serta sistem kontrol terputus (off-line) dan kontinyu (on-line) dengan aplikasi biosensor. Beberapa pendekatan menuju industrialisasi bioteknologi dan aplikasi bioteknologi untuk analisis pangan juga dibahas dalam kuliah ini.

Mata kuliah ini membahas faktor-faktor yang menentukan dan mempengaruhi nilai gizi protein, karbohidrat, lemak, vitamin dan mineral, baik yang bersifat alami maupun akibat proses pengolahan, dan penyimpanan pangan. Selain zat gizi, juga akan dibahas zat-zat non-gizi yang memiliki peranan penting bagi kesehatan, seperti serat pangan dan berbagai komponen bioaktif lainnya. Metode evaluasi tersebut dapat dilakukan secara kimia, mikrobiologis, biokimia (enzimatis), maupun biologis dengan menggunakan hewan model.

Prasyarat : Kimia Organik atau Kimia Pangan. Mata kuliah ini menerangkan terminologi yang digunakan dalam bidang flavor, persepsi manusia terhadap aroma, serta rasa dan faktor-faktor yang berkontribusi pada sensasi flavor. Selain itu, mata kuliah ini juga menjelaskan tentang mekanisme pembentukan komponen flavor dalam produk pangan, komposisi, karakter kimiawi, dan sensori komponen yang bertanggung jawab terhadap flavor tersebut, termasuk komponen pemicu dan pemodifikasi rasa serta metode analisisnya. Didiskusikan juga secara singkat teknologi dan kreasi flavor yang sedang dikembangkan di industri flavor atau implementasi flavor dalam industri pangan.

Mata kuliah ini membahas komposisi kimia hasil perkebunan dan pengaruhnya terhadap karakteristik produk olahan, berbagai komponen intrinsik hasil perkebunan, sifat kimia dan hubungannya satu dengan yang lainnya serta identifikasi, ekstraksi dan karakterisasi.

Mata kuliah ini membahas teori dan parameter yang mendasari penyimpanan pangan: karakteristik hidratasi dan biofisika/hidrotermik, aspek indeks kerusakan, penyimpangan mutu (fisik, biologi, kimia-biokimia, mikrobiologi/toksin) dan keamanan pangan, serta model-model penentuan daya simpan.

Mata kuliah ini membahas analisis model pada proses pengeringan hasil pertanian yang mencakup ikatan air, transfer panas dan materi, dan model-model pada proses pengeringan dengan titik berat pembahasan kuliah pada analisis model, sedangkan praktikum pada metodologi penelitian. Bahan kuliah meliputi termodinamika air dan ikatan air, transfer panas dan air, klasifikasi pengeringan menurut prinsip data sifat-sifat bahan, macam-macam model analisis proses pengeringan, dan aplikasi komputer dalam analisis pengeringan.

Mata kuliah ini membahas sistem penanganan dan transportasi produk pangan nabati dan hewani yang dititikberatkan pada strategi meminimumkan kehilangan (losses) dan mengoptimalkan kualitas produk dari sejak pemanenan sampai ke konsumen. Dibahas juga prosedur-prosedur penanganan secara fisik dan kimiawi yang termasuk sistem pemanenan, pengemasan dan penyimpanan/penggudangan, serta penyiapan bagi pemasaran produk segar, teknik-teknik pengangkutan/pemindahan yang mencakup pemilihan peralatan transpor yang digunakan maupun teknik desain bangunan dan peralatannya, serta faktor-faktor keamanan dan kualitas, inspeksi, dan standarisasi produk.

Mata kuliah ini membahas secara mendalam sifat fisiko-kimia lipida dan peranannya terhadap sifat fungsional dalam sistem pangan. Pembahasan kimia trigliserida, auto dan thermal oksidasi, antioksidan, reaksi kimia akibat panas, prinsip dan aplikasi polymorphism, stereokimia analisis, interesterifikasi dan hidrogenasi, fraksinasi lipida dan bioteknologi minyak dan lemak. Membahas penelitian lipida masa kini dalam konteks seperti separasi dan ekstraksi dengan metode supercritical fluid dan penggunaan instrumentasi dalam penelitian lipida.

Mata kuliah ini membahas secara mendalam sifat fisiko-kimia karbohidrat dan peranan sifat fungsionalnya dalam bahan pangan, meliputi monooligo dan polisakarida. Mata kuliah ini juga membahas konfigurasi, konformasi, dan reologi struktur polisakarida pada larutan dan gel serta degradasi termal, modifikasi struktur, aspek fisiko-kimia dan teknologi pati, maupun polisakarida lain serta interaksinya. Pada mata kuliah ini juga dibahas polisakarida dinding sel, serat dan enzim, serta polisakarida, khususnya pektin, alginat, karboksil metil selulosa, karagenan, maupun madu.

Mata kuliah ini membahas penelitian dan pengembangan pangan fungsional yang meliputi uji-uji in vitro dan in vivo untuk menggali informasi tentang keamanan, khasiat, dan mekanisme biologis dalam tubuh. Dalam mata kuliah ini juga dibahas formulasi dan suplementasi komponen-komponen bioaktif pangan untuk pengembangan produk-produk pangan fungsional, terutama yang berbasis sumber daya lokal.

Mata kuliah ini berisi penjabaran mengenai reaksi-reaksi biokimia yang terjadi pada senyawa-senyawa toksik pada sel metabolisme dalam tubuh manusia mulai dari pencernaan, penyerapan, distribusi, dan akumulasi. Dampak reaksi-reaksi yang terjadi selama proses metabolisme terhadap kesehatan juga dibahas secara rinci dan meliputi dosis toksik akut dan kronis. Dalam mata kuliah ini dibahas juga sistem pertahanan tubuh dalam menghilangkan senyawa asing (xenobiotik) dari dalam tubuh, hubungannya dengan status gizi, dan sistem metabolisme secara keseluruhan. Contoh-contoh senyawa metabolisme xenobiotik akan ditekankan pada senyawa-senyawa yang berasal dari bahan pangan, baik yang berasal secara alamiah maupun bahan yang ditambahkan dan kontaminasi.

Mata kuliah ini membahas tentang metode-metode nutrifikasi pangan yang meliputi suplementasi asam amino dan protein, komplementasi antar dua jenis protein, nutrifikasi lemak/minyak makan, fortifikasi vitamin dan mineral, suplementasi serat makanan, serta faktor-faktor yang mempengaruhi baik teknis maupun non teknis.

Mata kuliah ini membahas cara-cara pemanenan pangan hasil ternak, penanganan setelah pemanenan, pengenalan ciri-ciri kualitas pangan hasil ternak, cara-cara penyimpanan dan pengawetan, serta cara-cara evaluasi hasil penyimpanan dan pengawetan.

Mata kuliah ini membahas berbagai bentuk olahan produk hortikultura (buah-buahan dan sayuran) dalam bentuk pangan tradisional maupun modern.

Mata kuliah ini membahas ulasan tentang teknologi pengolahan kelapa sawit dan industri hilirnya dalam rangka optimasi pemanfaatan dan pemberian nilai tambah serta prinsip pemanfaatan hasil kelapa sawit dan industri hilirnya yang berkesinambungan.

Mata kuliah ini mempelajari cara-cara dan teknik untuk mempertahankan mutu serta meningkatkan nilai tambah produk kakao, kopi, dan teh serta pemanfaatan kakao, kopi, dan teh menjadi berbagai jenis produk pangan serta bentuk-bentuk industri hilirnya.

Mata kuliah ini membahas berbagai jenis bahan baku gula dan teknologi proses pengolahannya serta bentuk-bentuk pangan yang menggunakan gula sebagai bahan bakunya.

Tesis pada Program Magister Ilmu Pangan USU merupakan penelitian berbasis sumber daya lokal dalam rangka mengembangkan penerapan dan daya inovasi IPTEK dalam bidang kimia/mikrobiologi/ biokimia/rekayasa proses pangan.