PENGGUNAAN
SUHU RENDAH
Prinsip dasar pengawetan dengan menggunakan
suhu rendah adalah
1. Memperlambat
kecepatan reaksi metabolisme
2. Menghambat
pertumbuhan mikroorganisme penyebab kebusukan dan kerusakan
Setiap penurunan suhu sebesar 8OC
maka kecepatan reaksi metabolisme berkurang setengahnya. Semakin rendah suhu
maka semakin lama rusaknya. Jika bahan pangan dibersihkan terlebih dahulu
sebelum didinginkan. Hal ini dimaksudkan agar bahan pangan yang akan disimpan
sedapat mungkin terbebas dari kontaminan awal terutama mikroorganisme dari
golongan psikofilik yang tahan suhu dingin.
Cara pengawetan
dengan menggunakan suhu rendah dikelompokkan menjadi 2 yaitu pendinginan
(cooling) dan pembekuan (freezing)
Perbedaan pendinginan dan pembekuan
|
Pendinginan
|
Pembekuan
|
Suhu penyimpanan
|
-2 sampai 10OC
|
-12 sampai -24OC
|
Daya awet
|
Beberapa hari sampai minggu
|
Beberapa bulan sampai tahun
|
Tidak semua bahan
tahan terhadap suhu dingin atau suhu beku. Ketahanan bahan terhadap pendinginan
atau pembekuan sangat dipengaruhi oleh sifat atau karakteristik bahan.
Bahan-bahan hasil pertanian yang diproduksi di daerah sub tropis (dingin)
umumnya lebih tahan bila dibandingkan dengan yang diproduksi di daerah tropis
(daerah panas).
Pendinginan dan
pembekuan juga dapat menghambat proses metabolisme mikroorganisme dan
reaksi-reaksi enzimatis dan reaksi-reaksi kimia lainnya pada bahan. Pendinginan
dan pembekuan sifatnya pertumbuhan mikroorganisme tersebut dimungkinkan dapat
aktif kembali apabila bahan tersebut dikeluarkan dari tempat pendinginan.
Jumlah
mikroorganisme pada bahan yang didinginkan atau dibekukan sangat ditentukan
pada perlakuan pendahuluan sebelum bahan tersebut didinginkan atau dibekukan.
Contoh perlakuan pendahuluan pada proses pendinginan atau pembekuan adalah :
1. Pencucian
atau pembersihan
2. Blanching
3. Sterilisasi
4. Pasteurisasi
Tujuan dari
perlakuan pendahuluan adalah untuk menekan jumlah mikroba dan menghambat
reaksi-reaksi enzimatis sebelum bahan didinginkan atau dibekukan.
PENGARUH
PEMBEKUAN PADA BAHAN
1. Pengaruh
pembekuan terhadap jaringan bahan
Titik
beku bahan makanan adalah suhu saat terbentuknya kristal es pada bahan. Titik
beku bahan sangat dipengaruhi oleh kandungan air yang terdapat didalam bahan
dan komponen lain yang terlarut didalamnya. Pada bahan yang mengandung cairan
pekat memerlukan suhu lebih rendah daripada cairan yang encer. Terbentuknya
kristal es yang besar atau kecil merupakan salah satu factor yang berpengaruh
terhadap kualitas bahan yang dibekukan. Pada pembekuan lambat ukuran kristal es
yang terbentuk besar sehingga dapat merusak sel bahan dan apabila dilakukan
pencairan cairan sel banyak yang keluar karena akibat pecahnya sel.
2. Pengaruh
pembekuan terhadap aktifitas enzim-enzim
Beberapa
enzim dapat terdenaturasi (rusak) pada suhu beku tetapi ada beberapa enzim yang
tahan terhadap pembekuan. Pada pembekuan yang tidak sempurna (sebagian bahan belum beku) dapat menyebabkan
peningkatan konsentrasi elektrolit dan perubahan pH pada bahan (khususnya pada
bagian bahan yang masih mengandung air). Keadaan seperti ini dapat berpengaruh
buruk terhadap produk yang dibekukan. Dalam system beku viskositas larutan
menjadi lebih tinggi sehingga dapat menghalangi difusi enzim dan substar
sehingga aktifitas enzim dapat terhambat.
3. Pengaruh
pembekuan pada mikroorganisme
Penyimpanan
beku pada suhu -18OC atau dibawahnya akan mencegah kerusakan
mikrobiologis. Mikrobia psikrofilik (mikroba tahan suhu rendah) mempunyai
kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es, terutama suhu 0O-5OC.
dengan demikian maka penyimpanan pada suhu 18OC dapat mengakibatkan
tidak aktifnya mikrobia tersebut. Jumlah mikroorganisme biasanya menurun selama
pembekuan karena sel mikrobia rusak.
TEKNIK
PENDINGINAN
Kecepatan
bahan menjadi dingin dikenal dengan laju pendinginan yaitu waktu yang
dibutuhkan dalam pendinginan/pembekuan bahan sehingga suhu bagian tengah bahan
sama dengan suhu pendiginan/beku.
Factor
yang mempengaruhi laju pendinginan antara lain :
1. Kecepatan
pindah panas dari bahan ke medium pendingin
2. Perbedaan
suhu antara bahan dengan medium pendingin
3. Kecocokan
antara medium pendingin dengan bahan
4. Kecepatan
medium pendingin
5. Sifat medium
pendingin
Beberapa
teknik pendinginan yang umum dilakukan :
1.
Pendinginan
alami (natural cooling)
Pendinginan
alami adalah pendinginan dengan menggunakan es sebagai bahan pendingin atau
penyerap panas (refrigant). Cara ini banyak digunakan dalam pengangkutan buah,
sayur dan daging. Beberapa teknik pendinginan alami :
a. Hidro
cooling yaitu pencelupan atau perendaman bahan kedalam air dingin
b. Ice toping
yaitu pendinginan dengan cara meimbun bahan menggunakan kristal es
c. Spray
cooling yaitu pendinginan dengan cara menghembuskan udara dingin pada bahan
yang didinginkan
Prinsip
pendinginan yaitu udara yang berada didekat es akan dingin, karena udara dingin
mempunyai berat jenis lebih besar, maka udara akan bergerak ke bawah dan kontak
dengan bahan yang didinginkan. Udara dingin tersebut selanjutnya akan mendapat
panas dari bahan. Sebaliknya udara dingin yang telah membawa panas dari bahan
berat jenisnya menjadi lebih kecil sehingga udara tersebut akan bergerak keatas
dan berhubungan lagi dengan es. Demikian proses ini berulang-ulang sampai bahan
menjadi dingin.
2.
Pendinginan
secara mekanis (mechanical cooling)
Pendinginan
secara mekanis dilakukan menggunakan cairan pendingin (refrigant) untuk
menyerap panas bahan. Penyerapan panas terjadi pada saat cairan refrigant
tersebut menguap.
Sifat-sifat
refrigant :
1. Memiliki
titik didih
2. Tidak
bersifat racun atau tingkat keracunan rendah
3. Tidak mudah
terbakar
4. Biaya murah
5. Daya serap
terhadap minyak pada kompresor rendah
Refrigant
yang sering digunakan dalam pendinginan atau pembekuan adalah :
1. Ammoniak
2. Ethyl
khlorida
3. Belerang
diokida
4. Propanol
5. Metil
khlorida
6. Karbon
dioksida
Suhu penyimpanan, kelembaban dan daya simpan
buah
Komoditas
|
Suhu (OF)
|
Kelembaban (%)
|
Daya simpan
|
Alpukat
|
37-48
|
85-90
|
1-2 minggu
|
Pisang
mentah
|
53-60
|
85-90
|
1-4 minggu
|
Jambu biji
mentah
|
7-10
|
90
|
4 minggu
|
Mangga
|
50
|
85-90
|
15-20 minggu
|
Manggis
|
39-42
|
85-90
|
7 minggu
|
Jeruk
manis
|
|
85-90
|
8-10 minggu
|
Papaya
|
45
|
85-90
|
25-30 minggu
|
Nenas
|
50-60
|
85-90
|
3-4 minggu
|
Sawo
|
37-42
|
90
|
3 minggu
|
Srikaya
|
41
|
85-90
|
6 minggu
|
Durian
|
39-42
|
85-90
|
6-8 minggu
|
Jambu biji
|
47-50
|
85-90
|
2-5 minggu
|
Nangka
|
52-55
|
85-90
|
6 minggu
|
Langsat
|
52-58
|
85-90
|
2 minggu
|
Markisa
|
42-45
|
85-90
|
3 minggu
|
Kesemek
|
32-35
|
85-90
|
7 minggu
|
Rambutan
|
50
|
85-90
|
1-2 minggu
|
TEKNIK
PEMBEKUAN
1.
Pembekuan
dengan penghembusan udara dingin
Proses
pembekuan bahan dilakukan dengan menggunakan media pendingin berupa udara
dingin yang berusuhu -10 sampai -40OC. udara dingin akan membawa
panas yang dikeluarkan oleh bahan. Pembekuan dengan hembusan udara dingin dapat
diterapkan untuk segala bentuk produk. Kelemahan teknik ini bahan yang
didinginkan kadang-kadang dapat menjadi kering akibat udara dingin yang
digunakan harus menjangkau keseluruh permukaan bahan.
2.
Pembekuan
kontak atau plat
Teknik
pembekuan ini hanya bagi produk yang mempunyai bentuk tertentu atau tahan
terhadap tekanan. Bahan yang dibekukan diletakkan diatas plat yang telah
didinginkan lebih dahulu. Khusus bahan bentuk pasta dan butiran tidak dapat
dibekukan dengan cara ini.
3.
Pembekuan
kontak tidak langsung
Teknik
pembekuan ini sangat cocok untuk produk berbentuk pasta. Pada cara ini proses
pembekuan dilakukan dua tahap. Pertama bahan dibekukan secara tepat (beberapa
detik) selanjutnya bahan dipak. Tahap kedua bahan yang telah dipak kemudian
dibekukan lagi dengan cara menghembuskan udara dingin dengan pembekuan emersi
(dicelupkan atau disemprotkan dengan medium pendingin)
4.
Perendaman
langsung dengan cairan pendingin
Perendaman
produk secara langsung pada cairan pendingin atau dengan menyemprotkan cairan
pendingin diatas produk. Contoh media pendingin yang digunakan adalah nitrogen
cair dan CO2 cair. Penggunaan nitrogen cair dengan titik didih -196OC
dan CO2 dengan titik didih -88OC dapat menyebabkan proses
pembekuan terjadi sangat cepat. Hal ini terjadi karena adanya perbedaan yang
jauh antara titk beku bahan dengan titik didih medium pendingin.
FAKTOR-FAKTOR
YANG BERPENGARUH TERHADAP PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN
1. Suhu
Daya
tahan bahan terhadap suhu dingin/beku sangat bervariasi. Hal ini sangat
dipengaruhi oleh sifat atau karakteristik dari bahan yang didinginkan atau
dibekukan.
2. Kualitas
bahan
Bahan
yang memiliki kualitas yang baik lebih tahan lama disimpan dari pada bahan yang
cacat dan rusak. Hal ini karena bahan yang cacat atau rusak biasanya telah
ditumbuhi mikroorganisme.
3. Perlakuan
pendahuluan
Perlakuan pendahuluan sebelum bahan didinginkan/dibekukan bertujuan
untuk menjaga bahan agar tidak mengalami
perubahan selama dalam penyimpanan dingin/beku.
4. Kelembaban
udara ruang pendingin
Kelembaban
sangat berpengaruh terhadap terjadinya proses pembusukan atau pengeringan pada bahan
yang disimpan. Kelembaban yang tinggi dapat merangsang tumbuhnya
mikroorganisme. Kelembaban yang rendah dapat menyebabkan bahan menjadi kering.
Makanan yang akan didinginkan sebaiknya dibungkus untuk menghindari adanya
penguapan kandungan air
5. Jumlah bahan
yang dibekukan dan didinginkan
Jumlah
bahan yang dibekukan akan mempengaruhi kelancaran sirkulasi udara
dingin/perpindahan energi agar kecepatan pembekuan tidak terhambat
6. Metode
pembekuan
Metode
pembekuan akan berpengaruh terhadap kristal yang terbentuk dan kenampakan dari
bahan tersebut. Pada pembekuan cepat penampakan bahan lebih cerah karena
refleksi dari kristal yang terbentuk.
7. Kemasan yang
digunakan
Pembekuan
yang dilakukan pada bahan yang sel-selnya terbuka diperlukan pengemasan untuk
melindungi bahan dari proses penguapan. Bahan pangan yang tidak dilindungi
dengan kemasan akan mudah terkontaminasi oleh mikroorganisme yang berada
diruang pendingin.
Penggunaan
kemasan harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu :
1. Harus tahan
terhadap penanganan yang bersifat mekanis
2. Harus hemat
ruangan
3. Pemakaian
praktis
4. Biaya murah
Kemasan
yang digunakan antara lain
1. Kayu/kotak
2. Karton/kertas
3. Plastic
4. Stainless
steel, aluminium foil
8. Aliran udara
Aliran
udara didalam ruangan pendingin berfungsi untuk meratakan suhu dan akan
mencegah terjadinya pengumpulan uap air. Dengan adanya sirkulasi udara yang
cukup, maka penyebaran suhu pada bahan akan merata.
Penggunaan suhu beku tidak sama untuk setiap
komoditas. Ada kecenderungan makin rendah suhu pendingin daya simpannya makin
tinggi.
Suhu pembekuan untuk beberapa komoditas
pertanian
Komoditas
|
Suhu
penyimpanan
|
Daya
simpan dengan mutu yang tinggi
|
Buah
stroberi
|
-18OC
|
12 minggu
|
Buah
stroberi
|
-12OC
|
<2 minggu
|
Buah
stroberi
|
-5OC
|
0,2 minggu
|
Buncis
hijau
|
-18OC
|
10-12 minggu
|
Buncis
hijau
|
-12OC
|
3 minggu
|
Buncis
hijau
|
-5OC
|
1 minggu
|
Ayam
mentah
|
-18OC
|
12-18 minggu
|
Ayam
mentah
|
-12OC
|
8 minggu
|
Ayam
mentah
|
-5OC
|
2-3 minggu
|
Ayam
goreng
|
-18OC
|
2-3 minggu
|
Ayam
goreng
|
-12OC
|
<1 minggu
|
Ayam
goreng
|
-5OC
|
<0,6 minggu
|
Daging
sapi
|
-18OC
|
10-14 minggu
|
Daging
sapi
|
-12OC
|
4,6 minggu
|
Daging
sapi
|
-5OC
|
<2 minggu
|
Ikan
(berlemak tinggi)
|
-18OC
|
2-3 minggu
|
Ikan
(berlemak tinggi)
|
-12OC
|
1,5 minggu
|
Ikan
(berlemak tinggi)
|
-5OC
|
0,8 minggu
|
KERUSAKAN-KERUSAKAN
DALAM PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN
1. Kerusakan
karena suhu dingin (chilling injury)
Buah-buahan
dan sayur-sayuran yang peka terhadap suhu dingin akan mengalami reaksi-reaksi
fisiologis yang tidak normal. Reaksi fisiologis yang tidak normal tersebut
dapat menimbulkan senyawa-senyawa beracun. Senyawa beracun yang dihasilkan
antara lain adalah asetaldehida, etanol, asam keton dan polifenol teroksidasi.
Ciri-ciri terjadinya chilling injury pada mangga adalah tidak manis, kulit
suram, pematangan tidak merata dan bercak-bercak berwarna belang. Factor yang
mempengaruhi kerusakan adalah jenis komoditas, varietas, tingkat kemasakan,
suhu dan lama penyimpanan.
2. Kerusakan
oleh bahan pendingin
Bahan
pendingin adalah bahan kimia yang digunakan sebagai bahan pendingin. Amonia
harus dijaga jangan sampai masuk keruang pendingin. Apabila terjadi kebocoran
pada pipa ammonia sebaiknya proses pendinginan tidak dilanjutkan. Apabila
terjadi kebocoran maka bahan yang didinginkan akan menjadi coklat atau hitam
kehijaun. Apabila hal tersebut didiamkan maka bahan akan menjadi lunak dan
rusak.
3. Kehilangan
berat bahan
Berkurangnya
berat bahan biasanya disebabkan adanya penguapan sebagian air yang terkandung
di dalam bahan selama bahan didinginkan
4. Denaturasi
protein
Sifat-sifat protein
sangat dipengaruhi oleh
keadaan air. Perubahan
keadaan air.
Perubahan keadaan air pada bahan yang
didinginkan/dibekukan dapat menimbulkan terjadinya denaturasi protein artinya
putusnya ikatan-ikatan air dan berkurangnya perubahan rasa dan bau. Khusus
untuk daging menjadi lebih liat.