MODUL MENERAPKAN TEKNIK PENGGUNAAN SUHU RENDAH

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 8^OC 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 -18^OC atau dibawahnya akan mencegah kerusakan mikrobiologis. Mikrobia psikrofilik (mikroba tahan suhu rendah) mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es, terutama suhu 0^O-5^OC. dengan demikian maka penyimpanan pada suhu 18^OC 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 -40^OC. 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 -196^OC dan CO₂ dengan titik didih -88^OC 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.