Titik Beku Bahan Pangan
Sel-sel
hidup banyak mengandung air, sering kali sampai dua pertiga atau lebih dari
jumlah beratnya. Di dalam medium ini banyak terlarut senyawa organic dan
anorganik, termasuk garam, gula, dan asam dalam bentuk larutan, juga termasuk
molekul organic yang lebih kompleks seperti protein dalam bentuk
suspensi koloidal. Sedikit banyak juga terdapat gas-gas yang terlarut
dalam larutan yang berair. Perubahan-perubahan fisik, kimia dan biologis
yang terjadi di dalam bahan pangan selama pembekuan dan pencairan merupakan
proses yang sangat kompleks dan belum
seluruhnya diketahui. Walaupun demikian sangat bermanfaat mempelajari perilaku
perubahan-perubahan ini. Sehingga dapat dirancang suatu proses pembekuan bahan
pangan dengan berhasil.
Titik beku
suatu cairan adalah suhu di mana cairan tersebut dalam keadaan seimbang dengan
bentuk padatnya. Suatu larutan dengan tekanan uap yang lebih rendah dari zat
pelarut murni tidak akan seimbang dengan zat pelarut yang padat pada titik beku
normalnya. Sistem tersebut harus didinginkan sampai suhu dimana larutan dan zat
pelarut yang padat mempunyai tekanan yang sama. Titik beku suatu larutan adalah
lebih rendah daripada zat pelarut murni. Titik beku bahan pangan adalah lebih
rendah daripada air murni.
Bilamana
suatu cairan menguap, molekul-molekul yang lepas memberikan suatu tekanan yang
dikenal dengan tekanan uap. Tekanan total dari suatu system akan sama dengan
tekanan parsial dari tekanan tersebut. Penambahan zat terlarut yang bersifat
tidak menguap (gula) ke dalam air akan menurunkan tekanan uap air dari larutan
gula dalam air, dan titik beku larutan tersebut akan menjadi lebih rendah
daripada air murni. Oleh karena
kebanyakan bahan pangan kandungan dan
airnya tinggi maka kebanyakan pangan akan membeku pada suhu antara 25-350F.
Selama berlangsung pembekuan suhu bahan pangan tersebut relatif tetap sampai
sebagian besar dari bahan pangan tersebut membeku, dan setelah beberapa waktu
suhu akan mendekati medium pembeku.
4. Laju Pembekuan
Salah satu
pertimbangan pemilihan suatu proses dalam industri pembekuan pangan beku adalah
laju pembekuan. Laju pembekuan tidak
saja menentukan struktur akhir produk beku, tetapi juga mempengaruhi lama
pembekuan (Heldman dan Singh, 1981).
Menurut Lembaga Refrigerasi International (1971), laju pembekuan suatu massa
pangan adalah ratio antara jarak minimal antara permukaan dengan titik pusat
termal dibanding dengan waktu yang diperlukan oleh produk pangan mencapai suhu
00C pada permukaan bahan sampai mencapai suhu -50C pada
pusat termal bahan.
Salah satu
variasi terhadap definisi Lembaga
Refrigerasi International ialah Thermal
Arrest Time (TAR), menurut definisi ini, laju pembekuan ialah pengukuran waktu
yang dibutuhkan menurunkan suhu
dari titik yang paling lambat membeku
pada produk, untuk 0oC menjadi –5oC. Sedangkan Heldman
dan Singh (1981) mengatakan laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang
dibutuhkan untuk menurunkan suhu produk pada titik yang paling lambat menjadi
dingin atau beku, dihitung dari saat tercapainya titik beku awal sampai
tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah titik beku produk tersebut.
Meskipun disadari bahwa definisi ini tidak terlepas dari kekurangan,
agaknya masih merupakan kompromi terbaik bila dibandingkan dengan keunggulan
dan kelemahan definisi lain. (Heldman dan Singh, 1981). Laju pembekuan dapat
diatur dan sangat menentukan sifat dan
mutu produk beku yang dihasilkan.
Sifat produk yang diakibatkan oleh pembekuan yang sangat cepat sangat berbeda dari produk yang
dihasilkan dari pembekuan lambat. Pembekuan yang sangat cepat akan menghasilkan
kristal es yang kecil tersusun secara merata pada jaringan. Sedangkan pembekuan lambat akan menyebabkan
terbentuknya kristal es yang besar yang tersusun pada ruang antar sel dengan
ukuran pori yang besar. Dari segi kecepatan berproduksi, pembekuan secara
sangat cepat dianggap menguntungkan, selama mutu produk yang dihasilkan tidak
dikorbankan (Heldman dan Singh, 1981). King (1971) membagi laju pembekuan ke
dalam 3 golongan yaitu ;
- Pembekuan lambat, jika
waktu pembekuan adalah 30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang
dibekukan,
- Pembekuan sedang , jika
waktu pembekuan adalah 20-30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang
dibekukan dan,
- Pembekuan cepat, jika
waktu pembekuan adalah kurang dari 20 menit untuk 1 cm bahan yang dibekukan.
Pembekuan cepat didefinisikan oleh mereka yang menganut teori kristalisasi
cepat sebagai proses dimana suhu bahan pangan tersebut melampaui zona
pembekuan 32 sampai 250
F dalam waktu 30 menit atau kurang.
Prinsip
kristal maksimum dasar dari semua pembekuan cepat adalah cepatnya pengambilan
panas dari bahan pangan. Metode ini meliputi pembekuan dalam hembusan cepat
udara dingin, dengan imersi langsung bahan pangan ke dalam medium pendingin,
dengan jalan persinggungan plat-plat pendingin dalam ruang pembekuan, dan
dengan pembekuan dengan udara, nitrogen, karbondioksida cair.
Pembekuan
dilakukan dengan maksud untuk mengawetkan atau mempertahankan sifat-sifat alami
bahan pangan. Pembekuan menggunakan suhu yang lebih rendah. Pembekuan mengubah
hampir seluruh kandungan air bahan pangan menjadi es. Metode pembekuan dapat
dilakukan dengan menggunakan udara dingin yang ditiupkan dengan suhu rendah
kontak langsung dengan bahan pangan atau kontak tidak langsung misalnya alat
pembeku lempeng dimana makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan
permukaan logam yang telah didinginkan dengan mensirkulasikan cairan pendingin,
perendaman langsung bahan pangan dengan cairan pendingin atau menyemprotkan
cairan pendingin. Cairan pendingin tersebut dapat berupa freon, nitrogen cair,
larutan garam atau gula.
Perlakuan
pembekuan untuk setiap produk tergantung dari mutu produk dan tingkat pembekuan
yang diinginkan, tipe dan produk pengemasan, fleksibilitas yang dibutuhkan
dalam operasi pembekuan dan biaya pembekuan untuk teknik alternatif. Pembekuan merupakan metode yang sangat baik
untuk pengawetan bahan pangan terutama pada daging dan daging proses.
Penyegaran kembali bahan pangan yang sudah beku disebut thawing, dapat
dilakukan dengan perantaraan:
- udara dingin misalnya
alat pendingin atau refrigerator
- air hangat
- air pada suhu kamar
- pemasakan langsung tanpa
penyegaran kembali
- udara terbuka
Pengeringan beku (freeze drying) [1]adalah
salah satu metoda pengeringan yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan
mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap
panas. Keunggulan pengeringan beku,
dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah (Melor, 1978) :
a.
dapat
mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain).
b.
dapat
mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk
setelah pengeringan sangat kecil).
c.
dapat
meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat
tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik
yang hampir sama dengan sebelum pengeringan).
Keunggulan-keunggulan
tersebut tentu saja dapat diperoleh jika prosedur dan proses pengeringan beku
yang diterapkan tepat dan sesuai dengan karakteristik bahan yang
dikeringkan. Kondisi operasional
tertentu yang sesuai dengan suatu jenis produk tidak menjamin akan sesuai
dengan produk jenis lain. Dalam hal ini,
penelitian rinci mengenai karakteristik pengeringan beku berbagai jenis produk
sangat diperlukan karena masih sangat terbatas, khususnya untuk produk-produk
khas Indonesia. Pengeringan beku merupakan
prosedur yang umum diterapkan pada kategori bahan, sebagai berikut:
a.
bahan pangan dan
bahan farmasi (obatan)
b.
plasma darah,
serum, larutan hormon,
c.
organ untuk
transplantasi
d.
sel hidup, untuk
mempertahankan daya hidupnya dalam jangka waktu yang lama.
Pengeringan beku bahan pangan
masih jarang dilakukan, karena biaya pengeringan yang relatif mahal
dibandingkan harga bahan pangan tersebut.
Salah satu penyebabnya adalah tingginya resistensi terhadap perpindahan
panas selama periode akhir pengeringan yang menyebabkan lambatnya laju
pengeringan dan, sebagai konsekuensinya, meningkatnya biaya operasi. Akan
tetapi, disamping pembuatan kopi instan dengan pengeringan beku, yang sejak
lama telah dilakukan secara komersil, akhir-akhir ini produk hasil pengeringan
beku semakin marak di pasar internasional, seperti udang kering beku dan durian
kering beku.
Berbagai usaha telah
dilakukan untuk meningkatkan laju pengeringan tersebut, diantaranya dengan
menerapkan sistem pemanasan volumetrik menggunakan energi gelombang
elektromagnetik (gelombang mikro dan frekuensi radio), dan mengatur siklus
tekanan dan pemanasan selama pengeringan untuk meningkatkan konduktivitas panas
dan permeabilitas uap air bagian kering bahan (Tambunan, 1999; Araki et al, 1998). Terlepas dari berbagai usaha tersebut,
optimalisasi proses pengeringan beku harus dimulai dari pemahaman mendalam
mengenai mekanisme pengeringan beku tersebut.
Tulisan ini akan membahas tentang mekanisme pengeringan beku beberapa
bahan pangan atau produk pertanian.
Secara umum dapat dikatakan
bahwa pengeringan beku merupakan metoda pengeringan yang terbaik dalam
mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk bahan-bahan yang
sensitif terhadap panas. Meskipun
demikian, mutu prima hasil pengeringan beku hanya dapat diperoleh melalui
prosedur dan proses yang tepat dengan bahan yang dikering-bekukan
tersebut. Untuk itu, penelitian terhadap
karakteristik pengeringan beku berbagai produk, khususnya produk khas Indonesia
seperti buahan eksotik, hasil perkebunan, bahan ramuan obatan tradisional
(jamu), dan produk perairan, masih perlu dilakukan karena masih sangat
langka. Data karakteristik pengeringan
beku tersebut sangat bermanfaat untuk menentukan kondisi operasi pengeringan
beku yang optimal untuk masing-masing produk tersebut. Disamping itu, metoda pengeringan beku secara
ekonomis membutuhkan biaya investasi dan biaya operasional yang tinggi,
sehingga dengan prosedur operasi yang optimal, diharapkan hal tersebut dapat diatasi.
0 Response to "Titik Beku Bahan Pangan "
Post a Comment