PROSES PENGERINGAN Oleh: Prof. Dr. Tien R Muchtadi, MS

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGANFAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIANINSTITUT PERTANIAN BOGOR

Suatu proses alamiSalah satu cara pengawetan pangan paling tua & paling luas digunakanSuatu cara untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian besar air dari suatu bahan dengan cara menyerapkannya melalui energi panasBiasanya kadar air dikurangi sampai batas tertentu dimana mikroba tdk dapat tumbuh lagi

Pengeringan : pengeluaran sejumlah air dari bahan sehingga yang tersisa dalam bahan tersebut tidak memungkinkan mikroorganisme untuk hidup

Keuntungan proses pengeringanTahan lama disimpan/awet Volume

Kerugian proses pengeringanSifat asal bahan yang dikeringkan berubahMisalnya bentuk, penampakan, sifat fisik dan kimiaPenurunan mutuBeberapa bahan kering perlu pekerjaan tambahan sebelum digunakan, misalnya harus dibasahkan kembali (rehidrasi)

PRINSIP PENGAWETAN DENGAN PENGERINGAN Kerusakan bahan pangan tergantung jenis bahan panganKerusakan lambat : biji-bijian, kacang-kacanganKerusakan cepat : daging, ikanSejak bahan dipanen, dipungut, ditangkap, atau disembelih kerusakan sudah berlangsungPenyebab kerusakan bahan pangan : pertumbuhan dan aktivitas mikroba, serta aktivitas enzimPencegahan tumbuhnya mikroba : menganggu lingkungan hidupnya seperti mengubah suhu, aw, pH, kadar oksigen, komposisi substrat, penggunaan bahan pengawet anti mikrobaDengan pengeringan yang cukup maka tumbuhnya mikroba perusak termasuk yang memproduksi racun akan dicegah

Tabel 2. beberapa mikroba dan aw minimum untuk pertumbuhannyaTabel 1. Umur simpan beberapa bahan pangan pada suhu 230C

Bahan pangan Umur simpan (hari)Daging, ikan , unggas1 2Daging & ikan (dikeringkan, diasin & diasap)360 atau >Buah-buahan1 7Buah-buahan kering360 atau >

Sayur-sayuran berdaun1 - 2Biji-bijian kering360 atau >

Mikrobaaw minimum untuk tu,mbuhBakteri0.90Kapang0.80Khamir0.88Bakteri halofilik0.75Khamir osmofilik 0.67

Tabel 3. Kadar air beberapa bahan pangan yang telah dikeringkan hingga aw = 0.70 Tabel 4. Kadar air biji-bijian & kacang-kacangan yang telah dikeringkan serta daya tahannya

BahanKadar air (%)Biji-bijian15Sayuran kering14 20Buah kering18 25Pati18Susu kering8

Bahan Kadar air Daya tahan Padi12 146 bulan Beras 14 3 bulanJagung13 144 6 bulanKacang kedelai12 146 9 bulanKacang tanah9 - 123 bulan

PINDAH PANAS DAN MASSAMetoda yg digunakan, menyangkut : panas harus diberikan pada bahan air harus dikeluarkan dari bahan

Pengeringan pangan umumnya diinginkan kecepatan pengeringan maksimum ~~ semua usaha untuk mempercepat pindah panas dan pindah massa

Pindah panas ke dalam dan pindah massa keluar (air keluar dari bahan)

Luas permukaan SuhuKecepatan udaraKelembaban udaraTekanan atmosfir dan vakumEvaporasi dan suhuWaktu dan suhuKurva pengeringanFaktor faktor yang mempengaruhi kecepatan pengeringan

Penjemuran (pengeringan dengan sinar matahari)Pengeringan buatan (menggunakan alat pengering)Pengeringan secara pembekuan (freeze drying)

PENJEMURAN Pengeringan dengan menggunakan sinar matahari langsung sebagai energi panasPerlu tempat luas, waktu lama, mutu bahan tergantung cuaca

EvaporasiMatahari Proses pengeringan ikan utuhProses pengeringan ikan dibelah

Kerugian penjemuran :Tergantung cuaca -------- kontinuitas tidak dapat dipegangSuhu, kelembaban udara, kecepatan aliran udara tidak dapat diatur ----- perlu waktu lama dan kecepatan pengeringan tidak seragamSanitasi tidak terjaminMutu hasil pengeringan lebih rendah

Keuntungan penjemuran :Biaya rendahAlat-alat lebih murah

PENGERINGAN BUATAN Pengeringan dengan menggunakan alat pengeringSuhu, kelembaban udara, kecepatan aliran udara dan waktu pengeringan dapat diatur dan diawasiTerbagi 2, yaitu :Pengeringan adiabatik : pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh udara panasPengeringan isothermik : pengeringan dimana bahan yang akan dikeringkan berhubungan langsung dengan lembaran (pelat) logam yang panas

TIPE PENGERINGPemilihan tipe pengering ditentukan :jenis komoditi yang akan dikeringkan bentuk akhir produk yang dikehendaki faktor ekonomi kondisi operasi

Tabel 5. Macam-macam alat pengering yang biasa digunakan

Jenis alat pengering Bentuk bahan pangan Alat pengering dengan udara panas : KlinCabinet, Tray, atau PanTunnelContinuous conveyor beltBelt troughAir liftFluid bed dryer SprayPotonganPotongan, bubur, atau cairanPotonganBubur, cairanPotonganPotongan kecil, granulaPotongan kecil, granulaCairan, buburAlat pengering drum atau roller:AtmosphericVakumBubur, cairan Bubur, cairanAlat pengering vakum :Vaccum sheetVaccum beltHeize dryerPotongan, bubur, cairanBubur, cairanPotongan, cairan

Tabel 6. Jenis produk yang dikeringkan dan tipe pengering yang digunakan

PengeringProdukPengering drumSusu, sari sayuran, kranberri, pisangPengering rak hampaProduksi bahan pangan tertentu yang terbatasPengering hampa kontinuBuah-buahan dan sayuranPengering ban berjalan (atmosferik)SayuranPengering bedeng apungSayuranPengering busa padatSari buahPengering bekuDagingPengering semprotTelur utuh, kuning telur, albumin darah dan susuPengering putarSebagian produk daging, biasanya tidak digunakan untuk bahan panganPengering kabinet atau kamarBuah-buahan dan sayuranPengering tungkuApel, sebagian sayuran Pengering terowonganBuah-buahan dan sayuran

ARTIFICIAL DRYINGOvenCabinet dryer : Adiabatik :PanasBahan pangan

Udara panasProduk keringUap air Isotermik

Drum dryerVaccum dryer Bahan pangan Kontak langsung Plat panasPompa vakum

FREEZE DRYING Pengeringan secara pembekuanProses : perubahan bahan padat uap, dalam keadaan vakum (P < 4 mmHg)Suhu : sekitar 100F (- 12,2 0C)Kelebihan :Bahan pangan terhindar dari kerusakan kimiawi dan mikrobiologisCitarasa tetapDaya rehidratasi baikNilai gizi tetapKelemahan : Biaya mahal

Freeze drying Bahan panganbekuVakum (tekanan 4 mmHg100FSublimasiProduk kering : Porous Warna Bentuk Aroma Rehidratasi

Seperti bahan asal

Skema ilustratif mekanisme terjadinya pengeringan bekuDiagram fase air untuk menjelaskan proses sublimasi pada pengeringan beku

Perbedaan mekanisme proses pengeringan biasa (A) dan proses pengeringan beku (B)Skema umum sistem pengering beku

Skema umum proses produksi pangan kering-beku

Tabel Perbedaan antara pengeringan biasa dan pengeringan beku

KriteriaPengeringan BiasaPengeringan BekuSuhu Pengeringan37 93C (tergantung tekanan dan aliran udara)Di bawah titik bekuMekanisme pengeringanPenguapan (evaporasi)Sublimasi Laju pengeringanLambat dan tidak komplitCepat, dan lebih komplitTekananUmumnya pada tekanan atmosfirTekanan vakumMutu ProdukSering menghasilkan permukaan yang keriput, kurang porus, densitas tinggi, kurang mudah dibasahkan (disegarkan) kembali, warna kegelapan, mutu flavor, nilai gizi berkurang (Lihat Gambar 7.5A)Tidak menyebabkan permukaan yang keriput, lebih porus, densitas lebih rendah, mudah disegarkan kembali, warna normal, mutu flavor dan nilai gizi lebih dapat dipertahankan (lihat Gambar 7.5B)BiayaLebih murahLebih mahalKegunaan umumUntuk pengeringan umum, cocok untuk sayur-sayuran dan biji-bijian, kurang/tidak cocok untuk daging dan produk dagingUntuk produk dengan nilai ekonomi cukup tinggi, mikroenkapsulasi, produk instan, cocok untuk daging dan produk daging

Osmotic Dehydration

Keuntungan Osmotic dehydrationTidak tergantung pada suhu tinggiGula/sirup

Enzimatic browning dapat dihindariRasa lebih manisDehydrating agentCitarasa

SULFURING Sulfur dioksida Sulfit, bisulfit, metabisulfit

Anti browning : - warna - citarasa - as. Askorbat Anti mikroba Stabilizer

berlatin< 3000 ppm

PENGARUH PENGERINGAN TERHADAP BEBERAPA SIFAT BAHAN PANGAN Umumnya nilai gizi < bahan segarTerjadi perubahan warna,tekstur, aroma, dllDgn mengurangi kadar air konsentrasi tinggi (protein, KH, lemak, mineral), tetapi vitamin dan zat warna berkurang atau rusakUmumnya bahan yang dikeringkan berubah warna jadi coklat --- karena reaksi browning enzimatik maupun non enzimatikReaksi browning non enzimatik paling sering terjadi ---- menurunkan nilai gizi proteinPengeringan pada suhu terlalu tinggi ~~~ case hardening

Case hardening : keadaan dimana bagian luar (permukaan) bahan sudah kering tapi bagian dalam masih basahPenyebab : suhu terlalu tinggi --- menghambat penyerapan airPerubahan-perubahan kimia tertentu, misal : penggumpalan protein pada permukaan bahan karena adanya dextrin dari pati Cara mencegah : suhu pengeringan tidak terlalu tinggi atau proses pengeringan awal jangan terlalu cepat

Pengaruh Pengeringan Terhadap aw. bahan Kadar air Free water Bound water kandungan airm.o. aw. Kebutuhan air untuk hidup aw. bahan pangan : 0.70 tahan simpan

Tabel. Pengaruh beberapa proses pengeringan terhadap komponen-komponen citarasa buah peach (Prunus persica) jenis Albertus Keterangan : VCC = Volatile Carbonyl Compound VRS = Volatile Reducing SubtancesSumber : Food Technology, 20 (6) : 141 - 142

Perlakuan Asam malat (%)Asam tanat (mg/100g)As. Askorbat (mg/100g)Gula pereduksi(%)Total gula (%)soluble solids (%)VCC (ppm)VRS (meq/100 g)Segar0.561409.01.813.8511.06.60980Sun dried0.5255.43.43.335.1514.41.92297Hot air dehydrati-on0.5344.34.43.465.5714.22.88380Dehydro freezing0.5479.06.02.033.4311.54.80660Freeze drying sesudah :Conventio-nal freezing0.55103.67.72.464.1711.66.06924Quick freezing0.5388.88.02.423.8711.06.08962Partial dehydration oleh osmosis0.5326.28.13.876.3717.08.401008

Peach segar dan peach kering keasaman tidak nyata Asam tannat , > 65% tanin terurai oleh proses hot air dehydrationKadar asam askorbat kecuali teknik freeze dryerKadar gula pereduksi, total gula dan soluble solid : pada buah keringKomponen volatil (> 60 %); dengan freeze dryer bertahan

APLIKASI PROSES PENGERINGAN Pengeringan buah-buahan :buah kering dijual --- Ka :15 25 %dikeringkan dengan matahari, pengering tungku atau pengering terowongansebagian bubuk sari buah diproduksi dengan pe (+) sirup jagung pada sari buah --- dikeringkan dengan pengering hampa atau semprotContoh :Apel pengering tungkuAprikot, peach, nektarin sulfurisasi 3-4 jam (aprikot), 4-6 jam (peach & nektarin) blanching uap dikeringkan matahariPir sulfurisasi blanching keringkan 24 30 jamPrune keringkan dgn pengering terowongan 18-24 jam atau dikeringkan di pohonFig pengeringan cukup di pohon/matahariCherri dan logenberri keringkan secara komersialPure pisang pengering drumAnggur tergantung varietas. Anggur tidak berbiji celup soda, sulfurisasi, keringkan matahari. Kismis celup soda, sulfurisasi keringkan dengan pengeringan terowongan

PENGERINGAN SAYURANSistem enzim diinaktifkan air mendidih atau uapLebih awet perlakuan sulfur dioksida atau sulfitSayuran kering harus : ka < 4%, bubuk sayuran (2-3%)Alat pengering : pengering terowongan, kabinet, ban berjalanSayuran bentuk bubuk pengering drum & semprotSayuran kering dijual dalam bentuk campuran sup dan produk kalenganContoh produk yang dikeringkan : kentang, bawang bombai, seledri, peterseli dan bentuk bubuknya

Sayuran perlu dipersiapkan sebelum diblanching, mis: kubis dirajang wortel & kentang dipotong atau dibentuk kubis buncis hijau dirajang legum kering dimasak pengupasan kentang, wortel, bit dengan soda Blansing : 1 - 3 (sayuran berdaun ), 2 - 8(kapri, buncis, jagung), 3 - 6 (kentang, wortel dan sejenisnya)Suhu aman pengeringan : 140 0F 145 0F, kecuali :Legum kering dan masak (1650F), wortel (1550F), jagung (1600F), bawang dan labu siam (1350F)

PENGERINGAN DAGINGSebelum dikeringkan, dimasak duluK.a daging saat masuk pengering : 50% setelah dikeringkan 4% untuk daging sapi atau babi

PENGERINGAN IKANIkan besar bersihkan belah dua punggungnya garami keringkan Ikan kecil digarami utuhIkan dapat diasapi baik dengan pemanasan maupun tidak sebelum dikeringkan

Contoh Pengeringan Daging Shelf Stable Dried Meats

Pengurangan kadar air secara ilmiah : menurunkan aw ukuran ketersediaan air dalam sistem panganLebih efektif bila ada zat-zat terlarut spt garam, gula, rempah, dsb

Memberi flavor + membantu proses pengurangan air

PENGERINGAN SUSUSusu bubuk kering : susu utuh susu skim tanpa lemakAlat pengering : drum atau semprotProsedur : pemanasan pendahuluan, klarifikasi, pengentalan, standardisasi, dan pengeringanPengeringan semprot suhu rendah lebih disukai karena susu kering memiliki citarasa dan warna lebih baik dibandingkan susu yang mengalami pemanasan tinggi selama pengolahanSusu kering hasil pengering drum lebih disukai, dan 10 20% susu bubuk sekarang memakai metoda ini.

PENGERINGAN TELURDapat dikeringkan sebagai bubuk telur utuh, bubuk kering telur atau bubuk putih telurSebelum pengeringan kadar glukosa dikurangi dengan perlakuan enzim atau fermentasi --- produk lebih awetPutih telur pengering semprot, kabinet atau terowonganTelur utuh dikering-semprotkan

Gambar Alat Pengering Buatan PENGERING KABINET (TRAY DRYER)Prinsip Kerja AlatSumber panas berasal dari elemen elektrik, dibawa oleh medium pembawa panas yaitu udara. Laju aliran udara panas ke ruang pengering diatur oleh blower. Pada daerah ruang pengering terjadi proses pengeringan bahan oleh panas yang di bawa udara tersebut.

FREEZE DRYERPrinsip Kerja AlatBahan dibekukan dengan pendingin sistem kompresi uap. Setelah mencapai suhu di bawah titik beku maka panas dari koil pemanas membuat es kristal menjadi uap.

SPRAY DRYERBahan dipompa ke dalam atomizer, proses ini menghasilkan partikel bahan berukuran kecil dan seragam. Partikel-partikel tersebut dikeringkan oleh udara pemanas yang berasal dari heater electric. Dalam chamber pengering partikel mengalami proses pemanasan secara mendadak dan cepat. Proses tersebut menghasilkan tepung, selanjutnya aliran udara panas membawa tepung ke cyclon. Produk terpisah dari udara karena adanya gaya sentrifugal yang bekerja pada gerakan produk di siklon. Tepung ditampung di bawah siklon.Prinsip Kerja Alat :

FLUID BED DRYERPrinsip Kerja AlatUdara panas yang berasal dari heater electric dialirkan dengan bantuan fan. Aliran udara bergerak dengan tipe vertikal. Udara panas digerakan dengan kecepatan yang tinggi sehingga akan menggerakan partikel bahan yang dikeringkan. Proses tersebut mengakibatkan seluruh permukaan bahan bersentuhan dengan udara pemanas.

DOUBLE DRUM DRYERPrinsip Kerja AlatDrum berputar dengan tenaga penggerak motor, dipanaskan dari bagian dalam dengan menggunakan steam. Panas permukaan drum mencapai suhu 120-170OC. Lapisan bahan yang akan dikeringkan disebarkan secara merata pada permukaan atas drum. Sebelum mencapai putaran penuh, bahan akan mengering dan dikikis oleh pisau yang berada disepanjang permukaan drum dengan arah melintang. Produk akhir ditampung di bawah permukaan drum.

PENGEMASAN BAHAN PANGAN KERINGTelur, daging, susu, sayuran kemasan kalengKemasan kaleng : terlindung dari insekta, kehilangan atau penambahan air, memungkinkan pengemasan dengan gas inertDisimpan suhu rendah jangka waktu lama Penyimpanan bahan pangan kering untuk jangka panjang perlu kemasan yang secara fungsional kedap udara dan tahan thd penetrasi oleh insektaKebutuhan kemasan bahan pangan kering bersifat spesifik sesuai jenis produk

CONTOH PRODUK PEGERINGAN Fruit leather from juice puree

Freeze-dried space foods. Dehydrated juice in dispensers, lower left and bottom.

Tomato drying Sun Vanilla drying Fish drying