BAB I

PENDAHULUAN

Terjadinya kerusakan bahan pangan disebabkan beberapa faktor, diantaranya

faktor intrinsik misalnya aktifitas air (aw) dan kadar air, tingkat kematangan dan sifat

bahan pangan itu sendiri. Faktor lainnya yaitu ekstrinsik mencakup semua faktor

lingkungan bahan pangan yang dapat mempengaruhi resiko yang terjadi. Faktor ini

disebut faktor luar resiko bahan pangan seperti komposisi udara, suhu, tekanan,

populasi, dan tingkat kontaminasi mikroba.

Pengawetan makanan dengan menurunkan kadar air (yang lebih penting

adalah aktivitas air (aw) telah dilakukan sejak ribuan tahun yang lalu. Pengeringan

merupakan salah satu cara yang paling tua. Pengeringan atau dehidrasi adalah cara

untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan pangan

dengan cara menguapkan sebagian besar air yang terkandung dalam bahan pangan

dengan menggunakan energi panas.

I. Pengertian Pengeringan dan Dehidrasi

Pengeringan merupakan cara pengawetan yang paling banyak digunakan.

Dengan demikian bahan pangan yang dikeringkan dengan sinar matahari sering

diperlukan alat pengering buatan. Pengeringan dengan alat pengering buatan disebut

dehidrasi yaitu suatu operasi yang melibatkan baik transfer panas atau massa di

bawah kondisi pengeringan yang terkendali dengan menggunakan berbagai metode

pengeringan.

Panas akan dihantarkan pada air dalam bahan pangan yang hendak

dikeringkan dan air akan menguap dan dipindahkan keluar dari pengering.

Penggunaan sinar matahari untuk pengeringan sebagian juga berkembang ke arah

pengeringan semi buatan, terutama sejak berkembangnya teknik kolektor tenaga

surya (teknik pengumpulan tenaga surya) untuk pemanasan. Dengan demikian

keunggulan pengeringan dengan sinar matahari dapat dimanfaatkan secara optimal

dan kelemahannya dapat dikurangi. Walaupun demikian pengeringan dengan sinar

matahari tetap sebagai suatu cara pengolahan yang sangat penting di negara-negara

yang sedang berkembang.

II. Keuntungan dan kerugian metode pengeringan

Keuntungan :

1) Bahan makanan menjadi lebih awet, karena kestabilan dalam suhu

penyimpanan pada suhu kamar atau tidak dibutuhkan suhu pendingin.

Ada batasan suhu maksimum yang digunakan untuk masa simpan yang

cukup baik.

2) Volume bahan menjadi lebih kecil, karena kadar air bahan pangan pada

umumnya sekitar 60% atau lebih dari 90%, kecuali biji-bijian, maka

semua bahan air akan dikeluarkan dengan dehidrasi, sehingga

memudahkan dan menghemat dalam pengangkutan dan pengepakan,

berat bahan berkurang sehingga menghemat biaya pengangkutan.

3) Produk yang dikeringkan membutuhkan tempat (wadah) yang lebih

sedikit.

4) Biaya produksi lebih murah.

Kerugian :

1) Hilangnya flavor yang mudah menguap (volatil flavour) dan memucatnya

pigmen.

2) Perubahan struktur, termasuk case hardening sebagai akibat dari

pengerutan selama air dikeluarkan. Case hardening adalah suatu

kerusakan yang terjadi apabila penguapan air pada permukaan bahan

lebih cepat dari pada difusi air dari bagian dalam keluar.

3) Reaksi pencoklatan non-enzimatis yang melibatkan pereaksi dengan

konsentrasi yang lebih tinggi, oksidasi dari komponen-komponen lipid.

4) Kerusakan mikrobiologis jika kecepatan pengeringan awal lambat atau

jika kadar air dari produk akhir terlalu tinggi atau jika makanan kering

disimpan dalam tempat dengan kelembaban yang tinggi.

5) Terjadi penurunan mutu dan untuk bahan yang akan digunakan/dipakai

harus dilakukan rehidratasi/pembasahan kembali.

III. Faktor-faktor pengeringan bahan pangan

III.1 Sifat air bahan pangan

Konsep sederhana tentang kadar air yang terdapat dalam bahan pangan

menyatakan bahwa bahan pangan terdiri dari bahan kering yang ditambah

sejumlah air. Air dalam bahan pangan merupakan bagian seutuhnya dari

bahan pangan itu sendiri.

Air tersebut bias terdapat di antara sel-sel maupun terdapat di dalam

sel. Air bebas terdapat di dalam jaringan, sedangkan air terikat biasanya

terdapat di dalam sel.

Pengukuran kadar air diperlukan sebelum dan sesudah pengeringan

yaitu untuk mengetahui kadar air yang diuapkan, sebaliknya dengan

mengetahui kadar air sebelum pengeringan dan jumlah air yang ingin

dikurangi maka dapat di tentukan batas kadar air pengeringan yang dilakukan.

1. Metode pengukuran kadar air yang banyak digunakan antara lain

a. Gravimetric

b. Khromatografi gas

c. Titrasi karl fischer

d. Metode ekstraksi pelarut

2. Jenis-jenis air bahan pangan

a. Air bebas

b. Air terikat secara fisik

c. Air terikat secara kimia

III.2 Udara

Karakteristik udara ditentukan oleh faktor-faktor, yaitu tekanan, suhu,

dan konsentrasi/sifat zat-zat terlarut.

Udara umumnya digunakan sebagai medium pengeringan sebab

jumlahnya cukup banyak, mudah digunakan dan pemansan yang berlebihan

terhadap bahan pangan dapat dikendalikan.

Fungsi udara dalam pengeringan memberikan panas pada bahan

pangan, menyebabkan air menguap dan mengangkut uap air yang dibebaskan

oleh bahan pangan yang dikeringkan.

III.3 Kelembaban relative dan kelembaban mutlak

Kelembaban reltif atau kelengasan nisbi didefinisikan sebagai

perbandingan antara tekanan parsial uap terhadap tekanan uap jenuh pada

suhu tertentu.

RH= PPs

X 100 %

Dimana RH = Kelembaban relative

P = Tekanan uap air

Ps = Tekanan uap air jenuh

Kelembaban mutlak (H) adalah besaran yang digunakan untuk

menentukan jumlah uap air di udara.

III.4 Aktivitas air

Menurut hukum ROULT bahwa aktivitas air berbanding lurus dengan

jumlah mol zat terlarut dan berbanding terbalik dengan jumlah mol pelarut.

III.5 Peta psikometrik

1. Kadar air setimbang

Bahan pangan yang dikeringkan jika dibiarkan (tidak diberi perlakuan)

akan melakukan kesetimbangan dengan lingkungannya dalam hal

kandungan air. Jika bahan pangan tersebut mempunyai kandungan air

yang lebih tinggi dari jumlah air pada kadar air kesetimbangan, maka

bahan pangan tersebut akan mengeluarkan air kesekitarnya, dan berlaku

sebaliknya. Jadi secara teoritis bahan pangan akan mempunyai kandungan

air minimal sesuai dengan jumlah air pada kadar air kesetimbangannya.

Pada pengawetan dengan pengeringan maka bahan pangan masih

mengandung sejumlah air sesuai dengan kadar air kesetimbangan.

2. Udara sebagai medium pengering

Medium pengeringan sangat penting karena lapisan pertama

lingkungan bahan pangan yang harus menampung beban uap air hasil

pengeringan yang dilakukan.

Kondisi dan karakteristik medium perlu diperhatikan karena dalam

perencanaan dan optimasi teknik pengeringan. Untuk menggambarkan

medium pengeringan maka udara adalah sebagai pelarut berbagai

senyawa-gas, partikel dan uap yang ada di dalamnya, sehingga

membentuk sifat dan kondisi tertentu.

3. Suhu dan kelembaban

Kelembaban mutlak dapat digunakan untuk menghitung massa air

persatuan volume udara pada tekanan tertentu. Kelembaban relative

digunakan sebagai ukuran kapasitas udara yang dapat menampung jumlah

uap air tertentu yang akan menyebabkan udara tersebut menjadi jenuh.

IV. Mekanisme Pengeringan

Mekanisme pengeringan adalah bagian terpenting dalam teknik pengeringan

karena dengan mengetahui mekanisme pengeringan dapat diperkirakan jumlah energi

dan waktu proses optimum untuk tujuan pengawetan dengan pengeringan. Energy

yang diperlukan dalam pengeringan terutama adalah energy berupa energi panas

untuk meningkatkan suhu dan menambah tenaga pemindahan air. Waktu proses erat

kaitannya dengan laju pengeringan dan tingkat kerusakan yang dapat dikendalikan

akibat pengeringan.

IV.1 Kebutuhan energi

Energi yang diberikan untuk mengurangi kadar air dalam pengeringan bahan

pangan biasanya berupa energi panas. Dengan pemberian panas diharapkan mobilitas

air dalam bahan pangan akan meningkat dan tekanan uapnya bertambah sehingga air

tersebut dapat keluar dari bahan pangan. Karena itu sedikit energi panas yang

diberikan ditujukan untuk dua kepentingan yaitu :

a. Energy panas untuk menaikan suhu dari suhu pangan awal (T1) ke suhu

pengeringan konstan untuk menguapkan air (T2).

b. Energy panas untuk penguapan air pada suhu T2 atau energy panas untuk

melengkapi panas laten dalam penguapan air pada suhu T2.

IV.2 Laju pengeringan

Laju pengeringan dalam proses pengeringan suatu bahan pangan mempunyai

arti yang penting. Karena laju pengeringan menggambarkan bagaimana cepatnya

pengeringan tersebut berlangsung. Laju pengeringan bahan biasanya diukur dengan

banyaknya air yang dikeluarkan per satuan waktu tertentu, dengan satuan lb (pound)

per jam, secara linier dengan penurunan kadar air pada bagian terakhir pada proses

ini.

Pada laju pengeringan terdapat beberapa periode laju pengeringan, yaitu :

i. Tahap kecepatan laju pengeringan menurun yang pertama (first falling rate

periode)

ii. Tahap laju pengeringan menurun yang ke dua (second rate periode)

iii. Tahap kecepatan laju pengeringan tetap (constant rate periode)

iv. Tahap kecepatan pengeringan menurun (falling rate periode)

Kurva laju pengeringan dalam periode laju pengeringan menurun berbeda-beda

tergantung pada jenis bahan.

Pengendalian laju pengeringan merupakan bagian penting optimasi proses dalam

usaha mengendalikan mutu hasil pengeringan. Laju pengeringan yang terlalu cepat

pada bahan pangan dengan laju pengeringan menurun, menyebabkan kerusakan fisik

dan kimia pada bahan pangan. Terjadinya case hardening dan cracking (patah)

adalah bentuk kerusakan secara fisik akibat dari laju pengeringan yang kurang

terkontrol.

Hal ini menyebabkan terjadinya kecepatan difusi dalam bahan pangan menuju

permukaan tidak dapat mengimbangi kecepatan penguapan air di permukaan bahan.

Sedangkan permukaan bahan sudah tidak seluruhnya jenuh dengan air, bahan makin

berkurang terus sehingga pada permukaan terjadi penguapan sampai menjadi tidak

jenuh dan merupakan tahapan dari kecepatan menurun yang kedua (second falling

rate periode) dimana kecepatan alirab atau gerakan air di dalam bahan menentukan

kecepatan laju pengeringan.

Selama tahap kecepatan laju pengeringan tetap, kecepatan laju pengeringan

dibatasi oleh kecepatan laju penguapan dari permukaan air yang terdapat dalam

bahan. Kecepatan laju pengeringan akan terus sama selama migrasi air dari lapisan

sebelum ke permukaan dan penguapan terjadi lebih cepat dari pada kecepatan laju

penguapan pada permukaan.

Setelah mencapai kadar air kritis (critical moisture content) maka proses

pengeringan selanjutnya berlangsung dengan kecepatan menurun.

IV.3 Sifat-sifat bahan pangan

Selama kondisi luar dalam keadaan tetap maka laju pengeringan kuantitatif

dan kualitatif banyak dipengaruhi oleh sifat-sifat bahan yang akan dikeringkan,

meliputi :

i. Sifat fisik dan kimia dari bahan yang akan dikeringkan

ii. Ukuran bahan yang dikeringkan

iii. Bentuk bahan yang dikeringkan

iv. Komposisi kadar air bahan yang dikeringkan.

Dilihat dari susunan kimia dan struktur fisiknya maka sulit sekali membandingkan

laju pengeringan dari berbagai jenis bahan, namun yang jelas setiap bahan

mempunyai sifat-sifat yang berbeda, maka pengaruhnya terhadap proses pengeringan

berbeda tergantung dari jenis bahan yang dikeringkan.

V. Metode Pengeringan

Berbagai cara pengeringan telah banyak dilakukan dalam proses pengolahan

bahan pangan. Secara garis besar cara pengeringan dapat dilakukan dengan

pengeringan alami dan pengeringan buatan (artificial).

V.1Penjemuran (sun drying)

Cara penjemuran di sinar matahari mempunyai banyak kelemahan

diantaranya:

1. Memerlukan tempat pengeringan yang luas wadah atau tempat

penjemuran yang banyak

2. Waktu pengeringan lama

3. Mutu tergantung pada cuaca

Keuntungan dari penjemuran adalah biaya relative murah, kemampuan

pengeringan memadai terutama untuk hasil pertanian biji-bijian/kacang-kacangan

serta hasil perikanan yang dikeringkan. Tetapi kemampuan penjemuran, hanya

dapat dicapai dengan pengeringan maksimum terendahnya sampai kadar air

keseimbangan.

VI. Pengeringan buatan (artificial drying)

VI.1 pengering adiabatis

pengeringan dimana panas dibawa ke alat pengering oleh gas panas. Gas

memberi panas pada makanan yang akan dikeringkan dan mengangkut uap air

yang dikeluarkan oleh bahan.

Contoh pengering adiabatis:

a. cabinet dryer (pengering cabinet)

pengering ini digunakan untuk mengeringkan sayuran dan buah-buahan

dalam skala kecil (laboratorium) atau komersial yang bersifat musiman.

b. Pengering terowongan (tunnel dryer)

Pengering ini digunakan untuk mengeringkan buah-buahan, biji-bijian,

jagung, dll.

c. Pengering tipe rotary (rotary dryer)

Bahan in digunakan untuk mengeringkan bahan tepung seperti tepung

tapioca, terigu, ganyong, ubi, dan lain-lain.

d. Pengering tipe baki (try deyer)

Pengering ini digunakan untuk mengeringkan bahan atau produk yang

berbentuk granula, biji-biji atau powder atau produk lainnya.

VI.2 Pengeringan isothermik

a. Pengeringan drum (drum dryer)

Bahan yang dikeringkan berupa bubur atau pasta yang diletakkan pada

satu atau beberapa drum panas yang berputar. Bahan yang sudah

dikeringkan dilepaskan (dikerok) dengan sejenis pisau hingga berupa

serpihan-serpihan.

b. Pengering tipe silinder (cylinder dryer)

Bahan yang berbentuk lembaran-lembaran dilewatkan diatas dan

disekeliling silinder-silinder yang berputar dan dipanaskan dengan uap

panas atau air panas.

6.3. pengeringan beku (Freeze dryer)

Pengeringan dengan cara pembekuan yaitu bahan langsung dibekukan

dan air dikeluarkan dari bahan secara sublimasi. Proses ini dilakukan dalam

keadaan vacum (P < 4 mmHg) suhu 10°F. Dengan demikian bahan pangan

akan terhindar dari keruskan kimiawi dan mikrobiologi dan cita rasa akan

tetap, daya dehidrasi akan baik.

VII. PENGARUH DEHIDRASI TERHADAP BAHAN PANGAN

Sebagian besar bahan pangan kering bila direkonstitusi atau rehidrasi

tetap berbeda dengan bahan pangan segar. Bagaimanapun melalui cara

pengawetan kualitas bahan pangan yang diawetkan tidak lebih tinggi dari bahan

pangan segar. Pada bahan pangan kering terdapat vitamin-vitamin yang hilang.

Vitamin yang larut dalam air diduga akan mengalami oksidasi parsial. Selama

blanching dan inaktivasi enzim, vitamin yang larut dalam air akan berkurang.

VII.1 Vitamin

Buah- buahan dapat dikeringkan dengan sinar matahari, dehidrasi atau

gabungan kedua cara tersebut. Pengeringan dengan sinar matahari akan

mengakibatkan banyak karoten yang hilang. Dehidrasi dengan pengering

semprot menyebabkan kehilangan zat gizi. Kehilangan vitamin c terjadi dalam

jumlah yang besar pada buah- buahan yang kering oleh pengeringan matahari,

tetapi dengan pengering beku vitamin c dapat dipertahankan dan zat gizi lain

lebih besar jumlahnya. Daya tahan vitamin dalam bahan pangan dehidrasi

pada umumnya lebih baik dari pada bahan pangan kering yang dikeringkan

dengan matahari.

Jaringan sayuran yang dikeringkan dengan sinar matahari atau buatan

akan mengalami kehilangan zat gizi dalam jumlah yang relative sama dengan

buah –buahan. jika pengolahan buah-buahan dilakukan dengan inaktivasi

enzim, kadar karoten sayuran dapat berkurang hingga 80%.

Selama pengeringan susu terjadi kehilangan asam askorbat, vitamin A,

thiamin,vitamin C dan riboflavin. Sebelum pengeringan susu harus diperkaya

dengan vitamin D.

Daging kering mengandung vitamin yang sedikit lebih rendah dari

daging segar. Selama pengolahan terjadi kehilangan thiamin, kehilangan yang

lebih besar terjadi pada pengeringan menggunakan suhu yang lebih tinggi.

Pada daging kering hampir semua vitamin C hilang, tetapi riboflavin dan

niasin yang hilang hanya sedikit.

7.2. Protein

Pemanasan yang terlalu lama pada suhu tinggi dapat mengakibatkan

protein kurang berguna dalam makanan.

7.3. Lemak

Pengaruh pengeringan terhadap lemak yaitu pada suhu yang tinggi

pada proses pengeringan akan menyebabkan oksidasi lemak dalam bahan

pangan, dan bahan akan menjadi tengik. Untuk melindunginya dapat

dilakukan dengan antioksidan untuk pengendalian ketengikan yang efektif.

7.4. Karbohidrat

Kerusakan yang utama pada buah-buahan yang dikeringakan adalah

pada karbohidrat. Perubahan warna dapat disebabkan berbagai tipe reaksi

pencoklatan enzimatis atau hidrolisis karamelisasi ( reaksi antara asam

organik dengan gula pereduksi), sehingga warna akan menjadi kecoklatan.

Untuk mengendalikannya dapat ditambahkan dengan belerang

dioksida, zat tersebut merupakan racun bagi enzim dan sebagai antioksidan.

Keefektifan perlakuan tersebut tergantung dari kadar air dalam bahan pangan

yang akan dikeringan.

7.5. Warna

Warna bahan pangan tergantung pada kenampakan bahan pangan

tersebut dan kemampuan untuk memantulkan, menyebabkan, menyerap atau

meneruskan sinar tampak. Pengeringan bahan pangan akan mengubah sifat-

sifat fisik dan kimia.

Kerotenoid akan berubah selama proses pengeringan, makin tinggi

suhu dan lama waktu pengeringan, makin banyak zat warna yang berubah.

Zat warna hijau alami pada bahan pangan berasal dari campuran

klorofil a dan b. daya tahan hijau klorofil berhubungan langsung dengan daya

tahan magnesium didalam zat warna tersebut. Pada kondisi pemanasan,

klorofil akan berubah menjadi feofitin sebagai akibat pelepasan sebagian

magnesiumnya, kemudian warnanya akan berubah dari hijau rumput menjadi

hijau muda.

7.6. Enzim

Pada umumnya enzim peka terhadap suhu tinggi, terutama pada

rentang suhu diatas maksimum untuk aktifitasnya. Pemanasan pada suhu

diatas 212°F selama 1 menit akan menyebabkan enzim inaktif.

Enzim memerlukan air untuk aktivitasnya, penurunan kadar air

mengakibatkan aktivitas enzim akan berkurang, tetapi pemekatan enzim dan

substrat terjadi secara bersamaan.

Jumlah air dalam bahan pangan menentukan jenis mikroba apa yang

akan tumbuh dalam bahan pangan. Pada umumnya biji-bijian dikeringkan

sampai kadar air 12%. Buah-buahan dikeringkan sampai kadar air 16-25%.

VIII. PRODUK KERING BAHAN PANGAN

8.1. Buah-buahan