pembekuan ainun rohanah fakultas pertanian jurusan teknologi

8/14/2019 PEMBEKUAN AINUN ROHANAH Fakultas Pertanian Jurusan Teknologi

1/7

2002 digitized by USU digital library 1

PEMBEKUAN

AINUN ROHANAHFakultas Pertanian

Jurusan Teknologi Program Studi MekanisasiUniversitas Sumatera Utara

Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan caramembekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut. Denganmembekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es(ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambatatau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan. Mutu hasilpembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan denganmutu hasil pendinginan.

Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yanglebih baik daripada metoda lain, karena pengawetan dengan suhu rendah

(pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan.Walaupun pembekuan dapat mereduksi jumlah mikroba yang sangat nyata tetapitidak dapat mensterilkan makanan dari mikroba (Frazier, 1977)

Menurut Tambunan (1999), pembekuan berarti pemindahan panas dari bahanyang disertai dengan perubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satuproses pengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan. Padaproses pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisma dansistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan. Selain itu, kristalisasiair akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalambahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitassekunder enzim.

Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusatbahan. Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan padabagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lambat (Brennan, 1981).Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkandari suhu awal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahanberada pada keadaan cair (Holdworth, 1968). Setelah tahap precooling terjadi tahapperubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es (Heldman dan Singh,1981).


2/7


Titik Beku Bahan Pangan

Sel-sel hidup banyak mengandung air, sering kali sampai dua pertiga ataulebih dari jumlah beratnya. Di dalam medium ini banyak terlarut senyawa organicdan anorganik, termasuk garam, gula, dan asam dalam bentuk larutan, juga

termasuk molekul organic yang lebih kompleks seperti protein dalam bentuksuspensi koloidal. Sedikit banyak juga terdapat gas-gas yang terlarut dalam larutanyang berair.

Perubahan-perubahan fisik, kimia dan biologis yang terjadi di dalam bahanpangan selama pembekuan dan pencairan merupakan proses yang sangat kompleksdan belum seluruhnya diketahui. Walaupun demikian sangat bermanfaatmempelajari perilaku perubahan-perubahan ini. Sehingga dapat dirancang suatuproses pembekuan bahan pangan dengan berhasil.

Titik beku suatu cairan adalah suhu di mana cairan tersebut dalam keadaanseimbang dengan bentuk padatnya. Suatu larutan dengan tekanan uap yang lebihrendah dari zat pelarut murni tidak akan seimbang dengan zat pelarut yang padatpada titik beku normalnya. Sistem tersebut harus didinginkan sampai suhu dimanalarutan dan zat pelarut yang padat mempunyai tekanan yang sama. Titik beku suatularutan adalah lebih rendah daripada zat pelarut murni. Titik beku bahan panganadalah lebih rendah daripada air murni.

Bilamana suatu cairan menguap, molekul-molekul yang lepas memberikansuatu tekanan yang dikenal dengan tekanan uap. Tekanan total dari suatu systemakan sama dengan tekanan parsial dari tekanan tersebut. Penambahan zat terlarutyang bersifat tidak menguap (gula) ke dalam air akan menurunkan tekanan uap airdari larutan gula dalam air, dan titik beku larutan tersebut akan menjadi lebihrendah daripada air murni. Oleh karena kebanyakan bahan pangan kandunganairnya tinggi maka kebanyakan pangan akan membeku pada suhu antara 32 o dan25 o .F. Selama berlangsung pembekuan suhu bahan pangan tersebut relatif tetapsampai sebagian besar dari bahan pangan tersebut membeku, dan setelah beberapawaktu suhu akan mendekati medium pembeku.

Laju Pembekuan

Salah satu pertimbangan pemilihan suatu proses dalam industri pembekuanpangan beku adalah laju pembekuan. Laju pembekuan tidak saja menentukanstruktur akhir produk beku, tetapi juga mempengaruhi lama pembekuan (Heldmandan Singh, 1981).

Menurut Lembaga Refrigerasi International (1971), laju pembekuan suatumassa pangan adalah ratio antara jarak minimal antara permukaan dengan titikpusat termal dibanding dengan waktu yang diperlukan oleh produk pangan mencapaisuhu 0 oC pada permukaan bahan sampai mencapai suhu -5 oC pada pusat termalbahan. Salah satu variasi terhadap definisi Lembaga Refrigerasi International ialahThermal Arrest Time (TAR), menurut definisi ini ,laju pembekuan ialah pengukuranwaktu yang dibutuhkan titik yang paling lambat membeku pada produk, untukmenurunkan suhu dari 0 oC menjadi 5 oC.

Sedangkan Heldman dan Singh (1981) mengatakan laju pembekuan ialahpengukuran waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu produk pada titik yangpaling lambat menjadi dingin atau beku, dihitung dari saat tercapainya titik bekuawal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah titik beku produk


3/7


tersebut. Meskipun disadari bahwa definisi ini tidak terlepas dari kekurangan,agaknya masih merupakan kompromi terbaik bila dibandingkan dengan keunggulandan kelemahan definisi lain. (Heldman dan Singh, 1981).

Laju pembekuan dapat diatur dan sangat menentukan sifat dan mutu produkbeku yang dihasilkan. Sifat produk yang diakibatkan oleh pembekuan yang sangatcepat sangat berbeda dari produk yang dihasilkan dari pembekuan lambat.

Pembekuan yang sangat cepat akan menghasilkan kristal es yang kecil tersusunsecara merata pada jaringan. Sedangkan pembekuan lambat akan menyebabkanterbentuknya kristal es yang besar yang tersusun pada ruang antar sel denganukuran pori yang besar. Dari segi kecepatan berproduksi, pembekuan secara sangatcepat dianggap menguntungkan, selama mutu produk yang dihasilkan tidakdikorbankan (Heldman dan Singh, 1981).

King (1971) membagi laju pembekuan ke dalam 3 golongan yaitu ; (1).Pembekuan lambat, jika waktu pembekuan adalah 30 menit atau lebih untuk 1 cmbahan yang dibekukan, (2). Pembekuan sedang , jika waktu pembekuan adalah 20-30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan dan, (3). Pembekuan cepat,

jika waktu pembekuan adalah kurang dari 20 menit untuk 1 cm bahan yangdibekukan.Pembekuan cepat didefinisikan oleh mereka yang menganut teori kristalisasi cepatsebagai proses dimana suhu bahan pangan tersebut melampaui zona pembekuankristal maksimum (32 o sampai 25 oF) dalam waktu 30 menit atau kurang. Prinsipdasar dari semua pembekuan cepat adalah cepatnya pengambilan panas dari bahanpangan. Metode ini meliputi pembekuan dalam hembusan cepat udara dingin,dengan imersi langsung bahan pangan ke dalam medium pendingin, dengan jalanpersinggungan plat-plat pendingin dalam ruang pembekuan, dan dengan pembekuandengan udara, nitrogen, karbondioksida cair.

Pengaruh dari Pembekuan

a. Pengaruh Pembekuan terhadap Jaringan

Makanan tidak mempunyai titik beku yang pasti, tetapi akan membeku padakisaran suhu tergantung pada kadar air dan komposisi sel. Kurva suhu waktupembekuan umumnya menunjukkan garis datar ( plataeau ) antara 0 oC dan 5 oCberkaitan dengan perubahan (fase) air menjadi es, kecuali jika kecepatanpembekuan sangat tinggi. Telah ditunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untukmelampaui daerah pembekuan ini mempunyai pengaruh yang nyata pada mutubeberapa makanan beku. Umumnya telah diketahui bahwa pada tahapan ini terjadikerusakan sel dan struktur yang irreversible yang mengakibatkan mutu menjadi

jelek setelah pencairan, terjadi khususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yangbesar dan perpindahan air selama pembekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yangdapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekanan osmotis. Pembekuanyang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akanmembentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringandengan kerusakan minimum pada membran sel.

b. Pengaruh Pembekuan terhadap Mikroorganisme

Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu di bawah kira-kira -12 oC belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan bekupada suhu sekitar 18 oC dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis,dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar.


4/7


Mikroorganisme psikofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhulemari es terutama di antara 0 o dan 5 oC. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu-suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinyakerusakan oleh mikroba.

Walaupun jumlah mikroba biasanya menurun selama pembekuan danpenyimpanan beku (kecuali spora), makanan beku tidak steril dan acapkali cepat

membusuk seperti produk yang tidak dibekukan jika suhu cukup tinggi dan lamapenyimpanan pada suhu tersebut cukup lama. Pembekuan dan penyimpananmakanan beku juga mempunyai pengaruh yan nyata pada kerusakan sel mikroba.Jika sel yang rusak atau luka tersebut mendapat kesempatan menyembuhkandirinya, maka pertumbuhan yang cepat akan terjadi jika lingkungan sekitarnyamemungkinkan.

c. Pengaruh Pembekuan terhadap Protein

Oleh karena pembekuan hanya menyebabkan sedikit perubahan nilai giziprotein, maka dimungkinkan untuk mendenaturasi protein dengan perlakukandemikian. Hal ini dapat dilihat dalam proses pendadihan bahan-bahan yangberprotein terutama selama pembekuan dan pencairan yang berulang-ulang.Walaupun nilai biologis protein yang mengalami denaturasi, sebagai bahan panganmanusia, tidak banyak berbeda dengan protein asli, kenampakan dan kualitas bahanpangan tersebut mungkin akan berubah sama sekali karena perlakuan-perlakuanyang demikian.

Selama penyimpanan beku jika seandainya enzim tidak diinaktifkan,proteolisis mungkin terjadi di dalam jaringan hewan.

d. Pengaruh Pembekuan terhadap Enzim

Aktivitas enzim tergantung pada suhu. Aktivitas enzim mempunyai pHoptimum dan dipengaruhi oleh kadar substrat. Aktivitas suatu enzim atau systemenzim dapat dirusakan pada suhu mendekati 200 oF. Enzim masih mempunyai

sebagian aktivitasnya pada suhu serendah 100o

F. Walaupun kecepatan reaksinyasangat rendah pada suhu tersebut.Sistem enzim hewan cenderung mempunyai kecepatan reaksi optimum pada

suhu sekitar 98 oF. Sistem enzim tanaman cenderung mempunyai suhu optimumpada suhu yang sedikit lebih rendah. Pembekuan menghentikan aktivitasmikrobiologis. Aktivitas enzim hanya dihambat oleh suhu pembekuan. Pengendalianenzim yang termudah dapat dikerjakan dengan merusak dengan perlakuanpemanasan yang pendek (balansing) sebelum pembekuan dan penyimpanan.

e. Pengaruh Pembekuan terhadap Lemak

Deteriorasi oksidatif lemak dan minyak bukanlah hal yang asing lagi padabahan pangan. Lemak dalam jaringan ikan cenderung lebih cepat menjadi tengikdaripada lemak dalam jaringan hewan. Pada suhu 10 oC ketengikan yangberkembang dalam jaringan berlemak yang beku sangat berkurang.

Lemak yang tengik cenderung mempunyai nilai gizi yang lebih rendahdaripada lemak yang segar. Untuk mencegah proses tersebut maka prosespembekuan merupakan pencegahan yang sangat baik hampir pada semua makananberlemak.


5/7


f. Pengaruh Pembekuan terhadap Vitamin

Kehilangan vitamin-vitamin berlangsung terus sepanjang pelaksanaanpengolahan, misalnya selama blansing dan pencucian, pemotongan danpenggilingan. Terkenanya jaringan-jaringan oleh udara akan menyebabkan hilangnyavitamin C karena oksidasi. Umumnya kehilangan vitamin C terjadi bilamana jaringan

dirusak dan terkena udara. Selama penyimpanan dalam keadaan beku kehilanganvitamin C akan berlangsung terus. Makin tinggi suhu suhu penyimpanan makin besarterjadinya kerusakan zat gizi. Dalam bahan pangan beku kehilangan yang lebihbesar dijumpai terutama pada vitamin C daripada vitamin yang lain. Blansing untukmenginaktifkan enzim adalah penting untuk melindungi tidak hanya vitamin-vitaminakan tetapi juga kualitas bahan pangan beku pada umumnya. Secara komersialsudah lama dilakukan penambahan asam askorbat pada buah-buahan sebelumpembekuan guna melindungi kualitas.

Vitamin B 1 peka peka terhadap panas dan rusak sebagian selama blansinguntuk menginaktifkan enzim. Kehilangan lebih lanjut tetapi dalam jumlah yang lebihsedikit selama penyimpanan beku pada suhu dibawah nol pada buah-buahan,sayuran, daging, dan unggas. Selama preparasi untuk pembekuan kandunganvitamin B 2 dalam bahan pangan menjadi berkurang, akan tetapi selamapenyimpanan beku kerusakan zat gizi hanya sedikit atau tidak rusak sama sekali.

Vitamin-vitamin yang larut dalam lemak dan karoten sebagai prekusor vitaminA selama pembekuan bahan pangan mengalamin sedikit perubahan, walaupunterjadi kehilangan selama penyimpanan. Blansing pada jaringan tanaman dapatmemperbaiki stabilitas penyimpanan karoten.

Penyimpanan bahan pangan dalam keadaan beku tanpa dikemas dapatmenjurus ke arah terjadinya oksidasi dan perusakan sebagian besar zat gizi,termasuk vitamin.

g. Pengaruh Pembekuan terhadap Parasit

Pembekuan bahan pangan mempunyai keuntungan dalam mematikan

parasit. Contoh yang terbaik dalam hal ini kita jumpai dalam mematikan Trichinellaspiralis dengan pembekuan. Penurunan suhu bahan pangan yang terkena infeksisampai 0 oF atau lebih rendah akan mematikan semua tingkatan kehidupanorganisme tersebut.

Bahan pangan yang dibekukan tidak cocok untuk pertumbuhan parasit dankenyataan bahwa infestasi oleh insekta tidak pernah terjadi.

Metode P embekuan

Metode yang umum digunakan adalah : Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah

kontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup( blast ), terowongan (tunnel ), bangku fluidisasi ( fluidised bed ), spiral, tali ( belt )dan lain-lain.

Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng ( plate freezer ), di manamakanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam(lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairanpendingin (alat pembeku berlempeng banyak).

Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, atau menyemprotkancairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cair dan freon, larutangula atau garam).


6/7


Metoda pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada :

Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan . Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain. Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan. Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.

Nitrogen cair (titik didih 196 oC) dan bahan pendingin bersuhu rendah lainnyatelah menjadi sangat penting akhir-akhir ini sehubungan dengan perannya dalampembekuan makanan secara cepat ( rapid freezing ), di mana teknik pembekuanlainnya menghasilkan mutu yang rendah pada produk akhir. Perendaman langsungke dalam cairan nitrogen telah diganti dengan system penyemprotan langsung padamakanan yang telah didinginkan terlebih dahulu oleh uap nitrogen yang bergerakberlawanan dengan aliran makanan dalam terowongan berisulator yang lurus atauberbentuk spiral. Walaupun biaya operasi dengan menggunakan nitrogen cair inilebih tinggi. Cara ini mengurangi oksidasi permukaan makanan yang tidak dikemasdan hilangnya air dari bahan pangan tersebut, dan keluwesan cara inimemungkinkan pembekuan untuk berbagai jenis bahan pangan.


7/7


DAFTAR PUSTAKA

Brennan, J.G., 1981. Food Freezing Operation. Applied Science Publisher, Ltd.London.

Desrosier, N.W., 1988. Teknologi Pengawetan Pangan; Penerjemah MuchjiMuljohadjo, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta.

Frazier, W.C. and P.C. Westhoff, 1977. Food Microbiology. Mc. Graw Hill BookCo. Inc. New York.

Helman, D.R. and R.P. Singh. 1981. Rekayasa Proses Pangan (Food ProcessingEngeneering ) diterjemahkan oleh M.A. Wirahatakusumah dkk. Pusat AntarUniversitas Pangan dan Gizi Institut Pertanian Bogor.

Holdworth, S.D., 1968. Current aspects of Preseruation by Freezing. Food Manuf,43(7):38

Lembaga Refrigerasi Internasional,1971 . Internasional Institute Of Refrigeration, Recommendations for The Processing and Handling for FrozenFood. 2 nd Ed. Paris.

King, C.J., 1971 . Freeze Drying of Food CRC. The Chemical Rubber Co., Cleveland-Ohio.

Tambunan, A.H., 1999 . Pengembangan Metoda Pembekuan Vakum Untuk ProdukPangan. Usulan Penelitian Hibah Bersaing Perguruan Tinggi. Institut PertanianBogor.

pembekuan ainun rohanah fakultas pertanian jurusan teknologi

Documents