pendinginan dan pembekuan
TRANSCRIPT
LAPORAN PRAKTIKUM
SATUAN OPERASI INDUSTRI
PENDINGINAN DAN PEMBEKUAN
oleh :
Desi PuspitasariNIM: A1H012006
KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS PERTANIANPURWOKERTO
2013
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pendinginan dan pembekuan adalah salah satu metode penyimpanan
bahan pangan dengan menggunakan suhu rendah untuk menghentikan aktivitas
mikroorganisme sehingga menambah masa simpan dan kesegaran suatu bahan
pangan. Pendinginan adalah penyimpanann bahna pangan pada suhu rendah yaitu
antara 2oC sampai 10oC. Sedangkan pembekuan adalah penyimpanan bahan
pangan dalam keadaan beku pada suhu -12oC sampai -24oC. Pendinginan dapat
mengawetkan bahan pangan sampai beberapa hari atau minggu tergantung pada
bahan yang digunakan. Sedangkan pembekuan dapat mengawetkan bahan pangan
sampai beberaoa bulan bahkan beberapa tahun. Pendinginan dan pembekuan
dalam pengawetan atau penyimpanan tidak dapat menghentikan atau membunuh
mikroorganisme yang ada, sehingga ketika bahan dibiarkan mencair
kembali(thawing) maka pertumbuhan bakteri pembusuk aakn berjalan cepat.
Pendinginan dan pembekuan hanya dapat mempertahankan mutu suatu bahan
tetapi tidak dapat menambah mutu bahan tersebut. mutu hasil pendinginan sangat
dipengaruhi oleh mutu bahan pada saat proses awal pendinginann. Yang harus
diperhatikan dalam penanganan suatu bahan pangan yaitu mulai dari proses
panen, pengolahan, penyimpanan dan transportasi.
Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara
membekukan bahan pada suhu dititik beku pangan tersebut. Dengan membekunya
sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air
menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan
sehingga dapat mempertahankanmutu bahan pangan. Mutu hasil pembekuan
masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu
hasil pedinginan.
B. Tujuan
1. Memahami prinsip dasar pendinginan dan pembekuan serta pengaruhnya
terhadap bahan pangan.
2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi pendinginan dan
pembekuan
3. Mengetahui kalor yang dilepas pada proses pendinginan dan pembekuan
produk pangan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Penyimpanan pada suhu rendah dapat menghambat kerusakan makanan,
antara lain kerusakan fisiologis, keruakan enzimatis maupun kerusakan
mikrobiologis. Pada pengawetan suhu rendah dibedakan antara pendinginan dan
pembekuan. Pendinginan dan pembekuan merupakan cara pengawetan tertua.
Jumlah mikroba yang terdapatbpada produk pendinginan atau yang
dibekukan sangat tergantung pada penanganan atau perlakuan-perlaakuan yang
diberikan sebelum produk itu didinginkan atau dibekukan, karena pada
kenyataannya mikroba banyak terdapat pada bahan mentah/bahan baku. Setiap
bahan pangan yang akan didinginkan atau dibekukan perlu mendapat perlakuan-
perlakuan pendahuluan seperti pembersihan, blansing, atau sterilisasi, sehingga
mikroba yang terdapat dalam bahan dapat sidikit berkurang atau terganggu
metabolismenya. Pada umumnya proses-proses metabolisme (transpirasi atau
penguapan, respirasi atau pernapasan dan pembentukan tunas) dari bahan nabati
seperti sayur-sayuran dan buah-buahan atau dari bahan hewani akan berlangsung
terus meskipun bahan-bahan tersebut telah dipanen ataupun hewan telah
disembelih. Proses metabolisme ini terus berlangsung sampai bahan menjadi mati
dan akhirnya membusuk. Suhu diman proses metabolisme ini berlangsung dengan
sempurna disebut sebagai suhu optimum.
Pembekuan menyebabkan perubahan struktur karena adanya pembentukan
kristal es di dalam sel. Bahkan, struktur bahan setelah pencairan kembali
kemungkinan berubah sangat besar. Penurunan suhu produk sampai diatas titik
beku dapat mengurangi aktivitas mikroorganisme dan enzim, sehingga dapat
mencegah kerusakan produk pangan, akan tetapi air cairan (liquid water) mungkin
masih menyediakan aw (water activity) yang masih memungkinkan terjadinya
beberapa aktivitas tersebut. Dengan pembekuan, fraksi air tak terbekukan
dikurangi, sehingga diharapkan dapat mencegah terjadinya hal tersebut.
Efek lainnya adalah Kehilangan berat akibat pendinginan juga menjadi
masalah karena selain masalah kualitas, hal ini juga merupakan masalah ekonomi
jika produk dijual berdasarkan berat produk. Produk yang tidak dikemas akan
mengalami kehilangan berat lebih besar akibat perpindahan tingkat kelembaban
menuju wilayah yang bertekanan lebih rendah akibat kontak langsung dengan
media pendinginan.
Cracking atau terbentuknya retakan pada permukaan hingga bagian dalam
produk juga bisa terjadi, terutama ketika produk makanan dibekukan dengan cara
direndam ke dalam cairan pendingin atau cryogen yang menyebabkan
terbentuknya lapisan beku di permukaan makanan. Lapisan ini melawan
peningkatan volume dari dalam sehingga produk akan mengalami stress di bagian
dalamnya. Jika lapisan beku yang terbentuk cukup rapuh, akan terjadi retakan.
Sifat produk seperti porositas, ukuran, modulus elastisitas, dan densitas amat
memengaruhi terjadinya keretakan tersebut. Perubahan densitas terjadi akibat
bertambahnya volume, dan ini bisa ditangani dengan pendinginan dalam kondisi
tekanan tinggi.
Suhu bahan yang akan dibekukan harus diturunkan hingga titik beku
komponen-komponennya, umumnya hingga -180C atau lebih rendah karena bahan
pangan mengandung garam dan gula. Saat larutan garam dan gula tersebut mulai
membeku, kelebihan air akan membeku hingga tercapai campuran eutektik. Jika
pembekuan tidak dilakukan dengan cepat, kristal es yang terbentuk akan
membesar dan merusak dinding sel, sehingga jika kemudian bahan dicairkan
kembali, sel akan bocor dan tekstur bahan akan rusak. Bahan pangan beku seperti
krim dan es loli sangat tergantung pada laju pembekuan untuk memperoleh
konsistensi dan tekstur tertentu, sehingga membutuhkan perlakuan khusus. Sekali
bahan telah mulai dibekukan maka sebaiknya tidak mengalami pemanasan dan
pendinginan kembali, karena saat dilakukan pembekuan ulang dengan laju lambat
akan terjadi pencairan sebagian es.
Dalam pembekuan terdapat dua masalah yang penting, yakni terbentuknya
kristal es dan pertumbuhan kristal tersebut yang menentukan kualitas produk
beku. Laju pembekuan merupakan variabel penting pada kedua masalah tersebut.
Kualitas produk yang dibekukan secara cepat akan berbeda signifikan dengan
produk yang dibekukan secara lambat. Dengan demikian laju pembekuan
merupakan dasar untuk rancangan proses pembekuan.
Perbedaan antara pendinginan dan pembekuan juga ada hubungannya
dengan aktivitas mikroba.
1. Sebagian besar organisme perusak tumbuh cepat pada suhu di atas 10 oC
2. Beberapa jenis organisme pembentuk racun masih dapat hidup pada suhu kira-
kira 3,3oC
3. Organisme psikrofilik tumbuh lambat pada suhu 4,4 oC sampai – 9,4 oC
Pendinginan akan mengurangi aktivitas air pada makanan.
Mikroorganisme tidak dapat tumbuh pada kondisi aktivitas air yang rendah dan
temperatur di bawah nol. Organisme patogen tidak bisa tumbuh pada temperatur
di bawah 5oC, namun tipe organisme lainnya memiliki respon yang berbeda. Sel
vegetatif ragi, jamur, dan bakteri gram negatif akan hancur pada temperatur
rendah, namun bakteri gram positif dan spora jamur diketahui tidak dipengaruhi
oleh temperatur rendah. Protein akan mengalami denaturasi dalam temperatur
dingin yang mengakibatkan perubahan penampilan produk, tapi nilai nutrisinya
tidak terjadi walau terjadi denaturasi selama berat tidak berkurang. Pembekuan
tidak memengaruhi kandungan vitamin A, B, D, dan E, namun memengaruhi
kandungan vitamin C.
III. METODOLOGI
A. Alat dan bahan
Alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah:
1. Timbangan digital
2. Refrigerator
3. Freeze
4. Termometer
5. Berbagai jenis buah
B. Prosedur kerja
Langkah-langkah yang dilakukan dalam praktikum ini adalah:
1. Mempersiapkan alat dan bahan.
2. Menimbang bahan dengan timbangan digital sebesar 100gr.
3. Mengukur suhu bahan, lingkungan, refrigerator, freezer sebagai suhu awal.
4. Memasukkan bahan kedalam refrigerator dan freezer.
5. Mengukur suhu bahan, lingkungan dan rerigerator setiap 15 menit selama 1
jam.
6. Menghitung kalor yang dilepas (Q) oleh bahan. Masukkan ke dalam oven
dan melakukan pengukuran massa setiap 30 menit sebanyak 4 kali.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Data pengamatan suhu (0C)
a. Refrigerator
Waktu T Bahan T Lingkungan T Refrigerator
0 31 30 12
15 26.5 28 13
30 23 30 14
45 20 30 16
60 18.5 30.5 15
b. Freezer
Waktu T Bahan T Lingkungan T Freezer
0 31 30 2
15 22.5 28 0
30 18 30 0
45 16 30 8
60 13.5 30.5 2
2. Data pengamatan massa bahan setelah di oven
a. Refrigerator
Waktu Massa ( gr )
0 0.03 gram – 4.2 gram = 25.8 gram
30 30.95 gram – 4.2 gram= 26.75 gram
60 30 gram – 4.2 gram = 25.8 gram
b. Freezer
Waktu Massa ( gr )
0 0.02 gram – 4.25 gram = 15.75 gram
30 18.34 gram – 4.25 gram= 14.09 gram
60 15 gram – 4.25 gram = 10.75 gram
1.
a. Ka Refrigrator
M awal = M total = 25.8 gram
M akhir = 25.8 gram
b. Ka Freezer
M awal = M total = 15.75 gram
M akhir = 10.75 gram
2. Cp diatas titik beku
a. Refrigerator
Cp = 4,1868 (0,008 ( 0 )Ka + 0,2 )
= 0,83736 = 0,84 j/gram
b. Freezer
Cp = 4,1868 ( 0,008 ( 0,3175 ) + 0,2 )
= 0,847 = 0,85 j/gram
3. Nilai Q ( Q2 = Q3 )
a. Refrigerator
Q2 = m.cp.∆t Q3= m.cp.∆t
= 26,75 ( 0,84 ) ( 31-23 ) = 25,8 (0,84 ) ( 31-18,5 )
= 179,76 joule = 270 joule
b. Freezer
Q2= m.cp.∆t Q3= m . cp .∆t = 14,09 ( 0,48 ) ( 31-18,5) = 10,75 ( 0,84 ) ( 31-13,5 )
= 153 ,8628 joule = 159,90 joule
4. Hasil Perhitungan kalor
a. Refrigerator
Waktu Kalor yang dilepaskan
0 0
30 179,96 joule
60 270,9 joule
b. Freezer
Waktu Kalor yang dilepaskan
0 0
30 153,8628 joule
60 158,025 joule
B. Pembahasan
Pendinginan atau refrigerasi adalah penyimpanan pada suhu di atau titik
beku yaitu di antara -20C dan 160C. Suhu lemari es umumnya berkisar antara 40
– 70C (Tjahjadi, 2011). Tujuan penyimpanan suhu dingin (cold storage) adalah
untuk mencegahh kerusakan tanpa mengakibatkan pematangan abnormal atau
perubahan ang tak diinginkan sehingga mempertahankan komoditas dalam
kondisi yang dapat diterima oleh konsumen selama mungkin (Tranggono, 1990).
Pengaruh pendinginan terhadap makanan yaitu:
1. Penuruan suhu akan mengakibatkan penurunan proses kimia mikrobiologi dan
biokimia yang berhubungan dengan kelayuan
(snescence), kerusakan (decay), pembusukan dan lain-lain.
2. Pada suhu di bawah 00C air akan membeku dan terpisah dari larutan
membentuk es, yang mirip dalam hal air yang diuapkan pada pengeringan atau
suatu penurunan aw (Buckle, 1985)
Daya tahan simpan makanan yang disimpan dengan pendinginan berkisar
antara beberapa hari sampai beberapa minggu tergantung pada jenis makanannya.
Syarat-syarat yang harus diperhatikan dalam refrigerasi atau pendinginan adalah:
1. Pendinginan pendahuluan.
2. Pembersiha, pembuangan bagian-bagian yang tidak dikehendaki,
grading dan sortasi serta pengemasan.
3. Pemilihan suhu penyimpanan.
4. Suhu ruangan penyimpanan harus dipertahankan konstan
(Tjahjadi, 2011)
Pembekuan adalah penurunan suhu di bawah 00C yang mengakibatkan
sebagian air dalam bahan pangan berubah menjadi es, sehingga tidak lagi tersedia
untuk pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi-reaksi kimia. Pembentukan es ini
efeknya sama seperti penurunan aktivitas air akibat pengeringan. Terhambatnya
pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan yang beku disebabkan karena
air tidak tersedia lagi, sedangkan terhambatnya laju reaksi-reaksi kimia
disebabkan karena sistem larutan telah berubah menjadi padat sehingga
air tidak lagi dapat berfungsi sebagai zat pelarut. Pengawetan dengan pembekuan
terdiri dari dua proses yaitu pembekuan pangan pada umumnya -40 0C, kemudian
penyimpanan beku makanan tersebut pada suhu -18 0C (Thajadi, 2011). Metode
pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada:
1. Mutu produk dan tingkat pembekuan yang diinginkan.
2. Tipe dan bentuk produk, pengemasan dan lain-lain.
3. Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.
4. Biaya pembekuan untuk teknik alternatif (Buckle, 1985).
Mutu akhir makanan beku dipengaruhi oleh berbagai faktor dasar
seperti :
1. Mutu bahan baku yang dibekukan.
2. Perlakuan sebelum pembekuan seperti blansing, penggunaan SO2,
atau asam askorbat.
3. Metode dan kecepatan pembekuan yang dipakai
4. Suhu penyimpanan dan fluktuasi suhu
5. Waktu atau lama penyimpanan
6. Kelembaban lingkungan tempat penyimpanan
7. Sifat-sifat dari bahan pengemas (Buckel,1985).
Penyimpanan suhu dingin atau pendinginan sayuran harus pada suhu 120C,
jika tidak akan terjadi chilling injury atau cacat suhu dingin. Cacat suhu dingin
menyebabkan metabolit seperti asam amino dan gula serta garam-garam mineral
dari sel dan bersama-sama dengan degradasi struktur sel menyediakan substrat
yang sangat baik untuk pertumbuhan mikroorganisme patogen, terutama fungi.
Jamur ini sering terdapat sebagai organisme laten atau mengkontaminasi bahan
segar. Simptom cacat suhu dingin biasanya muncul pada saat bahan itu berada
pada suhu rendah namun kadang-kadang hanya nampak setelah bahan diambil
dari tempat pendingin dan ditempatkan pada suhu yang lebih besar (Tranggono
dan Sutardi, 1989).
Metoda yang paling tepat untuk pengendalian cacat suhu dingin adalah
menentukan suhu kritis untuk perkembangannya dalam buah-buahan tertentu dan
komoditas ini tidak diperlakukan terhadap suhu dibawah suhu kritis. Namun
perlakuan hanya dalam waktu pendek terhadap suhu dingin dan diikuti dengan
penyimpanan pada suhu yang lebih tinggi dapat mencegah pengembangan cacat.
Cara inin telah diketahui efektif untuk mencegah pewarnaan hitam pada hati nenas
yang dikenal dengan nama black heart (Tranggono dan Sutardi, 1989).
Prinsip pendinginan adalah panas dari bahan diserap atau diambil dan
digantikan oleh udara yang memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan
tekanan di dalam sel, sehingga panas yang ada dalam bahan berkurang dan lama-
kelamaan akan berubah menjadi dingin mengikuti suhu udara pendinginan yang
digunakan.
Prinsip pembekuan adalah panas pada bahan diambil dan diturunkan
hingga mencapai titik dibawah titik beku bahan sehingga segala mekanisme
perubahan pada bahan dapat dihambat dan masa simpan dapat diperpanjanga.
Secara umum mekanisme pembekuan dibagi menjadi 3 tahap. Tahap pertama
panas sensible bahan pangan diambil sehingga suhu menjadi turun sampai titik
beku. Tahap kedua, pada proses pembekuan dilepaskan sejumlah energi panas
sehingga bahan pangan dan air yang terkandung didalamnya membeku. Dan tahap
ketiga setelah terjadi pembekuan energi panas tetap dilepaskan sehingga suhu
menurun sampai suhu tertentu.
Fungsi Pendinginan dan Pembekuan adalah :
a) Menghambat pertumbuhan mikroba.
b) Menghambat reaksi-reaksi enzimatis, kimiawi dan biokimiawi.
c) Penyimpanan pada suhu rendah dapat menghambat kerusakan makanan,
antara lain kerusakan fisiologis, kerusakan enzimatis maupun kerusakan
mikrobiologis.
d) Penyimpanan dengan suhu rata-rata yang digunakan masih di atas titik
beku bahan. Kisaran suhu yang digunakan biasanya antara – 1oC sampai +
4oC. Pada suhu tersebut, pertumbuhan bakteri dan proses biokimia akan
terhambat. Pendinginan biasanya akan mengawetkan bahan pangan selama
beberapa hari atau beberapa minggu, tergantung kepada jenis bahan
pangannya. Pendinginan yang biasa dilakukan di rumah-rumah tangga
adalah dalam lemari es yang mempunyai suhu –2oC sampai + 16oC.
Faktor yang berpengaruh terhadap pendinginan dan pembekuan adalah Cp
bahan, suhu awal bahan, densitas bahan, konduktivitas termal bahan, entalpi,
kadar air, bentuk dan ukuran bahan, jenis transfer panas, suhu medium, kecepatan
aliran pendingin, jenis media, dan faktor kemasan.
Faktor-Faktor yang mempengaruhi keberhasilan pendinginan antara lain :
1. Jenis dan Varietas Produk
Pendinginan biasanya digunakan untuk jenis bahan yang mudah mengalami
kerusakan dan peka terhadap kondisi lingkungan disekitarnya. Jenis dan varietas
setiap bahan tidak sama dengan tingkat kematangan dan pemanenan yang berbeda
pula sehingga suhu yang digunakan selama pendinginan harus dapat disesuaikan
dengan jenis dan sifat bahan tersebut agar tujuan dari pendinginan tersebut dapat
tercapai.
2. Suhu
Suhu dalam penyimpanan seharusnya dipertahankan agar tidak terjadi kenaikan
dan penurunan. Biasanya dalam penyimpanan dingin, suhu dipertahankan berkisar
antara 1OC sampai dengan 2OC. Suhu pendinginan di bawah optimum akan
menyebabkan pembekuan atau terjadinya chilling injury, sedangkan suhu di atas
optimum akan menyebabkan umur simpan menjadi lebih singkat. Fluktuasi suhu
yang luas dapat terjadi bilamana dalam penyimpanan terjadi kondensasi yang
ditandai adanya air pada permukaan komoditi simpanan. Kondisi ini juga
menandakan bahwa telah terjadi kehilangan air yang cepat pada komoditi tersebut.
3. Kelembaban Relatif
Untuk kebanyakan komoditi yang mudah rusak, kelembaban relatif dalam
penyimpanan sebaiknya dipertahankan pada kisaran 90 sampai 95%. Kelembaban
di bawah kisaran tersebut akan menyebabkan kehilangan kelembaban komoditi.
Kelembaban yang mendekati 100% kemungkinan akan terjadi pertumbuhan
mikroorganisme lebih cepat dan juga menyebabkan permukaan komoditi pecah-
pecah.
4. Kualitas Bahan dan Perlakuan Pendahuluan
Untuk tetap mempertahankan kesegaran bahan maka sebaiknya sayuran, buah-
buahan maupun bunga potong yang akan disimpan terbebas dari luka atau lecet
maupun kerusakan lainnya. Kerusakan tersebut dapat menyebabkan kehilangan
air. Buah-buah yang telah memar dalam penyimpanannya akan mengalami susut
bobot hingga empat kali lebih besar bila dibandingkan buah- buah yang utuh dan
baik.
5. Jenis Pengemas
Pengemasan merupakan salah satu upaya modified packaging storage yang
dapat membantu mempertahankan mutu dari bahan. Dengan dilakukan
pengemasan maka proses reaksi enzimatis dan chilling injury dapat diminimalisir
sehingga kesegaran produk tetap terjaga.
Faktor-Faktor yang mempengaruhi keberhasilan pembekuan antara lain:
1. Jenis Bahan
Perubahan yang terjadi tergantung dari komposisi makanan sebelum dibekukan.
Konsentrasi padatan terlarut yang meningkat, akan merendahkan kemampuan
pembekuan. Bila dalam larutan mengandung lebih banyak garam, gula, mineral,
dan protein, akan menyebabkan titik beku lebih rendah dan membutuhkan waktu
yang lebih lama untuk membeku.
2. Perlakuan Pendahuluan
Perlakuan pendahuluan bertujuan untuk mencegah penurunan mutu sebelum
produk dibekukan. Beberapa perlakuan pendahuluan meliputi sortasi
(pemisahan)antara mutu bahan yang baik dan yang tidak baik, pencuncian untuk
menghilangkan kotoran dan mengurangi jumlah mikroba awal, pengemasan,
blanshing atau pasteurisasi untuk menginaktivasi enzim yang ada pada produk dan
menurunkan jumlah mikroba awal, pelilinan maupun pencelupan ke dlaam larutan
asam askorbat untuk mempertahankan tekstur.
3. Suhu
Suhu pembekuan disesuaikan dengan jenis komoditi yang akan dibekukan.
Pada suhu kurang dari 0 oC , air akan membeku kemudian terpisah dari larutan
dan membentuk es. Jika kristal es yang terbentuk besar dan tajam akan merusak
tekstur dan sifat pangan , tetapi di lain pihak kristal es yang besar dan tajam juga
bermanfaat untuk mereduksi atau mengurangi mikroba jumlah mikroba.
4. Waktu
Pembekuan dengan waktu singkat/cepat akan menghasilkan kristal es
berukuran kecil sehingga akan meminimalkan kerusakan tekstur bahan yang
dibekukan. Selain itu, proses pembekuan cepat juga menyebabkan terjadinya
kejutan dingin (freeze shock) pada mikroorganisme. Sedangkan pembekuan dalam
waktu yang lama akan menghasilkan kristal yang besar dan tajam sehingga dapat
merusak dan merobek jaringan buah yang dibekukan. Kristal es yang besar
disebabkan karena pelepasan air dari jaringan menjadi banyak dan menyebabkan
penampakan sel menjadi berkerut.
5. Metode pembekuan
Metode yang digunakan pada pembekuan seperti cooled air freezer, cooled
liguid freezer, cooled surface freezer, cryogenik akan memberikan hasil yang
berbeda dengan jenis bahan yang akan dibekukan. Penggunaan metode harus
dilakukan dengan tepat sesuai dengan karakteristik dari bahan untuk mencapai
tujuan yang diinginkan.
Kerusakan-kerusakan yang terjadi pada pendinginan
Pemakaian suhu rendah untuk mengawetkan bahan pangan tanpa
mngindahkan syarat-syarat yang diperlukan oleh masing- masing bahan, dapat
mengakibatkan kerusakan-kerusakan sebagai berikut:
1. Chilling injury
Chilling injury terjadi karena :
a. kepekaan bahan terhadap suhu rendah
b. daya tahan dinding sel
c. burik-burik bopeng (pitting)
Jaringan bahan menjadi cekung dan transparan
d. Pertukaran bau/aroma
Di dalam ruang pendingin dimana disimpan lebih dari satu macam
komoditi atau produk, kemungkinan terjadi pertukaran bau/aroma.
Contoh: pear tidak dapat didinginkan bersama-sama dengan seledri, kubis,
ataupun bawang merah.
2. Kerusakan oleh bahan pendingin/refrigeran
Bila lemari es menggunakan amonia sebagai refrigeran, misalnya
terjadi kebocoran pada pipa dan ammonia masuk ke dalam ruang
pendinginan, akan mengakibatkan perubahan warna pada bagian luar bahan
yang didinginkan berupa warna coklat atau hitam kehijauan. Kalau proses ini
berlangsung terus, maka akan diikuti proses pelunakan jaringan-jaringan
buah. Sebagai contoh : suatu ruangan pendingin yang mengandung amonia
sebanyak 1 % selama kurang dari 1 jam, akan dapat merusak apel, pisang,
atau bawang merah yang disimpan di dalamnya.
3. Kehilangan air dari bahan yang didinginkan akibat pengeringan
Kerusakan ini terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa dibungkus
atau yang dibungkus dengan pembungkus yang kedap uap air serta waktu
membungkusnya masih banyak ruang-ruang yang tidak terisi bahan.
Pengeringan setempat dapat menimbulkan gejala yang dikenal dengan nama “
freeze burn “ , yang terutama terjadi pada daging sapi dan daging unggas
yang dibekukan. Pada daging unggas, hal ini tampak sebagai bercak-bercak
yang transparan atau bercak-bercak yang berwarna putih atau kuning kotor.
Freeze burn disebabkan oleh sublimasi setempat kristal-kristal es
melalui janganjaringan permukaan atau kulit. Maka terjadilah ruangan-
ruangan kecil yang berisi udara, yang menimbulkan refleksi cahaya dan
menampakkan warna-warna tersebut. Akibat terjadinya
freeze burn, maka akan terjadi perubahan rasa pada bahan , selanjutnya
diikuti dengan proses denaturasi protein.
4. Denaturasi protein
Denaturasi protein berarti putusnya sejumlah ikatan air dan
berkurangnya kadar protein yang dapat diekstrasi dengan larutan garam.
Gejala denaturasi protein terjadi pada daging, ikan, dan produk-produk air
susu. Proses denaturasi menimbulkan perubahan-perubahan rasa dan bau,
serta perubahan konsistensi (daging menjadi liat atau kasap). Semua bahan
yang dibekukan, kecuali es krim, sebelum dikonsumsi dilakukan “thawing“,
maka untuk bahan yang telah mengalami denaturasi protein pada waktu
pencairan kembali, air tidak dapat diabsorpsi (diserap) kembali. Tekstur liat
yang terjadi disebabkan oleh membesarnya molekul-molekul.
Jenis-jenis Pendinginan, antara lain :
a) Pendinginan Hembusan Udara Dingin
o Proses pendinginan cepat sehingga cocok untuk produk pangan
yang sangat mudah rusak.
o Laju optimum 2-3 m/detik dibutuhkan untuk mendinginkan bahan
pangan yg tebal.
o Laju pergerakan udara dingin yang tepat dibutuhkan untuk
meminimumkan waktu pendinginan.
o Faktor lain yang harus diperhatikan kelembaban udara yang relatif
tinggi jika produk pangan yg didinginkan tidak dikemas.
o Contoh alat pendinginan yg menggunakan teknik ini adalah cabinet
cooler dan alat pendingin dengan sirkulasi udara tetap (fixed air
cooler), chilling tunnel. Alat tersebut umumnya dilengkapi dengan
rak beroda, nampan/rak, gantungan untuk meletakkan produk.
o Bisa sistem bacth (cabinet cooler) atau kontinyu (chilling tunnel).
o Laju pergerakan udara bisa diatur sesuai kebutuhan.
b) Ruang Pendingin
o Ruang pendingin digunakan untuk menjaga suhu bahan atau
produk tetap rendah, tetapi tidak cocok jika digunakan untuk
pendinginan cepat.
o Udara dingin biasanya dihembuskan dari bagian atas ruang
pendingin dan bergerak menuju bagian bawah.
c) Pendinginan Kriogenik
o Teknik pendinginan ini menghasilkan proses pendinginan yang
sangat cepat.
o Pengendalian laju pendinginan sangat diperlukan untuk mecegah
pembekuan.
o Sesuai untuk mendinginkan produk yang hangat.
Contoh : pencelupan pada nitrogen (N2) atau CO2 cair.
d) Pendinginan dengan Air (Hydrocooling)
Pendinginan dengan air digunakan terutama untuk menghilangkan
panas setelah pemanenan untuk buah-buahan atau sayuran.
o Pendinginan air dilakukan dengan cara perendaman,
penyemprotan, atau pencelupan pada air dingin.
o Proses pendinginan dapat bersifat kontinyu dengan waktu berkisar
20 – 40 menit.
o Keuntungan : mecegah pembekuan, tidak terjadi penyusutan berat,
dan dapat memulihkan produk yg layu
e) Pendinginan vakum
o Digunakan untuk sayuran berdaun yang mempunyai permukaan
luas dan jumlah air bebas yang tinggi, seperti selada.
o Tidak sesuai untuk produk atau bahan pangan yang bervolume
besar (bulk), tebal, dan mempunyai lapisan lilin.
o Teknik pendinginan vakum didasarkan pada efek pendinginan
akibat penguapan air pada tekanan rendah.
Contoh : selada dapat didinginkan sampai suhu 2-3 oC ketika
kondisi vakum tercapai.
o Beberapa produk tanaman pangan harus disemprot dengan air
sebelum didinginkan untuk meminimumkan penyusuta berat.
o Pada teknik pendinginan ini penyusutan berat sebesar 1% terjadi
pada setiap penurunan suhu 5oC.
Perlakuan yang perlu dilakukan sebelum komoditas didinginkan maupun
dibekukan :
1. Pengupasan kulit bahan
Untuk bahan yang memiliki tekstur keras dan berkulit tebal, dilakukan
pegupasan kulit yang bermaksud untuk mempeluas permukaan
sehingga transfer pendinginan dapat merata ke seluruh bagian bahan.
2. Pencucian bahan
Bahan yang akan diuji sebelum masuk ke pendinginan adalah bahan
yang akan didinginkan dianjurkan untuk dilakukan pencucian terlebih
dahulu dengan tujuan menghilangkan kotoran atau debu yang masih
melekat sehingga jumlah kontaminan dan kerusakan awal dapat
dicegah.
3. Pemotongan dan pengamatan awal
Bahan yang berukuran besar sebaiknya dilakukan pemotongan dengan
tujuan untuk memperluas permukaan sehingga transfer pendinginan
dapat merata ke seluruh bagian bahan. Kemudian dilakukan
pengamatan awal yang meliputi tekstur, warna, berat dan kenampakan
bahan.
4. Pengemasan
Untuk menjaga kesegaran bahan yang telah dikupas, dicuci dan
dipotong dikemas dalam plastik.
Mekanisme pembekuan yang terjadi di dalam freezer adalah sebagai
berikut:
a. Panas dari pusat bahan akan berpindah secara konduksi ke permukaan
bahan.
b. Panas dari permukaan bahan akan berpindah secara konveksi ke udara
pendingin.
c.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Praktikum yang telah dilakukan kelompok kami menghasilkan suatu hasil
dari percobaan dan studi pustaka yaitu :
Prinsip pendinginan adalah panas dari bahan diserap atau diambil dan
digantikan oleh udara yang memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan
tekanan di dalam sel, sehingga panas yang ada dalam bahan berkurang dan lama-
kelamaan akan berubah menjadi dingin mengikuti suhu udara pendinginan yang
digunakan.
Prinsip pembekuan adalah panas pada bahan diambil dan diturunkan
hingga mencapai titik dibawah titik beku bahan sehingga segala mekanisme
perubahan pada bahan dapat dihambat dan masa simpan dapat diperpanjanga.
Secara umum mekanisme pembekuan dibagi menjadi 3 tahap. Tahap pertama
panas sensible bahan pangan diambil sehingga suhu menjadi turun sampai titik
beku. Tahap kedua, pada proses pembekuan dilepaskan sejumlah energi panas
sehingga bahan pangan dan air yang terkandung didalamnya membeku. Dan tahap
ketiga setelah terjadi pembekuan energi panas tetap dilepaskan sehingga suhu
menurun sampai suhu tertentu.
Pengaruh pendinginan terhadap makanan yaitu:
1. Penuruan suhu akan mengakibatkan penurunan proses kimia mikrobiologi dan
biokimia yang berhubungan dengan kelayuan
(snescence), kerusakan (decay), pembusukan dan lain-lain.
2. Pada suhu di bawah 00C air akan membeku dan terpisah dari larutan
membentuk es, yang mirip dalam hal air yang diuapkan pada pengeringan atau
suatu penurunan aw (Buckle, 1985)
Faktor yang berpengaruh terhadap pendinginan dan pembekuan adalah Cp
bahan, suhu awal bahan, densitas bahan, konduktivitas termal bahan, entalpi,
kadar air, bentuk dan ukuran bahan, jenis transfer panas, suhu medium, kecepatan
aliran pendingin, jenis media, dan faktor kemasan.
Panas dari pusat bahan akan berpindah secara konduksi ke permukaan
bahan, sedangkan panas dari pemukaan bahan akan berpindah secara konveksi
ke udara pendingin. Udara panas akan terus menerus digantikan dengan udara
pendingin sampai suhu bahan sama dengan suhu pendingin.
B. Saran
Agar praktikan melakukan praktikum berjalan dengan baik dan lancar,
sebaiknya alat yang ada di laboratorium ditambah, dan pada saat praktikum
sebaiknya praktikanlebih dapat dikondisikan agar lebih kondusif.
DAFTAR PUSTAKA
Buckle, K.A., Edwards, G.H. Fleet, dan H. Wooton. 1985. Ilmu Pangan (Terjemahan). Universitas Indonesia : Jakarta
Listanti, Riana, S.Tp, M.Sc. 2013. Modul Praktikum Satuan Operasi Industri.
Universitas Jenderal Soedirman: Purwokerto.
Tjahjadi, C dan Herlina Marta. 2011. Pengantar Teknologi Pangan. Universitas Padjajaran, Bandung.
Tjahjadi,C. dkk. 2009. Praktikum Bahan Pangan dan Dasar-Dasar Pengolahan. Universitas Padjajaran, Bandung.
Tranggono dan Sutardi, 1990. Biokima dan Teknologi Pasca Panen. Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
.