Perubahan Kualitas Produk Perikanan Selama Pembekuan dan Penyimpanan Beku

Shanti Dwita Lestari

Pengantar•Pada proses pembekuan, pertumbuhan

mikroorganisme terhambat, namun proses degradatif dan reaksi kimia pada jaringan otot ikan masih berlanjut

•Proses pembekuan dan penyimpanan yang lama, diikuti dengan thawing akan menurunkan kualitas produk, meskipun hal ini masih dipengaruhi oleh spesies dan mutu produk sebelum dibekukan

Gaping•Merupakan kondisi di saat jaringan ikat

gagal mempertahankan keutuhannya•Hali ini berhubungan dengan rendahnya

pH akhir otot dan perubahan pada jaringan ikat selama pembekuan

Denaturasi Protein

3 Teori Denaturasi Protein pada Saat Pembekuan dan Penyimpanan Beku

1. Peningkatan konsentrasi solut2. Dehidrasi sel3. Perubahan autooksidatif yang

mengganggu keseimbangan interaksi protein-protein dan protein-air

•Pada keadaan dehidrasi, interaksi protein dan air pada jaringan akan terputus. Molekul protein akan berhadapan dengan kondisi yang kurang polar sehingga rantai samping protein yang bersifat hidrofobik menjadi lebih aktif KONFORMASI PROTEIN

•Autooksidasi lemak berperan dalam denaturasi dan deteriorasi sifat-sifat fungsional protein otot

mengakibatkan crosslink antara protein dengan produk-produk hasil oksidasi lemak

•Crosslink protein juga bisa dimediasi oleh formaldehid yang merupakan senyawa yang diproduksi oleh aksi enzim TMAO reduktase, yang muncul dalam jumlah banyak sebagai osmoregulator pada ikan gadoid

•Aktifitas TMAO reduktase dan enzim-enzim lain berlangsung lebih cepat pada proses freezing-thawing sistem selular akibat adanya disrupsi sel

Freezing Rate dan Kualitas ikan

•Freezing rate mempengaruhi degradasi ATP yang disertai dengan peningkatan kandungan IMP

•Glikolisis yang terjadi pada saat pembekuan diindikasikan dengan naiknya kandungan asam laktat pada produk

•Pada pembekuan lambat, glikolisis meningkat, thermal arrest time untuk mencapai suhu -8oC menjadi lebaih lama

Glass transition

• Tg merupakan titik transisi dari fase cair menjadi struktur menyerupai solid

• Suhu transisi gelas (Tg) berbeda-beda untuk setiap jenis produk

• Nilai tersebut berhubungan dengan stabilitas produk selama penyimpanan beku

• Glass : kondisi padatan amorf : merupakan zat cair yang memiliki viskositas > 10 Pa.s dengan variasi entalpi dan volume yang mirip dengan zat padat

Perubahan Tekstur• Freezing Denaturasi Protein

Perubahan tekstur (soft, springy >> fibrous, firm, hard, spongy)• Perubahan nampak lebih nyata pada ikan-ikan

berdaging putih dan flaky • Flat fish kurang sensitif terhadap perubahan

tekstur, demikian juga dengan whole fish jika dibandingkan dengan fillet

• Tergantung jenis spesies• Berkorelasi dengan ukuran serat, semakin kecil

ukuran serat, semakin tinggi nilai firmness

Perubahan Flavor bau rumput laut•Fresh Fish bau dapat dipertahankan

meski telah melewati proses

pembekuan

•Selama pembekuan off odor dan off flavor terjadi secara bertahap dan semakin meningkat dengan lamanya penyimpanan

Karakteristik off odors/flavors•Pada Lean Fish : acid, bitter, musty•Pada Fatty Fish : rancid, oxidized, painty

Perubahan warna•Pada Lean Fish : opaque, yellowish•Pada Fatty Fish : rusty

• Oksidasi lipid dan pembentukan senyawa-senyawa turunannya merupakan faktor utama penyebab off flavor

• Reaksi oksidasi pada ikan beku tergantung pada ketersediaan O2, suhu penyimpanan dan asal ikan

• Oksidasi lipid dimulai dan ditingkatkan melalui beberapa mekanisme :

1. Produksi singlet oksigen2. Pembentukan senyawa turunan O2, radikal O2 bebas

(H2O2 dan hydroxy radicals) secara enzimatis maupun non enzimatis

3. Pembentukan komplek O2 dengan iron aktif4. Pemutusan hydroxy peroxide yang diprakarsai oleh

suhu dan keberadaan senyawa besi

Cara Pencegahan•Penghilangan darah sebelum pembekuan•Penambahan antioksidan yang

mengandung chelator, lipid dan scavenger radikal bebas yang larut air untuk menstabilkan kondisi jaringan tubuh ikan

•Hasil yang telah diperoleh adalah fatty fish (mackarel) dapat disimpan selama satu tahun pada -20oC tanpa terjadinya rancidity

Perubahan Penampakan•Selama penyimpanan beku, pigmen ikan

dan kerang-kerangan cenderung memudar

•Penyimpanan dalam waktu yang lebih lama mengakibatkan kenaikan nilai lightness, redness dan yellowness namun menurunkan nilai hue

Pigmen dan Pembekuan•Pigmen karotenoid pada salmon sangat

sensitif terhadap cahaya, panas dan O2, namun stabil dalam proses pembekuan

•Carotenoid pada ikan trout dan astaxanthin pada ikan salmon berubah selama penyimpanan beku 6 bulan -20oC

•Myoglobin pada tuna teroksidasi menjadi metmyoglobin

•Blue/black discoloration pada udang pada suhu 0oC (melanosis, black spot)

Perubahan Komposisi Mikroba•Penurunan suhu >> penurunan aW >>

pertumbuhan mikroba mayoritas terhenti kecuali bakteri psikrofilik, yeast dan molds

•Pada -20oC, hampir semua sel mengalami lethal/sub lethal injury

•Kecepatan pembekuan tinggi disertai tercapainya suhu yang terendah >> microbial damage

•Death dan sublethal sangat tergantung pada initial stage

DEHIDRASI•Freezer burn : Kerusakan pada permukaan

produk yang dibekukan akibat paparan bahan pendingin, khususnya pada produk yang tidak di glazing

•Terbentuk akibat adanya gradien tekanan uap air di dalam produk dan di antara produk dengan udara luar selama fluktuasi suhu

•Peristiwa ini dapat dicegah dengan menggunakan film kedap uap air tanpa adanya space antara produk dengan kemasan

Pengukuran Kualitas Ikan Beku•Tidak ada alat yang praktis dan akurat•Penurunan kualitas dicirikan dengan

indikaor biokimia yang mencakup 3 kategori yaitu:

1. Perubahan struktur protein ; diukur dengan kemampuan protein untuk diekstrak menggunakan larutan garam, hidrofobisitas, viskositas dan pola elektroforesis

2. Penurunan aktivitas enzim tertentu3. Perubahan konsentrasi beberapa

metabolit

•Uji enzim yang digunakan untuk mengukur kualitas ikan beku diantaranya adalah myofibrillar ATP, aldolase, acid phosphatase dan phospolipase

•Uji senyawa metabolit : TMAO, kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, TBA reaktif (malonaldehid)

•Pengukuran kualitas fisik : WHC, cooking lost, textural measurements (hardness, cohesiveness)

Reasons For Quality Loss in Frozen Fishery Products During StorageParameter EffectProtein crosslinking, Denaturation Tough and spongy textureBreakdown of TMAO into DMA and formaldehyde (HCHO)

Tough and spongy texture loss of juiciness

Oxidation of lipids Flavor changesLoss of calcium-dependent ATPase Dry and cottony on first biteLoss of flavor causing compounds Bland or neutral flavorDevelopment of off-flavor compounds

Loss of natural flavor

Concentration of minerals Lipid oxidation, protein denaturation, changes in pH and ionic strength

Ice crystal formation Rupture of cells, release of cells constituents

Nutritional changes Leaching of nutrients in drip

Functional properties WHC, emulsification capacity

Pengendalian Perubahan Mutu Produk BekuDilakukan kontrol terhadap:•Bahan/material (kualitas ikan,

cryoprotectant, glazing, coating, packaging)

•Proses pembekuan•Penyimpanan beku

CRYOPROTECTANT•Senyawa yang ditambahkan pada daging

ikan untuk mencegah kerusakan protein dan hilangnya sifat-sifat fungsionalnya

•Dapat memperbaiki kualitas, memperpanjang umur simpan dan mencegah perubahan pada protein myofibril akibat pembekuan, penyimpanan beku dan thawing

•Contoh senyawa : sucrose, sorbitol, sodium laktat, sulfat

GLAZING•Merupakan cara paling praktis dan ekonomis

untuk melindungi produk selama penyimpanan dan transportasi

• Menimbulkan lapisan pada produk yang dibekukan yang mampu mencegah kehilangan uap air dari bahan serta mencegah oksidasi/ketengikan

•Dilakukan dengan penyemprotan/pencelupan•Produk menyerap 5-10% air per bobot tubuhnya

dan terbentuk lapisan es setebal 0,5-2 mm

…lanjutan• Selain air murni, pada saat glazing terkadang juga

dicmpurkan garam-garam inorganik seperti kalsium laktat, antioksidan (asam askorbat, asam sitrat)

• Untuk mencegah susut akibat thawing dan cooking, pada saat pra pembekuan dapat ditambahkan senyawa polipospat (ex; Carnal) maupun senyawa sejenis tanpa pospat (ex ; MTR)

• Polipospat membantu memperbaiki kelarutan, swelling dan WHC protein myofibril, juga mapu mengurangi oksidasi/rancidity dengan mengikat ion logam

Edible Coating•Terbuat dari

polisakarida/protein/lipid/komposit•Mempertahankan kualitas produk dengan

cara menghambat keluarnya uap air dari produk, mencegah susut, mengurangi oksidasi lemak dan discoloration, memperbaiki penampilan produk, pembawa zat aditif, antioksidan dan aktimikroba

Pengemasan Produk BekuPengemsan mengontrol 4 poin utama, yaitu1. Kondisi lingkungan luar>>

meningkatkan umur simpan2. Penampakan produk >> menarik minat

konsumen3. Memberika informasi mengenai produk4. Perlindungan produk selama transit

Khusus untuk produk perikanan, kemasan harus mampu:

•Mencegah kehilangan uap air•Mencegah kontaminasi mikroba•Mengurangi proses oksidasi•Menahan senyawa volatil•Fleksibel mengikuti kontur produk•Mudah diisi•Tahan kebocoran•Melindungi produk dari deteriorasi pada

suhu rendah