Laju Pembekuan bahan pangan

"Sang Landep"

Salah satu pertimbangan pemilihan suatu proses dalam industri pembekuan pangan beku adalah laju pembekuan. Laju pembekuan tidak saja menentukan struktur akhir produk beku, tetapi juga mempengaruhi lama pembekuan (Heldman dan Singh, 1981). Menurut Lembaga Refrigerasi International (1971), laju pembekuan suatu massa pangan adalah ratio antara jarak minimal antara permukaan dengan titik pusat termal dibanding dengan waktu yang diperlukan oleh produk pangan mencapai suhu 00C pada permukaan bahan sampai mencapai suhu -50C pada pusat termal bahan. 

Salah satu variasi terhadap definisi Lembaga Refrigerasi International ialah Thermal Arrest Time (TAR), menurut definisi ini, laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan menurunkan suhu dari titik yang paling lambat membeku pada produk, untuk 0oC menjadi –5oC. Sedangkan Heldman dan Singh (1981) mengatakan laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu produk pada titik yang paling lambat menjadi dingin atau beku, dihitung dari saat tercapainya titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah titik beku produk tersebut. Meskipun disadari bahwa definisi ini tidak terlepas dari kekurangan, agaknya masih merupakan kompromi terbaik bila dibandingkan dengan keunggulan dan kelemahan definisi lain. (Heldman dan Singh, 1981). Laju pembekuan dapat diatur dan sangat menentukan sifat dan mutu produk beku yang dihasilkan. Sifat produk yang diakibatkan oleh pembekuan yang sangat cepat sangat berbeda dari produk yang dihasilkan dari pembekuan lambat. Pembekuan yang sangat cepat akan menghasilkan kristal es yang kecil tersusun secara merata pada jaringan. Sedangkan pembekuan lambat akan menyebabkan terbentuknya kristal es yang besar yang tersusun pada ruang antar sel dengan ukuran pori yang besar. Dari segi kecepatan berproduksi, pembekuan secara sangat cepat dianggap menguntungkan, selama mutu produk yang dihasilkan tidak dikorbankan (Heldman dan Singh, 1981). King (1971) membagi laju pembekuan ke dalam 3 golongan yaitu ; 

• Pembekuan lambat, jika waktu pembekuan adalah 30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan, 
• Pembekuan sedang , jika waktu pembekuan adalah 20-30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan dan, 
• Pembekuan cepat, jika waktu pembekuan adalah kurang dari 20 menit untuk 1 cm bahan yang dibekukan. Pembekuan cepat didefinisikan oleh mereka yang menganut teori kristalisasi cepat sebagai proses dimana suhu bahan pangan tersebut melampaui zona pembekuan 32 sampai 250 F dalam waktu 30 menit atau kurang. 

Prinsip kristal maksimum dasar dari semua pembekuan cepat adalah cepatnya pengambilan panas dari bahan pangan. Metode ini meliputi pembekuan dalam hembusan cepat udara dingin, dengan imersi langsung bahan pangan ke dalam medium pendingin, dengan jalan persinggungan plat-plat pendingin dalam ruang pembekuan, dan dengan pembekuan dengan udara, nitrogen, karbondioksida cair. 

Pembekuan dilakukan dengan maksud untuk mengawetkan atau mempertahankan sifat-sifat alami bahan pangan. Pembekuan menggunakan suhu yang lebih rendah. Pembekuan mengubah hampir seluruh kandungan air bahan pangan menjadi es. Metode pembekuan dapat dilakukan dengan menggunakan udara dingin yang ditiupkan dengan suhu rendah kontak langsung dengan bahan pangan atau kontak tidak langsung misalnya alat pembeku lempeng dimana makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam yang telah didinginkan dengan mensirkulasikan cairan pendingin, perendaman langsung bahan pangan dengan cairan pendingin atau menyemprotkan cairan pendingin. Cairan pendingin tersebut dapat berupa freon, nitrogen cair, larutan garam atau gula. 

Perlakuan pembekuan untuk setiap produk tergantung dari mutu produk dan tingkat pembekuan yang diinginkan, tipe dan produk pengemasan, fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan dan biaya pembekuan untuk teknik alternatif. Pembekuan merupakan metode yang sangat baik untuk pengawetan bahan pangan terutama pada daging dan daging proses. Penyegaran kembali bahan pangan yang sudah beku disebut thawing, dapat dilakukan dengan perantaraan: 

• udara dingin misalnya alat pendingin atau refrigerator 
• air hangat 
• air pada suhu kamar 
• pemasakan langsung tanpa penyegaran kembali 
• udara terbuka 

Pengeringan beku (freeze drying) [1]adalah salah satu metoda pengeringan yang mempunyai keunggulan dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap panas. Keunggulan pengeringan beku, dibandingkan metoda lainnya, antara lain adalah (Melor, 1978) :

1. dapat mempertahankan stabilitas produk (menghindari perubahan aroma, warna, dan unsur organoleptik lain). 
2. dapat mempertahankan stabilitas struktur bahan (pengkerutan dan perubahan bentuk setelah pengeringan sangat kecil). 
3. dapat meningkatkan daya rehidrasi (hasil pengeringan sangat berongga dan lyophile sehingga daya rehidrasi sangat tinggi dan dapat kembali ke sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hampir sama dengan sebelum pengeringan).

Keunggulan-keunggulan tersebut tentu saja dapat diperoleh jika prosedur dan proses pengeringan beku yang diterapkan tepat dan sesuai dengan karakteristik bahan yang dikeringkan. Kondisi operasional tertentu yang sesuai dengan suatu jenis produk tidak menjamin akan sesuai dengan produk jenis lain. Dalam hal ini, penelitian rinci mengenai karakteristik pengeringan beku berbagai jenis produk sangat diperlukan karena masih sangat terbatas, khususnya untuk produk-produk khas Indonesia. Pengeringan beku merupakan prosedur yang umum diterapkan pada kategori bahan, sebagai berikut: 

a. bahan pangan dan bahan farmasi (obatan) 

b. plasma darah, serum, larutan hormon, 

c. organ untuk transplantasi 

d. sel hidup, untuk mempertahankan daya hidupnya dalam jangka waktu yang lama. 

Pengeringan beku bahan pangan masih jarang dilakukan, karena biaya pengeringan yang relatif mahal dibandingkan harga bahan pangan tersebut. Salah satu penyebabnya adalah tingginya resistensi terhadap perpindahan panas selama periode akhir pengeringan yang menyebabkan lambatnya laju pengeringan dan, sebagai konsekuensinya, meningkatnya biaya operasi. Akan tetapi, disamping pembuatan kopi instan dengan pengeringan beku, yang sejak lama telah dilakukan secara komersil, akhir-akhir ini produk hasil pengeringan beku semakin marak di pasar internasional, seperti udang kering beku dan durian kering beku. 

Berbagai usaha telah dilakukan untuk meningkatkan laju pengeringan tersebut, diantaranya dengan menerapkan sistem pemanasan volumetrik menggunakan energi gelombang elektromagnetik (gelombang mikro dan frekuensi radio), dan mengatur siklus tekanan dan pemanasan selama pengeringan untuk meningkatkan konduktivitas panas dan permeabilitas uap air bagian kering bahan (Tambunan, 1999; Araki et al, 1998). Terlepas dari berbagai usaha tersebut, optimalisasi proses pengeringan beku harus dimulai dari pemahaman mendalam mengenai mekanisme pengeringan beku tersebut. Tulisan ini akan membahas tentang mekanisme pengeringan beku beberapa bahan pangan atau produk pertanian. 

Secara umum dapat dikatakan bahwa pengeringan beku merupakan metoda pengeringan yang terbaik dalam mempertahankan mutu hasil pengeringan, khususnya untuk bahan-bahan yang sensitif terhadap panas. Meskipun demikian, mutu prima hasil pengeringan beku hanya dapat diperoleh melalui prosedur dan proses yang tepat dengan bahan yang dikering-bekukan tersebut. Untuk itu, penelitian terhadap karakteristik pengeringan beku berbagai produk, khususnya produk khas Indonesia seperti buahan eksotik, hasil perkebunan, bahan ramuan obatan tradisional (jamu), dan produk perairan, masih perlu dilakukan karena masih sangat langka. Data karakteristik pengeringan beku tersebut sangat bermanfaat untuk menentukan kondisi operasi pengeringan beku yang optimal untuk masing-masing produk tersebut. Disamping itu, metoda pengeringan beku secara ekonomis membutuhkan biaya investasi dan biaya operasional yang tinggi, sehingga dengan prosedur operasi yang optimal, diharapkan hal tersebut dapat diatasi. 

[1] http://www.iptek.net.id/ind/?mnu=8&ch=jsti&id=174

Berbagi :