PEM BEKUAN
AI N UN ROH AN AH
Fa k u lt a s Pe r t a n ia n
Ju r u sa n Te k n ologi Pr ogr a m St u di M e k a n isa si Un ive r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
Pem bekuan m erupakan suat u cara pengaw et an bahan pangan dengan cara m em bekukan bahan pada suhu di baw ah t it ik beku pangan t ersebut . Dengan m em bekunya sebagian kandungan air bahan at au dengan t erbent uknya es ( ket ersediaan air m enurun) , m aka kegiat an enzim dan j asad renik dapat diham bat at au dihent ikan sehingga dapat m em pert ahankan m ut u bahan pangan. Mut u hasil pem bekuan m asih m endekat i buah segar w alaupun t idak dapat dibandingkan dengan m ut u hasil pendinginan.
Pem bekuan dapat m em pert ahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang
lebih baik daripada m et oda lain, karena pengaw et an dengan suhu rendah
( pem bekuan) dapat m engham bat akt ivit as m ikroba m encegah t erj adinya reaksi-reaksi kim ia dan akt ivit as enzim yang dapat m erusak kandungan gizi bahan pangan. Walaupun pem bekuan dapat m ereduksi j um lah m ikroba yang sangat nyat a t et api t idak dapat m enst erilkan m akanan dari m ikroba ( Frazier, 1977)
Menurut Tam bunan ( 1999) , pem bekuan berart i pem indahan panas dari bahan yang disert ai dengan perubahan fase dari cair ke padat , dan m erupakan salah sat u proses pengaw et an yang um um dilakukan unt uk penanganan bahan pangan. Pada proses pem bekuan, penurunan suhu akan m enurunkan akt ifit as m ikroorganism a dan sist em enzim , sehingga m encegah kerusakan bahan pangan. Selain it u, krist alisasi air akibat pem bekuan akan m engurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam bahan pangan t ersebut sehingga m engham bat pert um buhan m ikroba at au akt ivit as sekunder enzim .
Tit ik Be k u Ba h a n Pa n ga n
Sel- sel hidup banyak m engandung air, sering kali sam pai dua pert iga at au lebih dari j um lah berat nya. Di dalam m edium ini banyak t erlarut senyaw a organic dan anorganik, t erm asuk garam , gula, dan asam dalam bent uk larut an, j uga t erm asuk m olekul organic yang lebih kom pleks sepert i prot ein dalam bent uk suspensi koloidal. Sedikit banyak j uga t erdapat gas- gas yang t erlarut dalam larut an yang berair.
Perubahan- perubahan fisik, kim ia dan biologis yang t erj adi di dalam bahan pangan selam a pem bekuan dan pencairan m erupakan proses yang sangat kom pleks dan belum seluruhnya diket ahui. Walaupun dem ikian sangat berm anfaat m em pelaj ari perilaku perubahan- perubahan ini. Sehingga dapat dirancang suat u proses pem bekuan bahan pangan dengan berhasil.
Tit ik beku suat u cairan adalah suhu di m ana cairan t ersebut dalam keadaan seim bang dengan bent uk padat nya. Suat u larut an dengan t ekanan uap yang lebih rendah dari zat pelarut m urni t idak akan seim bang dengan zat pelarut yang padat pada t it ik beku norm alnya. Sist em t ersebut harus didinginkan sam pai suhu dim ana larut an dan zat pelarut yang padat m em punyai t ekanan yang sam a. Tit ik beku suat u larut an adalah lebih rendah daripada zat pelarut m urni. Tit ik beku bahan pangan adalah lebih rendah daripada air m urni.
Bilam ana suat u cairan m enguap, m olekul- m olekul yang lepas m em berikan suat u t ekanan yang dikenal dengan t ekanan uap. Tekanan t ot al dari suat u syst em akan sam a dengan t ekanan parsial dari t ekanan t ersebut . Penam bahan zat t erlarut yang bersifat t idak m enguap ( gula) ke dalam air akan m enurunkan t ekanan uap air dari larut an gula dalam air, dan t it ik beku larut an t ersebut akan m enj adi lebih rendah daripada air m urni. Oleh karena kebanyakan bahan pangan kandungan
airnya t inggi m aka kebanyakan pangan akan m em beku pada suhu ant ara 32o dan
25o.F. Selam a berlangsung pem bekuan suhu bahan pangan t ersebut relat if t et ap sam pai sebagian besar dari bahan pangan t ersebut m em beku, dan set elah beberapa w akt u suhu akan m endekat i m edium pem beku.
La j u Pe m be k u a n
Salah sat u pert im bangan pem ilihan suat u proses dalam indust ri pem bekuan pangan beku adalah laj u pem bekuan. Laj u pem bekuan t idak saj a m enent ukan st rukt ur akhir produk beku, t et api j uga m em pengaruhi lam a pem bekuan ( Heldm an dan Singh, 1981) .
Menurut Lem baga Refrigerasi I nt ernat ional ( 1971) , laj u pem bekuan suat u m assa pangan adalah rat io ant ara j arak m inim al ant ara perm ukaan dengan t it ik pusat t erm al dibanding dengan w akt u yang diperlukan oleh produk pangan m encapai suhu 0 oC pada perm ukaan bahan sam pai m encapai suhu - 5 oC pada pusat t erm al bahan. Salah sat u variasi t erhadap definisi Lem baga Refrigerasi I nt ernat ional ialah
Therm al Arrest Tim e ( TAR) , m enurut definisi ini ,laj u pem bekuan ialah pengukuran w akt u yang dibut uhkan t it ik yang paling lam bat m em beku pada produk, unt uk m enurunkan suhu dari 0 oC m enj adi –5 oC.
t ersebut . Meskipun disadari bahw a definisi ini t idak t erlepas dari kekurangan, agaknya m asih m erupakan kom prom i t erbaik bila dibandingkan dengan keunggulan dan kelem ahan definisi lain. ( Heldm an dan Singh, 1981) .
Laj u pem bekuan dapat diat ur dan sangat m enent uk an sifat dan m ut u produk beku yang dihasilkan. Sifat produk yang diakibat kan oleh pem bekuan yang sangat cepat sangat berbeda dari produk yang dihasilkan dari pem bekuan lam bat . Pem bekuan yang sangat cepat akan m enghasilkan krist al es yang kecil t ersusun secara m erat a pada j aringan. Sedangkan pem bekuan lam bat akan m enyebabkan t erbent uknya krist al es yang besar yang t ersusun pada ruang ant ar sel dengan ukuran pori yang besar. Dari segi kecepat an berproduksi, pem bekuan secara sangat cepat dianggap m engunt ungkan, selam a m ut u produk yang dihasilkan t idak dikorbankan ( Heldm an dan Singh, 1981) .
King ( 1971) m em bagi laj u pem bekuan ke dalam 3 golongan yait u ; ( 1) . Pem bekuan lam bat , j ika w akt u pem bekuan adalah 30 m enit at au lebih unt uk 1 cm bahan yang dibekukan, ( 2) . Pem bekuan sedang , j ika w akt u pem bekuan adalah 20-30 m enit at au lebih unt uk 1 cm bahan yang dibekukan dan, ( 3) . Pem bekuan cepat , j ika w akt u pem bekuan adalah kurang dari 20 m enit unt uk 1 cm bahan yang dibekukan.
Pem bekuan cepat didefinisikan oleh m ereka yang m enganut t eori krist alisasi cepat sebagai proses dim ana suhu bahan pangan t ersebut m elam paui zona pem bekuan krist al m aksim um ( 32o sam pai 25oF) dalam w akt u 30 m enit at au kurang. Prinsip dasar dari sem ua pem bekuan cepat adalah cepat nya pengam bilan panas dari bahan pangan. Met ode ini m eliput i pem bekuan dalam hem busan cepat udara dingin, dengan im ersi langsung bahan pangan ke dalam m edium pendingin, dengan j alan persinggungan plat - plat pendingin dalam ruang pem bekuan, dan dengan pem bekuan dengan udara, nit rogen, karbondioksida cair.
Pe n ga r u h da r i Pe m be k u a n
a . Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p Ja r in ga n
Makanan t idak m em punyai t it ik beku yang past i, t et api akan m em beku pada kisaran suhu t ergant ung pada kadar air dan kom posisi sel. Kurva suhu – w akt u pem bekuan um um nya m enunj ukkan garis dat ar (plat aeau) ant ara 0oC dan 5oC berkait an dengan perubahan ( fase) air m enj adi es, kecuali j ika kecepat an pem bekuan sangat t inggi. Telah dit unj ukkan bahw a w akt u yang dibut uhkan unt uk m elam paui daerah pem bekuan ini m em punyai pengaruh yang nyat a pada m ut u beberapa m akanan beku. Um um nya t elah diket ahui bahw a pada t ahapan ini t erj adi kerusakan sel dan st rukt ur yang irreversible yang m engakibat kan m ut u m enj adi j elek set elah pencairan, t erj adi khususnya sebagai hasil pem bent ukan krist al es yang besar dan perpindahan air selam a pem bekuan dari dalam sel ke bagian luar sel yang dapat m engakibat kan kerusakan sel karena pengaruh t ekanan osm ot is. Pem bekuan yang cepat dan penyim panan dengan flukt uasi suhu yang t idak t erlalu besar, akan m em bent uk krist al- krist al es kecil di dalam sel dan akan m em pert ahankan j aringan dengan kerusakan m inim um pada m em bran sel.
b. Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p M ik r oor ga n ism e
Pert um buhan m ikroorganism e dalam m akanan pada suhu di baw ah kira-kira - 12oC belum dapat diket ahui dengan past i. Jadi penyim panan m akanan beku
pada suhu sekit ar 18oC dan di baw ahnya akan m encegah kerusakan m ikrobologis,
Mikroorganism e psikofilik m em punyai kem am puan unt uk t um buh pada suhu lem ari es t erut am a di ant ara 0o dan 5oC. Jadi penyim panan yang lam a pada suhu-suhu ini baik sebelum at au sesudah pem bekuan dapat m engakibat kan t erj adinya kerusakan oleh m ikroba.
Walaupun j um lah m ikroba biasanya m enurun selam a pem bekuan dan penyim panan beku ( kecuali spora) , m akanan beku t idak st eril dan acapkali cepat m em busuk sepert i produk yang t idak dibekukan j ika suhu cukup t inggi dan lam a penyim panan pada suhu t ersebut cukup lam a. Pem bekuan dan penyim panan m akanan beku j uga m em punyai pengaruh yan nyat a pada kerusakan sel m ikroba. Jika sel yang rusak at au luka t ersebut m endapat kesem pat an m enyem buhkan dirinya, m aka pert um buhan yang cepat akan t erj adi j ika lingkungan sekit arnya m em ungkinkan.
c. Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p Pr ot e in
Oleh karena pem bekuan hanya m enyebabkan sedikit perubahan nilai gizi prot ein, m aka dim ungkinkan unt uk m endenat urasi prot ein dengan perlakukan dem ikian. Hal ini dapat dilihat dalam proses pendadihan bahan- bahan yang berprot ein t erut am a selam a pem bekuan dan pencairan yang berulang- ulang. Walaupun nilai biologis prot ein yang m engalam i denat urasi, sebagai bahan pangan m anusia, t idak banyak berbeda dengan prot ein asli, kenam pakan dan kualit as bahan pangan t ersebut m ungkin akan berubah sam a sekali karena perlakuan- perlakuan yang dem ikian.
Selam a penyim panan beku j ika seandainya enzim t idak diinakt ifkan, prot eolisis m ungkin t erj adi di dalam j aringan hew an.
d. Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p En z im
Akt ivit as enzim t ergant ung pada suhu. Akt ivit as enzim m em punyai pH opt im um dan dipengaruhi oleh kadar subst rat . Akt ivit as suat u enzim at au syst em
enzim dapat dirusakan pada suhu m endekat i 200oF. Enzim m asih m em punyai
sebagian akt ivit asnya pada suhu serendah –100oF. Walaupun kecepat an reaksinya
sangat rendah pada suhu t ersebut .
Sist em enzim hew an cenderung m em punyai kecepat an reaksi opt im um pada suhu sekit ar 98oF. Sist em enzim t anam an cenderung m em punyai suhu opt im um pada suhu yang sedikit lebih rendah. Pem bekuan m enghent ikan akt ivit as m ikrobiologis. Akt ivit as enzim hanya diham bat oleh suhu pem bekuan. Pengendalian enzim yang t erm udah dapat dikerj akan dengan m erusak dengan perlakuan pem anasan yang pendek ( balansing) sebelum pem bekuan dan penyim panan.
e . Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p Le m a k
Det eriorasi oksidat if lem ak dan m inyak bukanlah hal yang asing lagi pada bahan pangan. Lem ak dalam j aringan ikan cenderung lebih cepat m enj adi t engik
daripada lem ak dalam j aringan hew an. Pada suhu –10oC ket engikan yang
berkem bang dalam j aringan berlem ak yang beku sangat berkurang.
f. Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p Vit a m in
Kehilangan vit am in- vit am in berlangsung t erus sepanj ang pelaksanaan pengolahan, m isalnya selam a blansing dan pencucian, pem ot ongan dan penggilingan. Terkenanya j aringan- j aringan oleh udara akan m enyebabkan hilangnya vit am in C karena oksidasi. Um um nya kehilangan vit am in C t erj adi bilam ana j aringan dirusak dan t erkena udara. Selam a penyim panan dalam keadaan beku kehilangan vit am in C akan berlangsung t erus. Makin t inggi suhu suhu penyim panan m akin besar t erj adinya kerusakan zat gizi. Dalam bahan pangan beku kehilangan yang lebih besar dij um pai t erut am a pada vit am in C daripada vit am in yang lain. Blansing unt uk m enginakt ifkan enzim adalah pent ing unt uk m elindungi t idak hanya vit am in- vit am in akan t et api j uga kualit as bahan pangan beku pada um um nya. Secara kom ersial sudah lam a dilakukan penam bahan asam askorbat pada buah- buahan sebelum pem bekuan guna m elindungi kualit as.
Vit am in B1 peka peka t erhadap panas dan rusak sebagian selam a blansing
unt uk m enginakt ifkan enzim . Kehilangan lebih lanj ut t et api dalam j um lah yang lebih sedikit selam a penyim panan beku pada suhu dibaw ah nol pada buah- buahan, sayuran, daging, dan unggas. Selam a preparasi unt uk pem bekuan kandungan
vit am in B2 dalam bahan pangan m enj adi berkurang, akan t et api selam a
penyim panan beku kerusakan zat gizi hanya sedikit at au t idak rusak sam a sekali. Vit am in- vit am in yang larut dalam lem ak dan karot en sebagai prekusor vit am in A selam a pem bekuan bahan pangan m engalam in sedikit perubahan, w alaupun t erj adi kehilangan selam a penyim panan. Blansing pada j aringan t anam an dapat m em perbaiki st abilit as penyim panan karot en.
Penyim panan bahan pangan dalam keadaan beku t anpa dikem as dapat m enj urus ke arah t erj adinya oksidasi dan perusakan sebagian besar zat gizi, t erm asuk vit am in.
g. Pe n ga r u h Pe m be k u a n t e r h a da p Pa r a sit
Pem bekuan bahan pangan m em punyai keunt ungan dalam m em at ikan parasit . Cont oh yang t erbaik dalam hal ini kit a j um pai dalam m em at ikan Trichinella spiralis dengan pem bekuan. Penurunan suhu bahan pangan yang t erkena infeksi
sam pai 0oF at au lebih rendah akan m em at ikan sem ua t ingkat an kehidupan
organism e t ersebut .
Bahan pangan yang dibekukan t idak cocok unt uk pert um buhan parasit dan kenyat aan bahw a infest asi oleh insekt a t idak pernah t erj adi.
M e t ode Pe m be k u a n
M e t ode ya n g u m u m digu n a k a n a da la h :
− Penggunaan udara dingin yang dit iupkan at au gas lain dengan suhu rendah
kont ak langsung dengan m akanan, m isalnya dengan alat - alat pem beku t iup (blast) , t erow ongan ( t unnel) , bangku fluidisasi (fluidised bed) , spiral, t ali (belt) dan lain- lain.
− Kont ak langsung m isalnya alat pem beku lem peng (plat e freezer) , di m ana
m akanan at au cairan yang t elah dikem as kont ak dengan perm ukaan logam ( lem pengan, silindris) yang t elah didinginkan dengan m ensirkulasi cairan pendingin ( alat pem beku berlem peng banyak) .
− Perendam an langsung m akanan ke dalam cairan pendingin, at au m enyem prot kan
M e t oda pe m be k u a n ya n g dipilih u n t u k se t ia p pr odu k t e r ga n t u n g pa da :
− Mut u produk dan t ingkat pem bekuan yang didinginkan .
− Tipe dan bent uk produk , pengem asan , dan lain- lain.
− Fleksibilit as yang dibut uhkan dalam operasi pem bekuan.
− Biaya pem bekuan unt uk t eknik alt ernat if.
Nit rogen cair ( t it ik didih –196oC) dan bahan pendingin bersuhu rendah lainnya t elah m enj adi sangat pent ing akhir- akhir ini sehubungan dengan perannya dalam
pem bekuan m akanan secara cepat (rapid freezing) , di m ana t eknik pem bekuan
D AFTAR PUSTAKA
Br e n n a n , J.G., 1 9 8 1 . Food Freezing Operat ion. Applied Science Publisher, Lt d. London.
D e sr osie r , N .W ., 1 9 8 8 . Teknologi Pengaw et an Pangan; Penerj em ah Muchj i Mulj ohadj o, Penerbit Universit as I ndonesia, Jakart a.
Fr a z ie r , W .C. a n d P.C. W e st h off, 1 9 7 7 . Food Microbiology. Mc. Graw Hill Book Co. I nc. New York.
H e lm a n , D .R. a n d R.P. Sin gh . 1 9 8 1 . Rekayasa Proses Pangan ( Food Processing Engeneering ) dit erj em ahkan oleh M.A. Wirahat akusum ah dkk. Pusat Ant ar Universit as Pangan dan Gizi I nst it ut Pert anian Bogor.
H oldw or t h , S.D ., 1 9 6 8 . Current aspect s of Preseruat ion by Freezing. Food Manuf, 43( 7) : 38
Le m ba ga Re fr ige r a si I n t e r n a sion a l,1 9 7 1. I nt ernasional I nst it ut e Of Refrigerat ion, Recom m endat ions for The Processing and Handling for Frozen Food. 2nd Ed. Paris.
Kin g, C.J., 1 9 7 1. Freeze Drying of Food CRC. The Chem ical Rubber Co., Cleveland- Ohio.
