Pendinginan dan
Pembekuan Hasil
Pertanian
*
Rumah es yang terletak di area
bersalju umum digunaan sebagai
tempat penyimpanan dingin sebelum
ditemukannya lemari pendingin.
*
Di daerah pegunungan beriklim
*
Pendinginan buatan dibuat pertama kali
ditunjukkan pada tahun 1748 di
University of Glasgow oleh William Cullen.
*
Pada tahun 1805, Oliver Evans (AS)
pertama kali merancang mesin pendingin.
*
Mesin pendingin pertama dibuat oleh
Jacob Perkins pada tahun 1834.
*
Pengawetan sayuran melalui
pembekuan cepat ditemukan
tahun 1929. Produk makanan beku
mulai dikenal.
*
Lemari pendingin untuk keperluan
rumah tangga dibuat pada di
antara tahun 1940.
*
1949, pengawetan sperma dengan
pendinginan oleh tim peneliti yang
dipimpin
Christopher Polge
*
Pengawetan dengan pendinginan
dilakukan terhadap sel, jaringan, dan
organ
*
Organ besar seperti hati, ginjal, dan
jantung hanya didinginkan, tidak
dibekukan.
*
Cryogenics: Cabang ilmu fisika dan
keteknikan yang mempelajari caramendinginkan dan pemanfaatan dingin.
*
Cryopreservation: Teknologi pengawetan sel,
jaringan, atau embrio menggunakanpendinginan hingga suhu di bawah titik beku air.
*
Cryonics: Pengawetan tubuh manusia dan
hewan dengan tujuan dihidupkan kembali di masa yang akan datang. Cryonics bukan*
Pembekuan sebagai cara
pengawetan
* Suhu dingin menurunkan kecepatan reaksi kimia dalam bahan yang diawtkan
* Pembekuan mengurangi jumlah air berbentuk cairan yang dibutuhkan mikroba perusak bahan yang
diawetkan
* Suhu dingin/pembekuan menurunkan aktivitas perusakan bahan yang diawetkan
*
Suhu dingin hanya menghambat
pertumbuhan mikroba perusak
bahan yang diawetkan, tidak
1.
Perubahan metabolic seperti
penguapan, ethylene, tekstur dan
aroma
2.
Pertumbuhan dan pengembangan
3.
Transpiration
4.
Cacat
5.
Kerusakan Physiologis
1. Air cooling
Air cooling menggunakan suhu pendingin lebih dari 0°C dengan debit udara 150m3/jam. Metode pendinginan air cooling dapat digolongkan menjadi:
a.
Room coolingRoom cooling biasanya menggunakan ruang dengan insulasi yang dilengkapi dengan alat pendingin.
Umumnya digunakan untuk berbagai macam produk segar tapi kurang efektif untuk segera memindahkan
field heat produk
Penerapan metode pendinginan room cooling adalah untuk proses pendinginan produk pada skala kecil
b. Air forced cooling
Pada pendinginan air forced cooling, udara pendingin didorong dengan kipas. Udara bersirkulasi dengan
kecepatan tinggi 75-90% lebih cepat dibanding room cooling. Penggunaan air forced cooling harus dengan pengontrolan RH yang berkisar antara 90-98%.
2. Hydrocooling
Pada pendinginan hydrocooling, panas produk
dipindahkan melalui media air. Metode ini banyak digunakan untuk sayuran untuk mempertahankan tekstur dan kesegaran daun dan dapat digunakan
sekaligus untuk membersihkan produk dimana dapat dicampur dengan klorin sebagai disinfectant.
Kelemahannya adalah sering terjadi mechanical injury
dan hanya bisa digunakan untuk komoditi yang tidak sensitif terhadap air. Hydrocooling untuk sayur
*
Pendinginan vakum adalah salah satu metoda yang umum digunakan untuk pra-pendinginan sayuran berdaun. Efek pendinginan terjadi akibat penguapan cepat sejumlah air dari bahan yang akan didinginkan pada ruang bertekanan rendah. Panas laten yang dibutuhkan untuk penguapan tersebut diambil dari produk itu sendiri sehingga terjadi penurunan panas sensibelnya dan sebagai akibatnyaterjadi penurunan suhu. Pendinginan vakum sangat popular pada pra-pendinginan sayuran berdaun karena dua
keunggulannya yang utama, yaitu laju pendinginan cepat dan sebaran suhu seragam pada seluruh bahan Efek
pendinginan melalui panas laten penguapan. Metode
pendinginan vakummerupakan metod ependinginan yang paling cepat. Tekanan udara di ruang pendinginnya
*
Berbagai metode digunakan dalam usaha pengawetan pangan, dan salah satu diantaranya adalahpembekuan. Beberapa bahan pangan dapat dibekukan, dan pada keadaan beku gerakan sel akan berkurang
1. Metoda Pembekuan Mekanik
Pembeku Udara Sembur (Air blast freezer)
Peembekuan mekanik menggunakan peralatan
1.
Perbedaan utama antara pembeku mekanik dengan pembeku kriogenik adalah pada sistem peralatan dan refrigeran yang digunakan. Refrigeran atau zatkriogen yang paling sering digunakan untuk
pembekuan kriogenik adalah nitrogen cair (LN2)
dan karbon dioksida (CO2) cair atau padat
2.
Pembekuan kriogenik biasanya dilakukan dalam suatu lemari pembeku atau ruang terinsulasi dan berlangsung secara kontinyu.4.
Keuntungan yang dapat diperoleh dari teknik pembekuan ini adalah sifatnya yang dapat membekukan bahanpangan secepat dan sesegera mungkin hingga suhu –196 oC, sehingga dehidrasi yang terjadi selama proses
pembekuan pangan tersebut dapat ditekan hingga sekecil mungkin
5.
Laju pembekuan kriogenik yang sangat cepatmenghasilkan bentuk kristal es yang kecil-kecil dan
lembut seperti salju, sehingga kerusakan sel bahan dapat dikurangi
6.
Pembekuan kriogenik dapat juga digunakan untukKeunggulan pembekuan kriogenik:
*
Peralatan yang relatif ringkas dan dapat beroperasi secara kontinyu, sehingga biaya modal relatif rendah (sekitar 30% dari biaya modal pembekuan mekanik)*
Kehilangan bobot karena dehidrasi sangat kecil, sekitar 0.5% (dibandingkan dengan 1-8% pada pembeku air blast).*
Pembekuan terjadi sangat cepat, sehingga memberikanperubahan karakteristik nutrisi dan sensori yang lebih kecil.
*
Terjadi pengeluaran oksigen selama proses pembekuan.*
Waktu “start-up” cepat dan tidak memerlukan waktu khusus untuk menghilangkan es yang beku (defrost).*
Konsumsi energi lebih rendahKelemahan pembekuan kriogenik:
*
Biaya operasi relatif tinggi, khususnya untuk penyediaan zat kriogen.3. Metoda Pembekuan Kombinasi (Mekanik-Kriogenik) 4. Metode pembekuan vakum
*
Pada pembekuan vakum, penurunan suhu hingga titik beku berlangsung sangat cepat dibandingkan dengan pembekuan lempeng sentuh. Setelah titik beku laju penurunan suhu bahan selama pembekuan vakummengalami pelambatan karena kebutuhan panas laten pembekuan air, yang juga tampak pada pembekuan lempeng sentuh. Suhu bahan tampak lebih baik pada pembekuan vakum dari pada pembekuan lempeng sentuh sejak awal hingga akhir proses pembekuan. Keseragaman suhu bahan penting dalam mencegah migrasi air yang berpengaruh terhadap mutu hasil
pembekuan. Dalam hal ini, terlihat bahwa pembekuan vakum dapat diharapkan memberi hasil yang lebih baik terhadap mutu bahan pangan hasil pembekuan
Pembekuan adalah salah satu cara untuk mengawetkan produk pertanian atau produk pangan dan produk-produk lainnya untuk selang waktu relatif lama sebelum dikonsumsi. Pada umumnya pembekuan produk pangan menggunakan teknologi pembekuan (refrigerant) konvensional berbahan pendingin amonia atau di masa lalu menggunakan freon-CFC (chloroflurocarbon) yang ternyata terbukti menjadi gas-gas penyebab kerusakan ozon.
Teknologi pembekuan seperti ini juga telah ditemukan memiliki kelemahan karena tingkat pendinginan yang kurang rendah
Pada penggunaan ammonia sebagai bahan pendingin, suhu terdingin yang dapat dicapai untuk refrigeran produk pangan
yaitu antara -1ºC sampai dengan -46 ºC. Akan tetapi tidak semua produk pertanian terutama sayuran dan buah-buahan dapat
dibekukan dengan mesin refrigerasi konvensional yang
memberikan kecepatan pembekuan yang rendah karena jika
Kriogenik (cryogenic) merupakan salah satu teknologi
pembekuan yang sebetulnya bukan tergolong ide yang baru. Metode pembekuan pada teknologi ini menggunakan gas yang dimanfaatkan menjadi cairan (liquid) misalnya nitrogen (N2) dan karbon dioksida (CO2). Nitrogen cair sebagaimana telah diketahui sejak lama, dipergunakan sebagai pembeku bahan-bahan organik untuk keperluan penyimpanan dan ekstraksi
bahan-bahan penelitian bidang biologi terapan. Karbon dioksida cair pun telah sejak lama dipergunakan untuk pengisi tabung
Nitrogen cair memiliki titik didih pada suhu -195,8 derajat ºC, sedangkan karbon dioksida cair -57 ºC. Pada suhu yang lebih tinggi dari suhu tersebut, nitrogen dan karbon dioksida akan berbentuk gas volatil, sehingga umumnya nitrogen cair dan
karbon dioksida cair berada pada suhu lebih rendah daripada titik didihnya. Dengan suhu yang sedemikian dingin, baik nitrogen cair maupun karbon dioksida cair mempunyai kemampuan
membekukan bahan organik yang relatif lebih efektif daripada pendingin berbahan amonia ataupun freon. Suntory, sebuah
perusahaan minuman di Jepang mengunakan metode cryogenic ini sebagai metode baru untuk produksi minuman sehingga
Proses pembekuan cepat dilakukan dengan cara menyemprotkan cairan kriogenik, dalam hal ini nitrogen cair, ke produk yang
diletakkan di rak dalam lemari pembeku. Produk dapat dibekukan pada suhu – 200⁰ C atau – 400⁰ C dalam waktu singkat dan
dengan pemakaian nitrogen cair yang optimum. Dengan
kecepatan pendinginan yang tinggi dan waktu pembekuan yang relatif singkat, maka proses difusi uap air dari sel dapat dikurangi dan produk tidak banyak mengalami susut bobot. Hasil pengujian menunjukkan bahwa lemari dapat berfungsi dengan baik dan
Sistem refrigerasi kriogenik sebenarnya hampir mirip dengan kompresi uap hanya saja kompresornya sampai 200 bar, dan dipasang secara seri. Untuk menghasilkan udara cair dalam jumlah yang besar sehingga dapat dihasilkan CO , cair, O , ₂ ₂
Nitrogen, DLL.
Di negara-negara maju, studi mengenai aplikasi teknologi
kriogenik untuk pembekuan produk pangan telah dimulai sejak dekade 1990-an. Beberapa kelebihan teknologi kriogenik untuk pembekuan produk pangan dibandingkan teknologi pembekuan konvensional telah ditemukan, seperti :
*
1) teknologi kriogenik mempunyai kemampuan mencegahrusaknya adenosintrifosfat (ATP) pada produk pangan laut segar selama periode penyimpanan.