PENYIMPANAN PRODUK HORTIKUKLTURA PENYIMPANAN PRODUK HORTIKUKLTURA
PADA SUHU RENDAH PADA SUHU RENDAH Tujuan Instruksional Khusus : Tujuan Instruksional Khusus :
••Mahasiswa mampu menjelaskan tujuan Mahasiswa mampu menjelaskan tujuan penyimpanan produk hortikultura pada suhu rendah penyimpanan produk hortikultura pada suhu rendah
••Mahasiswa dapat menjelaskan caraMahasiswa dapat menjelaskan cara--cara cara penyimpanan suhu rendah untuk produk hortikultura penyimpanan suhu rendah untuk produk hortikultura
••Mahasiswa dapat melakukan penyimpanan produk Mahasiswa dapat melakukan penyimpanan produk hortikultura pada suhu rendah
hortikultura pada suhu rendah
PENYIMPANAN SUHU RENDAH Dibedakan atas :
Pendinginan : penyimpanan bahan di atas suhu pembekuan bahan (-2 – 10oC)
Pembekuan : penyimpanan bahan dalam keadaan beku (suhu (-12) – (-24)oC)
Diperlukan untuk produk yang mudah rusak Kerugian : biaya mahal
Keuntungan : dapat mengurangi :
Kegiatan respirasi dan metabolik lain
Proses penuaan, pematangan, pelunakan dan perubahan warna serta tekstur
Kehilangan air dan pelayuan Kerusakan karena aktivitas mikroba Proses pertumbuhan yang tidak diinginkan
PENYIMPANAN SUHU RENDAH………… Faktor-faktor yang perlu diperhatikan :
1. Sifat bahan
2. Suhu ruang pendingin 3. RH ruang pendingin 4. Sirkulasi udara 5. Jarak tumpukan
Sifat bahan yang mempengaruhi penyimpanan : • Varitas
• Iklim tempat tumbuh
• Kondisi tanah
• Cara budidaya • Derajat kematangan
• Cara penanganan sebelum disimpan
Pengaruh Penyimpanan Dingin Terhadap Bahan :
1.Kehilangan berat 2.Kerusakan dingin
3.Kegagalan matang : Normal ripening : 10-30oC, optimum 20oC
KERUSAKAN DINGIN
Pada suhu 0-10oC metabolisme tidak normal Chilling injury : kelainan yang disebabkan oleh
suhu rendah (bukan suhu beku)
Faktor-faktor yang mempengaruhi chilling injury :
1. Suhu
2. Lama penyimpanan pada suhu tertentu 3. Sensitivitas produk terhadap pendinginan
(tergantung komoditi, varitas dan tingkat kematangan).
Contoh : Ubi jalar :
Luka setelah 1 hari pada 0oC dan tidak luka pada 7oC selama 4 hari
Tidak luka selama 4 hari pada suhu 10oC tapi setelah 10 hari menjadi luka
KERUSAKAN DINGIN……… 0 5 10 15 20 Daya Simpan Relatif Suhu A B C
A : Tidak sensitif : Kubis, kembang kol B : Agak sensitif : Asparagus, Lada C : Sangat Sensitif : tomat, ubi jalar, pisang
Gambar 1. Hubungan sensitivitas produk terhadap chilling injury, daya simpan dan suhu
KERUSAKAN DINGIN………
Injury terjadi pada saat didinginkan atau ketika
dipindahkan ke suhu tinggi
Gejala injury : •Perubahan warna •Membusuk
•Pengerasan (hardcare) •Pemasakan abnormal
•pengeriputan Gambar 2. Symptoms of chilling injury are usually small depressed
areas on fruit surface that later are colonized by deteriorating microorganisms.
KERUSAKAN DINGIN……… Mekanisme chilling injury :
Terjadi respirasi abnormal
Perubahan lemak dan asam lemak dalam dinding sel :
Pada suhu rendah membran lipida lebih kental sehingga tidak mudah bergerak dan berfungsi, terutama enzim yang terlibat dalam produksi ATP dan sintesa protein
Perubahan permeabilitas sel
Perubahan dalam reaksi kinetik dan thermodinamika Ketimpangan senyawa kimia dalam jaringan :
Contoh : pada kentang, jagung manis, ubi jalar, peas : mengganggu keseimbangan gula-pati (pati gula CO2)
Penimbunan metabolisme beracun : etanol dan asetaldehid merusak sel
KERUSAKAN DINGIN………
Keseimbangan pati – gula pada ubi jalar, kentang,
jagung manis dan peas :
Pada suhu ruang : keseimbangan pati-gula dalam kentang dan ubi jalar mengarah ke akumulasi pati
Di bawah suhu kritis (10oC untuk kentang dan 15oC untuk ubi jalar) : konversi gula ke pati menurun gula berkumpul di jaringan penyimpanan kentang pada suhu > 10oC,
akumulasi gula diturunkan
Pada jagung manis dan peas : akumulasi gula dikehendaki penyimpanan dilakukan pada suhu < 10oC
Tabel 1. Kerusakan dingin pada buah-buahan yang disimpan pada suhu < suhu rendah yang aman
Komoditi Suhu Rendah yang aman
(oF)
Kerusakan yang terjadi jika suhu < suhu terendah
Apel 36-38 Pencoklatan bagian dalam, bagian tengah coklat, lembek dan lepuh Alpukat 40-45 Daging buah coklat kehitaman Pisang 53-56 Warna jelek jika matang Jeruk besar 50 Lepuh, lubang cacat, benyek Mangga 50-55 Kulit seperti lepuh, kehitam-hitaman,
pematangan tidak merata Semangka 40 Lubang cacat, busuk di permukaan Pepaya 45 Lubang cacat, gagal matang, citarasa
menyimpang, busuk Nenas 45-50 Warna hijau jelek jika matang Tomat (matang) 45-50 Pelunakan, benyek dan busuk Tomat (hijau tua) 55 warna jelek jika matang, busuk
Alternaria
Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk Selama Penyimpanan
0 10 20 30 Suhu
Gambar 3. Hubungan suhu dengan perubahan mutu
Waktu untuk mempertahankan mutu
Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk Selama Penyimpanan……….
Suhu Tinggi :
Aktivitas enzim pada suhu > 30oC
Expose terus menerus pada suhu > 30oC daging buah masak, warna tidak normal, misal : pisang tetap hijau
Suhu > 35oC, metabolisme tidak normal, buah cepat busuk
Suhu rendah :
limit paling rendah = titik beku jaringan (0- (-2)oC)
Untuk umur simpan panjang disimpan pada suhu sedikit di atas titik beku
Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk Selama Penyimpanan………..
Mutu berhubungan dengan respirasi
Kecepatan respirasi secara eksponensial jika suhu
dijelaskan dengan konsep suhu quotient (Q10)
t2, t1 = suhu (oC)
R2, R1 = kecepatan respirasi Batasan :
Kecepatan respirasi : berat CO2 yang dihasilkan per berat segar bahan pada waktu tertentu (mg CO2 /kg-jam) atau ml CO2/kg jam
Suhu meningkat 10oC kecepatan respirasi 2 x
) ( 10 1 2 10 1 2t t R R Q = konstant 2
Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk Selama Penyimpanan……….. Pada beberapa proses biologis nilai Q10 tidak
konstan pada selang suhu fisiologis Q10 tergantung suhu
Umumnya nilai Q10 besar (mencapai 7) pada selang 1-10oC, dan di atas 10oC sekitar 2 – 3.
Penggunaan nilai Q10 :
Q10 = 1 kecepatan respirasi tidak berubah dengan adanya perubahan suhu.
Q10 < 1 kecepatan respirasi menurun dengan meningkatnya suhu
Bila diketahui nilai Q10 dan respirasi pada suhu tertentu maka kecepatan reaksi pada berbagai suhu dapat diketahui
Contoh : 1. R1 = 54 mg CO2/kg-jam, pada t1 = 15oC R2 = 86mg CO2/kg-jam, pada t2 = 20oC Q10 = (86/54)10/(20-15) = (1.6)2 = 2.6 2. R1 = 15 mg CO2/kg-jam, pada t1 = 0oC Q10 = 3, Berapa R2 pada t2 = 5oC ? 3.0 = (R2/15)10/(5-0) = (R2/15)2 R2 = 15 x 3 = 26 mg CO2/kg-jam ) ( 10 1 2 10 1 2t t R R Q
Penanganan Sebelum Penyimpanan Dingin : Sortasi Grading Sizing Pengepakan Pre-cooling Pencucian Degreening Pelilinan (waxing) Penanganan tambahan PRE-COOLING
= Pendinginan awal, yaitu pendinginan cepat
untuk mengambil panas sensibel (field heat) sebelum produk mengalami transportasi atau penyimpanan.
Suhu produk diturunkan dalam waktu beberapa
menit atau beberapa jam, sehingga produk tetap segar
Tujuan umum pre-cooling : Memperlambat respirasi
Menurunkan kepekaan terhadap mikroba Mengurangi jumlah air yang hilang
Memudahkan pemindahan ke ruang pendingin
PRE-COOLING………..
Pada proses cooling komersial, produk di
pre-cooling hingga suhunya mencapai 7/8 kali perbedaan suhu lapang dan suhu akhir yang diinginkan (1/8 sisa suhu hilang pada saat transportasi atau penyimpanan dingin).
Contoh : suatu produk dengan suhu lapang 30oC di
dinginkan dengan media refrigerasi yang suhunya 10oC, maka suhu produk setelah pre-cooling adalah : Takhir = T produk awal - [ 7 x (T produk awal - Trefrigerant)/8 ] Takhir = 30 - [ 7 x (30 - 10 )/8 ] = 12.5 ºC
PRE-COOLING ………. Metode pre-cooling :
1. Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) 2. Vacuum cooling
3. Forced air cooling 4. Hydrocooling 5. Hydrair cooling 6. Package icing cooling
a. Cold air: Room cooling Forced air cooling
b. Cold water: Hydrocooling
c. Contact with ice: Crushed ice
Liquid ice Dry ice d. Evaporation of surface water: Evaporative
Vacuum cooling
PRE-COOLING ………. Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) :
Metode precooling yang relatif sederhana Peralatan : ruang refrigerasi dengan kapasitas
pendinginan yang cukup
Produk dikemas dalam kemasan dan disusun dalam ruang pendingin dengan susunan yang memungkinkan terjadinya sirkulasi udara yang baik
Laju pendinginan < dari metode lainnya karena adanya kemasan yang membatasi proses pindah panas tergantung jenis produk, ukuran dan sifat alami kemasan serta suhu dan kecepatan aliran udara.
Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) ………
Dapat digunakan untuk hampir semua produk Keuntungan : Kerugian : - Cool and Store - Slow cooling - Kemasan tidak boleh - Variable cooling
rusak - Moderate weight loss
- Produk dapat dibekukan
- Butuh keterampilan
Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) ………
Tabel 2. Crops usually room cooled
Artichoke Coconut Melons Salsify
Asian pear Custard apple Onion Sapote
Atemoya Garlic Orange Scorzonera
Banana Ginger Parsnip Summer squash
Beans (dry) Grapefruit Cucumber Sweet potato
Beet Horseradish Pineapple Tangerine
Breadfruit Husk tomato Plantain Tomato
Cabbage J. artichoke Potato Tree tomato
Cactus leaves Jicama Prickly pear Turnip
Carambola Kiwano Pumpkin Watermelon
Cassava Kohlrabi Quince Yam
Celeriac Kumquat Radish
Chayote Lime Rhubarb
PRE-COOLING ………. Vacuum cooling :
Mendinginkan bahan dalam ruangan hampa udara (tekanan 4.6 mm Hg)
Sangat tergantung pada penguapan air dari produk
Kehilangan berat 1% setiap penurunan suhu 5oC
Total susut berat : 1.5-5%
Digunakan untuk bahan dengan luas permukaan >>> massa/volumenya, misal : bayam, selada Tidak sesuai untuk bahan yang bersifat “bulky”
seperti mentimun
Vacuum cooling………
Keuntungan : Kerugian :
- cepat - kehilangan berat - dapat dikemas - batch process
- sederhana - dibutuhkan holding store
- energi >
- kemasan harus tahan air
Vacuum cooling………
Table 3. Crops that can be vacuum cooled. Belgian
endive Celery Mushrooms Sweet corn
Brussels
sprouts Escarole Radiccio Swiss chard
Carrot Leek Snapbeans Watercress
Cauliflower Lettuce Snowpeas Chinese
cabbage Lima bean Spinach
PRE-COOLING ………. Forced Air Cooling :
Mirip dengan room cooling, bedanya udara dingin dihembuskan oleh sebuah kipas (fan) melalui kemasan produk
Karena laju aliran udara > laju pendinginan > Pendinginan lebih seragam pada kemasan yang
berbeda
2 Type Forced Air Cooling : - Channel type
- Cold-wall type
Digunakan pada bahan yang sangat mudah rusak seperti anggur dan strawberry (waktu pendinginan < 1 jam)
Forced Air Cooling ……….
Table 4. Crops usually precooled by forced air
Anona Coconut Mango Prickly pear
Atemoya Cucumber Mangosteen Pumpkin
Avocado Eggplant Melons Quince
Banana Feijoa Mushrooms Rhubarb
Barbados cherry Fig Okra Sapote
Berries Ginger Orange Snapbeans
Breadfruit Grape Papaya Snowpeas
Brussels sprouts Grapefruit Passionfruit Strawberry
Cactus leaves Guava Pepino Summer squash
Caimito Husk tomato Pepper (Bell) Tangerine
Carambola Kiwifruit Persimmon Tomato
Cassava Kumquat Pineapple Tree tomato
Chayote Lima bean Plantain Yam
Cherimoya Lychee Pomegranate
PRE-COOLING ………. Hydrocooling :
Produk didinginkan dengan cara mencelup atau membasahi dengan air dingin kemudian dicuci dengan air bersih
Digunakan untuk wortel dan lobak
Keuntungan : Kerugian :
Cepat - Produk basah
Tidak ada kehilangan - Disease spread
berat - Effluent disposal
Proses kontiniu - Butuh holding store Tidak dapat dibekukan - Kemasan harus tahan
air
Hydrocooling ………..
Banyaknya air yang dibutuhkan : 400 - 600 l/menit/m2
Tidak semua produk dapat dihidrocooling tergantung kemampuannya untuk bertoleransi dengan air dan klorin.
Untuk mencegah patogen digunakan air berklorin dengan konsentrasi 150-200 ppm. Contoh produk yang dihirocooling secara
komersial : Tomat dan asparagus.
Hydrocooling ………..
Table 5. Crops normally hydrocooled
Artichoke Cassava Kiwifruit Radish
Asparagus Celeriac Kohlrabi Rhubarb
Beet Celery Leek Salsify
Belgian endive Chinese cabbage Lima bean Snapbeans
Broccoli Cucumber Orange Snowpeas
Brussels sprouts Eggplant Parsley Spinach
Caimito Escarole Parsnip Summer squash
Cantaloupe Green onions Peas Sweet corn
Cauliflower Horseradish Pomegranate Swiss chard
PRE-COOLING ………. Hydrair-Cooling :
Menggunakan campuran udara yang didinginkan dan air yang disemprot dalam bentuk semprotan halus kemudian disirkulasikan ke produk secara konveksi.
Keuntungan : - kebutuhan air <
- lebih bersih (sanitasi terjaga) Laju pendinginan hampir sama dengan
hydrocooling
PRE-COOLING ………. Ice Bank Cooling :
Didasarkan pada pendinginan udara
Produk diletakkan dalam wadah (bin) kemudian dihembuskan udara yang didinginkan
Udara didinginkan melalui kontak secara tertutup dengan air dingin, dan air didinginkan melalui kontak dengan es yang mencair Dapat digunakan untuk semua produk kecuali
bawang
Ice Bank Cooling…………
Keuntungan : Kerugian :
- Minimal weight loss - Sulit untuk produk yang - Moderately fast cooling dikemas
- Sesuai untuk produk bulky - Sulit untuk mixed package - Cooling and storage - Kemasan harus kuat - Modest power - Butuh operator terampil
PRE-COOLING ………. Ice cooling :
Metode penurunan suhu lapang yang paling tua Cara :
es diletakkan di atas produk yang dikemas sebelum kemasan ditutup
Campuran air dan es (40% air + 60% es + 0,1% garam) diinjeksikan ke kemasan yang terbuka sehingga terbentuk gumpalan es dikemasan Kelemahan :
- terbatas pada produk yang tahan terhadap es - biaya transportasi tinggi (berat>)
- ketika es mencair maka kemasan dan ruang penyimpanan menjadi basah diatasi dengan melapisi dengan plastik
Ice cooling ………
Table 6. Crops that can be ice cooled Belgian endive Chinese
cabbage
Kohlrabi Spinach
Broccoli Carrot Leek Sweet corn
Brussels sprouts
Escarole Parsley Swiss chard Cantaloupe Green onions Pea/snowpeas Watercress
REFRIGERASI
Ruangan refrigerasi relatif kedap udara dan
mempunyai insulator panas.
Mempunyai lubang pengeluaran panas yang
dihasilkan oleh produk yang didinginkan.
Kapasitas refrigerasi harus mencukupi untuk
mendinginkan panas respirasi yang dihasilkan produk.
Suhu dan RH harus dapat dikontrol.
Besarnya ruangan refrigerasi tergantung pada volume
penyimpanan maksimum.
Tinggi ruangan tergantung pada tinggi tumpukan
produk : 3 m untuk penanganan secara manual dan > 6 m jika digunakan forklift.
REFRIGERASI……….. Ruangan Refrigerasi dapat dibuat dari :
logam concrete, logam, kayu atau bahan lain.
Permukaan bagian luar harus dapat
menahan panas, termasuk lantai.
Bahan insulasi yang digunakan :
Polyurethane, expanded polystyrene, gabus dan bahan
REFRIGERASI………..
Refrigerasi mekanis mempunyai 2 komponen utama :
evaporator di bagian dalam dan kondensor di bagian luar yang di hubungkan dengan tabung berisi refrigeran.
Refrigerant menyerap panas, mendinginkan udara
dan menghembuskannya kembali ke ruang pendingin
Refrigeran dibawa ke kondensor sebagai gas dan
dengan adanya tekanan yang dihasilkan oleh kompresor maka refrigeran diubah kembali menjadi bentuk cair.
Refrigeran yang umum digunakan : Amonia dan
PEMBEKUAN Alat yang digunakan : lemari pembeku 3 Type lemari pembeku :
1.Tipe Air Blast : udara dingin dialirkan melalui produk
2.Tipe kontak atau plat : produk kontak langsung dengan permukaan alat
3.Tipe Immersion atau Tipe Spray : produk dicelupkan kedalam cairan refrigeran atau disemprotkan dengan cairan refrigeran
Sayuran biasanya dibekukan dengan teknik air
blast freezing atau immersion freezing
Cairan Refrigeran :
- CFC dilarang sejak tahun 2000 - Amonia
- HFC (Hydrofluorocarbon)
PEMBEKUAN…………
Metode pembekuan lain : pembekuan cryogenik Gas-gas cryogenik : udara, Nitrogen cair (LN2), CO2
Keunggulan pembekuan cryogenik :
a. menurunkan waktu pembekuan b. mengurangi kehilangan air dan rasa c. mengurangi pembentukan kristal d. meminimalkan kerusakan sel
Metode pembekuan cryogenik :
a. Pembekuan celup dan semprot b. Pembekuan semprot
c. Pembekuan udara cryogenik
FREEZING INJURY
Kerusakan komoditi jika disimpan pada suhu beku Titik beku sayuran : - 2.2 – (-0.6)oC
Produk yang peka terhadap pembekuan : tomat Mekanisme freezing injury :
Air pada tenunan berubah menjadi es sehingga volumenya lebih besar
Pembekuan cepat : membentuk kristal kecil tidak
membahayakan
Pembekuan lambat : membentuk kristal besar
kerusakan lebih banyak
Proses thawing sebaiknya dilakukan secara lambat
pada suhu 4oC
FREEZING INJURY……. Tabel 7. Jenis komoditi berdasarkan kepekaannya
terhadap suhu beku
Sangat Peka Moderat Paling Tahan
Asparagus Apel Beet
Pisang Cranberry Kol
Berry Anggur Kurma
Kentang Jeruk Parsnip
Ubi Jalar Pear Kale
