IV. PENGENDALIAN SUHURENDAH

PENURUNAN SUHU

Ice chilling (0-1oC)

Pengendalian fluktuasi suhu; resiko kontaminasi-silang

Refrigeration (Pendinginan)

Kombinasikan dengan perlakuan pengeringan, pH rendah dan bahan pengawet

Freezing (Pembekuan)

− Dapat mematikan mikrobia

PENYUSUTAN BERAT PROTEIN & LEMAK RUSAK

PENYERAPAN BAU

Adanya proses perpindahanpanas

Adanya pembekuan air bahanpangan

Terjadinya penguapan air Kerusakan jaringan & pengeluaran air

PENDINGINAN PEMBEKUAN

PERUBAHAN PERMUKAAN

PEMBEKUAN

❑ Pembekuan berarti pemindahan panas dari bahan yang disertai denganperubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satu prosespengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan.

❑ Pada proses pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitasmikroorganisma dan sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahanpangan.

❑ Selain itu, kristalisasi air akibat pembekuan akan mengurangi kadar airbahan dalam fase cair di dalam bahan pangan tersebut sehinggamenghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas sekunder enzim.

❑ Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau denganterbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzimdan mikroorganisme dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapatmempertahankan mutu bahan pangan.

❑ Mutu hasil pembekuan masih mendekati bahan segar walaupun tidakdapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.

❑ Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan panganyang lebih baik daripada metoda lain, karena pengawetan denganpembekuan dapat menghambat aktivitas mikroba mencegahterjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapatmerusak kandungan gizi bahan pangan.

Pengaruh dari Pembekuana. Pengaruh Pembekuan terhadap Jaringan

• Pada tahapan ini terjadi kerusakan sel dan struktur yang irreversibleyang mengakibatkan mutu menjadi jelek setelah pencairan, terjadikhususnya sebagai hasil pembentukan kristal es yang besar danperpindahan air selama pembekuan dari dalam sel ke bagian luar selyang dapat mengakibatkan kerusakan sel karena pengaruh tekananosmotis.

• Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yangtidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam seldan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum padamembran sel.

b. Pengaruh Pembekuan terhadap Mikroorganisme

• Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu dibawah kira-kira -12oC belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan beku padasuhu sekitar -18oC dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis,dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar.

• Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidakterlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akanmempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membran sel.

• Mikroorganisme psikrofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhulemari es terutama di antara 0o dan 5oC. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu-suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinyakerusakan oleh mikroba.

KRISTAL ES TUMBUH, SEL MENGALAMI DEHIDRASI DAN MENGKERUT

SEL RUSAK TERHIMPIT DI ANTARA KRISTAL-KRISTAL ES

c. Pengaruh Pembekuan terhadap Protein

• Oleh karena pembekuan hanya menyebabkan sedikit perubahan nilai gizi protein, maka dimungkinkan untuk mendenaturasi protein dengan perlakukan tersebut. Hal ini dapat dilihat dalam proses terutama selama pembekuan dan pencairan yang berulang-ulang.

• Walaupun nilai biologis protein yang mengalami denaturasi, sebagai bahan pangan manusia, tidak banyak berbeda dengan protein asli, kenampakan dan kualitas bahan pangan tersebut mungkin akan berubah karena perlakuan-perlakuan tersebut.

d. Pengaruh Pembekuan terhadap Enzim• Aktivitas enzim tergantung pada suhu. Aktivitas enzim mempunyai pH optimum dandipengaruhi oleh kadar substrat.• Pembekuan menghentikan aktivitas mikrobiologis. Aktivitas enzim hanya dihambat oleh suhupembekuan. Pengendalian enzim yang termudah dapat dikerjakan dengan merusak denganperlakuan pemanasan yang pendek (blanching) sebelum pembekuan dan penyimpanan.

e. Pengaruh Pembekuan terhadap Lemak •

•Deteriorasi oksidatif lemak dan minyak bukanlah hal yang asing lagi pada bahan pangan. Lemakdalam jaringan ikan cenderung lebih cepat menjadi tengik daripada lemak dalam jaringan hewan.• Pada suhu -10oC ketengikan yang berkembang dalam jaringan berlemak yang beku sangatberkurang. Lemak yang tengik cenderung mempunyai nilai gizi yang lebih rendah daripada lemakyang segar. Untuk mencegah proses tersebut maka proses pembekuan merupakan pencegahan yang

sangat baik hampir pada semua makanan berlemak.

PROSES PEMBEKUAN

Pembentukan inti es dimulai di ruang ekstraseluler dan pembekuanberikutnya terjadi dengan adanya propagasi es ekstraseluler ke dalamsitoplasma. Pembentukan tersebut dikatalisis oleh membran plasmadengan adanya es ekstraseluler.

Kristal es mempunyai volume lebih besar daripada air, sehinggamembran dan dinding sel dapat mengalami kerusakan mekanis selamapembekuan. Selain itu, terjadi kerusakan osmosis karena pembekuandipengaruhi oleh kristalisasi larutan intraseluler dan ekstraseluler.

PROSES PEMBEKUAN

Air Pembentukan inti es dimulai di ruang ekstraseluler dan pembekuan berikutnya terjadi dengan adanyapropagasi es ekstraseluler ke dalam sitoplasma. Pembentukan tersebut dikatalisis oleh membran plasmadengan adanya es ekstraseluler.

Kristal es mempunyai volume lebih besar daripada air, sehingga membran dan dinding sel dapatmengalami kerusakan mekanis selama pembekuan. Selain itu, terjadi kerusakan osmosis karenapembekuan dipengaruhi oleh kristalisasi larutan intraseluler dan ekstraseluler. membentuk es, konsentrasi bahan terlarut dalam air yang tidak membeku meningkat.

Mengakibatkan perubahan pH, kekuatan ion, kekentalan, tekanan osmose, tekanan uap.

Volume air meningkat 9% ketika membeku (anomali air)

Pembekuan dapat mengakibatkan produk tak disukai

destabilisasi emulsi

penggumpalan protein

meningkatkan kekerasan daging

tekstur rusak

METODEPEMBEKUAN

METODE PEMBEKUAN

• Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendahkontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup(blast), terowongan (tunnel), bangku fluidisasi (fluidised bed), spiral, tali (belt)dan lain-lain.

• Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng (plate freezer), di manamakanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam(lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairanpendingin (alat pembeku berlempeng banyak).

• Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, ataumenyemprotkan cairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cairdan freon, larutan gula atau garam).

food

plate

refrigerant

InsulatedFrom outside environment

Diagram skematis system pembekuantak kontak langsung

product

refrigerant

InsulatedFrom outside environment

Diagram skematis system pembekuan kontak langsung

SKEMA SISTEM PEMBEKUAN

AKIBAT FREEZING INJURY

Perubahan tekstur dan warna

Komoditas menjadi kering

Perubahan komposisi kimia1. Pembekuan terhadap strawberry pada suhu -20oC maupun -80oC

selama satu minggu meningkatkan komponen ester, sedangkan aldehid dan asetaldehid meningkat nyata setelah thawing alami.Komponen asetaldehid tersebut berhubungan dengan off-odour .

2. Pembekuan juga mengakibatkan produksi H2S akibat penurunan pH di dalam sitosol dengan adanya kerusakan sel, sehingga terjadi pelepasan ion sulfida dalam bentuk H2S.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI MIKROBIA TERHADAP PENURUNAN SUHU

Proses penurunan suhu Jumlah air bebas pada pembekuan -20oC Fluktuasi suhu dapat mendorong pertumbuhan mikrobia Pendinginan lambat; thawing lambat dapat mendorong pertumbuhan

mikrobia

Sifat alami Bahan pangan pH netral, Aw tinggi, tidak adanya bahan penghambat (inhibitor)

pertumbuhan

Sifat Mikrobia Gram-positive cocci lebih resistant terhadap perusakan karena

pembekuan Beberapa spora dapat berkecambah; tidak mengurangi kemungkinan

dapat hidup

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

▪Pembentukan kristal es dipengaruhi: Jumlah air yang tersedia Suhu penyimpanan Kecepatan pembekuan

Kecepatan pembekuan dipengaruhi:◼ Struktur, ukuran, bentuk sel◼ Air◼ Ionik jaringan◼ Komponen antibeku

Pembekuan dengan tekanan tinggi

Pembekuan dengan tekanan tinggi dapat membentuk es secara cepat dan homogen. Tekanan tinggi tersebut memicu pembentukan inti es seragam, cepat, dan menghasilkan kristal berukuran kecil. Dengan kristal berukuran kecil dapat meminimalkan kerusakan makanan (Li dan Sun, 2002).

Pembekuan dengan Dehydrofreezing

Dilakukan dengan mengeluarkan sebagian air dari makanan terlebih dahulu sebelum perlakuan dalam suhu beku, sehingga mengurangi beban pembekuan., sekaligus mengurangi biaya kemasan, distribusi, dan penyimpanan (Li dan Sun, 2002).

Pembekuan terkontrol

Pada biji kapri pembekuan pada suhu 0oC terkontrol dapat mempertahankan kualitas bahan makanan lebih baik daripada penyimpanan pada suhu 8oC dan 12oC. Kondisi tersebut dapatmenurunkan kecepatan respirasi, menurunkan kehilangan berat, dan mempertahankan warna (Guo et al., 2008).

PENCEGAHAN FREEZING INJURY (1)

METODE PEMBEKUAN YANG TEPAT

PENCEGAHAN FREEZING INJURY (2) METODE THAWING YANG TEPAT

Thawing dengan tekanan tinggiDapat menurunkan penetesan (drip loss) dan menjaga tekstur makanan lebih baik daripada thawing pada tekanan atmosfer (Li dan Sun, 2002).

Thawing dengan microwaveMembutuhkan waktu lebih sedikit, tempat proses kecil, dapat menurunkan tingkat penetesan (drip loss), dan kerusakan akibat mikrobia maupun kimia (Li dan Sun, 2002).

Thawing Ohmic Dilakukan dengan melewatkan arus listrik dengan resistensi tinggi ke dalam makanan, sehingga panas akan terbentuk secara cepat dalam bahan. Dengan demikian, pemanasan terhadap makanan tersebut lebih efektif karena ada batasan penetrasi kedalaman bahan.

Gula di dalam sel bahan makanan dapat berfungsi sebagai penstabil terhadap kondisi stres (Phoon et al., 2008)

Gula dipaksa masuk ke dalam sel melalui osmosis dehidrasi (meletakan bahan dalam larutan hipertonik) → dipercepat dengan menggunakan medan pulsa elektrik atau pulsed electric field (PEF) karena dapat mempengaruhi permeabilitas membran (Taiwo dalam Phoon et al., 2008 ).

Kerusakan akibat perlakuan PEF tidak mempengaruhi struktur dinding sel secara nyata (Jalté et al., 2009).

Membran yang telah mengalami kerusakan dapat dijadikan tempat pembentukan inti es, sehingga dapat mempercepat pembentukan inti es (Toner dalam Jalté et al., 2009).

PENCEGAHAN FREEZING INJURY (3)PULSE ELECTRIC FIELD (PEF)

Blanching dilakukan sebelum proses pembekuan.

Panas pada saat blanching dapat mengakibatkan kerusakan sel dan kehilangan sistem protektif terhadap pembekuan.

Blanching dan kecepatan tinggi dalam pembekuan (5oC/menit) dapat meningkatkan tekstur wortel yang mengalami pembekuan.

(Gόmez dan Sjöholm, 2004)

PENCEGAHAN FREEZING INJURY (4)

BLANCHING

Protein antibeku sintesis dapat menurunkan suhu beku dan menghambat rekristalisasi selama penyimpanan dalam suhu beku dan thawing (Li dan Sun, 2002).

Penghambatan tersebut dilakukan dengan pengikatan zat antibeku terhadap es dan pencegahan pembentukan kristal dipermukaan, sehingga kecepatan pertumbuhan kristal menurun.

Zat antibeku alami juga dapat menghambat pertumbuhan dan propagasi es dalam jaringan serta meningkatkan kekuatan dinding sel, sehingga dapat mencegah kerusakan akibat pembekuan (Gόmez dan Sjöholm, 2004 ).

PENCEGAHAN FREEZING INJURY (5)

PROTEIN ANTI BEKU