Chilling dan Freezing

Pembekuan merupakan salah satu metode pengawetan pangan, dimana produk pangan diturunkan suhunya sehingga berada dibawah suhu bekunya. Selama pembekuan terjadi pelepasan energy (panas sensible dan panas laten). Pembekuan menurunkan aktivitas air dan mengehentikan aktivitas mikroba (bahkan beberapa dirusak, reaksi enzimatis, kimia dan biokimia. Dengan demikian produk beku dapat memiliki daya awet yang lama (Kusnandar, 2010).

Selama pembekuan, suhu produk pangan menurun hingga di bawah titik bekunya, dan sebagian dari air berubah wujud dari fase cair ke fase padat dan membentuk kristal es. Adanya kristalisasi air ini menyebabkan mobilitas air terbatas sehingga aktivitas air pun menurun. Penurunan aktivitas air ini berpengaruh pada penghambatan pertumbuhan mikroba, serta reaksi-reaksi kimia dan biokimia yang mempengaruhi mutu dan keawetan produk pangan. Dengan demikian, pengawetan oleh proses pembekuan disebabkan oleh adanya kombinasi penurunan suhu dan penurunan aktivitas air (Kusnandar, 2010).

          Suhu yang digunakan untuk membekukan bahan pangan umumnyadibawah -2˚C. Pembekuan bahan pangan biasanya digunakan untuk pengawetan bahan dan produk olahan yang mudah rusak (biasanya memiliki kadar air atauaktivitas air yang tinggi) seperti buah, sayur, ikan, daging dan unggas. Pada suhu beku, sebagian besar air yang ada di dalam bahan pangan (90%-95%) membeku (Kusnandar, 2010).

Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Pada permukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lebih lambat. Pada awal proses pembekuan terjadi fase  precooling dimana suhu bahan diturunkan dariawal ke suhu titik beku. Pada tahap ini semua kandungan air bahan berada dalam keadaan cair. Setelah tahap precooling terjadi tahap perubahan fase, pada tahap ini terjadi pemebentukan kristal es. (Heldman dan Singh,1981 dalam Rohanah,2002). Laju pembekuan ada dalam 3 golongan yaitu:

1.      Pembekuan lambat, jika waktu pembekuan adalah 30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan.

2.      Pembekuan sedang, jika waktu pembekuan adalah 20-30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan.

3.      Pembekuan cepat jika waktu pembekuan adalah kurang dari 20 menit untuk 1 cm bahan yang dibekukan.

Prinsip dasar dari semua proses pembekuan cepat adalah cepatnya pengambilan panas dari bahan pangan (Rohanah, 2002).

Buah dan sayuran sedapat mungkin dapat dihindarkan dari kerusakan fisik, baik saat panen maupun dalam pruses penanganan pasca panen termasuk dalam proses pengangkutannya. Terjadinya kerusakan fisik dapat memicu terjadinya peningkatan laju penuaan pada buah dan sayuran segar, disamping penampakan fisik buah dan sayuran bersangkutan menjadi jelek sehingga daya jualnya pun akan menurun (Ariono, 2002).

            Penanganan pasca panen biasanya menerapkan teknologi yang tinggi, salah satu contoh teknologi pra pendinginan yang bertujuan untuk mengurangi suhu lapang pada buah sesaat setelah panen, sehingga proses metabolisme pada sayuran dan buah dapat diperlambat sebelum dilakukan teknologi penyimpanan lainnya (Edwards, 1987).

Adanya wadah atau kemasan  dapat membantu mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi produk yang ada di dalamnya dan melindungi dari bahaya pencemaran/kontaminasi serta gangguan fisik (gesekan dan benturan). Buah dan sayuran merupakan komuditi pertanian yang sangat mudah mengalami kerusakan dingin (chilling injury). Hal ini disebabkan karena komuditi tersebut masih melakukan proses respirasi untuk kelangsungan hidupnya (Nadika, 1989).

Laju kerusakan yang terjadi berbanding lurus dengan kecepatan respirasi yang dimiliki komuditi, semakin cepat laju respirasinya semakin cepat pula terjadi kerusakan pada komuditi tersebut perhatikan beberapa hal agar produk yang dikemas tidak mengalami kerusakan, diantaranya: kemasan tidak boleh kedap gas,

dapat memberikan efek atmosfir termodifikasi, dan tidak mencemari/bereaksi dengan produk yang dikemas  (Soesarsono, 2003).

Pendinginan atau refrigerasi ialah penyimpanan dengan suhu rata-rata yang digunakan masih di atas titik beku bahan. Kisaran suhu yang digunakan biasanya antara – 1oC sampai -4oC. Pada suhu tersebut, pertumbuhan bakteri dan proses biokimia akan terhambat sehingga perubahan yang terjadi pada produk yang disimpan dapat diminimalisir atau diperlambat. Pendinginan mempunyai pengaruh yang kecil terhadap perubahan mutu bahan pangan secara keseluruhan. Namun pendinginan hanya dapat mengawetkan bahan pangan selama beberapa hari atau beberapa minggu, tergantung kepada jenis bahan pangannya.

a.      Prinsip

Prinsip pendinginan itu sendiri adalah panas dari bahan diserap atau diambil dan digantikan oleh udara yang memiliki tekanan yang lebih rendah dibandingkan tekanan di dalam sel, sehingga panas yang ada dalam bahan berkurang dan lama-kelamaan akan berubah menjadi dingin mengikuti suhu udara pendinginan yang digunakan.

b.      Faktor-Faktor

Dalam proses pendinginan ada beberapa faktor yang berpengaruh pada hasil akhir bahan yang di dinginkan. Faktor – faktor tersebut antara lain :

1. Jenis dan Varietas Produk

Pendinginan biasanya digunakan untuk jenis bahan yang mudah mengalami kerusakan dan peka terhadap kondisi lingkungan disekitarnya. Jenis dan varietas setiap bahan tidak sama dengan tingkat kematangan dan pemanenan yang berbeda pula sehingga suhu yang digunakan selama pendinginan harus dapat disesuaikan dengan jenis dan sifat bahan tersebut agar tujuan dari pendinginan tersebut dapat tercapai.

2. Suhu

Suhu dalam penyimpanan seharusnya dipertahankan agar tidak terjadi kenaikan dan penurunan. Biasanya dalam penyimpanan dingin, suhu dipertahankan berkisar antara 1OC sampai dengan 2OC. Suhu pendinginan di bawah optimum akan menyebabkan pembekuan atau terjadinya chilling injury, sedangkan suhu di atas optimum akan menyebabkan umur simpan menjadi lebih singkat.

3. Kelembaban Relatif

Untuk kebanyakan komoditi yang mudah rusak, kelembaban relatif dalam penyimpanan sebaiknya dipertahankan pada kisaran 90 sampai 95%. Kelembaban di bawah kisaran tersebut akan menyebabkan kehilangan kelembaban komoditi. Kelembaban yang mendekati 100% kemungkinan akan terjadi pertumbuhan mikroorganisme lebih cepat dan juga menyebabkan permukaan komoditi pecah-pecah.

4. Kualitas Bahan dan Perlakuan Pendahuluan

Untuk tetap mempertahankan kesegaran bahan maka sebaiknya sayuran, buah- buahan maupun bunga potong yang akan disimpan terbebas dari luka atau lecet maupun kerusakan lainnya. Kerusakan tersebut dapat menyebabkan kehilangan air. Buah-buah yang telah memar dalam penyimpanannya akan mengalami susut bobot hingga empat kali lebih besar bila dibandingkan buah- buah yang utuh dan baik.

5. Jenis Pengemas

Pengemasan merupakan salah satu upaya modified packaging storage yang dapat membantu mempertahankan mutu dari bahan. Dengan dilakukan pengemasan maka proses reaksi enzimatis dan chilling injury dapat diminimalisir sehingga kesegaran produk tetap terjaga.

Ø  Beberapa perubahan yang terjadi selama proses pendinginan

1.      Perubahan Tekstur

Pada proses pendinginan Sayuran dan buah-buahan tropis tidak tahan terhadap suhu rendah dan ketahanan terhadap suhu rendah ini berbeda-beda untuk setiap jenisnya. Buah pisang tidak boleh disimpan pada suhu lebih rendah dari 130C karena akan mengalami chilling injury yaitu kerusakan karena suhu rendah. Buah pisang yang disimpan pada suhu terlalu rendah kulitnya akan menjadi bernoda hitam atau berubah menjadi coklat dan teksturnya menjadi lembek karena mengalami dehidrasi (kehilangan air), sedangkan buah terong akan menjadi lunak karena teksturnya rusak.

2.      Penyusutan Berat

Kehilangan berat pada buah, sayuran maupun bunga potong selama penyimpanan disebabkan karena hilangnya air pada bahan. Kehilangan air pada bahan yang disimpan tidak hanya menyebabkan kehilangan berat, tetapi dapat juga menyebabkan kerusakan yang akhirnya menyebabkan penurunan kualitas.

Penyusutan berat pada bahan yang dikemas jauh lebih sedikit jika dibandingkan dengan bahan yang tidak dikemas dan tampa perlakuan apapun. Menurut Fellow (2000) penyusutan berat selama pendinginan dapat disebabkan karena kelembaban yang ada pada bahan meninggalkan permukaan bahan dan menuju ke udara disekitarnya melalui proses kondensasi uap air. Sedangkan pada produk daging penyustan berat dapat disebabkan karena terjadi kerusakan gel protein dan mengalami proses koagulasi protein, sehingga menurunkan daya ikat protein terhadap air dan air bebas di dalam daging akan lepas menuju ke udara disekitarnya yang akan hilang bersama dengan uap air. Kerusakan struktur molekul akibat pendinginan ini juga dapat menyebabkan penyusutan berat.

Kehilangan air pada bahan dapat dicegah dengan cara pengaturan suhu dan kelembaban ruang simpan dengan tepat. namun secara umum buah-buahan dan sayuran serta bunga potong memiliki kandungan air bahan sejumlah 80 hingga 90 persen. Sebagian besar air tersebut akan menguap selama penyimpanan. Dalam penyimpanan pada suhu rendah.

3.      Perubahan Warna

Perubahan warna selama pendinginan pada produk sayur dan buah diakibatkan karena reaksi enzimatis (pencoklatan) dimana terjadi degradasi pigmen klorofil yang menyebabkan warna kulit berubah menjadi kuning kecoklatan karena adanya karetenoit dan xantifil yang semula tertutup menjadi terbuka akibat dari efek suhu pendinginan. Pori-pori buah yang disimpan pada suhu rendah menjadi lebih terbuka akibat membekunya air dalam jumlah banyak sehingga mengubah rasa, warna dan kualitas bahan.

Pada produk daging dan ikan yang disimpan pada suhu 0-2 oC dapat bertahan selama 2-3 hari (daging dikemas). Namun Perubahan ini disebabkan karena terjadi oksidasi pigmen heme yang merupakan penyusun utama dalam warna daging. Pigmen mioglobin mengalami proses perubahan menjadi oksiomioglobin yang bewarna merah kecoklatan.

Perbedaan antara pendinginan dan pembekuan juga ada hubungannya dengan aktivitas mikroba.

1. Sebagian besar organisme perusak tumbuh cepat pada suhu di atas 10 oC

2. Beberapa jenis organisme pembentuk racun masih dapat hidup pada suhu kira-kira 3,3oC

3. Organisme psikrofilik tumbuh lambat pada suhu 4,4 oC sampai – 9,4 oC

Organisme ini tidak menyebabkan keracunan atau menimbulkan penyakit pada suhu tersebut, tetapi pada suhu lebih rendah dari – 4,0 oC akan menyebabkan kerusakan pada makanan.