Padang (ANTARA) - Bahan pangan pada umumnya memiliki kandungan air yang berbeda-beda. Kandungan air sangat berpengaruh terhadap konsistensi bahan pangan karena sebagian bahan pangan mempunyai kandungan air sampai dengan 70 persen atau lebih. Contohnya sayur sayuran dan buah-buahan segar memiliki kandungan air sebanyak 90-95 persen , susu 85-90 persen , ikan 70-80 persen , telur 70-75 persen dan daging 60-70%.
Kandungan air inilah yang merupakan salah satu faktor yang menentukan kualitas mutu dari bahan pangan. Semakin banyak kadar air yang terkandung dalam bahan pangan, maka umur simpannya semakin pendek karena kalau suatu bahan pagan banyak mengandung kadar air, maka sangat memungkinkan adanya mikroba yang tumbuh sehingga dapat menurunkan mutu dari bahan pangan tersebut. Untuk mempertahankan mutu dari bahan pangan, maka dibutuhkan suatu teknik rekayasa proses pangan untuk mempertahankan mutu bahan pangan seperti teknik pendinginan dan pembekuan.
Teknik pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu cara pengawetan tertua yang didasarkan pada pengambilan panas dari bahan. Teknik pendinginan (refrigerasi) mengacu pada proses penurunan suhu produk yang tidak mencapai titik bekunya yang artinya selama proses pendinginan, suhu bahan pangan menurun tetapi kandungan air didalamnya tidak sampai membeku. Pendinginan produk pangan biasanya dilakukan pada suhu -2C sampai dengan 16C.
Salah satu metode pendinginan yang biasanya diapakai adalah sistem refrigerasi kompresi mekanis. Cara kerja sistem ini adalah dengan menyerap panas oleh zat pendingin pada waktu terjadi perubahan fase, yaitu dari fase cair ke fase uap. Mesin utama yang digunakan untuk memanfaatkan bahan pendingin adalah kompresor. Alat ini dibutuhkan untuk memompa zat pendingin agar siklus perubahan gas menjadi cair dan sebaliknya dapat terjadi secara kontiniu. Alat pendingin di rumah tangga seperti kulkas, air conditioner (AC) atau cold storage umumnya menggunakan prinsip sistem refrigerasi mekanis ini.
Pendinginan dapat menghambat pertumbuhan mikroba dan laju beberapa reaksi kimia dan biokimia, sehingga mampu meningkatkan umur simpannya 2-5 kali pada setiap penurunan suhu 10C. Namun pendinginan juga dapat menyebabkan chilling injury atau perubahan tekstur yang ditandai dengan penampakan bahan pangan yang memar atau busuk. Proses pendinginan dapat memperpanjang umur simpan produk pangan yang mudah rusak hingga beberapa hari atau beberapa minggu. Hal ini disebabkan karena terhambatnya beberapa mikroba pembusuk/patogen pada suhu rendah.
Secara umum, hampir semua bakteri patogen pertumbuhannya terhambat pada suhu rendah. Akan tetapi, beberapa mikroba pembusuk ada yang bersifat psikrofilik yaitu tahan terhadap suhu rendah (0-5C) dan menyebabkan kerusakan, sehingga beberapa bahan pangan tidak disarankan untuk disimpan dalam suhu pendiginan dan sebaiknya dilakukan proses pembekuan.
Teknik pembekuan (freezing) adalah penyimpanan bahan pangan dibawah titik level, yang melibatkan proses perubahan fase cair menjadi es dan Kristal es. Proses pembekuan -18C sampai dengan -40C. Pembekuan juga melibatkan pindah panas seperti sistem refrigeran pada pemdinginan, akan tetapi panas yang diserap dari bahan/produk pangan lebih banyak sehingga melampaui panas laten pembekuannya dan menyebabkan air dalam bahan pangan berubah fase cair menjadi es (beku).
Pada awal proses pembekuan terjadi fase pre-freezing suhu bahan pangan diturunkan dari suhu awal ke suhu titik bekunya. Titik beku produk pangan pangan adalah suhu ketika sejumlah kristal es terbentuk dan mencapai kesetimbangan dengan air di sekitarnya yang pada tahap ini semua kandungan air bahan pangan dalam keadaan cair. Setelahnya masuk kepada tahap freezing disini terjadi perubahan fase dari cair ke padat (es) pada suhu konstan. Setelah freezing, bahan pangan yang membeku turun suhunya hingga mencapai suhu yang diinginkan (suhu eutektik). Pada tahap pre-freezing dan tahap penurunan suhu dari beku mencapai suhu eutektik melibatkan panas jenis sensible sedangkan tahap freezing melibatkan panas laten yaitu panas yang digunakan untuk merubah fase cair menjadi gas. Dengan teknik pembekuan, bahan pangan akan tahan sampai beberapa bulan bahkan bisa sampai beberapa tahun.
Pengaruh positif dari pembekuan adalah dapat menghambat pertumbuhan mikroba dan menurunkan laju reaksi kimia dan biokimia sehingga dapat memperpanjang umur simpan produk pangan, karena selama pembekuan, suhu produk pangan menurun hingga dibawah titik bekunya. Sebagian air berubah wujud dari fase cair ke fase padat dan membentuk kristal es. Adanya kristalisasi air ini akan menyebabkan mobilitas air terbatas, sehingga aktivitas air menurun. Penurunan aktivitas air ini berpengaruh pada penghambatan pertumbuhan mikroba serta reaksi reaksi kimia dan biokimia yang mempengaruhi mutu dan keawetan produk pangan. Pengaruh negatif pembekuan antara lain dapat merusak komponen kimiawi seperti denaturasi protein dan perubahan tekstur bahan pangan yang dibekukan.
Kecepatan pembekuan juga berpengaruh terhadap mutu produk yang dihasilkan, karena laju pembekuan lambat akan mengakibatkan pembentukan kristal es yang lambat dan kristal es yang terbentuk akan menjadi besar. Pembentukan kristal es yang lambat dan besar ini akan merusak struktur sel bahan pangan yang berakibat pada penurunan mutunya. Selama pembekuan lambat, kristal es yang tumbuh pada ruang antar sel menyebabkan perubahan bentuk (deformasi) dan kerusakan dinding sel di dekatnya. Kristal es mempunyai tekanan uap air yang lebih rendah dibandingkan di dalam sel sehingga air berpindah dari dalam sel menuju kristal yang sedang tumbuh.
Akibatnya sel mengalami dehidrasi dan secara permanen mengalami kerusakan akibat peningkatan konsentrasi solute. Laju pembekuan yang cepat akan menghasilkan kristal es yang kecil-kecil dan halus baik pada ruang antar sel maupun di dalam sel, sehingga kerusakan sel pada bahan pangan dapat dikurangi dan mutu bahan pangan lebih terjaga serta tidak terbentuk gradien tekanan uap air sehingga dehidrasi menjadi rendah. selain itu tekstur bahan pangan tetap tidak berubah. Akan tetapi laju pembekuan yang sangat tinggi juga dapat menyebabkan kerusakan akibat jaringan pecah atau retak.
Dengan mengetahui perbedaan antara teknik pembekuan dan pendinginan, kita dapat menentukan untuk menyimpan bahan pangan sesuai dengan kebutuhan. Pada bahan pangan segar seperti sayur dan buah sebaiknya disimpan pada suhu dingin (7C – 10C), sedangkan bahan pangan hewani disimpan pada suhu beku dimana untuk penyimpanan selama 3 hari dengan suhu -5C – 10C, untuk penyimpanan 1 minggu menggunakan suhu -19C – (-5C) dan untuk penyimpanan lebih dari 1 minggu di bawah -10C.
Penulis adalah mahasiswa S2 Ilmu Pangan Institut Pertanian Bogor
