PENGAWETAN BAHAN MAKAN MELALUI CARA
PENGERINGAN DAN DEHIDRASI
By: Dwi Kirana LS
Latar Belakang Masalah
Bahan pangan tersusun atas air, protein, karbohidrat, lemak, vitamin, serat dan mineral. Komponen – kompenen ini berperan penting dalam memberikan karakter bahan pangan baik sifat fisik, kimia, biologi, maupun fungsionalnya. Sifat yang menonjol dalam bahan pangan adalah mudah rusak (perishable food), karena kadar air yang terkandung di dalamnya sebagai faktor utama penyebab kerusakan pangan itu sendiri. Semakin tinggi kadar air suatu pangan, akan semakin besar kemungkinan kerusakannya baik sebagai akibat aktivitas biologis internal (metabolisme) maupun masuknya mikroba perusak. Kriteria yang dapat digunakan untuk menentukan apakah makanan tersebut masih pantas di olah dan dikonsumsi, secara tepat sulit di laksanakan karena melibatkan faktor tehnis penyimpanan bahan makanan yang dijemur dan biarkan di udara terbuka pada suhu kamar tertentu telah dilakukan sejak beribu-ribu tahun yang lalu.
Kerusakan dan kebusukan bahan pangan pada hakekatnya dapat berlangsung secara cepat atau lambat tergantung dari jenis bahan pangan atau makanan yang bersangkutan, pada kondisi lingkungan dimana bahan pangan atau makanan disimpan, juga faktor nonteknik, sosial ekonomi, dan budaya suatu bangsa. Idealnya, makanan tersebut harus bebas polusi pada setiap tahap produksi dan penanganan makanan, bebas dari perubahan-perubahan kimia dan fisik, bebas mikroba dan parasit yang dapat menyebabkan penyakit atau pembusukan. Karena itu Undang-Undang Nomor 7 Tahun 1996 mengamanatkan bahwa kualitas pangan yang dikonsumsi harus memenuhii beberapa kriteria, di antaranya adalah aman, bergizi, bermutu, dan dapat terjangkau oleh daya beli masyarakat. Sehingga untuk pengolahan bahan pangan, efek dari zat gizi yang terkandung dalam bahan pangan tersebut tidak mengalami kerusakan bila di olah kepekaan zat gizi terhadap PH pelarut, oksigen, cahaya dan panas atau kombinasinya terhadap unsur-unsur minor terutama tembaga, besi, dan enzim dapat mengkatalisis pengaruh tersebut.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana reaksi kerusakan dalam bahan pangan yang dikering?
2. Apa keuntungan dan kerugian pada teknik pengawetan dari pengeringan dan dehidrasi yang dipakai masyarakat ?
Tujuan penulisan
Makalah dengan tema pengeringan bahan pangan ini disusun bertujuan untuk mengajak pembaca guna :
- Mengetahui tentang bagaimana mengurangi risiko kerusakan bahan pangan karena kegiatan mikroba. Mikroba memerlukan air untuk pertumbuhannya. Bila kadar air bahan berkurang, maka aktivitas mikroba dihambat atau dimatikan.
- Dapat mempertahankan nutrien yang berguna yang terkandung dalam bahan pangan,misalnya mineral, vitamin, dsb.
Pembahasan
Pengeringan merupakan satu dari jenis - jenis teknik pengolahan dan pengawetan bahan pangan. Tujuan dari pengeringan adalah mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana perkembangan mikroorganisme dan kegiatan enzim yang dapat menyebabkan pembusukan terhambat atau terhenti. Artinya untuk mencegah atau memperlambat kerusakan microbial, mencegah atau memperlambat laju proses dekomposisi (autolisis) bahan pangan; dan mencegah kerusakan yang disebabkan oleh faktor lingkungan termasuk serangan
Metode pengawetan dengan cara pengeringan merupakan metode paling tua dari semua metode pengawetan yang ada. Contoh penemuan makanan yang mengalami proses pengeringan di
Pengeringan didefinisikan sebagai suatu cara/proses untuk mengeluarkan atau menghilangkan sebagian air dari suatu bahan, dengan cara menguapkan sebagian besar air yang dikandungnya dengan menggunakan enersi panas. Biasanya kandungan air bahan dikurangi sampaii batas dimana mikroba tidak dapat tumbuh lagi di dalamnya. misalnya pada ikan asin, dilakukan penggaraman terlebih dulu sebelum dikeringkan. Ini dilakukan agar spora yang dapat meningkatkan kadar air dapat dimatikan.
Pengeringan dapat pula diartikan sebagai suatu penerapan panas dalam kondisi terkendali , untuk mengeluarkan sebagian besar air dalam bahan pangan melalui evaporasi (pada pengeringan umum) dan sublimasi (pada pengeringan beku). Pengeringan baik parsial maupun penuh tidak membunuh semua mikroba yang ada dalam bahan pangan yang dikeringkan. Pengeringan ternyata dapat mengawetkan mikroba, seperti halnya mengawetkan bahan pangan. Selain itu, produk pangan kering umumnya tidak steril. karena itu, meskipun bakteri tidak dapat tumbuh pada makanan kering, tetapi jika makanan tersebut dibasahkan kembali, maka pertumbuhan mikroba akan kembali terjadi, kecuali jika makanan tersebut segera dikonsumsi atau segera disimpan pada suhu rendah.
Bagaimana dengan reaksi Kerusakan dalam makanan kering
I. Water activity (aw) dan stabilitas microbe
Scott (1957) dalam buku ilmu pangan menyatakan prinsip hubungan antara air dengan mikrooorganisme mencakup hal berikut:
Pertama, Aw dan bukan kadar air, menentukan batas yang terendah dari air yang tersedia untuk pertumbuhan microbe. Kebanyakan bakteri tidak tumbuh pada nilai aw di bawah 0,91 dan kebanyakan jamur tidak tumbuh pada nilai aw di bawah 0,80. Beberapa jamur xerofilik telah menunjukkan kemampuan untuk tumbuh pada nilai aw di bawah 0,7, tetapi kisaran nilai aw 0,70-0,75 umumnya dinyatakan sebagai batas yang terendah bagi jamur. Nilai-nilai batas aw bagi beberapa jenis mikroorganisme ditunjukkan pada tabel (aktivitas air minimal bagi pertumbuhan beberapa mikroorganisme dan kisaran khusus untuk beberapa makanan) di bawah ini:
Bahan Makanan | aw | Jenis Mikroorganisme | |
Sayuran, buah-buahan, daging, ayam, ikan susu segar Daging yang direndam dalam larutan garam (cured meats) Salami, sirup gula, keju kering Beras, kacang polong, tepung, serealis, kue-kue Makanan setengah basah, makanan yang diawetkan dengan garam Buah-buahan kering Makanan kering | 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 | C. Botulinum Salmonella Kebanyakan bakteri Kebanyakan ragi Staphylococcus aureus Kebanyakan jamur Bakteri halofilik Mikroorganisme yang sangat osmotik | |
Kedua, Faktor lingkungan mempengaruhi tingkat aw yang dibutuhkan untuk pertumbuhan microbe. Dasar-dasar umum yang sering digunakan adalah semakin kurang menguntungkan factor-faktor lingkungan (tersedianya zat-zat gizi, pH, tekanan oksigen, suhu) semakin tinggi nilai minimum aw di mana mikroorganisme dapat tumbuh.
Ketiga, Beberapa penyesuaian terhadap nilai aw yang rendah terjadi terutama bila aw ditekan oleh penambahan bahan-bahan yang larut dalam air (prinsip dasar bahan pangan setengah basah) bukan karena kristalisasi air (makanan beku) atau pengeluaran air (makanan kering)
Keempat, Bila aw ditekan oleh solute, solute itu sendiri mempunyai pengaruh yang merumitkan terhadap pengaruh aw itu sendiri. Misalnya pada suatu nilai aw tertentu pertumbuhan microbe ditekan secara efektif oleh sodium klorida daripada gliserol.
II. Aw dan kerusakan secara kimia
Pengaruh air pada reaksi kimia dalam makanan lebih rumit daripada pengaruhnya terhadap pertumbuhan microbe. Aktivitas air bukan merupakan satu-satunya parameter yang dipakai untuk menentukan batas terendah dari aktivitas kimia, dan air dapat berperan dalam satu peran berikut atau lebih sebagai pelarut untuk bahan pereksi dan produk, sebagai pereaksi dalam reaksi hidrolisa sebagai suatu produk dari reaksi dalam reaksi kondensasi seperti yang terjadi dalam reaksi pencoklatan non enzimatis dan sebagai pengaruh aktivitas katalis atau inhibitor sebgai air yang mengaktifkan beberapa katalis logam dalam peroksidasi lemak.
Dari dua istilah yang dipakai untuk pengeringan di atas dapat disederhanakan sebagai berikut: Pertama, Drying yakni suatu proses kehilangan air yang disebabkan oleh daya atau kekuatan alam, misalnya matahari (dijemur) dan angin (diangin-anginkan). Dan Kedua, adalah dehydration (dehidrasi) yaitu suatu proses pengeringan dengan panas buatan, dengan menggunakan peralatan/alat-alat pengering.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terdiri dari 2 golongan, yaitu:
1. Faktor yang berhubungan dengan udara pengering
Yang termasuk golongan ini adalah:
· Suhu: Makin tinggi suhu udara maka pengeringan akan semakin cepat
· Kecepatan aliran udara pengering: Semakin cepat udara maka pengeringan akan semakin cepat
· Kelembaban udara: Makin lembab udara, proses pengeringan akan semakin lambat
· Arah aliran udara: Makin kecil sudut arah udara terhadap posisi bahan, maka bahan semakin cepat kering
2. Faktor yang berhubungan dengan sifat bahan
Yang termasuk golongan ini adalah:
· Ukuran bahan: Makin kecil ukuran benda, pengeringan akan makin cepat
· Kadar air: Makin sedikit air yang dikandung, pengeringan akan makin cepat.
Sedangkan untuk proses pengeringan terbagi menjadi 3 kategori :
1. Pengeringan udara atau pengeringan langsung dibawah tekanan atmosfir
Pengeringan ini memanfaatkan udara bebas di atmosfir
2. Pengeringan hampa udara
Keuntungan dalam pengeringan ini didasarkan dengan kenyataan penguapan air terjadi lebih cepat di bawah tekanan rendah daripada di bawah tekanan tinggi.
3. Pengeringan beku
Pengeringan beku adalah sebuah proses yang memberikan kualitas bahan yang baik dari segi kestabilitas aroma, warna, dan kemampuan rehidrasi. Pengeringan ini didasarkan proses sublimisasi yang berada di temperature 0o celcius dan tekanan 613 Pascal.
Metode yang dipakai dalam proses pengeringan, yaitu :
1. Pengeringan alami.
Pengeringan alami terdiri dari:.
· Sun Drying
Pengeringan dengan menggunakan sinar matahari sebaiknya dilakukan di tempat yang udaranya kering dan suhunya lebih dari 100o Fahrenheit. Pengeringan dengan metode ini memerlukan waktu 3-4 hari. Untuk kualitas yang lebih baik, setelah pengeringan, panaskan bahan di oven dengan suhu 175 o Fahrenheit selama 10-15 menit untuk menghilangkan telur serangga dan kotoran lainnya
· Air Drying
Pengeringan dengan udara berbeda dengan pengeringan dengan menggunakan sinar matahari. Pengeringan ini dilakukan dengan cara menggantung bahan di tempat udara kering berhembus. Misalnya di beranda atau di daun jendela. Bahan yang biasa dikeringkan dengan metode ini adalah kacang-kacangan.
Kelebihan Pengeringan Alami adalah tidak memerlukan keahlian dan peralatan khusus, serta biayanya lebih murah.
Kelemahan Pengeringan Alami adalah membutuhkan lahan yang luas, sangat tergantung pada cuaca, dan sanitasi hygiene sulit dikendalikan.
2. Pengeringan Buatan
Pengeringan buatan terdiri dari:
· Menggunakan alat Dehidrator
Pengeringan makanan memerlukan waktu yang lama. Dengan menggunakan alat dehydrator, makanan akan kering dalam jangka waktu 6-10 jam. Waktu pengeringan tergantung dengan jenis bahan yang kita gunakan.
· Menggunakan oven
Dengan mengatur panas, kelembaban, dan kadar air, oven dapat digunakan sebagai dehydrator. Waktu yang diperlukan adalah sekitar 5-12 jam. Lebih lama dari dehydrator biasa. Agar bahan menjadi kering, temperature oven harus di atas 140o derajat Fahrenheit.
Kelebihan Pengeringan Buatan adalah suhu dan kecepatan proses pengeringan dapat diatur seuai keinginan, tidak terpengaruh cuaca, sanitisi dan higiene dapat dikendalikan.
Kelemahan Pengeringan Buatan adalah memerlukan keterampilan dan peralatan khusus, serta biaya lebih tinggi dibanding pengeringan alami.
Berikut kesesuaian penggunaan metode diatas dengan bahan pangannya di antaranya dengan alat:
Untuk bahan pangan padat yang dipakai antara lain cabinet or tray drying, tunnel drying, continuous beltdrying, belt trough drying, bin drying, air lift or pneumatic drying, fluidized bed drying, freeze drying, explosive puff drying dan kiln drying. Sedangkan bahan pangan berbentuk cair ataupun bubur, yakni drum drying, spry drying, foam mat drying, tray drying, freeze drying dan pneumatic drying.
Bagaiamana pilihan masyarakat terhadap tehnik pengeringan dalam proses pengawetan bahan pangan
Sebagaimana telah dipaparkan terkait faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan terutama adalah luas permukaan benda, suhu pengeringan, aliran udara, tekanan uap di udara, dan waktu pengeringan maka proses pengeringan akan mengeluarkan air dan menyebabkan peningkatan konsentrasi padatan terlarut didalam bahan pangan. Kondisi ini akan meningkatkan tekanan osmotik didalam bahan, sehingga menghambat pertumbuhan mikroorganisme dan memperlambat laju reaksi kimia maupun enzimatis. Penghilangan udara akan mengeluarkan semua oksigen sehingga mencegah berlangsungnya reaksi kimiawi dan enzimatis yang dipicu oleh oksigen, juga menghambat pertumbuhan mikroorganisme aerobic. Berikut penyebab hilangnya mutu dan kerusakan pangan karena:
- Pertumbuhan mikroba yang menggunakan pangan sebagai substrat untuk memproduksi toksin didalam pangan;
- Katabolisme dan pelayuan (senescence) yaitu proses pemecahan dan pematangan yang dikatalisis enzim indigenus;
- Reaksi kimia antar komponen pangan dan/atau bahan-bahan lainnya dalam lingkungan penyimpanan;
- Kerusakan fisik oleh faktor lingkungan (kondisi proses maupun penyimpanan) dan
- Kontaminasi serangga, parasit dan tikus.
Dengan demikian kerugian utama dari dehidrasi atau pengeringan adalah kepekaan terhadap panas semua bahan pangan mempunyai derajat kepekaan terhadap panas tertentu dan dapat menimbulkan bau gosong (burnt flavour) pada kondisi pengeringan yang tidak terkendali; hilangnya flavor yang mudah menguap (volatile flavour) dan memucatnya pigmen; perubahan struktur termasuk case hardening sebagai akibat dari pengerutan selama air dikeluarkan; reaksi pencoklatan non enzimatis yang melibatkan preeaksi dengan konsentrasi yang lebih tinggi oksidasi dari komponen-komponen lipid serta kerusan mikrobiologis jika kecepatan pengeringan awal lambat atau jika kadar air dari produk akhir terlalu tinggi atau jika makanan kering disimpan dalam tempat dengan kelembaban tinggi.
Sebaliknya keuntungan utama dari dehidrasi atu pengeringan antara lain; bobot yang ringan-kadar air makanan pada umumnya di sekitar 60% atau lebih dari 90% , kecuali biji-bijian dan hamper semua bagian air ini dapat dikeluarkan; kemampatan-kebanyakan produk yang dikeringankan membutuhkan tmpat lebih sedikit daripada aslinya, makan beku atau yang dikalengkan terutama kalau ditekan dalam bentuk balok; kestabilan dalam suhu penyimpanan pada suhu kamar-tidak diperlukan alat pendingin, tetapi ada batasan pada suhu penyimpanan maksimum untuk masa simpan yang cukup baik.
Referensi
Winarno, F.G.I. 1993. Pangan, Gizi, Teknologi dan konsumsi.
http://www.kompas.com/kesehatan/news/0303/20/232600.htm
Syamsir. E .2008. Prinsip Pengeringan (Dehidrasi) Pangan
Purnomo.H, Ilmu Pangan,
http://candyman21.blogspot.com/2009/01/pengeringan-beku-freeze-drying.html