Untuk Bahan Baku Industri - Pusat Penelitian dan Pengembangan

iptek hortikultura
Pembekuan Irisan Mangga
Untuk Bahan Baku Industri
Tanaman mangga memerlukan faktor kondisi
lingkungan yang cukup memadai yaitu cahaya,
tekstur tanah, angin, ketinggian tempat, curah hujan,
suhu, dan lingkungan, sehingga menghasilkan buah
dengan mutu yang baik yaitu gizi dan tampilan
buah. Area tanam buah mangga menempati urutan
pertama dan berturut-turut diikuti oleh pisang,
rambutan, jeruk, nangka/cempedak, dan durian,
namun jumlah produksi tidak mengikuti area
tanamnya dan urutan pertama buah jeruk kemudian
pisang, nenas, mangga, salak, dan rambutan.
Mangga merupakan salah satu komoditas
hortikultura yang cukup potensial dan kaya
akan gizi, karena mengandung berbagai vitamin
dan mineral. Namun demikian, seperti halnya
produk hortikultura lainnya, permasalahan pada
buah mangga ialah sifatnya yang mudah rusak,
sehingga umur simpannya relatif pendek. Hal ini
menyebabkan tingginya kehilangan hasil pada
saat panen raya dan merosotnya harga jual buah
mangga. Di sisi lain, mangga yang merupakan buah
musiman, sulit dijumpai pada waktu-waktu tertentu,
sehingga tidak memenuhi ketersediaan bahan baku
bagi industri yang bergerak dalam pengolahan
buah mangga, misalnya irisan buah untuk tujuan
salad, sirup, jeli, selai, dodol, puree, dan lain-lain.
Namun demikian, pengembangan produk olahan
tersebut tidaklah mudah dilakukan petani, sehingga
memerlukan peningkatan keterampilan, cara
proses, cara berorganisasi, manajemen modern, dan
35
No. 7 - November 2011
kapital yang tinggi. Dengan demikian, perlu diatasi
salah satunya dengan teknik preservasi terhadap
buah mangga yaitu dengan pembekuan.
Pembekuan merupakan salah satu cara
untuk mengantisipasi kerusakan buah mangga,
sehingga memiliki umur simpan yang lebih lama.
Keunggulan dari teknologi ini cukup sederhana
dan tidak menyita waktu serta dapat menghambat
pertumbuhan bakteri, kapang maupun khamir
yang mempercepat proses kebusukan pada
produk pangan. Dibandingkan dengan proses
pemanasan, teknologi pembekuan cepat dapat lebih
mempertahankan kandungan nutrisi pada bahan
pangan apabila dilakukan dengan benar. Namun
demikian, beberapa penelitian menyebutkan
bahwa pembekuan lambat yang selama ini banyak
dipergunakan dalam preservasi bahan pangan,
memiliki banyak kekurangan terutama karena
menyebabkan terbentuknya kristal es dengan
ukuran yang lebih besar, sehingga jaringan pada
bahan pangan tersebut menjadi rusak dan berakibat
hilangnya komponen zat gizi.
Pembekuan cepat menggunakan nitrogen cair
ada dua metode, yaitu kontak langsung dan kontak
tidak langsung. Pembekuan dengan nitrogen kontak
langsung meliputi pencelupan dan penyemprotan.
Pencelupan langsung merupakan suatu partikel
bahan pangan dalam suatu zat pendingin cair yang
merupakan metode pembekuan yang memerlukan
waktu relatif jauh lebih singkat. Selama ini,
pembekuan menggunakan airblast freezing,
menyebabkan kehilangan berat hingga lebih dari
4% tetapi dengan metode cryogenic freezing
kehilangan berat dapat ditekan hingga kurang lebih
sama dengan 0,5%. Beberapa industri minuman di
luar negeri menerapkan penggunaan nitrogen cair
untuk pengawet sejak tahun 1990-an. Perusahaan
minuman di Jepang menggunakan metode
cryogenic sebagai metode baru untuk produksi
minuman, sehingga kualitas kesegaran minuman
terjaga. Dengan titik didihnya yang mencapai suhu
-195,8°C, nitrogen cair mempunyai kemampuan
membekukan bahan organik relatif lebih efektif
dibandingkan dengan pendingin berbahan amoniak
maupun freon. Pada pembekuan cepat laju
penguapan panas berjalan sangat cepat, sehingga
jumlah inti kristal yang terbentuk banyak dan kecil.
36
Pada pembekuan pangan, kristal es yang semakin
kecil agar dapat terdistribusi lebih merata sangat
diharapkan. Pembekuan dengan nitrogen cair pada
beberapa tingkatan pernah dilakukan untuk jus ceri
dan apricot, di mana dengan pembekuan ini sifat
fisiko kimia bahan dapat dipertahankan. Penelitian
perubahan vitamin C pada pembekuan jus jeruk
menunjukkan kehilangan vitamin C tidak berkaitan
dengan penambahan asam askorbat dan pada
penyimpanan 7 minggu kondisi masih bagus.
Kondisi penyimpanan merupakan salah satu
faktor yang menentukan kualitas produk buah
beku. Penyimpanan produk beku pada suhu -20°F
(-29°C) di Eropa, dapat mempertahankan kualitas
produk beku selama penyimpanan atau lebih rendah
akan mencegah kerusakan mikrobiologi, bila tidak
terjadi fluktuasi suhu yang besar. Walaupun jumlah
mikroba menurun selama proses dan penyimpanan
beku (kecuali spora), tidak berarti makanan beku
selalu steril yang terbukti dengan terjadinya proses
pembusukan pada produk beku. Broto et al. (2002)
menyebutkan bahwa pembekuan cepat pada buah
mangga Gedong utuh dengan metode pencelupan
langsung memberikan hasil yang tidak baik, buah
tidak dapat membeku secara merata dalam waktu
yang singkat, namun waktu pencelupan yang
terlalu lama juga menyebabkan hancurnya buah,
sehingga buah tidak dapat dikonsumsi lagi dan
kehilangan zat gizi sangat tinggi. Berdasarkan
hasil penelitian tersebut, pembekuan cepat buah
mangga Arumanis dilakukan dalam bentuk irisan
kubus dengan memperhatikan waktu pencelupan
yang tepat, sehingga buah dapat membeku secara
merata dan tidak hancur.
Waktu pencelupan irisan buah mangga
Arumanis selama 40 detik memberikan hasil yang
optimum dalam membekukan buah, yaitu dengan
membekunya seluruh bagian buah secara merata.
Pencelupan kurang dari 40 detik menghasilkan
produk yang belum membeku seluruhnya, terutama
bagian dalam daging buah, sedangkan waktu
pencelupan selama 50 detik menyebabkan retaknya
daging buah mangga, sehingga berpengaruh
terhadap karakteristik irisan beku buah mangga
Arumanis seperti total padatan terlarut, total asam,
pH, dan vitamin C. Vitamin C merupakan salah
satu indikator kualitas yang terpenting pada buah
iptek hortikultura
(A) Waktu pencelupan 40 detik
(B) Waktu pencelupan 50 detik
beku. Perubahan kandungan vitamin C pada irisan
beku buah mangga Arumanis setelah perlakuan
pembekuan dan penyimpanan, semakin tinggi
kandungan vitamin C yang terkandung pada
buah beku, maka efektivitas pembekuan semakin
baik. Hal ini erat hubungannya dengan sifat
vitamin C yang sangat mudah larut dalam air, dan
terjadi pembentukan kristal es pada buah yang
dibekukan, serta proses pelepasan panas, yang
dapat memengaruhi reaksi kimiawi dan fisiologis
pada buah. Waktu pencelupan kurang dari 40
detik dengan lama penyimpanan selama 6 bulan
memiliki kandungan vitamin C yang paling rendah,
yaitu 22,66 mg/100g, tidak berbeda nyata dengan
irisan buah mangga Arumanis yang dibekukan
secara lambat yaitu 24,01 mg/100 g. Kerusakan
vitamin C terjadi selama proses pembekuan dan
penyimpanan. Pencelupan irisan buah dalam
nitrogen cair selama 40 detik memberikan hasil
yang lebih baik dengan penurunan kandungan
vitamin C rendah selama penyimpanan.
Dalam pembekuan, pembentukan kristal
mempunyai peranan yang sangat penting. Jumlah
dan ukuran kristal es sangat berpengaruh pada
kualitas produk dan proses pembentukan inti kristal
secara langsung dipengaruhi oleh ukuran kristal es.
Pada pembekuan secara lambat, laju penguapan
panas berjalan lambat, sehingga inti kristal yang
terbentuk sangat sedikit dan berkembang menjadi
bentuk yang besar. Sebaliknya pada pembekuan
cepat, laju penguapan panas berjalan cepat
sehingga jumlah inti kristal yang terbentuk banyak
dan kecil. Pada proses pembekuan pangan sangat
diharapkan pembentukan kristal es yang semakin
kecil dan terdistribusi merata. Tingginya kerusakan
vitamin C pada irisan buah mangga Arumanis yang
dicelupkan kurang dari 40 detik dapat disebabkan
belum optimalnya lama pembekuan, sehingga
pembentukan kristal es belum merata. Hal tersebut
mendorong terjadinya oksidasi vitamin C. Adanya
bagian daging buah mangga yang belum beku
menyebabkan adanya perbedaan suhu pada daging
buah mangga tersebut, sehingga memicu terjadinya
reaksi oksidasi dan aktivitas enzim. Secara visual
bagian daging buah mangga yang belum beku
memiliki warna yang lebih gelap akibat adanya
peristiwa pencoklatan, sebagai indikasi adanya
reaksi oksidasi dan aktivitas enzim. Adanya proses
thawing juga dapat menyebabkan rusaknya vitamin
C. Perbedaan suhu penyimpanan dan thawing dapat
menyebabkan rusaknya vitamin C karena adanya
proses oksidasi. Vitamin C berbentuk L-askorbat
dan teroksidasi menjadi L-dehidroaskorbat, dan
keduanya masih mempunyai keaktifan sebagai
vitamin C. Namun demikian, secara kimiawi
L-dehidroaskorbat memiliki sifat yang lebih labil,
sehingga dapat mengalami perubahan lebih lanjut
menjadi L-diketogulonat yang tidak memiliki
keaktifan vitamin C. Perubahan fase air dari padat
menjadi cair pada saat thawing juga menyebabkan
vitamin C yang sangat mudah larut dalam air ikut
hilang.
37
No. 7 - November 2011
Total asam dan pH dapat memberi gambaran
keasaman dan perubahan mutu buah. Semakin
tinggi total asam, maka semakin tinggi derajat
keasaman buah, yang ditandai dengan semakin
rendahnya pH. Penyimpanan pada bulan ke-0
memiliki kandungan total asam yang tidak berbeda
nyata, namun setelah penyimpanan hingga 6 bulan
terlihat penurunan kandungan total asam produk
yang berbeda sangat nyata, bila dibandingkan
dengan pada awal penyimpanan (0 bulan). Pada
waktu pencelupan selama 40 detik, tampak
perubahan kandungan total asam produk relatif
lebih stabil selama penyimpanan. Perubahan total
asam dan pH, disebabkan oleh adanya perubahan
kandungan asam-asam organik yang terkandung
dalam produk. Perubahan total asam dan pH dapat
dipengaruhi oleh faktor lama penyimpanan, reaksi
enzimatik dan perubahan mikrobiologis. Metode
pembekuan dapat memengaruhi nilai pH. Hal yang
sama dilakukan pembekuan buah stroberi secara
lambat, yaitu pada suhu -12°C, produk mengalami
peningkatan nilai pH yang paling tinggi di atas
3,4. sehingga memacu kerusakan antosianin pada
buah tersebut.
Waktu pencelupan dalam nitrogen cair
dan lama penyimpanan memberikan perbedaan
pengaruh yang nyata terhadap total padatan
terlarut irisan beku buah mangga Arumanis.
Selama proses pembekuan dan penyimpanan
terjadi perubahan fisik dan kimia pada buah yang
meliputi kehilangan air dan padatan terlarut, di
mana kandungan gula yang ada pada buah akan
digunakan untuk memperbaiki struktur sel.
Selama penyimpanan, terlihat adanya
penurunan kandungan total padatan terlarut setelah
disimpan selama 6 bulan. Hilangnya komponenkomponen zat gizi pada irisan beku buah mangga
Arumanis pada proses pembekuan dan selama
penyimpanan dapat menjadi penyebab menurunnya
total padatan terlarut. Selama penyimpanan,
aktivitas biologis dan fisiologis masih berlangsung,
walaupun diperlambat. Hal ini menyebabkan
hilangnya cadangan zat makanan dalam jaringan.
Secara uji rasa, konsumen merespons peristiwa
tersebut dengan adanya penurunan rasa dan
tampilan produk masih cukup baik serta belum
memperlihatkan kerusakan yang berarti. Kriteria
38
tersebut antara lain pada pencelupan dalam nitrogen
cair selama 40 detik terlihat berwarna kuning lebih
terang dan pencelupan dalam nitrogen cair selama
50 detik terlihat penurunan warna. Menurunnya
warna irisan beku buah mangga Arumanis selama
penyimpanan dapat disebabkan oleh adanya reaksi
enzimatis yang menyebabkan warnanya menjadi
lebih gelap.
Secara umum, panelis masih menyukai warna
dari sampel irisan buah mangga Arumanis beku
yaitu dengan nilai berkisar 3,2-3,7 (agak suka
hingga suka). Respons tertinggi diperoleh dari
irisan buah mangga Arumanis yang dibekucepatkan
selama 40 detik, sedangkan respons terendah
diperoleh dari irisan buah mangga Arumanis yang
dibekukan secara lambat. Rendahnya nilai warna
pada irisan buah mangga Arumanis yang dibekukan
secara lambat berkaitan dengan lambatnya proses
pembekuan, yang menyebabkan aktifitas enzim
pada bahan, sehingga mengakibatkan terjadinya
perubahan warna menjadi lebih gelap. Pada produk
buah dan sayuran yang dibekukan, perubahan
warna berhubungan dengan tiga hal yang berkaitan
dengan mekanisme biokimia atau fisikokimia yaitu
(1) perubahan pigmen alami dari jaringan buah
dan sayur (klorofil, antosianin, dan karotenoid),
(2) perubahan karena pencoklatan enzimatis, dan
(3) pecahnya jaringan sel kloroplas dan kromoplas
(Cano 1992). Pada produk irisan beku buah mangga,
perubahan warna yang terjadi mungkin disebabkan
oleh reaksi pencoklatan enzimatis, yang tampak
pada warna produk menjadi lebih gelap. Penurunan
aroma terjadi karena proses dekomposisi yang
berjalan lebih cepat ataupun terjadinya proses difusi
ester. Pembekuan pada buah stroberi mengakibatkan
penurunan aroma dan terjadi off flavor.
Proses pembekuan dapat menyebabkan
dehidrasi pada bahan pangan. Selama proses
pembekuan sebagian dari fraksi air membeku di luar
dan membentuk kristal es. Hal ini menyebabkan
rusaknya integritas kompartemen antarsel, sehingga
membran sel menjadi tidak permeabel. Pada
pembekuan lambat, dehidrasi yang tinggi ditandai
dengan banyaknya cairan yang keluar dari irisan
buah mangga pada saat proses pencairan (thawing)
produk dan terbentuknya lapisan es yang tebal pada
iptek hortikultura
Sortasi mangga
Irisan kubus mangga
Pencelupan dalam nitrogen cair
Hasil sortasi mangga
Perendaman kapur
Irisan beku umur simpan 6 bulan
penyimpanan
Pengupasan mangga
Irisan mangga dalam kantong
plastik
Irisan mangga setelah thawing
Gambar : Diagram alir proses pembuatan produk irisan beku buah mangga Arummanis
permukaan irisan buah mangga. Banyaknya air
yang hilang ini menyebabkan konsentrasi padatan
terlarut pada irisan buah mangga yang dibekukan
secara lambat menjadi lebih tinggi dibandingkan
dengan buah mangga yang dibekukan secara cepat.
Selain itu, dehidrasi yang tinggi pada irisan buah
mangga Arumanis yang dibekukan secara lambat
juga menyebabkan tingginya kerusakan jaringan
buah.
Beberapa mikroorganisme yang tumbuh pada
suhu rendah, seperti jamur Cladosporium dan
Sporotrichum mampu tumbuh pada suhu -6,7oC,
sedangkan Penicillium dan Monilia tumbuh pada
suhu -4oC. Selain itu ada beberapa khamir yang
tumbuh pada suhu -34oC. Kontaminasi Listeria
monocytogenes pada dada ayam, daging, bayam,
keju, dan ikan menurun hingga 1x10 0 setelah
penyimpanan pada -180 C selama 240-300 hari.
Selain L. monocytogenes, mikrobia yang tahan
pada suhu beku yaitu Bifidobacterium bifidum
pada suhu -25oC dan Lactobacillus acidophilus
pada suhu -30oC.
Defrosting juga sangat memengaruhi dalam
kehidupan mikroba. Penghangatan dalam waktu
yang cepat dapat membunuh mikroba. Selain itu
pendinginan sel secara cepat dari suhu optimal ke
suhu rendah dapat juga mengakibatkan kematian
mikroba. Hal ini dikenal sebagai cold shock.
Ini berkaitan dengan berubahnya lipid dalam
membran, sehingga merusak permeabilitas sel atau
menyebabkan penghambat enzim seperti penghambat
ribonuklease.
39
No. 7 - November 2011
Proses pembuatan produk irisan beku buah 2. Broto, W., Sabari, S.D., Widiatmoko, Dondy ASB,
dan Yulianingsih. 2002. Pembekuan Cepat Buah
mangga sebagai berikut:
Mangga Gedong dan Karakteristik Mutunya Selama
1. Buah mangga Arumanis matang terlebih
Penyimpanan Beku. J Hort 12 (2)
dahulu disortasi, dicuci, dikupas dan diiris
3. Cano MP. 1996. Vegetables, Freezing Effect on
menjadi bentuk ubus (2 x 2 x 2 cm).
Food Quality. In Jeremiah, L.E. (Ed.). Marcell
2. Sebelum dibekucepatkan irisan buah mangga
Dekker. New York.
diberikan perlakuan perendaman dalam laru4. Chiralt A., N. Martinez-Navarrete, J. Martineztan CaCl2 1.000 ppm selama 15 menit.
Monzo, P. Talens, G. Moraga, A. Ayala, and P. Fito.
3. Irisan buah mangga segar tersebut dibekuce2001. Changes in Mechanical Properties Throughpatkan menggunakan nitrogen cair dengan
out Osmotic Processes Cryoprotectant Effect. J.
metode pencelupan selama 40 detik, kemufood Engin. 49:129-135.
dian dikemas dalam plastik PE dan disimpan 5. Choi, M.H., G.H. Kim, Chi. M.H, and H.S. Lee.
didalam freezer pada suhu -30oC selama 6
2002. Effects of Ascorbic Acid Retention on
bulan. Kemudian dilakukan thawing dengan
Juice Color and Pigment Stability in Blood Orange
defrosting menggunakan microwave selama
(Citrus sinensis) Juice During Refrigerated Storage.
10 menit.
Food Res. Int. 35:753-759.
KESIMPULAN
Pembekuan cepat irisan buah mangga
Arumanis dengan waktu pencelupan selama 40
detik memberikan irisan beku buah mangga pada
penyimpanan 6 bulan masih baik. Karakteristik
mutu yang terbaik setelah irisan beku buah mangga
Arumanis disimpan selama 6 bulan, yaitu dengan
pH 4,6, TPT 14,47 ºBrix, vitamin C 37,67 mg/100g,
total asam 0,38%, dan warna kuning dengan nilai
kecerahan 55,61, Hue 90,15 dan uji organoleptik
produk irisan beku buah mangga masih disukai oleh
panelis dan mempunyai kriteria fisiko-kimia yang
bagus. Mutu mikrobiolgi irisan beku buah mangga
kandungan total plate count pada penyimpanan 6
bulan masih di bawah standar yang disyaratkan
(104 koloni/ml).
IMPLIKASI
6. Deng, H. and Y. Ueda. 1993. Effect of Freezing
Methods and Storage Temperature on Flavour Stability and Ester Contents of Frozen Strawberries.
J.Jpn. Soc.Hort.Sci 62:633
7. Desrosier, N.W. 1988. Teknologi Pengawetan
Pangan. UI Press. Jakarta. Hal. 131-171.
8. Foschino R., C. Beretta, and G. Ottogalli. 1992.
Study of Optimal Conditions in Freezing and
Thawing for Thermophilic Lactic Cultures. Ind.
Latte. 28:49
9. Gianfranceschi, M and Aurelli P. 1996. Freezing
and Frozen Storage on the Survival of Listeria
monocytogenes in Different foods. Ital. J.Food
Sci. 8:303.
10. Kebary, KMK 1996. Viability of Bifidobacterium
bifidum and its Effect on Quality of Strawberries
by Freezing and Freeze Storage. Rep. Natl. Food
Res. Inst 52:18.
11. Khadatkar, R.M., S. Kumar, and S.C. Pattanayak.
2004. Cryofreezing and Cryofreezer. Cryogenics
44: 661-678.
Penerapan teknik hasil penelitian ini dapat
menguntungkan pelaku pengguna karena waktu
untuk distribusi pemasaran dan penyimpanan 12. Kumalaningsih, S. dan N. Hidayat. 1995. Mikrobiologi Hasil Pertanian. IKIP Malang.
produk pangan dapat diperpanjang.
PUSTAKA
1. Aider, M and D. Halleux. 2008. Production of
Concentrated Cerry and Apricot Juice by Cryoconcentration Technology. Food Sci. Technol.
41:1768-1775.
40
13. Lee Seung, K. and Adel A. Kader. 2000. Preharvest and Postharvest Factor Influencing Vitamin C
Content of Horticultural Crops. Postharvest Biol
and Technol 20:207-220.
14. Rahman, M.S. 1999. Handbook of Food Preservation. Marcel Dekker. New York. 259-284.
iptek hortikultura
15. Sahari, M. A., F. Mohsen Boostani, and E. Zohreh
Hamidi. 2004. Effect of Low Temperature on the
Ascorbic Acid Content and Quality Characteristics of Frozen Strawberry. J. Food Chemistry
86:357–363.
16. Susanto, T. 1994. Fisiologi dan Teknologi Pasca
panen. Penerbit Akademika Yogyakarta.
17. Talens P., I. Escriche N., M. Navarrete, and A.
Chiralt. 2003. Influence of Osmotic Dehydration
and Freezing on the Volatile Profile of Kiwi Fruit.
Food Res. Int. 36:635-642.
18. Tregunno, N. B. and D. Goff H. 1996. Osmodehydrofreezing of apples: Structural and Textural
Efects. Food Res. Int. 29:471-479.
19. Urbany, G.Y. and K. Horti. 1992. Change of Surface Colour of the Fruit and af the Anthocyanin
Content of Sour Cherries During Frozen Storage.
Acta Alimentaria. 21:3-4.
20. Xu, Fei., Wong, Zong., Xu. Shiying, and D. W.
Sun. 2001. Cryostability of Frozen Concentrated
Orange Juices Produced by Enzymatic Proses. J.
Food Engin. 50:217-222.
21. Ziena, H.M.S. 2000. Quality Attributes of Bearss
Seedless Lime (Citrus latifolia Tan) Juice During
Storage. Food Chem. 71:167-172.
Amiarsi, D.
Balai Besar Penelitian dan Pengembangan
Pascapanen Pertanian
Jl. Tentara Pelajar No. 12 Bogor. Telp/fax. 0251-8321762
e-mail: [email protected]
41