TEKNOLOGI PENGAWETAN BUAH TOMAT DENGAN METODE FREEZE DRYING Isti Pujihastuti Jurusan Teknik Kimia PSD III Teknik, UNDIP Semarang Jl. Prof Sudarto SH, Pedalangan Tembalang, Semarang 50239 Abstrsct The laboratory equipments are important in elaboration of technologies in freeze for research of the product quqlity, amelioration, moreover determination of transport properties. Our department has a laboratory vacuum freeze drying equipment. We can register all the data during the procedure. It's important to analyze drying,
this
freeze drying procedure, because this is elementary
for system designing. I/[/e have measuring instruments, their arrangement. The automatization of this process isn't a simple problem. The principal measured characteristics qre mass of dried product, rcmperature of dried product layer, temperature of the heater, vacuum, freezing temperature. We can measure the dried constructed
the necessary
product's weight by a load cell, with the necessary accuracy. Kata kunci : freeze drying, tomato
PENDAHULUAN
dryrng dapat dianggap memiliki kualitas yang baik dibandingkan dengan produk
A. Latar Belakang Pengeringan merupakan salah satu
jenis
pengawetan makanan tertua dan
keberadaannya sangat penting dalam setiap aspek pada pe,mrosesan pangan. Buah buahan
dan sayur sayuran kandungan
utamanya
adalah air, vitamin, karbohidrat, protein dan lemak. Pengeringan bahan bahan alam yang
peka terhadap suhu seperti buah sayuran
buahan,
, dan segala kebaikan yang
dalamnya,
makanan
ada di
fungsional,
membutuhkan metode k*rusus untuk mencegah produk pangan dari bahan bahan
tersebut terdegradasi atau terdekomposisi
baik oleh suhu, reaksi oksidasi,
maupun
freeze dryrng jika diinginkan dapat mengembalikan kondisi pangan dengan kandungan air seperti kondisi awal Hal penting lain berkaitan dengan freeze drying adalah operasi proses
ini pada suhu yang
relative rendah, dan apabila diaplikasikan pada bahan pangan yang peka terhadap panas
maka bahan pangan tersebut akan utuh dan
tidak rusak. Freeze drying umumnya lebih dapat diterima sebagai pengawet cita rasa makanan beku yang lebih baik dibandingkan
dengan metode lainnya. Freeze drying memberikan hasil yang
baik dalam
hal
pengawetan pangan, seperti aroma dan rasa
reaksi pencoklatan enzimatik.
Freeze drying adalah salah
metode pengeringan yang
pangan hasil pengeringan jenis lain, karena
satu
paling
menakjubkan. Makanan hasil proses freeze
yang tahan lama, memiliki sifat rehidrasi yang lenih baik
jika
dibandingkan dengan
metode pengeringan lainnya.
Sesuai dengan namanya fteezn drying, kadar air dalam produk terlebih dahulu akan diubatr meujadi
es
yang
kemudian es tersebut akan diubah fasenya
khususnya untuk produk produk yang
sensitive terhadap panas.
Keunggulan
pengeringan beku, dibandingkan metoda lainny4 antara lain adalah
tL
:
dibawah triple point air. Penentuan massa
Dapat mempertahankan stabilitas produk(menghindari Perubahan
dibawah kondisi vacuum merupakan hal
axoma, warna, dan
yang tidak mudah untuk dilakukan kondisi
organoleptik lain).
secara sublimasi pada suhu dan tekanan
batas operasi dari beberapa sensor yang
b.
struktur
terjadi dan ukurannya pun dapat terpengaruh
dari beberapa ganggrum
,
stabilitas
batran (Pengkerutan dan
perubahan bentuk
seperti getaran,
setelah
pengeringan sangat kecil).
aliran gas dan gradient suhu. Bahan makanan Yang memiliki nilai
pasar tinggr baik untuk
Dapat mcmpertahankan
unsur
c. Dapat meningkatkan daya rehidrasi
Pemenuhan
(hasi I pengeringan sangat berongga
kebutuhan dalam maupun luar negeri perlu
dan lyophile sehingga daya rehidrasi
adanya penanganan pasca panon yang tepat.
sangat tinggi dan daPat kembali ko
Seperti halnya buah tomat yang memiliki
nilai jual yang tinggi baik pasar domestik
sifat fisiologis, organoleptik dan bentuk fisik yang hamPir sama
maupun ekspor, sehingga didalam distribusi
dengan sebelum pengeringan).
dan pra pengolahan diperlukan suatu metode
Keunggulan keunggulan tersebut
pengawetan yang tepat ya*ni freeze drying.
tentu saja dapat diperoleh jilca prosedur dan
proses pengeringan beku yang diterapkan tepat dan sesuai dengan karakteristik bahan
B. Tujuan penelltian
Penelitian =empelajari
ini
bertujuan
unhrk
pengaruh dari proses vacuum
yang dikeringkan. Kondisi
operasional
dengan
suatu jenis
tertentu yang sesuai
dan
produk tidak menjamin akan sesuai dengan
rrnndahan massa kecepatan pengeringar; rchidmsi dan sifat sifat fisik irisan buatr
produk jenis lain. Dalam hal ini, penelitian
irrfrr?r yang kemudian dibandingkan dengan
beku berbagai jenis produk sangat diperlukan
iuE@de convective drying (CD).
karena masih sangat terbatas, khususnya
teeze drying (VFD) terhadap panas
rinci
mengenai karakteristik pengeringan
untuk produk produk khas
Pengeringan beku menrpakan prosedur yang
TNJAUAh' PUSTAKA Pengeringan beku (freeze drying) *,*nleh salah satu metode pengeringan yang
mempmyai keunggulan
Indonesia-
dalam
mpqtatantan mutu hasil pengeringao,
nmum diterapkan pada kategori sebagi berikut
a.
bahan,
:
Bahan pangan dan bahan farmasi (obal obatan).
b.
Plasma darah, serum,
c. d.
Secara umum dapat dikatakan bahwa
larutan
beku
hormon.
pengeringan
Organ untuk tran-splatasi.
pengeringan
Sel hidup, untuk mempertahankan
mempertahankan
daya hidupnya dalam jangka waktu
khususnya untuk bahan bahan yang sensitif
yang lama"
terhadap panas. Meskipun demikian mutu
Pengerilgan beku bahan pangan
masih jarang dilakukaq karena
merupakan
metode
yang terbaik mutu hasil
dalam
pengeringan.
prima hasil pengeringan beku hanya dapat
biaya
diperoleh melalui prosedur dan proses yang
p,engeringan yang relatif mahal dibandingkan
tepat dengan bahan yang dikering- bekukan
harga bahan pangan tersebut. Salah satu
tersebut. Untuk
penyebabnya adalah tingginya resistensi
karakturistik pengeringan beku
terhadap perpindahan panas selama periode
produh khususnya produk khas Indonesia
akhir
pengeringan
lambatnya
laju
yang
menyebabkan
pengeringan dan sebagai
itu
penelitian terhadap berbagai
seperti buah eksotilq hasil perkebunan, bahan rzrmuan obat tradisional
(amu), dan produk
konsekuensinya meningkatnya biaya operasi.
perairan masih perlu dilakukan karena masih
Akan tetapi, disamping pembuatan
sangat langka. Data karakteristik pengeringan
kopi
instan dengan pengeringan beku yang sejak
beku tersebut sangat bermafaat
lama telah dilakukan secara komersial, akhir-
menentukan kohdisi operasi pengeringan
ini
untuk
produk hasil pengeringan beku
beku yang optimal untuk masing masing
semakin marak dipasar internasional, seperti
produk tersebut. Disamping itu metode pengeringan beku sec:ra ekonomis
akhir
udang kering dan durian kering beku.
Berbagai usaha telah dilakukan
untuk meningkatkan laju
membutuhkan biaya investasi dan biaya
pengeringan
operasional yang tinggi, sehingga dengan
tersebut, diantaranya dengan menerapkan
prosedur operasi yang optimal, diharapkan
sistem pemanasan volumetrik menggunakan
hal tersebut dapat diatasi
energl gelombang
elektromagnetik
(gelombang mikro dan frekuensi radio), dan
mengatur siklus tekanan dan pemanasan
Metode yang umum digunakan adalah
a.
:
Penggunaan udara dingin yang
selama pengeringan untuk meningkatkan
ditiupkan atau gas lain dengan suhu
konduktivias panas dan permeabilitas uap air
rendah kontak langsung
bagian kering bahan. Terlepas dari berbagai
makanan, misalnya dengan alat alat
usaha tersebut, optimalisasi proses pengeringan beku harus dimulai dari
pembeku
pemahaman mendalam mengenai mekanisme
bed), spiral, tali (belt) dan lain lain.
pengeringan beku tersebW.
tiup (blast),
dengan
terowongan
(tunnel), bangku fl uidisasi (Fluidised
b.
Kontak langsung misalnya
alat
pembeku lernpeng (plate freezer),
dimana makanan.
c.
Atau cairan
Yang
berbentuk spiral. Walaupun biaya operasi
telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lemPengarq
dengan menggunakan nitrogen cair
ini lebih
tinggi, cara ini mengurangi
olsidasi
silindris) yang telatr didinginkan
permukaan makana'r yang tidak dikemas dan
dengan mensirkulasi cairan pendingin (alat Pembeku
hilangnya air dari bahan pangan tersebut, dan
berlempeng banYak)
untuk berbagai jenis bahan pangan.
keluwesan cara memungkinkan pembekuan
Perendaman langsung makanan ke
dalam caimn Pendingin, atau menyemprotkan cairan Pendingin
METODOTOGI PENELITIAN. 1. Bahan dan
Buah tomat yang diperoleh dari pasar
diatas makannya (misalnya nitrogen
cair dan freon, larutan
gula
alau
alat
tradisional dibersihkan dan dicuci dengan air yang mengalir sebelum diproses lebih lanjut.
garam)
Tomat yang sudah dibersihkan kemudian Metoda pembekuan yang dipilih untuk setiap
diiris menjadi irisan irisan dengan ketebalan
produk tergantung pada
3
a
:
Mutu produk dan tingkat pembekuan
-
5 mm, semua sampel ditimbang sampai
beratnya sekitar 220 gram.
lrisan buah tomat tersebut kemudian
yang diinginkan
b.
Tipe dan bentuk produk, pengemasan.
dikeringkan dengan menggunakan dua tipe
c.
Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam
pengering yang berbeda metodenya yakni
operasi pembekuan.
vrrcuum freeze drying (VFD) dan convective
d. Biaya pembekuan untuk
teknik
drying (CD).
alternatif.
Nitrogen cair dan bahan Pendingin
2. Metode percobaan.
Trial yang dilakukan
bersuhu rendah lainnya telah meqjadi sangat
ditampilkan
sehubungan dengan
degan sebuah VF-D skala pilot. VFD tersusun
perannyo dalam pembekuan makanan secara
dari unit p,endinginan, pemanasarL vakum,
cepat (rapid freezing), dimana
pengukuran skala dan sistem pengumpulan
penting akhir akhir
ini
teknik
pembekuan lainnya menghasilkan mutu yang
rendah pada produk akhir.
Perendaman
data.
Alat VFD dioperasikan pada suhu -
2
mbar, selama 33 jam.
ke dalam cairan nitrogen telah diganti dengan sistem penyemprotan
50oC, tekanan
langsung pada makan yang telah didinginkan
menggunakan udara panas bersuhu 85oC,
terlebih dahulu oleh uap nitrogen yang
kecepatan aliran udara
bergerak berlawanan dengan aliran makanan
kelembaban udara sebesar l0%. Pengeringan
dalam terowongan berisulator yang lurus atau
dilakukan didalam CD yang tersusun aks
langsung
Parameter
dari CD mengikuti
ketentuan:
0,6 m./s, dan 5
papan yang masing maslng berdiameter 320
Iinier dengan waktu
mm. Jarak antar papan sebesar 15 mm. Udara
pengeringan dan pengaruh dari ketebalan terhadap waktu
panas mengalir secara langsung
pengedngan adalah signi
ke
papan
fi
kan.
tersebut Penurunan suhu sepanjang papan
sekitar 2nC
,
diasumsikan pengeringan
berjalan de,ngan suhu konstan. 5' 0
HASIL DAN PEMBAHASAN.
l. Perpindahan panas
3 6 I 1215 t82t
* o
dan massa.
E
0
Kurva VFD merefleksikan hubungan antaxa suhu pemanasan, pemanasan bahan baku, Iaju dehidrasi, dan waktu pengeringan dalam freeze drying. Gambar
I menunjukkan
Cambar 2 : Grafik pengaruh dari ketebalan pada
hubungan antara suhu pemanasan, temperatur
VFD.
rata rata tomat, suhu pendinginan trap, dan
Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 3 bahwa CD dapat dikatakan pengeringan lebih cepat dari pada VFD. parla saat pengeringan mencapai 6 jam untuk CD untuk mengeringkan 220 gram tomat ( kadar aft 93,4%o\ sampai mencapai kadar aii akhir sebesar l0% dengan waktu 33 jam untuk membekukan sampel. Kecepatan maksimal
tekanan ruang sepanjang waktu perubahan.
Kurva hubungan antar
parameter
mengindikasikan bahwa periode pengeringan yang terlama adalah pada metodc VFD. 30
sq !
-
n
o a
a a
{0,04Yo per menit).
912t51821
o
.s. .40
ddd 2m
l
-\
o E -50 .
o
rV:crnrn Freez+
250
.1)
i
tinggi dibandingkan dengan percobaan VFD
0
A .t0
o
dalam percobaan CD (0,23% per menit) lebih
TratenpentuefCl
t0
o
L
.
-FHohtsrFrilftfcl
E
'.a'v
.7r.-'\r \.
E
g
ol
rso
n tt
I
\
\
\
Tomato
Tomato
r00 50
\.
h
0
Gambar
I :
Grafik hubungan antar
912151821242730
paramet€r
time [h]
dalam freeze drying tomat.
Gambar
menunjukkan
peningkatan ketebalan bahan, waktu
Gambar
3 : Kurva dehidrasi
percobaan CD dan
VFD untuk irisan tomat.
pengeringan menjadi lebih panjang dan dari
2
juga mengindikasikan bahwa ketebalan memiliki hubrmgan yang tidak ganrbar
Gambar perubahan kadar
air vs
waktu pengeringan dari irisan tomat pada
VFD ditunjukkan oleh Gambar 4 dengan
R:
hasil freeze drying, strukturnya uerpori dan
99,87yo
memilki ratio rehidrasi paling tinggi- Pada
Gambar 4 : Grafik hubungan antara kadar air dan
saat air meningkar dengan kurangnya waktu
waktu pengeringan dari irisan l,omat dalam VFD'
rehidrasi maka perlu adanya rekonstruksi.
=
$
o.aJ2gxr - a,fi51x' - 2 r58& + 95.
roo
&
...
980
!6C
*{3g1ps11Freeze'ftedTomb Conve,c E',"e
ft H
Tor,sto
o
940
Ero
-
o r
Eperinlefltal Yalue
MPojinoll.
E
c
(Erp€fisattal valuei
0
6
o riI E
1' ?
g$ 2. Potensial Rehidrasi.
0
r23
Kapasitas freezn drYing tomat
Rehydration Iirne [m in]
untuk menghidrasi kembali telah diukur melalui penimbangan sekitar
I
gram dari
rt
hasil freeze drying setelah terserap dalam air
suling untuk waktu yang berbeda. Koefisien
f,qy,pgfi1,e
sebagai
9n
perbandingan jumlah air yang didapat dengan
tre,
rehidrasi (CR
%) didefinisikan
total air yang hilang selama pengeringan. Koefisien maksimum rehidrasi diperoleh pada saat penyerapan produk dalam air hangat dan tidak berubahnya berat produk
m----------------,t-"-"--
9, ,ri
_t"Jt'j
6
I l. T On EU
$nd lomalo
-
o
secara signifikan.
I
T
.'
/
-...tJ
ll,5?4
00,5
kh$rtionTime fininl frrehidmi
Rehidrasi ratio
rl{acuun Free+0nedTooum
:
Gambar
5 : Kurva rchidrasi dari CD dan irisan
tomat hasil freeze drying pada suhu llldrird
go'c.
Kurva rehidrasi dari irisan tomat kering pada suhu 40oC dan 80"C ditunjukkan pada Garnbar 5. Pada keduanya, VFD irisan
tomat memperlihatkan ratio rehidrasi lebih tinggi dari pada Cd irisan tomat> Irisan tomat
3. Sifat fisis tomat
40'C
dan
Tabel 1 : Komposisi kimia buah tomat
mrtrirl
Cour'*cthr D4iag
l'erunu Fre*re Drling
(c.D)
fi'rD)
9-1.4
l0
I
Prntein 1grl0'0gl
7.1
j.l
6.1
lipid Frt [gtl0{sl
I,l
l.?
t.?
C;rltium Imgll0tgl
79.3
6?.1
6fr.l
Phorphornr [mgll00gl
I34.r
I17.{
t:1.5
llagn*rinm [ngil00gl
t::.:
I
t(r.{
I11.6
Sampl*
Rerr
Prupmtfus
lloisture contut [otl
C JnglI00gJ
u5
6I,l
I18.)
f itrnin Bl lmgil0Ogl
0,64
0,:l
0.il
0,51
0,?l
l:itrmiu
f itrmin Brlmgl00sl 0.98 r The nrulu
KESIMPULI\II. Pengukuran massa
rnJ lt{slccular Re*rrch
(Cotlca* of
liruegrlrra}
permulaan rehidrasi.Dengan catatan sampel
keluar
secara
merupakan hasil freeze drying.
langsung dari produk adalah sangat penting
setelah
h*rtru
rcalsi lyofilisasi, rmtuk
mencapai
Dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa kualitas dan sampel yang digunakan
suatu kondisi yang optimal. Freeze drying
adalah
dilakukan pada suhu yang sangat
CD
rendah
supaya produknya merniliki tingkat kerusakan yang minimum untuk alasan tersebut sudah disebutkan
dan
karena
jauh lebih baik dari pada percobaan
DAF"IARPUSTAKA. Karathanos, V.T. Angela
, S.A. Karel.M,
kecepatan pengeringannya tergantung dari
(1996), Structure collapse of plant
intensitas aliran uap air yang melewati layer
superfisi kering, tiap produk memerlukan
materials during freeze drying, Journal of Thermal Analysis, 46(5),
suatu laju pendinginan optimum untuk
l54l-1551
laju dehidrasi dan rehidrasi yang efektit yang pada akhirnya untuk memperoleh produk yang berkualitas. menghasilkan
Effektivitas dari freeze drying tergantung dari suhu sampel dan ketebalannya setelah proses.
Kerekes, B Antal. T,(2006),Drying methods
fruits and vegetables, Hungarian Agricultural Engineering, 12n006, of
4345. Lenryel.A, ( 2005 ),Determining the drying
Baik pada suhu 40"C maupun 80oC, laju
characteristics
rehidrasi yang lebih tinggi terjadi pada
Naukowe
of
apple.Zzszyty Universytetu
Rzeazowskiego, Seria Rolnieza 2, 42'
5lP Takahama.
U,
(1985), Inhibition o/
liporygenase- dePendent liPid-
peroxidation bY quercetinme ch ani
sm of anti oxi d ativ e func
Phytochemistry, 24, I 443 -1 446
ti on,
