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
