Cara Pengawetan Bahan Pangan dengan Pembekuan

Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara membekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut. Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan. Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang lebih baik daripada metoda lain, karena pengawetan dengan suhu rendah (pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan.

 
Pada proses pembekuan dan penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisme dan sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan.  Selain itu, kristalisasi air akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam bahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas sekunder enzim.  angan.

Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat bahan. Sel-sel hidup banyak mengandung air, sering kali sampai dua pertiga atau lebih dari jumlah beratnya. Di dalam medium ini banyak terlarut senyawa organic dan anorganik, termasuk garam, gula, dan asam dalam bentuk larutan, juga termasuk molekul organic yang lebih kompleks seperti protein dalam  bentuk suspensi koloidal. Sedikit banyak juga terdapat gas-gas yang terlarut dalam larutan yang berair.

Sel-sel hidup banyak mengandung air, sering kali sampai dua pertiga atau lebih dari jumlah beratnya. Di dalam medium ini banyak terlarut senyawa organic dan anorganik, termasuk garam, gula, dan asam dalam bentuk larutan, juga termasuk molekul organic yang lebih kompleks seperti protein dalam  bentuk suspensi koloidal. Sedikit banyak juga terdapat gas-gas yang terlarut dalam larutan yang berair.

Titik beku suatu cairan adalah suhu di mana cairan tersebut dalam keadaan seimbang dengan bentuk padatnya. Bilamana suatu cairan menguap, molekul-molekul yang lepas memberikan suatu tekanan yang dikenal dengan tekanan uap.  Oleh karena kebanyakan bahan pangan kandungan airnya tinggi maka kebanyakan pangan akan membeku pada suhu antara 32o. Selama berlangsung pembekuan suhu bahan pangan tersebut relatif tetap sampai sebagian besar dari bahan pangan tersebut membeku, dan setelah beberapa waktu suhu akan mendekati medium pembeku. 

Laju Pembekuan

Laju pembekuan dapat diatur dan sangat menentukan sifat dan  mutu produk beku yang dihasilkan. Prinsip dasar dari semua pembekuan cepat adalah cepatnya pengambilan panas dari bahan pangan.

Pengaruh dari Pembekuan

1. Pengaruh Pembekuan terhadap Jaringan

Makanan tidak mempunyai titik beku yang pasti, tetapi akan membeku pada kisaran suhu tergantung pada kadar air dan komposisi sel. Kurva suhu-waktu pembekuan umumnya menunjukkan garis datar (plataeau) antara 0 derajat Celsius dan 5 derajat Celsius berkaitan dengan perubahan (fase) air menjadi es, kecuali jika kecepatan pembekuan sangat tinggi. Pembekuan yang cepat dan penyimpanan dengan fluktuasi suhu yang tidak terlalu besar, akan membentuk kristal-kristal es kecil di dalam sel dan akan mempertahankan jaringan dengan kerusakan minimum pada membran sel.

2. Pengaruh Pembekuan terhadap Mikroorganisme

Pertumbuhan mikroorganisme dalam makanan pada suhu di    bawah   kira-kira   -12 derajat Celsius belum dapat diketahui dengan pasti. Jadi penyimpanan makanan beku pada suhu sekitar 18 derajat Celsius dan di bawahnya akan mencegah kerusakan mikrobologis, dengan persyaratan tidak terjadi perubahan suhu yang besar.

Mikroorganisme psikofilik mempunyai kemampuan untuk tumbuh pada suhu lemari es terutama di antara 0 derajat Celsius dan 5 derajat Celsius. Jadi penyimpanan yang lama pada suhu-suhu ini baik sebelum atau sesudah pembekuan dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan oleh mikroba. Jika sel yang rusak atau luka tersebut mendapat kesempatan menyembuhkan dirinya, maka  pertumbuhan yang cepat akan terjadi jika lingkungan sekitarnya memungkinkan.

3. Pengaruh Pembekuan terhadap Protein

Oleh  karena  pembekuan  hanya  menyebabkan  sedikit  perubahan  nilai  gizi protein, maka dimungkinkan untuk mendenaturasi protein dengan perlakukan demikian. Selama penyimpanan beku jika seandainya enzim tidak diinaktifkan, proteolisis mungkin terjadi di dalam jaringan hewan.

4. Pengaruh Pembekuan terhadap Enzim

Aktivitas  enzim  tergantung  pada  suhu.  Aktivitas  enzim  mempunyai  pH optimum dan dipengaruhi oleh kadar substrat. Aktivitas suatu  enzim atau system enzim dapat dirusakan pada suhu mendekati 200 derajat Farenheit. Sistem enzim tanaman cenderung mempunyai suhu optimum pada suhu yang sedikit lebih rendah. Pengendalian enzim yang termudah dapat dikerjakan dengan merusak dengan perlakuan pemanasan yang pendek (balance) sebelum pembekuan dan penyimpanan.

5. Pengaruh Pembekuan terhadap Lemak

Deteriorasi oksidatif lemak dan minyak bukanlah hal yang asing lagi pada bahan pangan. . Untuk mencegah proses tersebut maka proses pembekuan merupakan pencegahan yang sangat baik hampir pada semua makanan berlemak. 

6. Pengaruh Pembekuan terhadap Vitamin

Kehilangan  vitamin-vitamin  berlangsung  terus  sepanjang  pelaksanaan pengolahan, misalnya selama blansing dan pencucian, pemotongan dan penggilingan. Secara komersial sudah lama dilakukan penambahan asam askorbat pada buah-buahan sebelum pembekuan guna melindungi kualitas. Penyimpanan bahan pangan dalam keadaan beku tanpa dikemas dapat menjurus ke arah terjadinya oksidasi dan perusakan sebagian besar zat gizi, termasuk vitamin.

7. Pengaruh Pembekuan terhadap Parasit

Pembekuan  bahan  pangan  mempunyai  keuntungan  dalam  mematikan parasit. Contoh yang terbaik dalam hal ini kita jumpai dalam mematikan Trichinella spiralis  dengan pembekuan. Bahan pangan yang dibekukan tidak cocok untuk pertumbuhan parasit dan kenyataan bahwa infestasi oleh insekta tidak pernah terjadi. 

Metode Pembekuan

Metode yang umum digunakan adalah:

1. Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah kontak langsung dengan makanan, misalnya dengan alat-alat pembeku tiup (blast), terowongan  (tunnel), bangku fluidisasi (fluidised bed), spiral, tali (belt) dan lain-lain.
2. Kontak langsung misalnya alat pembeku lempeng (plate freezer), di mana makanan ataucairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lempengan, silindris) yang telah didinginkan dengan mensirkulasi cairan pendingin (alat pembeku berlempeng banyak).
3. Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin, atau menyemprotkan cairan pendingin di atas makanannya (misalnya nitrogen cair dan freon, larutan gula atau garam).

Metoda pembekuan yang dipilih untuk setiap produk tergantung pada:

1. Mutu produk dan tingkat pembekuan yang didinginkan.
2. Tipe dan bentuk produk , pengemasan , dan lain-lain.
3. Fleksibilitas yang dibutuhkan dalam operasi pembekuan.
4. Biaya pembekuan untuk teknik alternatif.

Nitrogen cair (titik didih-196 derajat Celsius) dan bahan pendingin bersuhu rendah lainnya telah menjadi sangat penting akhir-akhir ini sehubungan dengan perannya dalam pembekuan makanan secara cepat ( rapid freezing), di mana teknik pembekuan lainnya menghasilkan mutu yang rendah pada produk akhir.

Perendaman langsung ke dalam cairan nitrogen telah diganti dengan system penyemprotan langsung pada makanan yang telah didinginkan terlebih dahulu oleh uap nitrogen yang bergerak berlawanan dengan aliran makanan dalam terowongan berisulator yang lurus atau berbentuk spiral.  Walaupun biaya operasi dengan menggunakan nitrogen cair ini lebih tinggi. Cara ini mengurangi oksidasi permukaan makanan yang tidak dikemas dan hilangnya air dari bahan pangan tersebut, dan keluwesan cara ini memungkinkan pembekuan untuk berbagai jenis bahan pangan.