Sumber Aneka Karya Abadi - Your trusted partner for laboratory instrument

Semakin majunya teknologi di zaman sekarang ini, telihat juga dalam perkembangan teknologi peralatan pendingin untuk penyimpanan pangan segar, baik dalam skala industri besar maupun kecil, bahkan industri rumah tangga. Suhu merupakan penentu kualitas dalam penyimpanan pangan segar. Suhu penyimpanan diharapkan dapat konstan dalam jangka waktu penyimpanan yang telah ditentukan. Kualitas pangan segar dijaga agar tidak terjadinya penurunan kualitas, cemaran, bahkan kerusakan. Ada dua pilihan teknologi pada alat penyimpanan suhu rendah yang dapat diterapkan dalam penyimpanan pangan segar yaitu alat penyimpanan suhu rendah dengan teknologi peltier atau alat penyimpanan suhu rendah dengan teknologi kompresor yang disesuaikan dengan suhu penyimpanan yang dibutuhkan pada saat penyimpanan pangan segar. Untuk lebih detailnya, artikel ini diharapkan mampu memandu pembaca dan pengguna dalam menggunakan teknologi alat penyimpanan suhu rendah yang sesuai dengan pangan segar yang akan disimpan.

Penyimpanan Suhu Rendah untuk Pangan Segar

Kebutuhan pangan segar maupun olahan terus meningkat seiring dengan pertumbuhan jumlah penduduk baik secara nasional maupun global. Bahan pangan segar umumnya memiliki sifat mudah rusak, sedangkan pangan olahan memiliki umur simpan yang lebih lama, namun tetap akan mengalami penurunan mutu selama kurun waktu penyimpanan. Dalam Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 18 Tahun 2012 pangan segar adalah pangan yang belum mengalami pengolahan yang dapat dikonsumsi langsung dan/ atau yang dapat menjadi bahan baku pengolahan pangan. Pangan segar merupakan bahan yang mudah rusak dan dapat mengalami penurunan mutu dengan cepat. Dengan demikian, manajemen penyimpanan pangan segar menjadi sangat penting. Ketidakmampuan menyimpan bahan pangan dengan tepat akan berakibat pada peningkatan food waste. Salah satu metode penyimpanan bahan pangan segar yang telah lama diterapkan adalah penyimpanan pada suhu rendah.

Suhu dan lama penyimpanan pangan didasarkan atas jenisnya, sehingga suhu dan lama penyimpanan pangan dapat berbeda-beda. Pada tabel 1 di bawah ini ditunjukkan beberapa jenis pangan segar dengan anjuran suhu dan lama penyimpanannya.

Sumber:

1) Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 1204/MenKes/SK/8/2004 Tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan Rumah Sakit

2) Pedoman Pelayanan Gizi Rumah Sakit, Kementerian Kesehatan RI Tahun 2013 

Mekanisme Penyimpanan Suhu Rendah

Salah satu cara yang bisa dilakukan untuk mempertahankan mutu pangan segar pasca pemanenan yaitu dengan mengatur suhu alat penyimpanan maupun kondisi ruang penyimpanannya. Pada suhu tertentu, aktivitas enzimatik dan pertumbuhan mikroorganisme penyebab terjadinya penurunan kualitas pada pangan bisa dikurangi sehingga bahan tetap dalam keadaan segar. Pangan segar baik bersumber dari nabati maupun hewani masih akan mengalami respirasi setelah proses pemanenan maupun pemotongan. Untuk berlangsungnya respirasi tersebut, diperlukan suhu optimum, yaitu suhu dimana proses metabolisme (termasuk respirasi) dapat berlangsung secara sempurna. Pada suhu penyimpanan yang lebih tinggi atau lebih rendah dari suhu optimum, metabolisme akan berjalan kurang sempurna bahkan berhenti sama sekali. Penyimpanan suhu rendah dapat menurunkan aktivitas respirasi dan menghambat aktivitas mikroorganisme. Penyimpanan suhu rendah tidak membunuh mikroba, namun hanya menghambat aktivitasnya. Untuk mendapatkan umur simpan yang lebih panjang, teknik penyimpanan pada suhu rendah mungkin perlu dikombinasikan dengan teknik pengawetan yang lainnya.

Aktivitas menyimpan pangan terjadi disepanjang rantai produksi, mulai dari pangan segar oleh produsen, bahan baku maupun pangan olahan oleh industri pengolahan, unit distribusi, retail, sampai ditangan konsumen. Saat penyimpanan, potensi terjadinya kerusakan pangan bisa terjadi oleh keberadaan organisme hidup yang dapat mengkontaminasi seperti cacing, serangga, fungi ataupun mikroorganisme lain yang bisa mengkontaminasi pangan. Selain itu, selama penyimpanan aktivitas biokimia yang mengakibatkan berkurangnya mutu akan terus terjadi. Pangan segar merupakan jaringan hidup hingga bahan pangan tersebut di konsumsi atau diproses lebih lanjut. Dengan demikian, fokus utama dalam penyimpanan adalah mengurangi laju respirasi tanpa merusak jaringan.

Ada dua pilihan penyimpanan suhu rendah yang dapat diterapkan dalam penyimpanan pangan segar yaitu:

1. Pendinginan

Pendinginan terjadi akibat lepasnya panas pada bahan ke lingkungan ruang pendingin dan lepasnya panas dari lingkungan ruang pendingin ke luar sistem pendingin hingga mencapai suhu tertentu yang diinginkan. Selanjutnya suhu tersebut akan dipertahankan agar tetap stabil. Dalam proses pendinginan, terjadi tiga mekanisme perpindahan panas secara simultan, yaitu: konveksi, radiasi dan penguapan. Selama proses pendinginan, media pendingin harus mampu menyerap panas dari dalam bahan yang akan didinginkan, panas konduksi di luar dinding ruang pengemas/penyimpan dan panas infiltrasi dari ruangan yang terbuka.

Terdapat tiga faktor yang sangat mempengaruhi laju pendinginan yaitu:

1. Faktor pertama adalah perbedaan suhu antara bahan yang didinginkan dengan suhu media pendingin. Media pendingin yang digunakan bisa berupa udara dingin, air suhu rendah maupun es. Pada tahap awal proses pendinginan, laju penurunan suhu akan berlangsung lebih cepat dan berangsur melambat. Hal ini terjadi karena seiring lamanya waktu pendinginan selisih suhu yang ingin dicapai sudah mulai berkurang. Pada proses pendinginan hanya terjadi perubahan panas sensible (panas untuk merubah suhu tanpa merubah fase), sehingga suhu ruang pendingin berkisar 20 ^°C hingga 0 ^°C. Penentuan suhu penyimpanan dingin disesuaikan dengan suhu optimum penyimpanan tiap pangan.
2. Faktor kedua adalah besarnya luas kontak antara permukaan pangan yang akan didinginkan dengan media pendingin. Semakin besar luas kontak antar pangan dengan media pendingin maka laju proses pendinginan akan lebih cepat terjadi. Dalam hal ini laju kontak media pendingin juga bisa meningkat ketika terjadi peningkatan laju udara pendingin.
3. Faktor ketiga adalah nilai konduktivitas termal produk pangan dan bahan pengemasnya. Pendinginan akan cepat terjadi apabila bahan dan kemasan memiliki nilai konduktivitas termal yang tinggi.

2. Pembekuan

Penyimpanan pada suhu beku memiliki berbagai keuntungan karena mampu mempertahankan kandungan zat gizi, rasa, warna dan aroma. Selain itu penyimpanan pada suhu beku juga bisa menghemat waktu, kerja, dan uang. Metode ini juga mudah untuk diterapkan dalam mengawetkan bahan pangan. Dengan peyimpanan beku memungkinkan untuk memasak bahan pangan lebih cepat, ketersediaan bahan pangan akan ada sepanjang tahun dan bisa mengurangi frekuensi kegiatan belanja.

Pembekuan merupakan salah satu metode pengawetan pangan, dimana produk pangan diturunkan suhunya hingga bahan berada di bawah suhu bekunya. Selama proses pembekuan terjadi perpindahan panas sensibel (panas untuk mengubah suhu) dan perpindahan panas laten (panas untuk mengubah wujud zat). Suhu pembekuan bahan pangan umumnya terjadi dibawah -2 °C. Selama pembekuan, sebagian dari air berubah wujud dari fase cair ke fase padat dan membentuk kristal es. Kristalisasi ini menyebabkan mobilitas air terbatas sehingga aktivitas air pun menurun. Kondisi tersebut akan menyebabkan penghambatan pertumbuhan mikroba, serta reaksi-reaksi kimia dan biokimia yang mempengaruhi mutu dan keawetan produk pangan. Dengan demikian produk beku dapat memiliki umur simpan yang lebih lama.

Selama proses pembekuan, suhu bahan pangan diturunkan menjadi lebih rendah dari suhu titik bekunya sehingga terjadi perubahan wujud air dari cair menjadi padat pada titik bekunya dan lewat beku (berada di bawah titik bekunya). Proses perubahan wujud dari cair ke lewat beku pada sistem pangan akan berbeda dengan perubahan wujud air murni. Dalam proses pembekuan, baik pada air murni, larutan maupun sistem pangan, terjadi fenomena supercooling. Supercooling adalah kondisi dimana suhu air menurun di bawah suhu bekunya, namun kemudian meningkat lagi ke suhu titik bekunya. Suhu supercooling dapat mencapai 10 °C di bawah titik beku bahan.

Perkiraan laju pembekuan dan pada lama waktu pembekuan merupakan faktor paling penting dalam pemilihan maupun desain proses pembekuan. Lama waktu pembekuan sangat tergantung pada berbagai faktor, antara lain: ukuran dan bentuk produk yang dibekukan, nilai konduktivitas panas bahan yang dibekukan, luas area (permukaan) bahan yang dibekukan dengan media pembeku, nilai koefisien pindah panas di permukaan bahan yang dibekukan dan media pembeku, perbedaan suhu antara bahan yang dibekukan dan media pembeku dan jenis pengemas yang digunakan untuk mengemas bahan yang dibekukan (hanya berlaku untuk bahan yang dibekukan dalam keadaan terkemas).

Pendinginan dan pembekuan pangan yang mudah rusak (perishable food) merupakan proses yang penting untuk dapat menjaga kualitas bahan pangan tersebut. Proses pendinginan dan pembekuan diperlukan untuk menghambat proses kimiawi dan biologis dalam pangan yang dapat menyebabkan terjadinya penurunan kualitas pangan. Dengan proses pendinginan dan pembekuan diharapkan dapat memperpanjang umur simpan (shelf life) dari pangan yang memiliki sifat perishable seperti daging, ikan, sayuran, dan buah–buahan. Untuk itu diperlukan peralatan pendinginan dan pembekuan agar proses penyimpanan berjalan dengan baik. Peralatan pendinginan atau pembekuan juga berperan dalam transportasi dan distribusi pangan karena sebagian besar pangan menghabiskan waktunya dalam perjalanan. Jadi, mengetahui peralatan untuk proses transportasi dan distribusi menjadi hal yang penting.

Prinsip-prinsip dalam penyimpanan pangan antara lain :

1. Disimpan dalam ruang atau tempat yang bersih dengan suhu dan kelembaban yang sesuai
2. Prinsip pengeluaran menggunakan sistem First In First Out/ First Expired First Out (Fl FO/FEFO)
3. Pisahkan penyimpanan antara pangan dan non pangan, pangan mentah dan pangan matang. Jauhkan dari bahan kimia berbahaya
4. Beri penandaan (status, nama pangan, tanggal kedatangan, tanggal kedaluarsa)
5. Suhu penyimpanan dingin diatur berdasarkan standar suhu yang disarankan dan sebaiknya tidak lebih dari 50 °.
6. Monitoring suhu diperlukan selama waktu penyimpanan.
7. Pertahankan suhu penyimpanan suhu rendah pada suhu yang disarankan dan sebaiknya maksimal pada suhu 50 °C untuk menghambat pertumbuhan kuman.
8. Hindarkan pengisian lemari pendingin yang terlalu penuh atau sesak.

Alat Penyimpanan Suhu Rendah

Ada dua teknologi alat penyimpanan suhu rendah yang dapat digunakan dalam penyimpanan pangan segar yaitu alat penyimpanan suhu rendah dengan teknologi kompresor dan alat penyimpanan suhu rendah dengan teknologi peltier. Untuk memilih alat penyimpanan suhu rendah yang tepat untuk digunakan sebaiknya dilihat dari suhu penyimpanan yang akan diatur untuk menyimpan jenis pangan. Kedua teknologi memiliki keunggulannya masing-masing bagi pengguna. Perangkat teknologi peltier dibuat lebih ringkas karena tidak diperlukan ruang instalasi tambahan untuk mesin pendingin. Karena jumlah komponen mekanis yang sedikit, seperti pompa, filter, dan pemipaan sehingga perawatan yang dibutuhkan lebih mudah. Perangkat teknologi peltier dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 1. Perangkat teknologi peltier penyimpanan suhu rendah.

Selain itu, perangkat teknologi peltier beroperasi tanpa getaran dan tanpa suara karena pengoperasian kipas yang dapat dikontrol kecepatannya. Teknologi peltier juga tidak menggunakan zat pendingin dan ramah terhadap lingkungan. Elemen Peltier juga digunakan untuk pemanasan, sehingga tidak dibutuhkan sumber panas terpisah dari kabinet elemen pendingin. Selanjutnya, siklus suhu dapat dijalankan dengan unit pemanas-pendingin yang sama.

Sedangkan teknologi kompresor dapat menghasilkan getaran dan suara dan perangkat mesinnya diletakkan pada ruang/bagian terpisah dari chamber penyimpanan suhu rendah sehingga ukuran alat penyimpanan suhu rendah  dengan teknologi kompresor umumnya berukuran lebih besar dibandingkan dengan penyimpanan suhu rendah dengan teknologi peltier.  Untuk range suhu yang dapat diatur, teknologi kompresor dapat menjangkau atau mengatur suhu di bawah dan di atas 0°C, namun teknologi kompresor mengonsumsi energi yang cukup besar dibandingkan dengan teknologi Peltier. Sedangkan teknologi peltier, konsumsi energi yang terpakai sangat rendah dan ramah lingkungan karena tidak menimbulkan getaran dan suara, namun hanya dapat digunakan untuk mengatur suhu diatas 0°C dan tidak mencapai suhu 70°C. Berbeda dengan teknologi kompresor suhunya dapat diatur dari suhu -12°C sampai +70°C. Perbandingan konsumsi teknologi kompresor dan teknologi peltier dapat dilihat pada gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Perbandingan konsumsi energi teknologi kompresor dan teknologi peltier

Dengan demikian, pemilihan teknologi penyimpanan suhu rendah dalam penyimpanan pangan segar dapat disesuaikan dengan kebutuhan suhu simpan yang disarankan untuk setiap jenis pangan segar.

Contoh alat penyimpanan suhu rendah dapat dilihat pada Gambar 3 di bawah ini.

Gambar 3. Contoh alat penyimpanan suhu rendah

Referensi:

Asiah, Nurul; Laras Cempaka; Kurnia Ramadhan; dan Stephanie Hoseva Matatula. 2020. Prinsip Dasar Penyimpanan Pangan pada Suhu Rendah. Penerbit Nas Media Pustaka, Makassar.

Drs. Halim Nababan, MM; dkk. 2010. Kiat Penyimpanan, Pengolahan dan Penyajian Pangan. Badan Pengawas Obat dan Makanan RI

Memmert. 2021. Temperature control units with Peltier or Compressor technology. Memmert GmbH + Co. KG.

Memmert. 2021. Incubators. Memmert GmbH + Co. KG

Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 1204/MenKes/SK/8/2004 Tentang Persyaratan Kesehatan Lingkungan Rumah Sakit.

Pedoman Pelayanan Gizi Rumah Sakit, Kementerian Kesehatan RI Tahun 2013.