Pembekuan merupakan proses pengawetan makanan yang sering digunakan oleh masyarakat maupun industri pengolahan makanan. Proses pembekuan harus dilakukan dengan cepat dan tepat karena akan mempengaruhi kualitas air.
Seiring dengan perkembangan zaman, teknik pembekuan semakin berkembang salah satunya adalah pembekuan ultrasound. Ultrasound dengan frekuensi rendah banyak digunakan pada indsutri makanan seperti pembekuan, ekstraksi, pengeringan, dan pelunakan daging (Tao dan Sun. 2015). Prinsip pembekuan menggunakan ultrasound adalah laju pembekuan, ukuran, dan bentuk kristal es.
Pembekuan dengan ultrasound dapat mempengaruhi kualitas dari makanan karena komponen-komponen utama dari makanan akan berubah. Pemberian ultrasound terbukti dapat membantu peningkatan laju pembekuan pada jaringan sampel kentang dari struktur sel pecah menjadi lebih sedikit perpecahan sel.
Baca Juga: Metode Tepat dalam Mengelola Persediaan Bahan Baku pada Industri Makanan dan Minuman
Pada makanan cair, proses kristalisasi benar-benar berkaitan dengan struktur mikro makanan. Pada saat proses nukleasi, ultrasound memberikan efek yang lebih baik dibandingkan dengan yang tidak diberi ultrasound.
Ultrasound dapat menginduksi proses nukleasi primer sehingga terjadi percepatan laju pembekuan yang lebih merata. Pada saat proses pemecahan kristal es, ultrasound dapat menginduksi nukleasi menjadi kepingan kristal lebih kecil dan merata sehingga percepatan pembekuan lebih baik.
Ultrasound dapat menginduksi nukleasi dan membuat ukuran kristal es menjadi lebih kecil dan rata sehingga lebih baik daripada yang tidak menggunakna ultrasound (Islam et al. 2015).
Prinsip ultrasound saat pembekuan pada dasarnya adalah mengenai efek kavitasi. Ultrasonografi merupakan gelombang mekanis yang akan memberikan serangkaian rambatan terhadap benda atau sesuai yang diinduksikan.
Ketika rambatan ultrasonik tinggi dan tekanan menjadi rendah, air akan membentuk gelmbung sehingga terjadi penguapan atau kavitasi.
Kavitasi terjadi menjadi dua yaitu kavitasi stabil dan sementara. Kavitasi stabil terjadi ketika rambatan terjadi secara sempurna ataupun tidak maksimal sehingga tidak terjadi kolaps, berbeda dengan kavitasi sementara yang aktivitas gelembungnya sudah maksimal atau berada pada titik kritis sehingga akan menghasilkan peningkatan suhu yang tinggi.
Selain itu efek kavitasi dapat mengiduksi nukleasi yaitu proses pembekuan kristal es. Efek lanjutan dari kavitasi adalah microstreaming. Microstreaming yaitu fenomena ketika gelembung mendapatkan turbulensi secara terus-menerus sehingga munculnya reaksi fisik dan kimia selama proses kavitasi.
Ultrasound akan membuat proses pembekuan menjadi lebih efektif. Efek-efek yang mungkin timbul saat proses pembekuan adalah efek kavitasi, peningkatan suhu nukleasi, dan pembentukan induk nukleasi.
Pada makanan cair dengan air sebagai komponen utama, telah diteliti bahwa ultrasound memberikan efek yang positif terhadap peningkatan suhu nukleasi sehingga mendorong terjadinya percepatan pembekuan (Chow et al. 2005).
Baca Juga: Harapan Besar untuk Industri Makanan di Indonesia bagi Rakyat Indonesia
Percepatan pembekuann dapat menyebabkan gelombang udara pada proses kavitas pecah sehingga menciptakan radikal bebeas. Pada makanan padat (buah dan sayuran) yang rentan terhadap kerusakan dari segi tekstur, aroma, dan rasa bahwa pembekuan adalah solusi terbaik dari proses pengawetan.
Penulis: Mergana Briliani
Mahasiswa Pascasarjana Ilmu Pangan IPB University
Editor: Ika Ayuni Lestari
Bahasa: Rahmat Al Kafi
Referensi
Chow, R., R. Blindt, R. Chivers and M. Povey 2005. A study on the primary and secondary nucleation of ice by power ultrasound. Ultrasonics, 43(4): 227-230.
Islam, M. N., M. Zhang, B. Adhikari, X. Cheng and B.-g. Xu. 2014. The effect of ultrasound-assisted immersion freezing on selected physicochemical properties of mushrooms. International Journal of Refrigeration-Revue Internationale Du Froid, 42: 121-133.
Tao, Y. and D.-W. Sun. 2015. Enhancement of Food Processes by Ultrasound: A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 55(4): 570-5 94
