Teknologi Pertanian adalah merupakan penerapan dari ilmu-ilmu terapan dan teknik pada kegiatan pertanian.
Daftar isi[sembunyikan] |
Definisi ilmiah
Teknologi pertanian merupakan penerapan prinsip-prinsip matematika dan ilmu pengetahuan alam dalam rangka pendayagunaan secara ekonomis sumberdaya pertanian dan sumberdaya alam untuk kesejahteraan manusia [1].Falsafahnya teknologi pertanian merupakan praktik-empirik yang bersifat pragmatik finalistik, dilandasi paham mekanistik-vitalistik dengan penekanan pada objek formal kerekayasaan dalam pembuatan dan penerapan peralatan, bangunan, lingkungan, sistem produksi serta pengolahan dan pengamanan hasil produksi[2]. Objek formal dalam ilmu pertanian budidaya reproduksi berada dalam fokus budidaya, pemeliharaan, pemungutan hasil dari flora dan fauna, peningkatan mutu hasil panen yang diperoleh, penanganan, pengolahan dan pengamanan serta pemasaran hasil[1]. Oleh sebab itu, secara luas cakupan teknologi pertanian meliputi berbagai penerapan ilmu teknik pada cakupan objek formal dari budidaya sampai pemasaran.
Sejarah Pendidikan Teknologi Pertanian
Bidang teknologi pertanian secara keilmuan merupakan hibrida dari ilmu teknik dan ilmu pertanian.[rujukan?] Sejarah lahirnya ilmu-ilmu dalam lingkup teknologi pertanian dipicu oleh kebutuhan untuk pemenuhan pembukaan dan pengerjaan lahan pertanian secara luas di Amerika Serikat maupun eropa pada pertengahan abad ke-18.[rujukan?] Perkembangan pendidikan tinggi teknologi pertanian di Indonesia yang dimulai awal tahun 1960-an tidak terlepas dari perkembangan pendidikan tinggi teknik dan dan pertanian sejak zaman pendudukan Belanda yang memang secara historis meletakkan dasarnya di Indonesia.[rujukan?] Perang dunia I yang terjadi di Eropa telah menyebabkan gangguan hubungan internasional antara lain, armada sulit untuk masuk ke Samudra Hindia sehingga tenaga-tenaga ahli yang sebelumnya banyak didatangkan dari Eropa mengalami kesulitan.[rujukan?] Pencetakan tenaga ahli teknik menengah dan tinggi (baik untuk bidang teknik dan pertanian) menjadi kebutuhan oleh pemerintah Hindia Belanda pada waktu pendudukan di Indonesia.[rujukan?] Untuk mencukupi kebutuhan tenaga terampil bidang pertanian, peternakan dan perkebunan yang secara intensif dilakukan oleh Pemerintah Hindia Belanda di Jawa dan Sumatra dalam program cultur stelseels pada awal abad ke-19.[rujukan?] Untuk pemenuhan kebutuhan tersebut, maka di Bogor (Buitenzorg) didirikan beberapa lembaga pendidikan menengah untuk bidang pertanian dan kedokteran hewan, yakni Middlebare Landbouw Schooll, Middlebare Bosbouw Schooll dan Nederlandssch Indische Veerleeen Schooll[1].Lingkup Teknologi Pertanian
Teknik Pertanian
Bidang cakupan teknik pertanian antara lain adalah sebagai berikut :[rujukan?]Alat dan mesin budidaya pertanian, mempelajari penggunaan, pemeliharaan dan pengembangan alat dan mesin budidaya pertanian. Teknik tanah dan air, menelaah persoalan yang berhubungan dengan irigasi, pengawetan dan pelestarian sumberdaya tanah dan air. Energi dan Elektrifikasi Pertanian, mencakup prinsip-prinsip teknologi energi dan daya serta penerapannya dalam kegiatan pertanian. Lingkugan dan bangunan pertanian, mencakup masalah yang berkaitan dengan perencanaan dan konstruksi bangunan khusus untuk keperluan pertanian, termasuk unit penyimpanan tanaman dan peralatan, pusat pengolahan dan sistem pengendalian iklim serta sesuai keadaan lingkungan. Teknik pengolahan pangan dan hasil pertanian, penggunaan mesin untuk menyiapkan hasil pertanian, baik untuk disimpan atau digunakan sebagai bahan pangan atau penggunan lainnya.
Perkembangan ilmu sistem pada tahun 1980-an memberikan imbas pada bidang teknik pertanian, dengan berkembangnya ranah sistem dan manajemen mekanisasi pertanian, yang merupakan penerapan manajamen dan analisis sistem untuk penerapan mekanisasi pertanian.[rujukan?] Perkembangan berikutnya, pada abad ke-20 menuju abad ke-21 berkaitan denga ilmu komputasi, teknologi pembantu otak dan otot lewat sistem kontrol, sistem pakar, kecerdasan buatan berupa penerapan robot pada sistem pertanian, menjadikan teknik pertanian berkembang menjadi sistem teknik pertanian (Agricultural System Engineering).[rujukan?] Objek formal yang berupa kegiatan reproduksi flora dan fauna serta biota akuatik didekati lebih luas lagi sebagai sistem hayati/biologis dengan orientasi pemecahan masalah pertanian secara holistik.[rujukan?] Dalam pendekatan ini sumberdaya hayati berupa mikroba/mikroorganisme turut dijadikan objek formal dalam produksi dan peningkatan biomassa.[rujukan?] Di beberapa perguruan tinggi di Amerika dan Jepang, program studi atau departemen yang dulu bernama Teknik Pertanian, kini berganti dengan nama Teknik Sistem Biologis (Biological System Engineering)[1].
Teknologi Hasil Pertanian/ Teknologi Pangan
Teknologi Industri Pertanian
Teknologi Industri Pertanian memiliki bidang kajian sebagai berikut :[rujukan?]
- Sistem teknologi proses industri pertanian, kegiatan pertanian yang berkaitan dengan perencanaan, instalasi dan perbaikan suatu sistem terpadu yang terdiri atas bahan, sumberdaya, peraltan dan energi pada pabrik agroindustri.
- Manajemen industri, kajian yang berkaitan dengan perencanaan, pengoperasian dan perbaikan suatu sistem terpadu pada permasalahan sistem usaha agroindustri.
- Teknoekonomi agroindustri, kajian yang berkaitan dengan perencanaan, analisis dan perumusan kebijakan suatu sistem terpadu pada permasalahan sektor agroindustri.
- Manajemen mutu, penerapan prinsip-prinsip manajemen (perencanaan, penerapan dan perbaikan) pada bahan (dasar, baku), sistem proses, produk, dan lingkungan untuk mencapai taraf mutu yang ditetapkan.
KANDUNGAN BAHAN HASIL PERTANIAN
KACANG TANAH
Kacang tanah, kacang una, suuk, kacang jebrol, kacang bandung, kacang tuban, kacang kole, kacang banggala (bahasa Yunani: Arachis hypogaea L., bahasa Inggris: peanut, groundnut) merupakan tanaman polong-polongan atau legum dari famili Fabaceae, kedua terpenting setelah kedelai di Indonesia.[1] Kacang tanah merupakan sejenis tanaman tropika. Ia tumbuh secara perdu setinggi 30 hingga 50 cm (1 hingga 1½ kaki) dan mengeluarkan daun-daun kecil.[1]
Tanaman ini adalah satu di antara dua jenis tanaman budidaya selain kacang bogor, Voandziea subterranea yang buahnya mengalami pemasakan di bawah permukaan tanah. Jika buah yang masih muda terkena cahaya, proses pematangan biji terganggu.[1]
Daftar isi[sembunyikan] |
Sejarah
Tanaman ini berasal dari Amerika Selatan tepatnya adalah Brazillia, namun saat ini telah menyebar ke seluruh dunia yang beriklim tropis atau subtropis Masuknya kacang tanah ke Indonesia pada abad ke-17 diperkirakan karena dibawa oleh pedagang-pedagang Spanyol,Cina,atau Portugis sewaktu melakukan pelayarannya dari Meksiko ke Maluku setelah tahun 1597 Pada tahun 1863 Holle memasukkan Kacang Tanah dari Inggris dan pada tahun 1864 Scheffer memasukkan pula Kacang Tanah dari Mesir Republik Rakyat Cina dan India kini merupakan penghasil kacang tanah terbesar dunia.Sentra penanaman
Kacang tanah bermula terpusat di India, China, Nigeria, Amerika Serikat dan Gombai, kemudian meluas ke negara lain.Di Indonesia
Kacang tanah terpusat di Pulau Jawa, Sumatra Utara, Sulawesi dan kini telah ditanam di seluruh IndonesiaPemanfaatan
Sebagai tanaman budidaya, kacang tanah terutama dipanen bijinya yang kaya protein dan lemak.[3] Biji ini dapat dimakan mentah, direbus (di dalam polongnya), digoreng, atau disangrai.[3] Di Amerika Serikat, biji kacang tanah diproses menjadi semacam selai dan merupakan industri pangan yang menguntungkan.[3] Produksi minyak kacang tanah mencapai sekitar 10% pasaran minyak masak dunia pada tahun 2003 menurut FAO.[1] Selain dipanen biji atau polongnya, kacang tanah juga dipanen hijauannya (daun dan batang) untuk makanan ternak atau merupakan pupuk hijau.[3]
Jenishttp://id.wikipedia.org/wiki/Istimewa:Halaman_sembarang Tanaman
Kacang tanah budidaya di Indonesia dibagi menjadi dua tipe- tipe tegak
- tipe menjalar.
Varietas
Berkas:Peanut_9417.Kacang tanah dan polongnya Varietas unggul kacang tanah ditandai dengan karakteristik sebagai berikut- Daya hasil tinggi.
- Umur pendek (genjah) antara 85-90 hari.
- Hasilnya stabil.
- Tahan terhadap penyakit utama (karat dan bercak daun).
- Toleran terhadap kekeringan atau tanah becek.
- Kacang Brul, berumur pendek (3-4 bulan).
- Kacang Cina, berumur panjang (6-8 bulan).
- Kacang Holle, merupakan tipe campuran hasil persilangan antara varietas-varietas yang ada. Kacang Holle tidak bisa disamakan dengan kacang lain karena memang berbeda varietas.
Kandungan Gizi
Kacang tanah kaya dengan lemak, mengandungi protein yang tinggi, zat besi, vitamin E dan kalsium, vitamin B kompleks dan Fosforus, vitamin A dan K, lesitin, kolin dan kalsium.[3] Kandungan protein dalam kacang tanah adalah jauh lebih tinggi dari daging, telur dan kacang soya.[3] Mempunyai rasa yang manis dan banyak digunakan untuk membuat beraneka jenis kue[3].Kacang tanah juga dikatakan mengandung bahan yang dapat membina ketahanan tubuh dalam mencegah beberapa penyakit.[1] Mengkonsumsi satu ons kacang tanah lima kali seminggu dilaporkan dapat mencegah penyakit jantung[1]. Kacang tanah bekerja meningkatkan kemampuan pompa jantung dan menurunkan resoki penyakit jantung koroner.[1] Memakan segenggam kacang tanah setiap hari terutama pesakit kencing manis dapat membantu kekurangan zat.[3]
Kacang tanah mengandung Omega 3 yang merupakan lemak tak jenuh ganda dan Omega 9 yang merupakan lemak tak jenuh tunggal.[3] Dalam 1 ons kacang tanah terdapat 18 gram Omega 3 dan 17 gram Omega 9.[3] Kacang tanah mengandung fitosterol yang justru dapat menurunkan kadar kolesterol dan level trigliserida, dengan cara menahan penyerapan kolesterol dari makanan yang disirkulasikan dalam darah dan mengurangi penyerapan kembali kolesterol dari hati, serta tetap menjaga HDL kolesterol.[3] Kacang tanah juga mengandung arginin yang dapat merangsang tubuh untuk memproduksi nitrogen monoksida yang berfungsi untuk melawan bakteri tuberkulosis.[1]
Kajian-kajian menunjukkan kacang tanah dapat sebagai penurun tekanan darah tinggi dan juga kandungan kolestrol dalam darah, berkesan untuk melegakan penyakit hemofilia atau kecenderungan mudah berdarah, penyakit keputihan dan insomnia.[3] Namun Kacang tanah sangat dicegah pada mereka yang menghadapi penyakit jenis kanker payudara dan yang mempunyai masalah jerawat atau acne juga dinasihatkan berhenti mengonsumsi kacang tanah.[3]
Jenis Tanaman
Kacang tanah budidaya di Indonesia dibagi menjadi dua tipe[2]:- tipe tegak
- tipe menjalar.
Varietas
- Daya hasil tinggi.
- Umur pendek (genjah) antara 85-90 hari.
- Hasilnya stabil.
- Tahan terhadap penyakit utama (karat dan bercak daun).
- Toleran terhadap kekeringan atau tanah becek.
- Kacang Brul, berumur pendek (3-4 bulan).
- Kacang Cina, berumur panjang (6-8 bulan).
- Kacang Holle, merupakan tipe campuran hasil persilangan antara varietas-varietas yang ada. Kacang Holle tidak bisa disamakan dengan kacang lain karena memang berbeda varietas.
Pertumbuhan
Iklim
- a) Curah hujan yang sesuai untuk tanaman kacang tanah antara 800-1.300 mm/tahun. Hujan yang terlalu keras akan mengakibatkan rontok dan bunga tidak terserbuki oleh lebah. Selain itu, hujan yang terus-menerus akan meningkatkan kelembapan di sekitar pertanaman kacang tanah.
- b) Suhu udara bagi tanaman kacang tanah tidak terlalu sulit, karena suhu udara minimal bagi tumbuhnya kacang tanah sekitar 28–32 derajat C. Bila suhunya di bawah 10 derajat C menyebabkan pertumbuhan tanaman sedikit terhambat, bahkan jadi kerdil dikarenakan pertumbuhan bunga yang kurang sempurna.
- c) Kelembapan udara untuk tanaman kacang tanah berkisar antara 65-75 %. Adanya curah hujan yang tinggi akan meningkatkan kelembapan terlalu tinggi di sekitar pertanaman.
- d) Penyinaran sinar matahari secara penuh amat dibutuhkan bagi tanaman kacang tanah, terutama kesuburan daun dan perkembangan besarnya kacang.
Media Tanam
- a) Jenis tanah yang sesuai untuk tanaman kacang tanah adalah jenis tanah yang gembur/bertekstur ringan dan subur.
- b) Derajat keasaman tanah yang sesuai untuk budidaya kacang tanah adalah pH antara 6,0–6,5.
- c) Kekurangan air akan menyebabkan tanaman kurus, kerdil, layu dan akhirnya mati. Air yang diperlukan tanaman berasal dari mata air atau sumber air yang ada disekitar lokasi penanaman. Tanah berdrainase dan berserasi baik atau lahan yang tidak terlalu becek dan tidak terlalu kering, baik bagi pertumbuhan kacang tanah.
Ketinggian Tempat
- Ketinggian tempat yang baik dan ideal untuk tanaman kacang tanah adalah pada
- ketinggian antara 500 m dpl. Jenis kacang tanah tertentu dapat ditanam pada
- ketinggian tempat tertentu untuk dapat tumbuh optimal.
Hama dan penyakit
Beberapa hama dan penyakit yang dapat menyerang kacang tanah adalah[2]:- Penyakit layu
- Penyakit bercak daun
- Penyakit Sclerotium
- Penyakit karat
- Kontaminasi aflatoksin
- Hama Empoasca.
- Hama Uret.
- Hama Ulat berwarna
- Hama Ulat grapyak
- Hama Ulat jengkal
- Hama Sikada
- Hama Kumbang daun
JAMUR TIRAM
Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) adalah jamur pangan dari kelompok Basidiomycota dan termasuk kelas Homobasidiomycetes dengan ciri-ciri umum tubuh buah berwarna putih hingga krem dan tudungnya berbentuk setengah lingkaran mirip cangkang tiram dengan bagian tengah agak cekung.[1] Jamur tiram masih satu kerabat dengan Pleurotus eryngii dan sering dikenal dengan sebutan King Oyster Mushroom.[2]Daftar isi[sembunyikan] |
Karakteristik
Tubuh buah jamur tiram memiliki tangkai yang tumbuh menyamping (bahasa Latin: pleurotus) dan bentuknya seperti tiram (ostreatus) sehingga jamur tiram mempunyai nama binomial Pleurotus ostreatus.[2] Bagian tudung dari jamur tersebut berubah warna dari hitam, abu-abu, coklat, hingga putih, dengan permukaan yang hampir licin, diameter 5-20 cm yang bertepi tudung mulus sedikit berlekuk.[1] Selain itu, jamur tiram juga memiliki spora berbentuk batang berukuran 8-11×3-4μm serta miselia berwarna putih yang bisa tumbuh dengan cepat.[1]Di alam bebas, jamur tiram bisa dijumpai hampir sepanjang tahun di hutan pegunungan daerah yang sejuk.[3] Tubuh buah terlihat saling bertumpuk di permukaan batang pohon yang sudah melapuk atau pokok batang pohon yang sudah ditebang karena jamur tiram adalah salah satu jenis jamur kayu.[3] Untuk itu, saat ingin membudidayakan jamur ini, substrat yang dibuat harus memperhatikan habitat alaminya.[4] Media yang umum dipakai untuk membiakkan jamut tiram adalah serbuk gergaji kayu yang merupakan limbah dari penggergajian kayu.[4]
Siklus hidup
Pada umumnya jamur tiram, Pleurotus ostreatus, mengalami dua tipe perkembangbiakan dalam siklus hidupnya, yakni secara aseksual maupun seksual.[5] Seperti halnya reproduksi aseksual jamur, reproduksi aseksual basidiomycota secara umum yang terjadi melalui jalur spora yang terbentuk secara endogen pada kantung spora atau sporangiumnya, spora aseksualnya yang disebut konidiospora terbentuk dalam konidium. [6] Sedangkan secara seksual, reproduksinya terjadi melalui penyatuan dua jenis hifa yang bertindak sebagai gamet jantan dan betina membentuk zigot yang kemudian tumbuh menjadi primodia dewasa.[6] Spora seksual pada jamur tiram putih, disebut juga basidiospora yang terletak pada kantung basidium.[6]Mula-mula basidiospora bergerminasi membentuk suatu masa miselium monokaryotik, yaitu miselium dengan inti haploid.[6] Miselium terus bertumbuh hingga hifa pada miselium tersebut berfusi dengan hifa lain yang kompatibel sehingga terjadi plasmogami membentuk hifa dikaryotik.[7] Setelah itu apabila kondisi lingkungan memungkinkan (suhu antara 10-20 °C, kelembapan 85-90%, cahaya mencukupi, dan CO2 < 1000 ppm) maka tubuh buah akan terbentuk.[8] Terbentuknya tubuh buah diiringi terjadinya kariogami dan meiosis pada basidium.[7] Nukleus haploid hasil meiosis kemudian bermigrasi menuju tetrad basidiospora pada basidium.[7] Basidium ini terletak pada bilah atau sekat pada tudung jamur dewasa yang jumlahnya banyak (lamela).[6] Dari spora yang terlepas ini akan berkembang menjadi hifa monokarion.[6] Hifa ini akan memanjangkan filamennya dengan membentuk cabang hasil pembentukan dari dua nukleus yang dibatasi oleh septum (satu septum satu nukleus).[6] Kemudian hifa monokarion akan mengumpul membentuk jaringan sambung menyambung berwarna putih yang disebut miselium awal dan akhirnya tumbuh menjadi miselium dewasa (kumpulan hifa dikarion).[6] Dalam tingkatan ini, hifa-hifa mengalami tahapan plasmogami, kariogami, dan meiosis hingga membentuk bakal jamur.[6] Nantinya, jamur dewasa ini dapat langsung dipanen atau dipersiapkan kembali menjadi bibit induk.[6]
Syarat pertumbuhan
Dalam menggunakan media pertumbuhan, jerami yang baik untuk dibuat sebagai bahan media tanam adalah dari jenis jerami yang keras sebab jerami yang keras banyak mengandung selulosa yang merupakan bahan yang diperlukan oleh jamur dalam jumlah banyak disamping itu jerami yang keras membuat media tanaman tidak cepat habis.[4] Hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jerami sebagai bahan baku media tanam adalah dalam hal kebersihan dan kekeringan, selain itu jerami yang digunakan tidlak busuk dan tidak ditumbuhi jamur jenis lain.[4] Media yang terbuat dari campuran bahan-bahan tersebut perlu diatur kadar airnya.[4] Kadar air diatur 60 - 65 % dengan menambah air bersih agar misellia jamur dapat tumbuh dan menyerap makanan dari media tanam dengan baik.[4]
Pada budidaya jamur tiram suhu udara memegang peranan yang penting untuk mendapatkan pertumbuhan badan buah yang optimal.[4] Pada umumnya suhu yang optimal untuk pertumbuhan jamur tiram, dibedakan dalam dua fase yaitu fase inkubasi yang memerlukan suhu udara berkisar antara 22 - 28 OC dengan kelembapan 60 - 70 % dan fase pembentukan tubuh buah memerlukan suhu udara antara 16 - 22 OC.[4]
Tingkat keasaman media juga sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan jamur tiram.[4] Apabila pH terlalu rendah atau terlalu tinggi maka pertumbuhan jamur akan terhambat.[4] bahkan mungkin akan tumbuh jamur lain yang akan mergganggu pertumbuhan jamur tiram itu sendiri.[4] Keasaman pH media perlu diatur antara pH 6 - 7 dengan menggunakan kapur (Calsium carbonat).[4]
Kondisi di atas lebih mudah dicapai di daerah dataran tinggi sekitar 700-800 m dpl.[1] Kemungkinan budidaya jamur di dataran rendah tidaklah mustahil asalkan iklim ruang penyimpanan dapat diatur dan disesuaikan dengan keperluan jamur.[4]
Kandungan gizi
Berdasarkan penelitian Sunan Pongsamart, biochemistry, Faculty of Pharmaceutical Universitas Chulangkorn, jamur tiram mengandung protein, air, kalori, karbohidrat, dan sisanya berupa serat zat besi, kalsium, vitamin B1, vitamin B2, dan vitamin C.[9]Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) merupakan bahan makanan bernutrisi dengan kandungan protein tinggi, kaya vitamin dan mineral, rendah karbohidrat, lemak dan kalori.[10] Jamur ini memiliki kandungan nutrisi seperti vitamin, fosfor, besi, kalsium, karbohidrat, dan protein.[10] Untuk kandungan proteinnya, lumayan cukup tinggi, yaitu sekitar 10,5-30,4%.[10] Komposisi dan kandungan nutrisi setiap 100 gram jamur tiram adalah 367 kalori, 10,5-30,4 persen protein, 56,6 persen karbohidrat, 1,7-2,2 persen lemak, 0.20 mg thiamin, 4.7-4.9 mg riboflavin, 77,2 mg niacin, dan 314.0 mg kalsium.[10][11] Kalori yang dikandung jamur ini adalah 100 kj/100 gram dengan 72 persen lemak tak jenuh.[10] Serat jamur sangat baik untuk pencernaan.[10] Kandungan seratnya mencapai 7,4- 24,6 persen sehingga cocok untuk para pelaku diet.[12][10]
Kandungan gizi jamur tiram menurut Direktorat Jenderal Hortikultura Departemen Pertanian.[10] Protein rata-rata 3.5 – 4 % dari berat basah.[10] Berarti dua kali lipat lebih tinggi dibandingkan asparagus dan kubis. Jika dihitung berat kering.[10] Kandungan proteinnya 10,5-30,4%.[10] Sedangkan beras hanya 7.3%, gandum 13.2%, kedelai 39.1%, dan susu sapi 25.2%.[10] Jamur tiram juga mengandung 9 macam asam amino yaitu lisin, metionin, triptofan, threonin, valin, leusin, isoleusin, histidin, dan fenilalanin.[10] 72% lemak dalam jamur tiram adalah asam lemak tidak jenuh sehingga aman dikonsumsi baik yang menderita kelebihan kolesterol (hiperkolesterol) maupun gangguan metabolisme lipid lainnya.[10] 28% asam lemak jenuh serta adanya semacam polisakarida kitin di dalam jamur tiram diduga menimbulkan rasa enak.[10] Jamur tiram juga mengandung vitamin penting, terutama vitamin B, C dan D. vitamin B1 (tiamin), vitamin B2 (riboflavin), niasin dan provitamin D2 (ergosterol), dalam jamur tiram cukup tinggi.[10] Mineral utama tertinggi adalah Kalium, Fosfor, Natrium, Kalsium, dan Magnesium.[10] Mineral utama tertinggi adalah : Zn, Fe, Mn, Mo, Co, Pb.[10] Konsentrasi K, P, Na, Ca dan Me mencapai 56-70% dari total abu dengan kadar K mencapai 45%.[10] Mineral mikroelemen yang bersifat logam dalam jarum tiram kandungannya rendah, sehingga jamur ini aman dikonsumsi setiap hari.[10]
Manfaat
Jamur tiram ini memiliki manfaat kesehatan diantaranya, dapat mengurangi kolesterol dan jantung lemah serta beberapa penyakit lainnya. Jamur ini juga dipercaya mempunyai khasiat obat untuk berbagai penyakit seperti penyakit lever, diabetes, anemia.[13][10] Selain itu jamur tiram juga dapat bermanfaat sebagai antiviral dan antikanker serta menurunkan kadar kolesterol.[13][10] Di samping itu, jamur tiram juga dipercaya mampu membantu penurunan berat badan karena berserat tinggi dan membantu pencernaan.[10] Jamur tiram ini mengandung senyawa pleuran yang berkhasiat sebagai antitumor, menurunkan kolesterol, serta bertindak sebagai antioksidan.[10] Adanya polisakarida, khususnya Beta-D-glucans pada jamur tiram mempunyai efek positif sebagai antitumor, antikanker, antivirus (termasuk AIDS), melawan kolesterol, antijamur, antibakteri, dan dapat meningkatkan sistem imun.[10][13] Pada jamur tiram, produk ini disebut sebagai plovastin yang di pasaran dikenal sebagai suplemen penurun kolesterol (komponen aktifnya statin yang baik untuk menghambat metabolisme kolesterol di dalam tubuh manusia).[11][13] Dilihat dari kandungan gizi yang terdapat dalam jamur tiram maka bahan ini termasuk aman untuk dikonsumsi.[10] Adanya serat yaitu lignoselulosa baik untuk pencernaan.[10] USDA (United States Drugs and Administration) yang melakukan penelitian pada tikus menunjukkan bahwa dengan pemberian menu jamur tiram selama 3 minggu akan menurunkan kadar kolesterol dalam serum hingga 40 % dibandingkan dengan tikus yang tidak diberi pakan yang mengandung jamur tiram.[14] Sehingga mereka berpendapat bahwa jamur tiram dapat menurunkan kadar kolesterol pada penderita hiperkolesterol.[14][15] Di Jepang saat ini sedang diteliti potensi jamur tiram sebagai bahan makanan yang dapat mencegah timbulnya tumor.[10]
Budidaya
Di alam bebas, jamur tiram bisa dijumpai hampir sepanjang tahun di hutan pegunungan daerah yang sejuk.[5] Tubuh buah terlihat saling bertumpuk di permukaan batang pohon yang sudah melapuk atau pokok batang pohon yang sudah ditebang karena jamur tiram adalah salah satu jenis jamur kayu.[4] Untuk itu, saat ingin membudidayakan jamur ini, substrat yang dibuat harus memperhatikan habitat alaminya.[5] Dalam budidaya jamur tiram dapat digunakan substrat, seperti kompos serbuk gergaji kayu, ampas tebu atau sekam.[5] Hal yang perlu diperhatikan dalam budi daya jamur tiram adalah faktor ketinggian dan persyarataan lingkungan, sumber bahan baku untuk substrat tanam dan sumber bibit.[5] Miselium dan tubuh buahnya tumbuh dan berkembang baik pada suhu 26-30 °C.[4] Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) mulai dibudidayakan pada tahun 1900. Budidaya jamur ini tergolong sederhana.[5] Jamur tiram biasanya dipeliharan dengan media tanam serbuk gergaji steril yang dikemas dalam kantung plastik.[4]Media tanam dan komposisi
Media tanam Pleurotus ostreatus yang digunakan adalah jerami yang dicampur dengan air, dedak 10% dan kapur 1%.[16] Fungsi dari jerami adalah sebagai bahan dasar dari pertumbuhan jamur.[16] Jerami mengandung lignin, selulosa, karbohidrat, dan serat yang dapat didegradasi oleh jamur menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk sintesis protein.[16] Air pada jerami berfungsi sebagai pembentuk kelembapan dan sumber air bagi pertunbuhan jamur.[16] Dedak dan kapur merupakan bahan tambahan pada media tanam Pleurotus ostreatus.[16] Dedak ditambahkan pada media untuk meningkatkan nutrisi media tanam, terutama sebagai sumber karbohidrat, karbon, dan nitrogen.[16] Kapur merupakan sumber kalsium bagi pertumbuhan jamur.[5] Selain itu juga kapur berfungsi untuk mengatur pH media pertumbuhan jamur.[16]Media lain
Selain jerami, media lain yang dapat digunakan seperti media serbuk gergaji yang mengandung selulosa, lignin, pentosan, zat ekstraktif, abu, jerami padi, media limbah kapas, alang-alang, daun pisang, tongkol jagung, klobot jagung, gabah padi, dan lain sebagainya.[12] Tetapi, tetap saja pertumbuhan yang paling baik ada di media serbuk gergaji dan merang.[12] Penyebabnya adalah karena jumlah lignoselulosa, lignin, dan serat pada serbuk gergaji dan merang memang lebih tinggi.[12] Sebagai contohnya dalam pembuatan media jerami padi, bahan-bahan yang digunakan adalah 15-20% jerami padi, 2.5% bekatul kaya karbohidrat, karbon, dan vitamin B komplek yang bisa mempercepat pertumbuhan dan mendorong perkembangan tubuh buah jamur, 1-1.5% kalsium karbonat atau kapur menetralkan media sehingga dapat ditumbuhi oleh jamur (pH 6,8 – 7,0).[12] Selain itu, kapur juga mengandung kalsium sebagai penguat batang / akar jamur agar tidak mudah rontok.[12] 0.5% gips dapat memperkokoh struktus suatu bahan campuran, dan terakhir 0.25% pupuk TS sebagai nutrisi.[12][1]Metode budidaya
Budi daya jamur tiram menggunakan substrat jerami dengan tahapan sebagai berikut: pembuatan media tanam dilakukan dengan memotong jerami menjadi berukuran 1-2 cm.[5] Rendam jeraminya selama semalaman.[5] Setelah itu, ditiriskan airnya sebelum ditambahkan dedak 10% dan kapur 1% sebagai zat hara pertumbuhan jamur.[5] Semua bahan diaduk rata dan campuran bahan tadi dimasukkan ke dalam plastik yang tahan panas hingga terisi 2/3 bagian.[5] Baru kemudian dipadatkan (dipukul-pukul dengan botol kaca).[5] Setelah cukup padat, leher plastik bagian atas dimasukkan pipa paralon dan dibagian tengah media subtrat diberi lubang dan ditancapkan tips.[5] Selanjutnya ditutupi dengan kapas lalu media substrat dilapisi dengan kertas dan diikat dengan karet.[5]Media tersebut disterilisasi pada 121˚C selama 20 menit di dalam autoklaf untuk memastikan bahwa tidak ada kontaminan yang tumbuh yang mungkin akan mengganggu pertumbuhan jamur.[5] Setelah steril, media substrat dibuka secara aseptis, lalu tips di tengah-tengah media dan kapas diambil dengan pinset steril.[5] Lubang yang terbentuk diisi dengan bibit jamur tiram yang ditumbuhkan pada biji sorgum pada botol (aseptis).[5] Lalu media ditutup kapas lagi dan dibungkus dengan kertas.[5] Media substrat diinkubasi pada suhu ruang selama beberapa minggu hingga tumbuh miselium.[5] Setelah tumbuh miselium, kapas pada media dibuang dan media dibiarkan terbuka.[5] Semprotkan air setiap hari pada tempat pertumbuhan jamur agar kondisi sekitar lembap dan mendukung pertumbuhannya.[5] Tubuh buah jamur akan tumbuh secara perlahan-lahan ketika media lembap dalam waktu sekitar 1 bulan lebih.[5] Tubuh buah yang sudah cukup besar diambil dan ditimbang untuk diamati pertumbuhannya setiap minggu.[5]
MLINJO
Melinjo (Gnetum gnemon Linn.) atau dalam bahasa Sunda disebut Tangkil adalah suatu spesies tanaman berbiji terbuka (Gymnospermae) berbentuk pohon yang berasal dari Asia tropik, melanesia, dan Pasifik Barat.[1] Melinjo dikenal pula dengan nama belinjo, mlinjo (bahasa Jawa), tangkil (bahasa Sunda) atau bago (bahasa Melayu dan bahasa Tagalog), Khalet (Bahasa Kamboja).[1] Melinjo banyak ditanam di pekarangan sebagai peneduh atau pembatas pekarangan dan terutama dimanfaatkan buah dan daunnya.[1]
Berbeda dengan anggota Gnetum lainnya yang biasanya merupakan liana, melinjo berbentuk pohon.[1]
Daftar isi[sembunyikan] |
Deskripsi botani
Melinjo merupakan tumbuhan tahunan berbiji terbuka, berbentuk pohon yang berumah dua (dioecious, ada individu jantan dan betina).[1] Bijinya tidak terbungkus daging tetapi terbungkus kulit luar.[1] Batangnya kokoh dan bisa dimanfaatkan sebagai bahan bangunan.[1] Daunnya tunggal berbentuk oval dengan ujung tumpul.[1] Melinjo tidak menghasilkan bunga dan buah sejati karena bukan termasuk tumbuhan berbunga.[1] Yang dianggap sebagai buah sebenarnya adalah biji yang terbungkus oleh selapis aril yang berdaging.[1]Tanaman melinjo dapat tumbuh mencapai 100 tahun lebih dan setiap panen raya mampu menghasilkan melinjo sebanyak 80 - 100 Kg, Bila tidak dipangkas bisa mencapai ketinggian 25 m dari permukaan tanah[2].
Tanaman melinjo dapat diperbanyak dengan cara generatif (biji) atau vegetatif (cangkokan, okulasi, penyambungan dan stek).[2]
Tempat Hidup
Tanaman melinjo dapat tumbuh pada tanah-tanah liat/lempung, berpasir dan berkapur, tetapi tidak tahan terhadap tanah yang tergenang air atau yang berkadar asam tinggi dan dapat tumbuh dari ketinggian 0 - 1.200 m dpl.[2] Lahan yang akan ditanami melinjo harus terbuka atau terkena sinar matahari, lubang tanam berukuran 60 X 60 X 75 cm, dengan jarak tanam 6 - 8 m.[2]Melinjo dapat ditemukan di daerah yang kering sampai tropis.[1] Untuk tumbuh dan berkembang, melinjo tidak memerlukan tanah yang bernutrisi tinggi atau iklim khusus.[1] Melinjo dapat beradaptasi dengan rentang suhu yang luas.[1] Hal inilah yang menyebabkan melinjo sangat mudah untuk ditemukan di berbagai daerah kecuali daerah pantai karena tumbuhan ini tidak dapat tumbuh di daerah yang memiliki kadar garam yang tinggi.[1]
Di Indonesia tumbuhan melinjo tidak hanya dapat dijumpai di hutan dan perkebunan saja.[2] Di beberapa daerah tumbuhan melinjo ditumbuhkan di pekarangan rumah atau kebun rumah dan dimanfaatkan oleh penduduk secara langsung.[2]
Pemanfaatan
Melinjo jarang dibudidayakan secara intensif.[1] Kayunya dapat dipakai sebagai bahan papan dan alat rumah tangga sederhana.[1] Daun mudanya (disebut sebagai so dalam bahasa Jawa) digunakan sebagai bahan sayuran (misalnya pada sayur asem).[1] Bunga (jantan maupun betina) dan bijinya yang masih kecil-kecil (pentil) maupun yang sudah masak dijadikan juga sebagai sayuran.[1] Biji melinjo juga menjadi bahan baku emping.[1].Kulitnya bisa dijadikan abon kulit melinjo.[1]Kandungan Nutrisi
Di Jepang dilakukan penelitian dan dilaporkan bahwa melinjo termasuk tumbuhan purba yang secara evolusi dekat dengan tanaman Ginkgo biloba yang ada di Jepang.[3]
Ginkgo adalah spesies pohon hidup tertua, yang telah tumbuh selama 150-200 juta tahun dan dipercaya sebagai tonik otak karena memperkuat daya ingat.[3] Daun Ginkgo juga punya khasiat antioksidan kuat dan berperan penting dalam oksidasi radikal bebas penyebab penuaan dini dan pikun.[3]
Sampai saat ini, doktor biokimia dari Osaka Prefecture University, Jepang telah mengisolasi dua jenis protein yang menunjukkan aktivitas antioksidan tinggi.[3] Dari seluruh bagian tumbuhan melinjo yang pernah diekstraknya, mulai dari daun, kulit batang, akar, sampai biji, ditemukan protein paling potensial adalah dari biji.[3] Riset menunjukkan aktivitas antioksidan dari kandungan fenolik ini setara dengan antioksidan sintetik BHT (Butylated Hydroxytolune).[3]
Selain itu melinjo juga merupakan antimikroba alami.[4] Itu artinya protein melinjo juga bisa dipakai sebagai pengawet alami makanan sekaligus obat baru untuk penyakit yang disebabkan oleh bakteri.[4] Peptida yang diisolasi dari biji melinjo diindikasikan punya potensi aktif menghambat beberapa jenis bakteri gram positif dan negatif.[4].
Asam urat
Hiperurisemia terjadi karena gangguan pengeluaran asam urat oleh ginjal.[3] Hiperurisemia dapat disebabkan oleh faktor genetik dan dapat diturunkan.[3] Konsumsi makanan dengan purin tinggi, konsumsi gula dan lemak berlebihan dapat meningkatkan kadar asam urat.[3] Kegemukan, pengguna obat diuretik, diet penurunan berat badan, juga sering menyebabkan hiperurisemia.[3] Namun, apabila tidak dikonsumsi secara berlebihan dan cara pengolahannya benar tidak akan menyebabkan asam urat.[3]
Konsumsi berlebihan dan minyak goreng yang digunakan untuk menggoreng emping hasil olahan melinjo tersebut yang menyebabkan kadar asam uratnya meningkat.[3] Jadi, bukan melinjo itu sendiri yang menyebabkan asam urat, karena apabila disiapkan dalam bentuk makanan lain tanpa minyak dan tidak dikonsumsi secara berlebihan tidak akan menyebabkan peningkatan asam urat.
JAMUR ENOKITAKE
Jamur Enokitake (えのき茸, jamur enoki) adalah jamur pangan dengan tubuh buah hasil budidaya berbentuk panjang-panjang berwarna putih seperti tauge.[1] Dikenal juga sebagai jamur tauge, jamur musim dingin, atau jamur jarum emas[2] (Hanzi: 金针菇, pinyin: jīnzhēngū, Hangul: 팽이버섯 , Alihaksara: pengi beoseot).
Di wilayah dunia beriklim sejuk, jamur tumbuh di alam bebas pada suhu udara rendah mulai musim gugur hingga awal musim semi.[3] Jamur juga diketahui tumbuh di bawah salju.[3] Jamur tumbuh di permukaan batang pohon Celtis sinensis (bahasa Jepang: Enoki) yang sudah melapuk, sehingga disebut Enokitake (jamur Enoki).[3] Jamur juga bisa tumbuh di permukaan batang kayu lapuk pohon-pohon berdaun lebar seperti Bebesaran dan Kesemek.[3] Jamur ini sering dianggap sebagai hama bagi beberapa produk pertanian.[3]
Daftar isi[sembunyikan] |
Budidaya
Jamur Enokitake hasil budidaya bisa dipanen sepanjang tahun.[3] Tubuh buah Enokitake hasil budidaya terlihat berbeda dari Enokitake yang tumbuh di alam bebas.[3] Jamur hasil budidaya dilindungi dari sinar matahari sehingga berwarna putih, sedangkan jamur di alam bebas berwarna coklat hampir merah jambu.[3] Jamur hasil budidaya juga memiliki batang yang panjang dan kurus-kurus, sedangkan jamur di alam bebas memiliki batang yang lebih pendek dan gemuk.[3] Rasa jamur hasil budidaya juga sangat berbeda dengan jamur yang tumbuh di alam bebas.[3]Enokitake yang tersedia di pasar swalayan merupakan hasil budidaya.[4] Jamur dibudidayakan dengan menggunakan botol plastik atau kantong plastik.[4] Jamur memerlukan waktu 30 hari pada suhu 15 °C dan kelembapan 70% di atas media tanam serbuk gergaji atau serbuk bonggol jagung ditambah berbagai bahan campuran lain.[4] Setelah itu, jamur masih perlu tumbuh 30 hari lagi dengan suhu yang lebih sejuk dan lebih lembap.[4]
Proses
Jamur dilindungi dari sinar matahari dan dipaksa tumbuh di dalam botol plastik atau kantong plastik yang sempit. [4] Jamur yang terus mencari sinar matahari akhirnya tumbuh terus ke atas hingga menjadi panjang-panjang dan kurus.[4] Jamur memang bisa tumbuh tanpa sinar matahari, tapi sinar matahari tetap diperlukan pada penyebaran spora.[4]Enokitake dapat hidup di alam sebagai jamur liar atau dibudidaya dan dikultur.[3] Kedua jenis ini dapat dimakan, namun jamur Enokitake hasil budidaya memiliki rasa dan kenikmatan yang lebih baik dibandingkan dengan jamur Enokitake liar.[3] Jamur Enokitake hasil budidaya banyak digunakan dalam masakan Jepang dan Cina.[3] Ciri khas jamur Enokitake hasil budidaya adalah warnanya yang kuning pucat, tangkainya yang panjang dengan tudungnya yang kecil.[3]
Ciri dari jamur Enokitake yang hidup liar adalah memiliki tudung berwarna coklat, berbentuk cembung dan ukurannya dapat mencapai 3 cm.[3] Tudung ini akan semakin datar seiring bertambahnya usia jamur Enokitake.[3]
Manfaat
Jamur ini banyak digunakan dalam berbagai masakan sup dalam Jepang, Korea, masakan Cina, dan Vietnam.[1] Jamur mempunyai tekstur garing dan aroma yang segar.[1] Bagian akar perlu dipotong sebelum digunakan dalam masakan.[1] Jamur segar tahan disimpan di lemari es sampai satu minggu.[1]Jamur Enokitake sangat mudah dibudidayakan dan sudah dibudidayakan di Jepang sejak lebih dari 300 tahun yang lalu. Enokitake bisa ditanam sendiri di rumah asalkan suhu cukup sejuk.[1] Di Cina, jamur ini sering digunakan dalam pengobatan tradisional untuk mengobati susah buang air besar.[1]
Biasanya jamur ini digunakan dalam makanan – makanan yang berbau Asia.[1] Jamur ini juga banyak digunakan sebagai bahan salad (di mana rasa terbaik dari jamur ini dapat dinikmati), sup dan juga sering digoreng bersama sayuran dan daging.[1]
Kandungan gizi
Jamur Enokitake mengandung banyak serat.[1] Jamur ini juga mengandung banyak protein dan beberapa vitamin seperti vitamin B, serta mineral.[1] Satu mangkuk jamur mentah diperkirakan dapat menyediakan 20 kalori.[1] Jamur ini juga tidak mengandung gula sehingga aman dikonsumsi oleh penderita diabetes dan juga dapat dijadikan pilihan bahan makanan untuk diet.[1]Jamur Enokitake juga mengandung senyawa flammulin yang merupakan senyawa anti kanker dan tumor.[5] Jamur Enokitake juga dipercaya dapat menstimulasi sistem imun dan juga memiliki aktivitas anti viral dan anti bakteri.[5] Selain itu, dalam jamur ini juga terdapat senyawa lain yang berfungsi sebagai penurun tekanan darah dan juga penurun kolestrol.[2] Penelitian juga menginformasikan bahwa Enokitake berguna dalam perawatan lymphomia dan kanker prostat.[2]
TEKNOLOGI PEMBEKUAN MAKANAN
Teknologi pembekuan makanan adalah teknologi mengawetkan makanan dengan menurunkan temperaturnya hingga di bawah titik beku air. Hal ini berlawanan dengan pemrosesan termal, di mana makanan dipaparkan ke temperatur tinggi dan memicu tegangan termal terhadap makanan, dapat mengakibatkan hilangnya nutrisi, perubahan rasa, tekstur, dan sebagainya, atau pemrosesan kimia dan fermentasi yang dapat mengubah sifat fisik dan kimia makanan. Makanan beku umumnya tidak mengalami hal itu semua; membekukan makanan cenderung menjaga kesegaran makanan. Makanan beku menjadi favorit konsumen melebihi makanan kaleng atau makanan kering, terutama di sektor hasil peternakan (daging dan produk susu), buah-buahan, dan sayur-sayuran.
Hampir semua jenis bahan makanan dapat dibekukan (bahan mentah, setengah jadi, hingga makanan siap konsumsi) dengan tujuan pengawetan. Proses pembekuan makanan melibatkan pemindahan panas dari produk makanan. Hal ini akan menyebabkan membekunya kadar air di dalam makanan dan menyebabkan berkurangnya aktivitas air di dalamnya. Menurunnya temperatur dan menghilangnya ketersediaan air menjadi penghambat utama pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim di dalam produk makanan, menyebabkan makanan menjadi lebih awet dan tidak mudah membusuk. Keunggulan dari teknik pembekuan makanan adalah semua hal tersebut dapat dicapai dengan mempertahankan kualitas makanan seperti nilai nutrisi, sifat organoleptik, dan sebagainya.
Daftar isi[sembunyikan] |
Sejarah
Teknik pembekuan makanan sudah dikenal sejak lama sekali, sedangkan teknik pembekuan dengan campuran garam-es diperkenalkan pada tahun 1800an di dua tempat, yaitu di Inggris (oleh H. Benjamin di tahun 1842) dan di Amerika Serikat (oleh Enoch Piper pada tahun 1861) yang keduanya memanfaatkannya untuk mendinginkan ikan. Komersialisasi teknik pembekuan makanan baru dimulai di akhir abad ke 19 ketika alat pendingin mekanis, yang saat ini disebut dengan lemari es, ditemukan. Dan di pertengahan abad ke 20, makanan beku mulai ikut bersaing dengan makanan kalengan dan makanan kering (Desrosier dan Desrosier, 1982).Penurunan titik beku
Titik beku adalah temperatur di mana kristal es dan air berada dalam keadaan ekuilibrium; titik di mana air tepat membeku atau es tepat mencair. Air murni membeku pada temperatur 0oC pada tekanan atmosfer. Titik beku makanan berada di bawah titik beku air murni, hal ini dikarenakan makanan mengandung berbagai campuran berbagai macam zat dan masing-masing saling memengaruhi sehingga menurunkan titik beku. Level titik beku suatu makanan tergantung pada konsentrasi zat-zat dalam makanan.Proses pembekuan
Ketika makanan dipaparkan ke temperatur dingin, produk makanan tersebut akan kehilangan panas akibat laju pindah panas yang terjadi dari makanan ke medium bertemperatur rendah di sekitarnya. Permukaan makanan akan mengalami penurunan temperatur lebih cepat dibandingkan dengan bagian dalamnya.Jumlah air yang membeku dalam produk makanan tergantung pada temperatur pembekuan; kandungan campuran zat makanan amat memengaruhi hal tersebut. Umumnya, semakin cair suatu bahan makanan, jumlah air yang membeku akan semakin banyak. Tetapi, kuning telur masih menyisakan lebih dari 20 persen air meski sudah didinginkan hingga minus 40oC. Hal ini dikarenakan kandungan protein yang tinggi yang terlarut dalam air. Kekurangan teknik pembekuan adalah sulitnya membekukan kandungan air yang ada dalam bahan makanan secara sempurna sehingga masih menyisakan risiko pertumbuhan mikroorganisme; untuk mengatasinya diperlukan pendinginan lebih jauh lagi untuk menghentikan aktivitas enzim mikroorganisme dan/atau membekukan lebih banyak air, namun hal itu tidaklah ekonomis (Kutz, 2007).
Perubahan fase dan formasi kristal es
Ketika temperatur produk makanan diturunkan hingga di bawah titik beku air, air mulai membentuk kristal es. Pembentukan kristal es dapat disebabkan oleh kombinasi molekul-molekul air yang disebut dengan nukleasi homogenik, atau pembentukan inti di sekitar partikel tersuspensi yang dikenal dengan nama nukleasi heterogen (Fellows, 2000). Nukleasi homogen terjadi dalam kondisi di mana zat terbebas dari zat pengotor yang pada umumnya berperan sebagai inti ketika terjadi proses pembekuan. Nukleasi heterogen terjadi ketika molekul-molekul air bersatu dengan agen nukleasi seperti benda asing, zat tak terlarut, atau bahkan dinding pembungkus (Sahagian dan Goff, 1996). Nukleasi heterogen adalah tipe yang umum terjadi dalam proses pembekuan makanan.Tipe ketiga dari proses nukleasi, yang disebut dengan pembentukan inti sekunder, terbentuk ketika kristal-kristal membelah. Tipe kristalisasi ini memberikan ukuran kristal yang seragam, dan umum terjadi pada proses pembekuan makanan cair (Franks, 1987).
Umumnya, dalam proses pembekuan makanan, temperatur berkurang mulai dari temperatur awal di atas titik beku hingga beberapa derajat di bawah titik beku. Dalam proses ini, temperatur di 0 hingga -5oC disebut zona kritis yang diperlukan oleh makanan dalam pembentukan kristal-kristal es. Lamanya waktu yang diperlukan bagi makanan dalam melalui zona kritis ini menentukan jumlah dan ukuran kristal es yang terbentuk. Proses pembekuan yang cepat akan membentuk sejumlah besar kristal es berukuran kecil, sedangkan pendinginan dalam waktu yang lambat akan membentuk sejumlah kecil kristal es berukuran besar. Pembekuan yang lambat memberikan waktu bagi molekul-molekul air untuk bermigrasi menuju inti yang akan bersatu dengannya untuk membentuk agregat kristal es sehingga menghasilkan kristal es berukuran besar. Pembentukan kristal es berukuran besar ini akan memengaruhi struktur makanan dan menyebabkan hilangnya kualitas makanan. Kristal es yang besar akan menusuk dinding sel produk makanan dan merusaknya. Kerusakan akan semakin besar dengan semakin lambatnya laju pembekuan (Otero et al., 2000). Solusi terbaik adalah dengan mencegah terjadinya kristalisasi ini dengan risiko meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme yang dapat merusak makanan karena temperatur yang masih memungkinkan bagi pertumbuhan mikroorganisme. Solusi dari masalah tersebut adalah dengan menambahkan protein anti beku yang dapat menurunkan titik beku air dan mencegah kristalisasi pada temperatur yang sangat rendah (Feeney dan Yeh, 1998).
Perkiraan waktu pembekuan
Semua produk makanan mengandung berbagai jenis zat terlarut. Sangat sulit untuk menentukan pada temperatur berapa seluruh air dalam produk makanan akan membeku, dikarenakan keberadaan zat terlarut dalam makanan menurunkan titik beku.Laju pendinginan yang memengaruhi waktu pembekuan yang diperlukan produk makanan kualitas produk makanan dapat didefinisikan oleh selisih antara temperatur awal produk makanan dan temperatur akhir pembekuan dibagi dengan waktu. (oC/s). Dapat juga didefinisikan dengan rasio dari selisih antara temperatur permukaan dan temperatur bagian dalam produk makanan dengan waktu yang dibutuhkan bagi permukaan produk makanan untuk mencapai temperatur 0oC dan bagian dalam produk makanan untuk mencapai temperatur -5oC.
Perkiraan waktu pembekuan adalah faktor utama dalam melakukan pembekuan makanan. Waktu pembekuan menentukan kapasitas alat pendingin yang dibutuhkan dalam melakukan pembekuan.
Faktor yang memengaruhi lamanya proses pembekuan adalah konduktivitas termal, kalor jenis, ketebalan, massa jenis, dan luas permukaan produk makanan serta selisih temperatur antara produk makanan dengan medium pendinginan dan resistansi laju pindah panas. Perkiraan waktu pembekuan semakin sulit dilakukan karena konduktivitas termal, massa jenis, dan kalor jenis produk makanan bervariasi bergantung pada temperatur awal, ukuran, dan bentuk dari makanan.
Semakin besar ukuran produk makanan, waktu yang dibutuhkan untuk melakukan pembekuan akan semakin lama. Hal ini dikarenakan meningkatnya kalor laten dan jumlah kalor yang Alat pembekuan
Tipe peralatan yang digunakan untuk produk tertentu ditentukan oleh berbagai faktor. Sensivitas produk, ukuran, dan bentuk produk makanan serta kualitas akhir yang diperlukan, laju produksi, ketersediaan ruang, kapasitas investasi, tipe media pendinginan yang digunakan, dan sebagainya. Peralatan pembekuan secara umum dapat dikelompokan sebagai berikut:
- Memanfaatkan kontak langsung dengan permukaan dingin; produk makanan, baik dalam keadaan dikemas atau tidak, diekspos secara langsung dengan permukaan dingin, logam, lempengan, dan sebagainya.
- Memanfaatkan media udara sebagai media pendinginan; udara dalam temperatur yang sangat dingin digunakan dalam mendinginkan produk makanan. Air blast, spray udara, fluidized bed juga termasuk dalam metode tersebut.
- Menggunakan cairan sebagai coolant. Dalam hal ini, cairan yang bertemperatur sangat rendah, titik didih yang rendah, serta memiliki konduktivitas termal yang tinggi digunakan dalam mendinginkan produk makanan. Cairan disemprotkan ke produk atau produk direndam ke dalam cairan. Termasuk dalam metode ini adalah cryogenic.
Kontak langsung dengan permukaan dingin
Dalam pembekuan sistem lempengan dingin, lempengan seolah menjadi pembungkus produk makanan tersebut. Lempengan dapat berupa lempengan ganda atau lempengan banyak yang didinginkan dengan berbagai cara. Ruang udara di antara lempeng dan pembungkus dapat menambah resistansi hambatan laju transfer kalor, sehingga ruang antara lempengan harus diminimalisasi menyesuaikan dengan ukuran produk makanan. Dan itulah yang menjadi keuntungan dari metode ini; bentuk dan ukuran lempengan dapat disesuaikan dengan ukuran produk makanan. Keuntungan lainnya adalah, pembekuan dapat dilakukan dengan cepat dari berbagai sisi produk makanan, karena logam memiliki konduktivitas termal yang tinggi sehingga transfer panas dapat melaju dengan cepat.Pembekuan dengan lempengan-lempengan seperti ini cenderung lebih menghemat ruang karena penyusunan letak makanan yang rapih dan terstruktur.
Pembekuan dengan memanfaatkan media udara
Adalah tipe pembekuan yang umum, yaitu ruang pendingin yang diisi oleh udara yang didinginkan. Keuntungannya adalah, dengan memanfatkan aliran konveksi, temperatur dingin dapat disebarkan hingga ke sudut ruangan secara efisien, namun koefisien transfer panas konvektif udara cenderung kecil sehingga pembekuan perlu dilakukan dalam waktu yang lebih lama akibat rendahnya laju transfer panas. Semakin besar ruangan, semakin kecil kalor yang dapat dipindahkan dalam satuan waktu tertentu. Hilangnya berat dari produk juga dapat terjadi akibat kontak langsung antara produk dan air yang mampu mengangkat kandungan air dalam produk makanan, terutama jika temperatur dan kelembaban memungkinkan.Sirkulasi udara dapat dilakukan secara alami maupun secara mekanis dengan menggunakan kipas.
Pembekuan dengan menggunakan cairan
Umumnya, produk makanan direndam dalam cairan pendingin yang didinginkan. Cairan yang digunakan berupa cairan yang memiliki titik didih rendah namun memiliki kemampuan menyerap panas yang tinggi, misalnya glikol atau cairan lainnya yang disebut coolant. Makanan cair juga dapat didinginkan dengan cara ini asalkan dikemas terlebih dahulu sebelum direndam. Umumnya tidak ada kontak langsung antara produk makanan dengan cairan pendingin, karena berisiko merusak kualitas produk makanan.Penyemprotan makanan juga termasuk metode ini, dengan menggunakan cairan pendingin yang sejenis. Makanan dialirkan dengan konveyor, lalu dilakukan penyemprotan. Setelah dilakukan penyemprotan, umumnya produk makanan dibekukan dengan memanfaatkan media udara seperti aliran udara dingin. Cara ini menjadikan makanan menjadi beku lebih cepat dibandingkan tanpa cairan pendingin.
Dengan metode cryogenic, makanan dapat dibekukan dengan cara yang cepat. Makanan direndam dalam cairan cryogenik yang disebut dengan cryogen. Cryogen yang umum digunakan misalnya nitrogen cair dan karbon dioksida cair. Nitrogen cair memiliki titik didih yang sangat rendah, yaitu -196oC, sedangkan karbon dioksida cair memiliki titik didih -79oC. Cryogen cenderung tidak berbau, tidak berwarna, dan inert sehingga tidak akan bereaksi dengan bahan makanan padat walau pendinginan dilakukan dalam keadaan tanpa dikemas dan memengaruhi kualitas makanan kecuali terhadap temperatur dinginnya itu sendiri. Selain itu, cryogen memiliki laju transfer panas yang lebih tinggi dibandingkan dengan cairan pendingin lainnya.
Pada proses pembekuan dengan cryogenic, pendinginan awal perlu dilakukan untuk mencegah keretakan akibat turunnya temperatur secara drastis karena volum produk makanan mengalami perubahan volum yang sangat cepat ketika terendam dalam cryogen. Mempertahankan temperatur sangat mungkin karena cryogen yang menguap memiliki koefisien transfer kalor konvektif yang sangat tinggi.
Modifikasi terbaru dari pendingin cryogenic adalah pendingin cryomechanical yang menggabungkan metode perendaman produk dalam cairan cryogen dan metode mekanik yaitu menggunakan konveyor tipe sprayer, spiral, ataupun belt yang memanfaatkan uap cryogen. Hal ini akan mengurangi waktu pendinginan, mengurangi hilangnya berat produk makanan, meningkatkan kualitas produk, dan meningkatkan efisiensi (Agnelli dan Mascheroni, 2002).
Pengaruh pembekuan dan penyimpanan beku terhadap makanan
Setiap penambahan maupun pengurangan panas yang dilakukan terhadap makanan akan membawa beberapa perubahan terhadap makanan tersebut. Pendinginan akan mengubah air menjadi es, dan sifat makanan akan ditentukan oleh sifat es tersebut. Pertumbuhan mikroorganisme dan aktivitas enzim ditentukan oleh berkurangnya aktivitas air dalam makanan beku. Jumlah dan ukuran inti es yang terbentuk cukup memengaruhi kualitas produk dalam hal tingkat kerusakan dinding sel bakteri dan juga struktur jaringan produk makanan. Kehilangan berat dan mengeringnya permukaan umumnya kekurangan kualitas yang tidak diinginkannya. Kondisi penyimpanan dan transportasi, terutama fluktuasi temperatur akan memengaruhi kristalisasi es dan kualitas produk.Efek terhadap karakter fisik
Ketika air diubah menjadi es, volumenya bertambah 9% (air memiliki volume terkecil pada temperatur 4oC lalu bertambah volumenya seiring penurunan temperatur, sifat anomali air) (Kalichevsky et al. 1995). Jika produk makanan tersebut mengandung banyak air, maka hal yang sama akan terjadi, namun kadar air, temperatur pendinginan, dan keberadaan ruang antar sel amat memengaruhi perubahan volume tersebut.Kerusakan sel juga mungkin terjadi akibat pendinginan; hal ini diakibatkan gerakan kristal es atau kondisi osmotik sel. Produk daging tidak mengalami kerusakan sebesar produk buah-buahan dan sayuran karena struktur fibrous yang dimiliki daging lebih elastis dibandingkan struktur buah dan sayur yang cenderung kaku.
Kehilangan berat akibat pendinginan juga menjadi masalah karena selain masalah kualitas, hal ini juga merupakan masalah ekonomi jika produk dijual berdasarkan berat produk. Produk yang tidak dikemas akan mengalami kehilangan berat lebih besar akibat perpindahan tingkat kelembaban menuju wilayah yang bertekanan lebih rendah akibat kontak langsung dengan media pendinginan.
Cracking atau terbentuknya retakan pada permukaan hingga bagian dalam produk juga bisa terjadi, terutama ketika produk makanan dibekukan dengan cara direndam ke dalam cairan pendingin atau cryogen yang menyebabkan terbentuknya lapisan beku di permukaan makanan. Lapisan ini melawan peningkatan volume dari dalam sehingga produk akan mengalami stress di bagian dalamnya. Jika lapisan beku yang terbentuk cukup rapuh, akan terjadi retakan. Sifat produk seperti porositas, ukuran, modulus elastisitas, dan densitas amat memengaruhi terjadinya keretakan tersebut. Perubahan densitas terjadi akibat bertambahnya volume, dan ini bisa ditangani dengan pendinginan dalam kondisi tekanan tinggi.
Efek terhadap bahan penyusun makanan
Pendinginan akan mengurangi aktivitas air pada makanan. Mikroorganisme tidak dapat tumbuh pada kondisi aktivitas air yang rendah dan temperatur di bawah nol. Organisme patogen tidak bisa tumbuh pada temperatur di bawah 5oC, namun tipe organisme lainnya memiliki respon yang berbeda. Sel vegetatif ragi, jamur, dan bakteri gram negatif akan hancur pada temperatur rendah, namun bakteri gram positif dan spora jamur diketahui tidak dipengaruhi oleh temperatur rendah. Protein akan mengalami denaturasi dalam temperatur dingin yang mengakibatkan perubahan penampilan produk, tapi nilai nutrisinya tidak terjadi walau terjadi denaturasi selama berat tidak berkurang. Pembekuan tidak memengaruhi kandungan vitamin A, B, D, dan E, namun memengaruhi kandungan vitamin C.Efek pembekuan terhadap sifat termal makanan
Pengetahuan tentang sifat termal produk makanan dibutuhkan dalam mendesain proses pembekuan dan alat yang dibutuhkan, termasuk juga kapasitas pemindahan panas.Sifat termal beberapa produk makanan beku pada kandungan air tertentu
| Produk makanan (kadar air, %) | Kalor jenis (kJ/kg K) | Kalor laten (kJ/kg) |
|---|---|---|
| Apel (84) | 1,88 | 280 |
| Kacang-kacangan (89) | 1,96 | 296,8 |
| Kol (92) | 1,96 | 305,1 |
| Persik (87) | 1,92 | 288,4 |
| Pisang (75) | 1,76 | 255 |
| Semangka (92) | 2,0 | 305,1 |
| Wortel (88) | 1,88 | 292,6 |
| Daging ikan (70) | 1,67 | 275,9 |
| Daging sapi (75) | 1,67 | 255 |
| Roti (32-37) | 1,42 | 108,7-221,2 |
| Susu (87,5) | 2,05 | 288,4 |
| Telur (-) | 1,67 | 288,4 |
| Telur tidak dicantumkan kadar airnya karena pada umumnya setiap butir telur mengandung kadar air yang sama |
Kalor jenis es hanya setengahnya dari kalor jenis air. Selama masa pendinginan, kalor jenis produk makanan menurun. Pengukuran kalor jenis cukup rumit karena terdapat perubahan fase berkelanjutan dari air ke es. Kalor laten dari produk makanan dapat diperkirakan dari fraksi air yang ada pada makanan (Fennema et al., 1973). Difusivitas termal dari makanan beku bisa diperkirakan dari massa jenis, kalor jenis, dan termal konduktivitas. Digabungkan dengan data mengenai konduktivitas termal dan kalor jenis es terhadap air, dapat diperkirakan bahwa makanan beku memiliki nilai difusivitas termal 9-10 kali lebih besar dibandingkan dengan makanan yang tidak dibekukan (Desrosier dan Desrosier, 1982).
Pengembangan teknik pembekuan
Pembekuan dengan tekanan tinggi
Metode pembekuan konvensional, terutama dalam kasus makanan berukuran besar, akan menyebabkan terbentuknya gradien temperatur yang besar. Permukaan produk makanan akan mengalami percepatan pembekuan yang lebih cepat dibandingkan dengan bagian dalamnya, sehingga pada bagian permukaan makanan akan memiliki sejumlah besar kristal es berukuran kecil sedangkan bagian dalamnya akan memiliki sejumlah kecil kristal es berukuran besar. Hal ini akan menyebabkan kehilangan kualitas produk.Pembekuan konvensional juga akan menyebabkan peningkatan volume dari produk dan menyebabkan kerusakan jaringan. Ketika pembekuan dilakukan pada tekanan tinggi, peningkatan volume dapat dicegah dan antara permukaan dan bagian dalam produk makanan akan mengalami pembekuan dalam kecepatan yang tidak jauh berbeda sehingga pembentukan kristal es akan homogen pada bagian permukaan dan bagian dalam produk makanan.
