Kavadya Syska

Teknologi Termal dan Non-Termal Baru untuk Pengolahan Buah dan Sayuran: Potensi dan Keterbatasannya

Teknologi | 2024-11-08 14:33:51

1. Pendahuluan

Buah dan sayuran merupakan sumber utama senyawa bioaktif yang meliputi antioksidan, polifenol, flavonoid, dan berbagai vitamin yang penting bagi kesehatan manusia. Namun demikian, kandungan air yang tinggi pada buah dan sayuran membuatnya mudah mengalami kerusakan mikrobiologis dan perubahan enzimatik. Proses pengeringan adalah salah satu solusi utama dalam memperpanjang masa simpan, namun metode konvensional, seperti pengeringan udara panas, diketahui sering kali menyebabkan degradasi nutrisi, perubahan tekstur, dan penurunan kualitas sensori.

Dalam beberapa dekade terakhir, perkembangan teknologi pengolahan pangan mulai beralih ke teknik-teknik modern yang dikenal dengan teknologi termal dan non-termal. Teknologi ini tidak hanya dirancang untuk mempertahankan kualitas nutrisi tetapi juga meningkatkan efisiensi proses pengeringan dan menjaga nilai bioaktif dalam produk. Artikel ini meninjau teknologi baru yang menjanjikan ini, mengeksplorasi efektivitasnya dalam industri pangan modern.

2. Teknologi Termal dan Non-Termal dalam Pengolahan Buah dan Sayuran

2.1 Teknologi Termal Modern

Teknologi termal modern dalam pengolahan buah dan sayuran melibatkan penggunaan panas untuk mempercepat proses pengeringan dan memperpanjang umur simpan produk. Salah satu metode yang sedang dikembangkan adalah microwave blanching, yang menggunakan energi gelombang mikro untuk memanaskan dan mengeringkan buah serta sayuran dengan cepat. Teknik ini tidak hanya mempercepats waktu pengeringan tetapi juga mampu mempertahankan tekstur produk, menjadikannya pilihan yang menarik untuk pengolahan komoditas segar. Namun demikian, penggunaan microwave blanching memerlukan kontrol ketat terhadap suhu dan durasi proses agar dapat mempertahankan nilai gizi, terutama pada senyawa yang sensitif terhadap panas seperti vitamin C.

Selain itu, teknologi inframerah blanching menggunakan radiasi inframerah untuk memanaskan produk, sehingga memungkinkan pengeringan yang lebih efisien dengan kerusakan minimal pada senyawa bioaktif. Meskipun efektif, teknologi ini hanya mampu menjangkau lapisan luar produk sehingga kurang optimal untuk buah dan sayuran dengan ketebalan yang besar, di mana distribusi panas ke bagian dalam menjadi tantangan.

Metode lain yang berkembang adalah impingement udara panas dengan kelembapan tinggi, di mana aliran udara panas yang mengandung kadar kelembapan tinggi diarahkan pada produk untuk mengeringkannya dengan cepat. Teknologi ini efisien dan cocok untuk skala industri, tetapi membutuhkan sistem kontrol yang canggih untuk menjaga konsistensi dan kualitas produk akhir.

2.2 Teknologi Non-Termal Inovatif

Teknologi non-termal kini semakin populer dalam pengolahan buah dan sayuran karena kemampuannya dalam mempertahankan kualitas nutrisi tanpa menyebabkan perubahan signifikan pada struktur dan warna produk. Salah satu teknologi non-termal yang banyak dikaji adalah plasma dingin, yang menggunakan gas ion untuk memodifikasi struktur permukaan produk. Proses ini meningkatkan porositas, sehingga mempercepat penguapan air saat pengeringan berlangsung. Selain itu, plasma dingin juga efektif dalam mengurangi risiko kontaminasi mikrobiologis tanpa merusak senyawa bioaktif, menjadikannya pilihan ideal untuk mempertahankan kandungan nutrisi.

Teknologi non-termal lainnya yang inovatif adalah medan listrik berdenyut (Pulsed Electric Field/PEF), yang bekerja dengan menciptakan medan listrik yang membuka membran sel pada buah dan sayuran. Proses ini tidak hanya mempermudah penguapan air, tetapi juga sangat efektif dalam mempertahankan senyawa bioaktif selama pengeringan, sehingga menjaga kualitas nutrisi produk.

Selain itu, ultrasonikasi atau penggunaan gelombang ultrasonik juga menjadi teknologi non-termal yang sangat menarik. Gelombang ultrasonik bekerja dengan meningkatkan permeabilitas membran sel, yang mempercepat proses pengeringan dan membantu mempertahankan kandungan senyawa bioaktif, seperti polifenol dan flavonoid. Penelitian menunjukkan bahwa ultrasonikasi mampu mempertahankan senyawa bioaktif lebih baik daripada metode pengeringan konvensional, sehingga menjadikannya metode yang efektif untuk pengolahan buah dan sayuran yang tetap kaya nutrisi.

3. Manfaat dan Tantangan dalam Penerapan Teknologi Baru

3.1 Manfaat Teknologi Baru

Penerapan teknologi termal dan non-termal dalam pengolahan buah dan sayuran menghadirkan berbagai manfaat yang signifikan. Salah satu manfaat utama adalah peningkatan efisiensi pengeringan. Teknologi seperti microwave dan plasma dingin memungkinkan proses pengeringan berlangsung lebih cepat dengan kehilangan nutrisi yang minimal, yang menjadikan proses ini lebih efisien, terutama bagi produk yang memerlukan waktu pengeringan singkat untuk mempertahankan kualitas.

Selain itu, teknologi non-termal seperti medan listrik berdenyut (PEF) dan ultrasonikasi menunjukkan efektivitas dalam mempertahankan senyawa bioaktif seperti polifenol, flavonoid, dan vitamin C. Teknologi ini tidak hanya menjaga kandungan nutrisi, tetapi juga mampu meningkatkan kualitas tekstur pada produk akhir, membuat produk lebih menarik bagi konsumen dari segi penampilan dan nilai gizi.

Lebih lanjut, teknologi seperti plasma dingin dan PEF menawarkan solusi untuk pengendalian mikroba pada buah dan sayuran tanpa memerlukan tambahan bahan kimia, sehingga produk menjadi lebih aman dan alami. Dengan kombinasi manfaat ini, teknologi baru ini memberikan kontribusi besar bagi industri pangan dalam memproduksi produk berkualitas tinggi dan sehat.

3.2 Tantangan Aplikasi Skala Industri

Meskipun menawarkan berbagai manfaat, teknologi-teknologi termal dan non-termal baru ini menghadapi sejumlah tantangan dalam penerapannya pada skala industri. Salah satu kendala utama adalah biaya dan kompleksitas operasional. Teknologi seperti plasma dingin dan medan listrik berdenyut (PEF) memerlukan peralatan khusus yang relatif mahal dan membutuhkan pengaturan parameter yang rumit agar berfungsi secara optimal. Faktor ini secara langsung berdampak pada peningkatan biaya produksi, sehingga bisa menjadi kendala, terutama bagi industri pangan skala kecil dan menengah yang memiliki keterbatasan dalam hal modal dan sumber daya teknis.

Selain itu, stabilitas dan skalabilitas teknologi juga menjadi tantangan yang cukup besar. Beberapa teknologi seperti ultrasonikasi dan inframerah masih terbatas dalam hal skalabilitas dan belum sepenuhnya stabil dalam mempertahankan kualitas produk dalam kondisi lingkungan dan skala produksi yang berbeda-beda. Kendala ini membuat beberapa teknologi tersebut sulit diadopsi secara luas di industri pangan, terutama pada pengolahan dalam jumlah besar yang memerlukan konsistensi hasil dan efisiensi yang tinggi.

4. Rekomendasi untuk Pengembangan dan Prospek Masa Depan

Untuk memastikan teknologi ini dapat diadopsi secara luas dalam industri pangan, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk menentukan parameter optimal yang sesuai dengan berbagai jenis buah dan sayuran. Beberapa pendekatan yang direkomendasikan meliputi:

• Penggabungan Teknologi: Penggabungan teknologi termal dan non-termal dapat membantu mengatasi keterbatasan masing-masing metode. Misalnya, mengombinasikan microwave blanching dengan PEF untuk mempercepat pengeringan sekaligus mempertahankan kualitas nutrisi.
• Penyesuaian Peralatan untuk Skala Industri: Perkembangan peralatan yang mampu beroperasi dengan efisiensi energi tinggi dan stabil pada skala besar menjadi prioritas. Selain itu, riset mengenai biaya dan efisiensi operasional perlu dikaji untuk menurunkan biaya produksi.

5. Kesimpulan

Teknologi termal dan non-termal baru menawarkan solusi inovatif untuk pengolahan buah dan sayuran yang sehat, kaya nutrisi, dan tahan lama. Meski menghadapi tantangan teknis dan biaya, perkembangan teknologi ini terus menunjukkan prospek positif untuk masa depan industri pangan. Penelitian lanjutan dan inovasi teknologi diharapkan dapat membantu industri pangan memenuhi permintaan konsumen akan produk-produk berkualitas tinggi dan bernutrisi yang tetap terjaga selama proses pengolahan.

Daftar Pustaka

Boateng, I.D., 2024. Recent processing of fruits and vegetables using emerging thermal and non-thermal technologies. A critical review of their potentialities and limitations on bioactives, structure, and drying performance. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 64(13), pp.4240-4274.

Dash, K.K. and Chakraborty, S. eds., 2021. Food Processing: Advances in Thermal and Non-Thermal Technologies, Two Volume Set. CRC Press.

Fellows, P.J., 2022. Food processing technology: principles and practice. Woodhead publishing.

Prasad, P., Kar, S. and Sahu, J.K., 2021. Food Processing: Advances in Nonthermal Technologies. CRC press.