Perubahan Kualitas Produk Perikanan Selama Pembekuan dan Penyimpanan Beku
Shanti Dwita Lestari
Pengantar •
•
Pada proses pembekuan, pertumbuhan mikroorganisme terhambat, namun proses degradatif dan reaksi kimia pada jaringan otot ikan masih berlanjut Proses pembekuan dan penyimpanan yang lama, diikuti dengan thawing akan menurunkan kualitas produk, meskipun hal ini masih dipengaruhi oleh spesies dan mutu produk sebelum dibekukan
Gaping •
•
Merupakan kondisi di saat jaringan ikat gagal mempertahankan keutuhannya Hali ini berhubungan dengan rendahnya pH akhir otot dan perubahan pada jaringan ikat selama pembekuan
Denaturasi Protein
3 Teori Denaturasi Protein pada Saat Pembekuan dan Penyimpanan Beku 1. Peningkatan konsentrasi solut 2. Dehidrasi sel 3. Perubahan autooksidatif yang mengganggu keseimbangan interaksi protein-protein dan protein-air
•
•
Pada keadaan dehidrasi, interaksi protein dan air pada jaringan akan terputus. Molekul protein akan berhadapan dengan kondisi yang kurang polar sehingga rantai samping protein yang bersifat hidrofobik menjadi lebih aktif KONFORMASI PROTEIN Autooksidasi lemak berperan dalam denaturasi dan deteriorasi sifat-sifat fungsional protein otot mengakibatkan crosslink antara protein dengan produk-produk hasil oksidasi lemak
•
•
Crosslink protein juga bisa dimediasi oleh formaldehid yang merupakan senyawa yang diproduksi oleh aksi enzim TMAO reduktase, yang muncul dalam jumlah banyak sebagai osmoregulator pada ikan gadoid Aktifitas TMAO reduktase dan enzim-enzim lain berlangsung lebih cepat pada proses freezingthawing sistem selular akibat adanya disrupsi sel
Freezing Rate dan Kualitas ikan •
•
•
Freezing rate mempengaruhi degradasi ATP yang disertai dengan peningkatan kandungan IMP Glikolisis yang terjadi pada saat pembekuan diindikasikan dengan naiknya kandungan asam laktat pada produk Pada pembekuan lambat, glikolisis meningkat, thermal arrest time untuk mencapai suhu -8oC menjadi lebaih lama
Glass transition
•
•
•
•
Tg merupakan titik transisi dari fase cair menjadi struktur menyerupai solid Suhu transisi gelas (Tg) berbeda-beda untuk setiap jenis produk Nilai tersebut berhubungan dengan stabilitas produk selama penyimpanan beku Glass : kondisi padatan amorf : merupakan zat cair yang memiliki viskositas > 10 Pa.s dengan variasi entalpi dan volume yang mirip dengan zat padat
Perubahan Tekstur •
•
•
•
•
Freezing
Denaturasi Protein
Perubahan tekstur (soft, springy >> fibrous, firm, hard, spongy) Perubahan nampak lebih nyata pada ikan-ikan berdaging putih dan flaky Flat fish kurang sensitif terhadap perubahan tekstur, demikian juga dengan whole fish jika dibandingkan dengan fillet Tergantung jenis spesies Berkorelasi dengan ukuran serat, semakin kecil ukuran serat, semakin tinggi nilai firmness
Perubahan Flavor bau rumput laut •
Fresh Fish bau dapat dipertahankan meski telah melewati proses pembekuan
•
Selama pembekuan off odor dan off flavor terjadi secara bertahap dan semakin meningkat dengan lamanya penyimpanan
Karakteristik off odors/flavors •
•
Pada Lean Fish : acid, bitter, musty Pada Fatty Fish : rancid, oxidized, painty
Perubahan warna Pada Lean Fish : opaque, yellowish Pada Fatty Fish : rusty •
•
•
•
Oksidasi lipid dan pembentukan senyawa-senyawa turunannya merupakan faktor utama penyebab off flavor Reaksi oksidasi pada ikan beku tergantung pada ketersediaan O2, suhu penyimpanan dan asal ikan
Oksidasi lipid dimulai dan ditingkatkan melalui beberapa mekanisme : 1. Produksi singlet oksigen 2. Pembentukan senyawa turunan O2, radikal O2 bebas (H2O2 dan hydroxy radicals) secara enzimatis maupun non enzimatis 3. Pembentukan komplek O2 dengan iron aktif 4. Pemutusan hydroxy peroxide yang diprakarsai oleh suhu dan keberadaan senyawa besi •
Cara Pencegahan •
•
•
Penghilangan darah sebelum pembekuan Penambahan antioksidan yang mengandung chelator, lipid dan scavenger radikal bebas yang larut air untuk menstabilkan kondisi jaringan tubuh ikan Hasil yang telah diperoleh adalah fatty fish (mackarel) dapat disimpan selama satu tahun pada -20oC tanpa terjadinya rancidity
Perubahan Penampakan •
•
Selama penyimpanan beku, pigmen ikan dan kerang-kerangan cenderung memudar Penyimpanan dalam waktu yang lebih lama mengakibatkan kenaikan nilai lightness, redness dan yellowness namun menurunkan nilai hue
Pigmen dan Pembekuan •
•
•
•
Pigmen karotenoid pada salmon sangat sensitif terhadap cahaya, panas dan O2, namun stabil dalam proses pembekuan Carotenoid pada ikan trout dan astaxanthin pada ikan salmon berubah selama penyimpanan beku 6 bulan -20oC Myoglobin pada tuna teroksidasi menjadi metmyoglobin Blue/black discoloration pada udang pada suhu 0oC (melanosis, black spot)
Perubahan Komposisi Mikroba •
•
•
•
Penurunan suhu >> penurunan aW >> pertumbuhan mikroba mayoritas terhenti kecuali bakteri psikrofilik, yeast dan molds Pada -20oC, hampir semua sel mengalami lethal/sub lethal injury Kecepatan pembekuan tinggi disertai tercapainya suhu yang terendah >> microbial damage Death dan sublethal sangat tergantung pada initial stage
DEHIDRASI •
•
•
Freezer burn : Kerusakan pada permukaan produk yang dibekukan akibat paparan bahan pendingin, khususnya pada produk yang tidak di glazing Terbentuk akibat adanya gradien tekanan uap air di dalam produk dan di antara produk dengan udara luar selama fluktuasi suhu Peristiwa ini dapat dicegah dengan menggunakan film kedap uap air tanpa adanya space antara produk dengan kemasan
Pengukuran Kualitas Ikan Beku Tidak ada alat yang praktis dan akurat Penurunan kualitas dicirikan dengan indikaor biokimia yang mencakup 3 kategori yaitu: 1. Perubahan struktur protein ; diukur dengan kemampuan protein untuk diekstrak menggunakan larutan garam, hidrofobisitas, viskositas dan pola elektroforesis 2. Penurunan aktivitas enzim tertentu 3. Perubahan konsentrasi beberapa metabolit •
•
•
•
•
Uji enzim yang digunakan untuk mengukur kualitas ikan beku diantaranya adalah myofibrillar ATP, aldolase, acid phosphatase dan phospolipase Uji senyawa metabolit : TMAO, kadar asam lemak bebas, bilangan peroksida, TBA reaktif (malonaldehid) Pengukuran kualitas fisik : WHC, cooking lost, textural measurements (hardness, cohesiveness)
Reasons For Quality Loss in Frozen Fishery Products During Storage Parameter
Effect
Protein crosslinking, Denaturation
Tough and spongy texture
Breakdown of TMAO into DMA and formaldehyde (HCHO)
Tough and spongy texture loss of juiciness
Oxidation of lipids
Flavor changes
Loss of calcium-dependent ATPase
Dry and cottony on first bite
Loss of flavor causing compounds
Bland or neutral flavor
Development of off-flavor compounds
Loss of natural flavor
Concentration of minerals
Lipid oxidation, protein denaturation, changes in pH and ionic strength
Ice crystal formation
Rupture of cells, release of cells constituents
Nutritional changes
Leaching of nutrients in drip
Functional properties
WHC, emulsification capacity
Pengendalian Perubahan Mutu Produk Beku Dilakukan kontrol terhadap: Bahan/material (kualitas ikan, cryoprotectant, glazing, coating, packaging) Proses pembekuan Penyimpanan beku •
•
•
CRYOPROTECTANT •
•
•
Senyawa yang ditambahkan pada daging ikan untuk mencegah kerusakan protein dan hilangnya sifat-sifat fungsionalnya Dapat memperbaiki kualitas, memperpanjang umur simpan dan mencegah perubahan pada protein myofibril akibat pembekuan, penyimpanan beku dan thawing Contoh senyawa : sucrose, sorbitol, sodium laktat, sulfat
GLAZING •
•
•
•
Merupakan cara paling praktis dan ekonomis untuk melindungi produk selama penyimpanan dan transportasi Menimbulkan lapisan pada produk yang dibekukan yang mampu mencegah kehilangan uap air dari bahan serta mencegah oksidasi/ketengikan Dilakukan dengan penyemprotan/pencelupan Produk menyerap 5-10% air per bobot tubuhnya dan terbentuk lapisan es setebal 0,5-2 mm
lanjutan
…
•
•
•
Selain air murni, pada saat glazing terkadang juga dicmpurkan garam-garam inorganik seperti kalsium laktat, antioksidan (asam askorbat, asam sitrat) Untuk mencegah susut akibat thawing dan cooking, pada saat pra pembekuan dapat ditambahkan senyawa polipospat (ex; Carnal) maupun senyawa sejenis tanpa pospat (ex ; MTR) Polipospat membantu memperbaiki kelarutan, swelling dan WHC protein myofibril, juga mapu mengurangi oksidasi/rancidity dengan mengikat ion logam
Edible Coating •
•
Terbuat dari polisakarida/protein/lipid/komposit Mempertahankan kualitas produk dengan cara menghambat keluarnya uap air dari produk, mencegah susut, mengurangi oksidasi lemak dan discoloration, memperbaiki penampilan produk, pembawa zat aditif, antioksidan dan aktimikroba
Pengemasan Produk Beku Pengemsan mengontrol 4 poin utama, yaitu 1. Kondisi lingkungan luar>> meningkatkan umur simpan 2. Penampakan produk >> menarik minat konsumen 3. Memberika informasi mengenai produk 4. Perlindungan produk selama transit
Khusus untuk produk perikanan, kemasan harus mampu: Mencegah kehilangan uap air Mencegah kontaminasi mikroba Mengurangi proses oksidasi Menahan senyawa volatil Fleksibel mengikuti kontur produk Mudah diisi Tahan kebocoran Melindungi produk dari deteriorasi pada suhu rendah •
•
•
•
•
•
•
•
