Pengetahuan Bahan Agroindustri

Pengetahuan Bahan Agroindustri

Beberapa ciri yang membedakan antara bahan baku agroindustri dengan bahan baku industri lain antara lain :

—  Bahan baku agroindustri bersifat musiman,

—  Bulky/voluminous/menghabiskan banyak tempat,

—  Sangat dipengaruhi oleh keadaan perpolitikan dan pemerintahan,

—  Bersifat mudah rusak atau perishable.

—  Harga murah (Nilai tukar)

—  Salah satu hal yang menyebabkan bahan hasil pertanian mudah rusak adalah karena adanya proses fisiologis lanjutan.

—  Setelah dipanen, bahan pertanian dapat dikatakan masih “hidup”, karena masih melakukan beberapa metabolisme dalam bahan tersebut. Sebut saja proses respirasi lanjutan dan transpirasi.

—  Proses metabolisme tersebut yang kemudian dapat menyebabkan bahan hasil pertanian mudah rusak dan tidak dapat bertahan dalam jangka waktu yang lama.

—  Fisiologi pasca panen adalah ilmu yang mempelajari berbagai proses metabolisme pada berbagai produk pertanian setelah panen.

—  Transpirasi :  menyebabkan hilangnya air dari komoditas, berpengaruh terhadap kesegaran / kerenyahan komoditas

—  Respirasi : menyebabkan berkurangnya cadangan makanan (dalam bentuk pati, gula dll), mengurangi rasa dari komoditas (terasa hambar), memacu senescence dan memacu pembusukan

PERUBAHAN FISIOLOGIS PASCAPANEN

—  Pada umumnya tahap-tahap proses pertumbuhan atau kehidupan meliputi : pembelahan sel, pembesaran sel, pendewasaan sel (maturation), pematangan (ripening), kelayuan (senescence) dan pembusukan (deterioration).

—  Proses pembelahan sel berlangsung segera setelah terjadinya pembuahan kemudian diikuti dengan pembesaran  atau pengembangan sel sampai mencapai volume maksimum.

A.   Pematangan

·         Pematangan diartikan sebagai perwujudan dari mulainya proses kelayuan dimana organisasi antar sel menjadi terganggu. Gangguan ini merupakan pelopor dari kegiatan hidrolisa substrat oleh campuran enzim-enzim yang ada di dalamnya

·         Selama proses hidrolisa terjadi pemecahan khlorofil, pati, pektin dan tannin. Dan hasil pemecahan senyawa-senyawa tersebut akan terbentuk bahan-bahan seperti etilen, pigmen, flavor, energi dan polipeptida.

·         Pematangan dapat pula diartikan sebagai suatu fase akhir proses penguraian substrat dan merupakan suatu proses yang dibutuhkan oleh bahan untuk mensistesis enzim-enzim yang spesifik yang diantaranya akan digunakan dalam proses kelayuan.

·         Selama proses pematangan terjadi perubahan-perubahan warna dari hijau menjadi kuning atau merah, rasa dari asam menjadi manis, tekstur menjadi lebih lunak, terbentuknya vitamin-vitamin, dan timbulnya aroma yang khas karena terbentuknya senyawa-senyawa volatile.

·         Perubahan-perubahan buah selama pematangan dapat dilihat dalam hal warna, kekerasan (tekstur), citarasa dan flavor, yang menyebabkan terjadinya perubahan komposisi kimia bahan.

·         Berubahnya warna dapat disebabkan oleh 2 faktor yaitu proses degradasi maupun proses sintesis dari pigmen yang terdapat dalam buah.

·         Pelunakan buah dapat disebabkan oleh terjadinya pemecahan protopektin menjadi pektin, maupun karena terjadinya hidrolisis pati atau lemak, dan mungkin juga lignin.

·         Pematangan akan menyebabkan naiknya kadar gula sederhana untuk memberikan rasa manis, penurunan kadar asam organic dan senyawa fenolik untuk mengurangi rasa asam dan sepat serta kenaikan produksi zat volatile untuk memberikan flavor karakteristik buah.

·         Tekanan turgor sel selalu berubah selama proses perkembangan dan pematangan. Perubahan ini umumnya disebabkan karena komposisi dinding sel berubah. Adanya perubahan ini mempengaruhi kekerasan buah, bila buah matang.

B.   Kelayuan (Senescence)

—  Kelayuan adalah suatu tahap normal yang selalu terjadi dalam siklus kehidupan tanaman.

—  Dapat pula diartikan sebagai suatu tahap kelayuan buah –buahan yang terjadi setelah proses pematangan, akan tetapi kelayuan (senescence) dapat pula terjadi tanpa melalui tahap pematangan, yaitu bila terjadi suatu kerusakan pada buah-buahan tersebut.

—  “Senescence” merupakan hasil perubahan-perubahan yang terjadi dalam sel, dinding menjadi lebih tipis, degradasi mitokondria, khlorofil menghilang, kandungan protein menurun, kegiatan pernafasan dan fotosintesa menurun dan sifat permeabilitas membran sel juga berubah.

—  Gejala-gejala kelayuan pada tanaman ditandai dengan menguningnya daun, perontokan daun, buah, dan bagian bunga, pematangan buah, serta pengurangan daya tahan terhadap penyakit.

—  Beberapa hormon yang berperan mempengaruhi proses senescence adalah auksin, etilen, giberellin, asam absisat dan sitokinin.

—  Auksin berperanan dalam sintesa etilen, makin tinggi auksin maka jumlah etilen yang disintesa makin banyak. Secara langsung auksin dapat menghambat terjadinya senescence, hilangnya auksin dapat menyebabkan terjadinya senescence.

—  Hormon giberellin yang bekerja secara spesifik pada tanaman yaitu dapat menghambat terjadinya pematangan, yang berarti dapat menghambat terjadinya senescence.

—  Pemberian asam absisat mempercepat proses penuaan pada buah-buahan yang telah dipetik dari tanamannya, namun peranannya dalam senescence belum diketahui secara pasti. Hormon sitokinin dapat menghambat terjadinya senescence. Banyak tanaman yang peka terhadap hormon sitokinin, sedangkan hormon etilen dapat mempercepat proses senescence

C.   RESPIRASI

—  Pada waktu masih berada ditanaman, buah-buahan melangsungkan proses kehidupannya dengan cara melakukan pernafasan (respirasi), ternyata setelah dipanen buah-buahan juga masih melangsungkan proses respirasi.    

—  Respirasi adalah proses biologis dimana oksigen diserap untuk digunakan pada proses pembakaran yang menghasilkan energi dan diikuti pengeluaran sisa pembakaran dalam bentuk CO2 dan air, sebagai contoh adalah sebagai berikut :

 C₆H₁₂O₆   + 6 O₂ à   CO₂  +  6 H₂O   +  Energi  

—  Apabila persediaan oksigen berkurang maka buah-buahan cenderung untuk melakukan fermentasi untuk memenuhi kebutuhan energinya.

—  Senyawa  organic yang biasa digunakan dalam proses fermentasi pada umumnya adalah glukosa yang menghasilkan beberapa bahan lain seperti aldehida,  alcohol, dan asam.

—  Bila buah melakukan fermentasi, maka energi yang diperoleh lebih sedikit  per satuan substrat dibandingkan dengan cara pernafasan (respirasi). Oleh karena itu bila buah melakukan fermentasi untuk memenuhi kebutuhan energinya, diperlukan substrat (glukosa) lebih banyak sehingga dalam waktu yang singkat persediaan sustrat akan habis dan akhirnya buah tersebut akan mati atau busuk.

Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi dapat disebabkan atas dua :

1.    Faktor internal (dari dalam bahan) seperti tingkat perkembangan organ; komposisi kimia jaringan; ukuran produk; adanya pelapisan alami pada permukaan kulitnya dan jenis jaringan

2.    Faktor eksternal (dari luar  lingkungan di sekeliling bahan) seperti suhu; penggunaan etilen; ketersediaan oksigen; karbon dioksida; terdapatnya senyawa pengatur pertumbuhan; dan adanya luka pada buah.

D.   KECEPATAN RESPIRASI

—  Kecepatan respirasi sangat berpengaruh terhadap kecepatan perubahan beberapa aktivitas dan senyawa kimia yang ada pada jaringan sayur dan buah, maka hal tersebut juga berpengaruh terhadap daya simpan buah dan sayur selama penanganan pascapanen.

—  Semakin tinggi panas respirasi yang dinyatakan dalam (Btu/ton/24jam) semakin cepat produk sayur dan buah mengalami pematangan dan pembusukan.

Kecepatan Respirasi Beberapa Jenis Sayur dan Buah

pada Berbagai Suhu Penyimpanan

Komoditi	Suhu Penyim panan (oF)	Kelembaban Relatif (%)	Lama Simpan (Prakiraan)	Panas Respirasi (Btu/ton/24 jam)
Apel	30-32	85-90		1.500-12.380
Kacang hijau	45	85-90	8-10 hari	6.160-52.950
Brocoli	32	90-95	7-10 hari	7.450-100.000
Kubis	32	90-95	3-4 bulan	1.200-6.120
Wortel	32	90-95	4-5 bulan	2.130-8.080
Seledri	31-32	90-95	2-4 bulan	1.620-14.150
Jagung manis	31-32	85-90	4-8 hari	6.560-61.950
Mentimun	45-50	90-95	10-14 hari	1.690-10.460
Buah anggur	32-50	85-90	4-8 minggu	950-6.840
Lemon	32,55-58	85-90	1-4 bulan	900-5.490
Lettuce	32	90-95	3-4 minggu	11.320-45.980
Semangka	36-40	85-90	2-3 minggu	6.160-58.000
Bawang merah	32	70-75	6-8 minggu	1.100-4.180
Jeruk	32-34	85-90	8-12 minggu	1.030-9.200
Bayam	32	90-95	10-14 hari	4.860-38.000
Strawberi segar	31-32	85-90	7-10 hari	3.800-46.400
Ubi jalar	55-60	90-95	4-6 bulan	2.440-6.300
Tomat hijau           matang	55-70 32	85-90 85-90	2-5 minggu 7 hari	580-6.230 1.020-5.640

—  Pengaruh suhu sangat tinggi terhadap kecepatan respirasi, semakin tinggi suhu penyimpanan semakin tinggi kecepatan respirasi. Oleh sebab itu pada penyimpanan suhu rendah akan menyebabkan kecepatan respirasi semakin rendah dan kecepatan pematangan juga rendah. Hal tersebut akan menyebabkan lama simpan buah pascanen akan semakin lama

—  Laju respirasi sering digunakan sebagai indeks masa simpan, yaitu yang laju respirasinya tinggi masa simpannya pendek, sebaliknya yang laju respirasinya rendah maka lama simpannya semakin tinggi.

Panas Respirasi Sayur dan Buah pada Berbagai Suhu Penyimpanan (Btu/ton/24 jam)

Komoditi	Suhu Penyimpanan
	0oC (32oF)	4,4oC (40oF)	16oC (60oF)
Apel	500-900	1.100-1.600	3.000-6.800
Kacang (snap)	4.400	7.700	20.500
Kubis	3.000	4.700	12.600
Wortel		4.300	8.700
Seledri	1.600	2.400	8.200
Jagung manis		17.100	35.800
Bawang merah	4.200	6.200	19.600
Jeruk (orange)	400-1.100	800-1.600	2.800-5.200
Pear	700-1.500	1.100-2.200	3.300-13.200
Kentang		1.300	2.600
Bayam		10.100	39.300
Strawberi	2.700-3.900	3.600-7.300	15.600-20.300
Tomat hijau Matang		1.540 3.100	4.500 5.900

BUAH KLIMATERIK & NON KLIMATERIK

Aktivitas respirasi berbeda-beda, semakin banyak oksigen yg digunakan, maka aktivitas respirasi semakin meningkat. Berdasarkan aktivitas respirasi tsb, maaka sifat hasil tanaman dapat diklasifikasikan menjadi :

A.   Klimakterik

B.   Klimakterik didefinisikan sebagai suatu fase yang kritis dalam kehidupan buah, dan selama terjadinya proses ini banyak sekali perubahan yang berlangsung.

C.   Disamping itu juga dapat diartikan sebagai suatu keadaan “autosimulation” dari dalam buah sehingga buah menjadi matang yang disertai dengan adanya peningkatan proses respirasi.

D.   Selain itu klimakterik dapat diartikan sebagai suatu masa peralihan proses pertumbuhan menjadi layu.

E.   Dari semua pengertian tersebut dapat disimpulkan bahwa klimakterik adalah suatu periode mendadak yang unik bagi buah-buahan tertentu dimana selama proses itu terjadi serangkaian perubahan biologis yang diawali dengan proses pembuatan etilen. Proses ini ditandai dengan mulainya proses pematangan.

F.    Contoh buah klimaterik : mangga, pisang, apel, nangka, pepaya

B. Non-klimakterik

—  Non-klimakterik didefinisikan sebagai kelompok buah-buahan yang selama proses pematangan tidak terjadi lonjakan drastis kecepatan respirasi, sehingga karena tidak terjadi percepatan kecepatan respirasi maka memungkinkan daya simpan produk lebih lama.

—  Buah-buahan yang tidak pernah mengalami periode tersebut digolongkan ke dalam golongan non klimakterik seperti semangka, jeruk, nanas, anggur, lemon.

Peranan Etilen Pada Proses Pematangan Buah-Buahan

—  Etilen merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh pada suhu ruang berbentuk gas, dapat dihasilkan oleh jaringan tanaman hidup pada waktu tertentu.

—  Etilen dapat menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang penting dalam proses pertumbuhan dan pematangan hasil pertanian.

—  Etilen dalam kehidupan tanaman dapat digolongkan sebagai hormon yang aktif dalam proses pematangan. Disebut hormon karena dapat memenuhi kriteria sebagai hormon tanaman, bersifat mobile (mudah bergerak) dalam jaringan tanaman dan merupakan senyawa organic.

—  Etilen disamping dapat memulai proses klimakterik, juga dapat mempercepat terjadinya klimakterik

—  Misalnya pada buah alpukad yang  disimpan dalam udara biasa akan matang setelah 11 hari, tetapi apabila  disimpan pada udara yang mengandung etilen 10 ppm etilen selama 24 jam, maka buah alpukad akan matang selama 6 hari penyimpanan.

—  Pada buah-buahan non klimakterik, penambahan etilen dalam konsentrasi tinggi akan menyebabkan terjadinya klimakterik pada buah  tersebut, seperti pada jeruk.

TEKNOLOGI PENANGANAN PROSES

A.   Prapendinginan

—  Istilah tersebut berasal dari precooling yang dapat diartikan sebagai pemindahan panas respirasi atau panas lapangan dari sekitar buah-buahan dan sayur-sayuran segar selama pemasaran atau sebelum pengolahan lanjutan. Ada beberapa metode precooling , diantaranya adalah :

1.    Hidrocooling

2.    Vacuum cooling

3.    Pendinginan dengan es

4.    Precooling dengan udara dingin

—  Pemilihan metode pendinginan tersebut tergantung dari beberapa pertimbangan, diantaranya meliputi : perishability dari product; kebutuhan produk akan suhu rendah dan fasilitas yang dimiliki.

Hydrocooling

—  Pada pendinginan hydrocooling, panas produk dipindahkan melalui media air.

—  Metode ini banyak digunakan untuk sayuran untuk mempertahankan tekstur dan kesegaran daun dan dapat digunakan sekaligus untuk membersihkan produk dimana dapat dicampur dengan klorin sebagai disinfectant.

—  Kelemahannya adalah sering terjadi mechanical injury dan hanya bisa digunakan untuk komoditi yang tidak sensitif terhadap air.

—  Hydrocooling untuk sayur biasanya dilakukan setelah dikemas.

Vacuum cooling

§  Salah satu metoda yang umum digunakan untuk pra-pendinginan sayuran berdaun.

§  Efek pendinginan terjadi akibat penguapan cepat sejumlah air dari bahan yang akan didinginkan pada ruang bertekanan rendah.

§  Pendinginan vakum sangat popular pada pra-pendinginan sayuran berdaun karena dua keunggulannya yang utama, yaitu laju pendinginan cepat dan sebaran suhu seragam pada seluruh bahan

B. Penurunan Kadar air

—  Teknologi ini banyak digunakan pada produk biji-bijian (gabah, jagung, kedelai, dan gandum).

—  Selain produk tersebut dapat juga dilakukan terhadap produk ubi-ubian dan lain-lain.

Prinsip kerja dari pengeringan  bertujuan untuk mengurangi aktivitas kecepatan enzim dalam jaringan sayur dan buah melaui penurunan ketersediaan air (Aw) bagi aktivitas enzim.