Teknologi Pascapanen Hasil Agroindustri

1. Teknologi Pascapanen Hasil Agroindustri Budi Rahardjo Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Gadjah Mada

2. Pendahuluan • Hasil pertanian masih melakukan kegiatan metabolisme yang membutuhkan energi untuk kagiatannya. • Kegiatan enzimatik masih berlangsung, proses fisiologi dan penuaan. • Mengandung air cukup tinggi, biji bijian sampai >30%, buah dan sayur sampai >80%. • Mengadung nutrisi yang juga dibutuhkan oleh kehidupan lain yi serangga, mikrobia, jamur, dll.

3. Penanganan Pascapenen dan pengolahan produk pertanian • Konservasi yaitu upaya untuk mencegah kerusakan setelah lewat panen atau pascapanen (pengawetan). • Konversi yaitu upaya untuk merubah bentuk, rasa, warna, aroma sehingga siap untuk dikonsumsi (pengolahan). • Distribusi yaitu upaya untuk memindahkan produk sampai ke konsumen meliputi penyimpanan, tranportasi, penjanjaan atau retail.

4. Pengertian Pascapenen produk pertanian (1) • Pascapanen sering diartikan sebagai perlakuan terhadap produk pertanian selepas panen dengan penekanan pada konservasi dan sering dengan pengolahan atau perubahan bentuk minimal namun masih merupakan ciri tunggal (misal: pengupasan, pemecahan dan penepungan). Biasanya dengan tujuan agar dapat disimpan lama sampai siap untuk olah.

5. Pengertian Pascapenen produk pertanian (2) • Dibedakan dengan pengolahan hasil pertanian yang sering terjadi “blending” atau pencampuran beberapa hasil pertanian beberapa produk menjadi satu macam komoditi dengan bentuk, citra rasa, aroma, kandungan nutrisi atau ciri ciri lainnya serta siap untuk dikonsumsi.

6. Pengertian Dasar (1) • Kadar air merupakan ungkapan untuk menyatakan jumlah massa air dalam produk. • Kadar air, KA (moisture content, M) dikemukakan dengan dua cara: • KA (basis kering, bk) = berat air/berat massa kering x 100% • KA (basis basah, bb) = berat air/(berat massa kering +berat air) x 100%

7. Kadar air

8. Kelembaban udara

9. Pengertian Dasar (2) • Kisaran KA (bk) 0 s/d  dengan pembagi konstan. • Kisaran KA (bb) 0 s/d 100% atau 1, dengan pembagi yang berubah. • Untuk perhitungan lebih mudah dengan ka (bk) sedang untuk persepsi mudah ka (bb). • Kesepakatan ka tanpa keterangan berarti bb, untuk bk harus dicantumkan. • Untuk analisa sering menggunakan bk untuk diskusi lebih jelas dengan bb.

10. Pengertian Dasar (3) • Udara bebas selalu mengandung uap air didalamnya. • Udara tanpa uap air disebut udara kering dan dengan uap air disebut udara lembab. • Ungkapan untuk menyatakan jumlah kandungan uap air di udara disebut kelembaban (humidity, H). • Kelembaban = berat uap air/berat udara kering (kg/kg) • Kelembaban ini juga disebut sebagai kelembaban mutlak (absolute humidity, ah).

11. Pengertian Dasar (4) • Kandungan uap air dalam udara ada batas maksimalnya atau disebut kelembaban jenuh (saturated humidity). • Kejenuhan uap air tergantung suhu, makin tinggi suhu makin tinggi kelembaban jenuhnya (tersedia tabel uap jenuh pada beberapa suhu). • Nisbah kelembaban udara terhadap kelembaban jenuhnya pada suhu sama disebut kelembaban nisbi (relatif humidity, RH)

12. Pengertian Dasar (5) • RH = massa uap air dalam udara/massa uas air jenuh pada suhu sama x 100% • Kisaran RH 0 s/d 1atau 0 s/d 100%, 0 berarti kering, 100% berarti jenuh. • RH dapat digunakan untuk menyatakan berapa ketersediaan udara untuk menerima uap air. • Hubungan suhu, kelembaban mutlak, kelembaban nisbi, dan kedua macam suhu disajikan dalam grafik yang disebut “psychrometric chart”.

13. Umur simpan (1) • Umur simpan merupakan kemampuan bahan atau hasil pertanian untuk dapat disimpan dengan kualitas yang layak untuk dikonsumsi. • Kelayakan memang ukuran yang relatif, kelayakan berbeda antar individu, negara, dll. • Umur simpan dapat diklasifikasi pendek (mudah rusak atau perishable), sedang dan panjang (tidak mudah rusak atau durable).

14. Umur simpan (2) • Faktor yang mempengaruhi umur simpan: • Genetik • Prapanen • Kemasakan, umur fisiologis • Pemanenan • Penanganan dan perlakuan pasca panen • Penyimpanan

15. Faktor Penurun Kualitas Hasil Pertanian (1) • Respirasi dan fisiologi pascapanen yaitu • masih berlangsungnya metabolisme dalam produk, • Terjadinya proses pematangan, proses pelunakan dan proses penuaan, • Disamping terjadinya penguapan air dari buah, • Dapat menyebabkan produk tambah matang sampai kelewat matang dan layu.

17. Faktor Penurun Kualitas Hasil Pertanian (2) • Enzimatik yaitu terjadinya reaksi biokimia menyebabkan browning, perubahan warna coklat. • Mikrobiologi dan jamur, produk pertanian mengandund nutrisi yang dibutuhkan oleh kehidupan lain, tempat cocok untuk tumbuhnya mikrobia dan jamur perusak.

18. Faktor Penurun Kualitas Hasil Pertanian (3) • Kerusakan mekanik/memar yaitu akibat benturan dengan permukaan keras sehingga dapat menyebabkan kerusakan permanen dipermukaan, memar atau bonyok. • Transpirasi dan kelayuan, berkurangnya kandungan air dapat menyebabkan tegangan sel produk berkurang, layu, mengurangi kerenyahan dan kenikmatan mengunyah.

19. Penanganan Pascapanen • Penanganan untuk konsumsi segar • Pengawetan dengan pengeringan • Pengawetan dengan penambahan bahan pengawet (diluar skope latihan ini) • Pengolahan (diluar skope latihan ini) • Pengemasan dan penyimpanan

20. Penanganan produk segar (1) • Beberapa jenis hasil pertanian banyak dikonsumsi segar (buah dan sayur). • Proses metabolisme masih berlangsung proses penuan (senescene) masih terjadi proses pematangan (mentah menjadi matang, matang menjadi kelewat matang dan kelewat matang menjadi busuk. • Karena proses respirasi, fisiologi dan penguapan dapat menyebab produk menjadi layu.

21. Penanganan produk segar (2) • Faktor yang menyebabkan umur pendek terutama respirasi, transpirasi dan kelayuan. • Usaha untuk memperpanjang umur simpan adalah memanipulasi respirasi, transpirasi dan kelayuan dengan memodifikasi udara kelilingnya, kelembaban udara dan suhu udara. • Kandungan oksigen dan karbohidrat mempengaruhi laju respirasi.

22. Penanganan produk segar (3) • Kandungan udara normal, • O2 21%, • N2 79%, • CO2 0,03% • Untuk memperpanjang umur simpan produk segar konsentrasi udara simpan dirubah secara • menurunkan O2 • meningkatkan CO2 • kombinasi keduanya

23. Penanganan produk segar (4) • Pengendalian atmosfir atau kandungan gas udara disekitar produk dibedakan • Modifikasi atmosfir (MA) yaitu dengan modifikasi kandungan gas tertentu pada awal penyimpanan saja. • Modifikasi aktif dengan kemasan pemeabel dan pasif diatur pada awalnya. • Controlled atmosfir (CA) yaitu konsentrasi gas dikendalikan konstan selama penyimpanan.

24. Penanganan produk segar (5) • Beberapa jenis peka terhadap konsentrasi oksigen rendah atau perka terhadap konsentrasi gas karbon dioksida tinggi. • Penyimpanan dengan konsentrasi oksigen rendah dapat menyebabkan terjadinya respirasi an-aerobik, respirasi kekurangan oksigen.

25. Tabel 1. Toleransi beberapa sayuran terhadap kadar O2 rendah.

26. Tabel 2. Toleransi beberapa sayuran terhadap kadar CO2 tinggi.

27. Tabel 3. Perbandingan toleransi sayuran utuh dan potongan segar terhadap kadar CO2 tinggi.

28. Tabel 4. Rekomendasi kondisi CA atau MA selama transport atau penyimpanan sayuran.

29. Penanganan produk segar (5) • Suhu mempengaruhi aktivitas metabolisme, respirasi dan reaksi enzimatis. Juga akan menurunkan transpirasi dan menekan kehidupan mikrobia serta jamur. • Penyimpanan dengan suhu diatas titik beku dapat memperpanjang umur simpan. • Beberapa produk sayur dan buah tidak tahan suhu dingin (chilling injuri) terutama produk tanaman tropis.

30. Tabel 5. Klasifikasi sayuran berdasarkan kepekaan terhadap kerusakan dingin (chilling injury)

31. Tabel 6. Sayuran yang peka terhadap Chilling Injury

32. Penanganan produk segar (6) • Kehilangan air dapat menyebabkan kela-yuan pada sayur dan buah. Laju kehi-langan air dipengaruhi oleh respirasi, tranpirasi dan kelembaban udara (RH) . • RH tinggi (menguntungkan), menurunkan transpirasi, menurunkan kehilangan air dan menunda kelayuan. • RH tinggi merugikan, kondensasi air, per-tumbuhan akar dan pertunasan, pertum-buhan jamur.

33. Tabel 7. Kehilangan air (basis % berat segar) yang masih dapat diterima konsumen.

34. Penanganan produk segar (7) • RH optimal 40 – 100%. • Secara alami beberapa jenis buah terdapat lapisan lilin di permukaan. • Lapisan lilin dapat menghambat laju penguapan air. • Lilin lebah (bee wax, lanceng, Jw) dapat digunakan untuk pelapisan buah untuk mengurangi laju penguapan.

35. Pengeringan (1) • Produk dan hasil pertanian mengandung air atau kadar air tinggi saat dipanen. • Kadar air tinggi untuk konsumsi segar memang sebagai satu ukurun kesegeran. • Untuk penggunaan beberapa waktu setelah panen kadar air tinggi dapat menyebebabkan kerusakan. • Dengan kadar air tinggi kegiatan fisiologi dan enzimatik tinggi, mudah menyebab tumbuh jamur dan bertunas/berkecambah.

36. Pengeringan (2) • Pengeringan merupakan usaha untuk menurunkan kadar air sehingga produk aman untuk disimpan atau dapat disimpan untuk waktu lama. • Penurunan kandungan air dilakukan dengan secara perpindahan air dari dalam produk ke udara bebas. • Terjadinya perpindahan uap air karena adanya perbedaan tekanan uap air dalam bahan dengan udara sekitarnya.

37. Pengeringan (3) • Proses pengeringan merupakan proses perpindahan massa uap air dari dalam produk ke media pengering. • Daya dorong terjadinya perpindahan adalah perbedaan tekanan uap air dalam produk dengan udara pengering. • Model laju pengeringan dimodelkan sebagai “single kernel” atau “biji tunggal” sehingga dapat dikemukakan sebagai: [M(t)-ME]/[M0-ME] = exp (-k t) k disebut konstan laju pengeringan.

38. Pengeringan

39. Cara pengeringan (1) • Pengeringan secara alami atau penjemuran yaitu pengeringan dengan memanfaatkan panas matahari. Bahan dibentangkan untuk menerima sinar matahari. • Penjemuran langsung. • Penjemuran langsung dengan kaca, plastik. • Penjemuran tidak langsung dengan aliran udara konveksi alami.

40. Cara pengeringan (2) • Penjemuran murah sumber energinya. • Tergantung alam pada iklim. Banyak produk saat panen raya justru pada nusim hujan. • Suhu tidak terkendali sehingga sering menurunkan kualitas. • Beberapa komoditi tetap dilakukan dengan penjemuran (buah anggur untuk kismis). • Dikombinasi dengan pengeringan buatan bersumber panas pembakaran.

41. Cara pengeringan (3) • Pengeringan buatan dengan menggu-nakan pemanasan dari hasil pembakaran. • Media udara dihembus melalui tungku pembakaran atau pemasok energi. Atau pemanasan kontak langsung ke produk yang dikeringkan. • Direct atau langsung dengan gas hasil buang disertakan sehingga asap dapat mempengaruhi bau dan rasa.

42. Cara pengeringan (4) • Indirect udara dipanasi melalui kontak permukaan dengan sumber pemanas. Asap tidak serta tetapi efisiensi berku-rang. • Arah aliran bisa searah berlawanan arah atau cross flow. • Proses pengeringan dilangsungkan secara batch (tumpuk) atau continuous (aliran).

43. Cara pengeringan (5) • Pengeringan buatan dapat mengha-silkan produk berkualitas, suhu terkendali, laju bisa dipercepat. • Tidak tergantung iklim dan cuaca (tidak harus siang hari tetapi bisa malam hari). • Biaya pengeringan tinggi terutama bahan bakar. • Cocok untuk komoditas tinggi. • Ukuran dan kapasitas dapat dibuat besar.

44. Cara pengeringan (6) • Pengeringan tanpa pemanas atau suhu rendah yaitu dengan tekanan vakum. • Perpindahan massa uap air berlangsung karena tekanan uap disekitar produk diturunkan melalui penurunan tekanan atau dengan pem-vakuman. • Penguapan disertai dengan pengam-bilan panas dari produk sehingga turun mendekati nol.

45. Cara pengeringan (7) • Pengeringan dengan pembekuan (freeze drying) dengan pemanas berlangsung pada suhu dibawah nol atau suhu rendah. • Bahan dibekukan sampai jauh dibawah nol. • Disertai dengan tekanan vakum. • Panas dopasok langsung ke bahan yang dikeringkan. • Untuk produk diinginkan dengan kualitas tinggi.

46. Cara pengeringan (8) • Pengeringan dengan puffing (kejutan) yaitu disertai dengan tekanan diatas tekanan atmosfir. • Bahan dipanasi sambil diberi tekanan udara diatas atmosfir. • Panas dipasok langsung ke bahan yang dikeringkan lewat kontak permukaan. • Setelah mencapai pemanasan cukup tekanan dilepas mendadak. • Akibatnya penguapan berlangsung men-dadak dan disertai dengan desakan meregangkan pori pori produk.

47. Alat pengering (1) • Penjemuran pada lantai jemur,sarana pe-ngeringan yang paling sederhana, berupa lantai jemur, jalan beraspal atau tikar. • Penjemuran dg kaca dan plastik, perbaikan cara penjemuran dilengkapi dengan tutup kaca/ plastik untuk dari lingkungan kotor. • Pengering dengan solar kolektor dan kombinasi, panas matahari dikumpulkan dengan kolektor kemudian dihembuskan udara kebahan yang dikeringkan.

48. Alat pengering (2) • Pengering kotak/bed dryer/batch dryer, pemanas dari hasil pembakaran kemudian udara dihembuskan dari pemanan ke produk yang dikeringkan dalam kotak tetap. Bahan dalam satu tumpukan • Pengering rak, seperti bed dryer, hanya bahan ditempatkan dalam rak rak yang dapat dimasukan dan dikeluarkan bila kering. Bahan dalam satu tumpukan di rak.

49. Alat pengering (3) • Rotary dryer, berupa drum berputar yang menerima panas pembakaran, bahan dalam drum sehingga kontak langsung. Drum diputar agar terjadi pemanasan merata. • Continuous dryer, pemanasan seperti dalam bed dryer tetapi bahan mengalir secara continuous melewati hembusan udara panas.

50. Alat pengering (4) • Cabinet dryer, seperti pada pengeringan continuous, tetapi aliran bahan ditempat-kan pada kabinet yang bergerak melewati udara panas. Kabinet bergerak seperti kereta gantung. • Spray dryer, pengeringan dengan semprot, untuk bahan caair mengandung padatan. Cairan disemprotkan kedalam ruang disertai dengan aliran udara panas. Cairan menguap meninggalkan bubuk kering.