Pulsed Electric Field: Terobosan Baru dalam Teknologi Pengeringan Pangan Modern

Penulis : Salsabila Hanifa Yolanda Email : [email protected] Prodi : Ilmu Pangan Universitas : IPB University

JurnalPost.com - Pengeringan merupakan salah satu metode pengawetan yang banyak digunakan oleh masyarakat karena mudah diterapkan dan mampu memperpanjang umur simpan. Prinsip pengeringan dengan cara menghilangkan sebagian kadar air dari suatu bahan melalui proses penguapan.  Kadar air yang rendah pada produk pangan dapat menghambat aktivitas enzim dan mencegah terjadinya reaksi kimia dan biokimia yang dapat menyebabkan kerusakan produk. Metode yang umum digunakan dapat dengan pengeringan konvensional menggunakan sinar matahari maupun menggunakan alat pengering buatan. Namun, pada umumnya proses pengeringan membutuhkan waktu yang lama dan berpotensi menurunkan mutu produk, seperti perubahan warna, kerusakan senyawa bioaktif, dan penurunan karakteristik sensori. Oleh karena itu, diperlukan teknologi terbaru yang inovatif untuk meningkatkan efisiensi proses pengeringan tanpa mengubah mutu dari produk atau bahan pangan tersebut.

Salah satu teknologi yang dapat dijadikan alternatif yaitu teknologi non-termal berupa Pulsed Electric Field (PEF). Teknologi ini mulai banyak dikembangkan dalam industri pangan. Teknologi ini banyak dilirik karena potensinya dalam meningkatkan efisiensi proses sekaligus mempertahankan kualitas produk pangan. Prinsip kerja PEF dengan cara memberikan kejut listrik bertegangan tinggi dalam waktu singkat sehingga menyebabkan elektroporasi pada membran sel yaitu terbentuknya pori-pori kecil pada membran sel. Proses Elektroporasi meningkatkan permeabilitas membran sel dan mempermudah perpindahan massa. Sehingga proses pengeringan dapat berlangsung lebih cepat tanpa memberikan kerusakan akibat termal yang berlebihan pada bahan pangan.

Penerapan PEF sebagai pretreatment sebelum proses pengeringan telah banyak dikembangkan pada berbagai produk pangan dan memberikan potensi yang baik. Perlakuan dengan PEF dapat meningkatkan permeabilitas membran sel melalui mekanisme elektroporasi sehingga perpindahan massa selama proses pengeringan menjadi lebih efektif . Peningkatan perpindahan massa menyebabkan migrasi air dari dalam menuju ke permukaan jaringan lebih efektif selama proses pengeringan. Keseluruhan proses ini menyebabkan peningkatan laju pengeringan dan waktu yang lebih singkat. Selain menyebabkan peningkatan laju pengeringan, perlakuan PEF juga mampu mengurangi kerusakan struktur jaringan selama proses pengeringan. Pengamatan mikrostruktur yang menunjukkan bahwa sampel bayam dengan perlakuan pretreatment  PEF memiliki jumlah kerutan (wrinkles) yang lebih sedikit dibandingkan perlakuan kontrol ataupun pretreatment dengan air panas. Di sisi lain, perlakuan PEF dapat meminimalkan shrinkage (penyusutan volume) selama proses pengeringan sehingga struktur internal bahan tetap lebih porous dan tidak terlalu padat. Struktur yang lebih porous dapat meningkatkan efektivitas perpindahan massa selama proses pengeringan. Temuan tersebut dinyatakan oleh Yamakage et al. (2021) pada proses hot air drying pada bayam.

Yeo et al. (2024) menunjukkan penggunaan PEF sebagai pretreatment di teh hitam dengan fungsi yang sama untuk meingkatkan permeabilitas membran sel dan efektivitas perpindahan massa. Penerapan PEF sebelum proses pelayuan dan pengeringan diketahui mampu mempercepat proses pengeringan hingga 50% dibandingkan perlakuan kontrol (tanpa PEF). Peningkatan efisiensi proses ditandai dengan peningkatan conductivity yang menunjukan peningkatan permeabilitas sel akibat elektroporasi sehingga komponen intraseluler lebih mudah keluar dari jaringan bahan. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa PEF berpotensi meningkatkan efektivitas transfer massa dan intensifikasi proses pengeringan pada sistem pengolahan pangan modern. Selain itu, pada penelitian ini juga diketahui PEF berpotensi menurunkan kebutuhan energi proses dibandingkan metode pengolahan konvensional.

PEF menunjukkan potensi yang baik dalam meningkatkan efisiensi pengeringan. Teknologi ini mampu meningkatkan transfer massa, mempercepat laju pengeringan, serta mengurangi waktu proses tanpa menyebabkan kerusakan mutu yang signifikan. Namun, teknologi ini masih memiliki beberapa tantangan. Efektivitas PEF sangat dipengaruhi oleh parameter proses, seperti kuat medan listrik dan waktu perlakuan, sehingga diperlukan optimasi yang berbeda untuk penggunaan tiap bahan. Penggunaan PEF diketahui membutuhkan peralatan khusus yang menyebabkan biaya investasi teknologi PEF relatif tinggi, sehingga penggunaan untuk industri kecil masih terbatas. Oleh karena itu, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan penerapan PEF agar lebih efisien dan ekonomis pada sistem pengolahan pangan modern.

Yamakage K, Yamada T, Takahashi K, Takaki K. 2021. Impact of pre-treatment with pulsed electric field on drying rate and changes in spinach quality during hot air drying. Innov Food Sci Emerg Technol. 68 January:102615. doi:10.1016/j.ifset.2021.102615.

Yeo H, Kim S, Shahbaz HM, Jeong S, Ju H, Jeon J, Lee D. 2024. Effects of Pulsed Electric Field Pretreatment on Black Tea Processing and Its Impact on Cold-Brewed Tea.