Filzah Fitria Syuaib
Mahasiswa PS Ilmu Pangan, Pascasarjana IPB University
Pengeringan Pangan: Efisiensi dan Kualitas
Produk seperti buah kering, kerupuk, atau teh celup dapat bertahan lama salah satunya karena dilakukan proses pengeringan. Dalam pengolahan pangan, pengeringan dilakukan untuk mengurangi kadar air sehingga pertumbuhan mikroorganisme seperti bakteri dan kapang dapat dihambat. Semakin rendah kadar air suatu produk, umur simpan produk tersebut juga cenderung semakin panjang.
Metode pengeringan yang paling sering digunakan di industri adalah pengeringan menggunakan udara panas. Metode ini relatif sederhana dan mudah diterapkan dalam skala besar. Namun, penggunaan suhu tinggi dalam waktu lama dapat berpengaruh dalam penurunan kualitas produk. Kandungan vitamin, senyawa antioksidan, warna alami, hingga tekstur bahan pangan dapat mengalami perubahan selama proses pengeringan berlangsung.
Sebagai contoh, buah yang kaya vitamin C dan antioksidan dapat kehilangan sebagian kandungan gizinya setelah dikeringkan secara konvensional akibat oksidasi. Kondisi ini membuat banyak peneliti mulai mencari metode pengeringan yang lebih efisien tetapi tetap mempertahankan mutu produk. Salah satu teknologi yang mulai banyak dikembangkan adalah penggunaan ultrasound atau gelombang ultrasonik.
Apa Itu Ultrasound dalam Industri Pangan?
Ultrasound atau gelombang ultrasonik adalah gelombang suara berfrekuensi sangat tinggi, jauh di atas batas pendengaran manusia (di atas 20.000 Hz). Teknologi ini sebenarnya sudah lama dikenal dalam bidang medis, seperti pada pemeriksaan USG. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, ultrasound juga mulai dimanfaatkan dalam industri pangan, termasuk untuk membantu proses pengeringan.
Prinsip kerja teknologi ini memanfaatkan gelombang ultrasonik yang merambat di dalam bahan pangan sehingga memicu terjadinya fenomena kavitasi. Kavitasi merupakan proses terbentuknya gelembung-gelembung kecil di dalam cairan yang kemudian pecah dan menghasilkan energi. Energi tersebut menimbulkan tekanan mekanik yang dapat memengaruhi struktur jaringan bahan pangan. Akibatnya, sel-sel menjadi lebih renggang, terbentuk saluran-saluran mikro (microchannel), dan air di dalam bahan lebih mudah bergerak menuju permukaan. Kondisi ini sering disebut sebagai sponge effect karena mekanismenya menyerupai spons yang ditekan sehingga air lebih mudah keluar.
Hasilnya? Proses pengeringan yang lebih cepat, dengan suhu lebih rendah, sehingga nutrisi dalam bahan pangan lebih terjaga.
Tiga Cara Menggunakan Ultrasound dalam Proses Pengeringan
Para peneliti telah mengembangkan berbagai cara untuk menerapkan teknologi ultrasonik dalam proses pengeringan pangan. Pada artikel ini, terdapat tiga pendekatan utama yang digunakan, di mana masing-masing pendekatan memiliki keunggulan dan tantangannya sendiri.
Pertama, sebagai perlakuan awal (pretreatment).
Pada pendekatan ini, bahan pangan direndam dan dipaparkan gelombang ultrasonik sebelum masuk ke proses pengeringan utama. Hasilnya, struktur jaringan bahan menjadi lebih terbuka sehingga air lebih mudah keluar saat pengeringan berlangsung. Penelitian ini dilakukan pada irisan seledri dan menunjukkan bahwa penggunaan ultrasonik sebagai pretreatment yang dikombinasikan dengan etanol dapat mempersingkat waktu pengeringan hingga 38% dibandingkan hanya menggunakan metode konvensional. Namun, bila ultrasonik digunakan sendirian tanpa kombinasi, pengaruhnya terhadap percepatan pengeringan cenderung tidak terlalu besar.
Kedua, hybrid drying atau pengeringan gabungan.
Pada Pendekatan ini, teknologi ultrasonik tidak hanya digunakan saat proses pretreatment, tetapi juga diterapkan selama proses pengeringan berlangsung. Dibandingkan metode lainnya, perlakuan ini menunjukkan hasil yang cukup baik dalam meningkatkan efisiensi pengeringan. Penelitian dilakukan pada apel yang menunjukkan hasil bahwa peningkatan daya ultrasonik dari 120 watt hingga 200 watt dapat mempercepat pengeluaran air dari bahan. Selain itu, kandungan polifenol dan aktivitas antioksidan apel juga dapat dipertahankan lebih baik dibandingkan pengeringan konvensional.
Ketiga, ultrasound-assisted osmotic dehydration.
Pada pendekatan ini, ultrasonik dikombinasikan dengan dehidrasi osmotik, yaitu proses pengurangan air menggunakan larutan gula atau garam. Penggunaan ultrasonik membantu mempercepat perpindahan air dari dalam bahan akibat terbentuknya saluran-saluran mikro selama proses kavitasi berlangsung. Penelitian ini dilakukan pada irisan kiwi yang menunjukkan hasil bahwa perlakuan ini dapat mempercepat proses pengeringan, sekaligus menghasilkan produk dengan warna yang lebih baik dan kemampuan rehidrasi yang lebih tinggi.
Dampak Penggunaan Ultrasonik pada Produk Pangan
Penggunaan ultrasonik dalam proses pengeringan memberikan beberapa keuntungan, baik terhadap kualitas produk maupun efisiensi proses. Produk yang dikeringkan dengan teknologi ultrasonik umumnya memiliki kandungan polifenol dan aktivitas antioksidan yang lebih tinggi dibandingkan pengeringan konvensional. Selain itu, waktu pengeringan yang lebih singkat dapat membantu mengurangi reaksi pencoklatan sehingga warna produk tidak banyak berubah.
Struktur jaringan bahan juga menjadi lebih berpori yang membuat produk lebih mudah menyerap air kembali saat direhidrasi. Dari sisi industri, proses pengeringan yang lebih cepat dapat membantu menghemat energi dan meningkatkan efisiensi produksi.
Penggunaan Ultrasonik Perlu Dioptimalkan
Meskipun memiliki banyak kelebihan, penggunaan ultrasonik tetap perlu disesuaikan karena intensitas gelombang yang terlalu tinggi dapat merusak struktur jaringan bahan pangan dan menurunkan kualitas produk. Oleh karena itu, perlu dilakukan penentuan kondisi proses yang paling optimal, seperti daya ultrasonik, suhu, dan lama perlakuan untuk menghasilkan produk dengan kualitas terbaik.
Teknologi ultrasonik memiliki potensi yang cukup besar untuk dikembangkan dalam industri pangan. Selain mampu mempercepat proses pengeringan, teknologi ini juga dapat membantu mempertahankan mutu produk. Meskipun masih terdapat tantangan dalam penerapannya pada skala industri, hasil penelitian yang ada menunjukkan bahwa ultrasonik berpotensi menjadi alternatif teknologi pengeringan pangan yang lebih efisien dan berkualitas.
Bagi konsumen, penggunaan teknologi ini diharapkan dapat menghasilkan produk pangan kering dengan kualitas yang lebih baik dari segi kandungan gizi dan dapat mempertahankan karakteristik produk. Sementara itu, bagi industri pangan, teknologi ultrasonik dapat menjadi peluang untuk meningkatkan efisiensi proses dan daya saing produk.
Referensi
Jedlińska A, Rybak K, Samborska K. 2025. Hybrid drying method: Influence of pre-treatment and process conditions of ultrasound-assisted drying on apple quality. Applied Sciences. 15(10):5309.
Miano AC, Rojas ML, Augusto PED. 2021. Combining ultrasound, vacuum and/or ethanol as pretreatments to the convective drying of celery slices. Ultrasonics Sonochemistry. 79:105779.
Salehi F, Cheraghi R, Rasouli M. 2023. Mass transfer analysis and kinetic modelling of ultrasound-assisted osmotic dehydration of kiwifruit slices. Scientific Reports. 13:11859.
