biem.co – Pangan merupakan kebutuhan primer yang bersifat wajib untuk dipenuhi agar dapat menunjang aktivitas harian manusia. Berbagai pengembangan teknologi pada bidang pangan yang telah dikembangkan manusia saat ini. Pengembangan teknologi pada pengolahan pangan memiliki berbagai tujuan, yaitu: Mempertahankan nilai gizi pada produk pangan, menambah nilai gizi pada produk pangan, mempertahankan kenampakan fisik pada produk pangan dan memperpanjang umur simpan pada produk pangan. Salah satu pengembangan pada bidang teknologi pengolahan pangan adalah teknologi pengering makanan.
Menurut Elhussein dan Sahin (2018) dalam Ozcan-Sinir et al. (2019), teknologi pengeringan merupakan salah satu metode pengawetan produk pangan tertua, yang berfungsi untuk menjaga kualitas dan stabilitas pada produk pangan, serta mencegah proses pembusukan dan kontasi selama penyimpnanan produk.
Saat ini, berbagai metode proses pengeringan yang telah dipelajari dengan memanfaatkan sistem pengering konduksi, konveksi dan radiasi hingga sistem pengeringan dingin (Therdthai dan Zhou, 2009; Kantrong et al., 2019; Radoiu, 2020). Proses tersebut mampu diaplikasikan, namun proses pengeringan memiliki beberapa kelemahan dalam aplikasinya. Kelemahan dari proses pengeringan konvensional adalah : Waktu proses yang cukup lama, selain itu proses pengeringan konveksi tidak mampu meningkatkan kualitas produk karena dapat menghilangkan rasa, warna, tekstur serta kandungan nutrisi yang dapat hilang saat proses pemasanan (Tian et al., 2015; Gonzalez-Cavaries et al., 2021).
Oleh karena itu diperlukan metode alternatif yang dapat mengurangi kelemahan-kelemahan tersebut dan memungkinkan diperolehnya produk berkualitas tinggi dalam jangka waktu proses yang singkat.
Metode microwave drying merupakan salah satu metode non-konvensional yang digunakan untuk proses pengawetan pangan. Metode microwave memiliki perbedaan dengan metode pemanasan konvensional lainnya. Pada metode microwave, panas pada microwave menyebar melalui gradien tekanan internal.
Pengeringan microwave, seperti halnya pengeringan vakum-microwave, pengeringan udara panas-microwave, pengeringan kombinasi microwave–convective dan pengeringan microwave–freeze, merupakan proses pengeringan yang kompleks yang melibatkan perpindahan panas dan massa, yang didasarkan pada pemanasan volumetrik (Pu dan Shun, 2015; Guo et al., 2017). Menurut Li et al. (2011) dalam Guo et al. (2017), pengeringan dengan metode microwave atau gelombang mikro mengubah energi gelombang elektromagnetik dengan frekuensi tinggi menjadi panas, sehingga kelembaban cairan diuapkan ke permukaan bahan pangan.
Metode microwave atau gelombang mikro dapat diaplikasikan pada berbagai produk pangan, seperti produk pangan frozen food, mie instan dan sayur-sayuran. Berdasarkan jurnal dengan judul “Novel Drying Techniques for the Food Industry”, pada aplikasi produk pangan umumnya frekuensi yang digunakan pada pengeringan dengan microwave sebesar 915 – 2450 MHz. Gelombang mikro umumnya bersifat non-pengion, dan konsep penerapan energi gelombang mikro dianggap sebagai teknologi generasi keempat.
Walaupun teknologi microwave dapat digunakan dalam kombinasi dengan sistem pengeringan yang berbeda, jenis pengeringan yang terlibat sangat terkait dengan laju pengeringan dan kualitas produk. Pengeringan dengan metode microwave berbeda dengan pengeringan dengan metode microwave.
Pengeringan dengan metode microwave memanfaatkan energi pemanasan gelombang mikro diklaim langsung ke bahan melalui interaksi molekuler dengan medan elektromagnetik. Prinsip pemanasan dielektrik ini melibatkan dua mekanisme dasar, yaitu: Rotasi dipolar dan interaksi ionik/konduksi ionik, serta bergantung pada permitivitas dielektrik dan faktor kehilangan produk.
Gambar 1. Pengeringan dengan metode microwave–assisted drying
Sumber : Moses et al. (2014)
Berdasarkan pada hasil penelitian “Novel Drying Techniques for the Food Industry”, pengeringan pada berbagai produk pangan dengan bantuan microwave menunjukkan hasil yang sangat baik. Misalnya, pengeringan menggunakan microwave mampu mengurangi waktu pengeringan sebesar 25 – 90%, peningkatan laju pengeringan sebesar 400-800%, serta pengurangan konsumsi energi sebesar 32-71% dibandingkan dengan teknik pengeringan konvensional, kualitas produk yang unggul, bahkan teknik pengeringan dengan microwave lebih baik dibandingkan dengan teknik pembekuan, penggunaan dimensi penyimpanan yang sedikit lebih baik dan teknik kontrol proses yang lebih baik.
Pengeringan dengan metode microwave drying merupakan metode pengeringan non-konvensional yang memanfaatkan daya listrik untuk menghasilkan panas. Berdasarkan jurnal “Microwave Processing Techniques and their recent Applications in the Food Industry”, pengeringan non-konvensional seperti microwave drying, pemanasan konvefktif gelombang mikro dan memanfaatkan kombinasi gelombang mikro, konveksi dan pemanasan berseri, didasarkan pada pemanasan volumetric, yag memanaskan produk pangan secara instan (Kappe, 2013; Guo et al., 2017).
Menurut Aguilar-Reynosa et al. (2017) dalam Guo et al. (2017), komponen medan listrik gelombang mikro menginduksi rotasi dipol dalam produk pangandan panas yang dihasilkan oleh gesekan molekul. Molekul polar tidak dapat berisolasi secara sinkron dengan medan magnet dan memiliki jeda yang singkat. Penundaan mengubah energi magnetic menjadi energi translasi, sehingga secara bertahap mengurangi amplitude gelombang mikro.
Penetrasi merupakan sejenis kemampuan gelombang elektromagnetik yang menembus bagian dalam produk. Gelombang elektromagnetik bergerak dari permukaan makanan dan menyebar ke dalam produk. Hal ini dikarenakan energi diserap dan kemduain diterjemahkan menjadi energi panas, maka gelombang mikro membawa energi tersebut dalam bentuk redaman indeks (Red).
Gambar 2. Skema kerja microwave
Sumber : https://gagastekno.com/cara-kerja-microwave/
Firza Fahleffi Suharto, penulis adalah Mahasiswa Program Studi Ilmu Pangan, Sekolah Pascasarjana IPB University
DAFTAR PUSTAKA
Aguilar-Reynosa, A., Romaní, A., Rodríguez-Jasso, R. M., Aguilar, C. N., Garrote, G., & Ruiz, H. A. (2017). Microwave heating processing as alternative of pretreatment in second- generation biorefinery: An overview. Energy Conversion and Management, 136: 50-65.
Drouzas, A. E., & Schubert, H. (1996). Microwave application in vacuum drying of fruits. Journal of food Engineering, 28(2): 203-209.
Elhussein, E., & S ̧ ahin, S. (2018). Drying behaviour, effective diffusivity and energy of activation of olive leaves dried by microwave, vacuum and oven drying methods. Heat and Mass Transfer, 54(7), 1901–1911. https://doi.org/10.1007/s00231-018- 2278-6
González-Cavieres, L., Perez-Won, M., Tabilo-Munizaga, G., Jara-Quijada, E., Díaz-Álvarez, R., dan Lemus-Mondaca, R. (2021). Advances in vacuum microwave drying (VMD) systems for food products. Trends in Food Science & Technology, 116: 626-638.
Guo, Q., Sun, D. W., Cheng, J. H., & Han, Z. (2017). Microwave processing techniques and their recent applications in the food industry. Trends in Food Science & Technology, 67, 236-247.
Li, H., Zhao, Z., Xiouras, C., Stefanidis, G., Li, X., & Gao, X. (2019). Fundamentals and applications of microwave heating to chemicals separation processes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 114, 109316. https://doi.org/10.1016/j. rser.2019.109316
Moses, J. A., Norton, T., Alagusundaram, K., & Tiwari, B. K. (2014). Novel drying techniques for the food industry. Food Engineering Reviews, 6, 43-55.
Ozcan-Sinir, G., Ozkan-Karabacak, A., Tamer, C., & Copur, O. (2019). The effect of hot air, vacuum and microwave drying on drying characteristics, rehydration capacity, color, total phenolic content and antioxidant capacity of Kumquat (Citrus japonica). Food Science and Technology, 39(2), 475 – 484. https://doi.org/10.1590/fst.34417
Tian, Y., Wu, S., Zhao, Y., Zhang, Q., Huang, J., & Zheng, B. (2015). Drying characteristics and processing parameters for microwave-vacuum drying of kiwifruit (Actinidia deliciosa) slices. Journal of Food Processing and Preservation, 39(6), 2620–2629. https://doi.org/10.1111/jfpp.12512
