PENYIMPANAN PRODUK HORTIKUKLTURA PADA SUHU RENDAH

26/06/2013

PENYIMPANAN SUHU RENDAH
PENYIMPANAN PRODUK HORTIKUKLTURA
PADA SUHU RENDAH

Tujuan Instruksional Khusus :

• Mahasiswa mampu menjelaskan tujuan
penyimpanan produk hortikultura pada suhu rendah
• Mahasiswa dapat menjelaskan caracara-cara
penyimpanan suhu rendah untuk produk hortikultura
• Mahasiswa dapat melakukan penyimpanan produk
hortikultura pada suhu rendah

PENYIMPANAN SUHU RENDAH…………




Faktor-faktor yang perlu diperhatikan :

1. Sifat bahan
2. Suhu ruang pendingin
3. RH ruang pendingin
4. Sirkulasi udara
5. Jarak tumpukan
Sifat bahan yang mempengaruhi penyimpanan :
• Varitas
• Iklim tempat tumbuh
• Kondisi tanah
• Cara budidaya
• Derajat kematangan
• Cara penanganan sebelum disimpan








Dibedakan atas :
 Pendinginan : penyimpanan bahan di atas suhu
pembekuan bahan (-2 – 10oC)
 Pembekuan : penyimpanan bahan dalam
keadaan beku (suhu (-12) – (-24)oC)
Diperlukan untuk produk yang mudah rusak
Kerugian : biaya mahal
Keuntungan : dapat mengurangi :
 Kegiatan respirasi dan metabolik lain
 Proses penuaan, pematangan, pelunakan dan
perubahan warna serta tekstur
 Kehilangan air dan pelayuan
 Kerusakan karena aktivitas mikroba
 Proses pertumbuhan yang tidak diinginkan

Pengaruh Penyimpanan Dingin Terhadap Bahan :
1. Kehilangan berat
2. Kerusakan dingin
3. Kegagalan matang :  Normal ripening : 10-30oC,
optimum 20oC

4. Kebusukan : karena kondensasi pada permukaan

1

26/06/2013

KERUSAKAN DINGIN




Pada suhu 0-10oC metabolisme tidak normal
Chilling injury : kelainan yang disebabkan oleh
suhu rendah (bukan suhu beku)
Faktor-faktor yang mempengaruhi chilling injury :
1. Suhu
2. Lama penyimpanan pada suhu tertentu
3. Sensitivitas produk terhadap pendinginan
(tergantung komoditi, varitas dan tingkat
kematangan).

 Contoh : Ubi jalar :
 Luka setelah 1 hari pada 0oC dan tidak
luka pada 7oC selama 4 hari
 Tidak luka selama 4 hari pada suhu 10oC
tapi setelah 10 hari menjadi luka

KERUSAKAN DINGIN……………
Daya Simpan
Relatif

A
B
C
0
5
10
15
20
Suhu
A : Tidak sensitif : Kubis, kembang kol

B : Agak sensitif : Asparagus, Lada
C : Sangat Sensitif : tomat, ubi jalar, pisang

Gambar 1. Hubungan sensitivitas produk terhadap
chilling injury, daya simpan dan suhu

KERUSAKAN DINGIN……………



Injury terjadi pada saat didinginkan atau ketika
dipindahkan ke suhu tinggi
Gejala injury :
• Perubahan warna
• Membusuk
• Pengerasan (hardcare)
• Pemasakan abnormal
• pengeriputan

Gambar 2. Symptoms of chilling injury are usually small depressed

areas on fruit surface that later are colonized by
deteriorating microorganisms.

2

26/06/2013

KERUSAKAN DINGIN……………
injury :
 Terjadi respirasi abnormal
 Perubahan lemak dan asam lemak dalam dinding
sel :
Pada suhu rendah membran lipida lebih kental
sehingga tidak mudah bergerak dan berfungsi,
terutama enzim yang terlibat dalam produksi ATP
dan sintesa protein
 Perubahan permeabilitas sel
 Perubahan dalam reaksi kinetik dan thermodinamika
 Ketimpangan senyawa kimia dalam jaringan :

KERUSAKAN DINGIN……………

 Mekanisme chilling

Contoh : pada kentang, jagung manis, ubi jalar, peas :
mengganggu keseimbangan gula-pati (pati  gula 
CO2)

 Penimbunan metabolisme beracun : etanol dan
asetaldehid  merusak sel

Tabel 1. Kerusakan dingin pada buah-buahan yang disimpan
pada suhu < suhu rendah yang aman
Komoditi

Apel

Suhu Rendah
yang aman
(oF)

36-38

Kerusakan yang terjadi jika suhu < suhu
terendah
Pencoklatan bagian dalam, bagian
tengah coklat, lembek dan lepuh

Alpukat

40-45

Daging buah coklat kehitaman

Pisang

53-56

Warna jelek jika matang

Jeruk besar

Mangga

50



Keseimbangan pati – gula pada ubi jalar, kentang,
jagung manis dan peas :
 Pada suhu ruang : keseimbangan pati-gula
dalam kentang dan ubi jalar mengarah ke
akumulasi pati
 Di bawah suhu kritis (10oC untuk kentang dan
15oC untuk ubi jalar) : konversi gula ke pati
menurun  gula berkumpul di jaringan
 penyimpanan kentang pada suhu > 10oC,
akumulasi gula diturunkan
 Pada jagung manis dan peas : akumulasi gula
dikehendaki  penyimpanan dilakukan pada
suhu < 10oC

Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk
Selama Penyimpanan
Waktu untuk
mempertahankan
mutu

Lepuh, lubang cacat, benyek

50-55

Kulit seperti lepuh, kehitam-hitaman,
pematangan tidak merata

Semangka

40

Lubang cacat, busuk di permukaan

Pepaya

45

Lubang cacat, gagal matang, citarasa
menyimpang, busuk

Nenas

45-50

Warna hijau jelek jika matang

Tomat (matang)

45-50

Pelunakan, benyek dan busuk

Tomat (hijau tua)

55

warna jelek jika matang, busuk
Alternaria

0

10

20

30 Suhu

Gambar 3. Hubungan suhu dengan perubahan mutu

3

26/06/2013

Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk
Selama Penyimpanan…………………..

Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu Produk
Selama Penyimpanan…………….




Suhu Tinggi :
 Aktivitas enzim  pada suhu > 30oC
 Expose terus menerus pada suhu > 30oC  daging
buah masak, warna tidak normal, misal : pisang
tetap hijau
 Suhu > 35oC, metabolisme tidak normal, buah
cepat busuk
Suhu rendah :
 limit paling rendah = titik beku jaringan (0- (-2)oC)
 Untuk umur simpan panjang disimpan pada suhu
sedikit di atas titik beku




Q10  




Pengaruh Suhu Terhadap Perubahan Mutu
Produk Selama Penyimpanan…………………..





Pada beberapa proses biologis nilai Q10 tidak
konstan pada selang suhu fisiologis Q10 tergantung
suhu
Umumnya nilai Q10 besar (mencapai 7) pada selang
1-10oC, dan di atas 10oC sekitar 2 – 3.
Penggunaan nilai Q10 :
Q10 = 1  kecepatan respirasi tidak berubah dengan
adanya perubahan suhu.
Q10 < 1  kecepatan respirasi menurun dengan
meningkatnya suhu

Mutu berhubungan dengan respirasi
Kecepatan respirasi  secara eksponensial jika suhu  
dijelaskan dengan konsep suhu quotient (Q10)
R2

10( t 2 t1 )


R1 

= konstant  2

t2, t1 = suhu (oC)
R2, R1 = kecepatan respirasi
Batasan :
Kecepatan respirasi : berat CO2 yang dihasilkan per
berat segar bahan pada waktu tertentu (mg CO2/kgjam) atau ml CO2/kg jam
Suhu meningkat 10oC  kecepatan respirasi  2 x





Bila diketahui nilai Q10 dan respirasi pada suhu
tertentu maka kecepatan reaksi pada berbagai
suhu dapat diketahui
Contoh :
1. R1 = 54 mg CO2/kg-jam, pada t1 = 15oC
R2 = 86mg CO2/kg-jam, pada t2 = 20oC
Q10 = (86/54)10/(20-15) = (1.6)2 = 2.6

2. R1 = 15 mg CO2/kg-jam, pada t1 = 0oC
Q10 = 3, Berapa R2 pada t2 = 5oC ?
10( t 2 t1 )

R
Q10   2 
 R1 

3.0 = (R2/15)10/(5-0) = (R2/15)2
R2 = 15 x 3 = 26 mg CO2/kg-jam

4

26/06/2013

PRE-COOLING

Penanganan Sebelum Penyimpanan Dingin :









Sortasi
Grading
Sizing
Pengepakan
Pre-cooling
Pencucian
Degreening
Pelilinan (waxing)





Penanganan
tambahan



PRE-COOLING ……….

PRE-COOLING………..




Pada proses pre-cooling komersial, produk di precooling hingga suhunya mencapai 7/8 kali perbedaan
suhu lapang dan suhu akhir yang diinginkan (1/8 sisa
suhu hilang pada saat transportasi atau penyimpanan
dingin).
Contoh : suatu produk dengan suhu lapang 30oC di
dinginkan dengan media refrigerasi yang suhunya
10oC, maka suhu produk setelah pre-cooling adalah :
Takhir = T produk awal - [ 7 x (T produk awal - Trefrigerant)/8 ]
Takhir = 30 - [ 7 x (30 - 10 )/8 ] = 12.5 ºC

= Pendinginan awal, yaitu pendinginan cepat
untuk mengambil panas sensibel (field heat)
sebelum produk mengalami transportasi atau
penyimpanan.
Suhu produk diturunkan dalam waktu beberapa
menit atau beberapa jam, sehingga produk tetap
segar
Tujuan umum pre-cooling :
 Memperlambat respirasi
 Menurunkan kepekaan terhadap mikroba
 Mengurangi jumlah air yang hilang
 Memudahkan pemindahan ke ruang pendingin



Metode pre-cooling :
1. Room Cooling (Refrigerated Air Cooling)
2. Vacuum cooling
3. Forced air cooling
4. Hydrocooling
5. Hydrair cooling
6. Package icing cooling

5

26/06/2013

a. Cold air:

Room cooling
Forced air cooling

b. Cold water:
c. Contact with ice:

Hydrocooling
Crushed ice
Liquid ice
Dry ice

d. Evaporation of surface water:

Evaporative
Vacuum cooling



Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) ……………
 Dapat digunakan untuk hampir semua produk
Keuntungan :
- Cool and Store
- Kemasan tidak boleh
rusak

Kerugian :
- Slow cooling
- Variable cooling
- Moderate weight loss
- Produk dapat dibekukan
- Butuh keterampilan

PRE-COOLING ……….


Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) :
 Metode precooling yang relatif sederhana
 Peralatan : ruang refrigerasi dengan kapasitas
pendinginan yang cukup
 Produk dikemas dalam kemasan dan disusun
dalam ruang pendingin dengan susunan yang
memungkinkan terjadinya sirkulasi udara yang
baik
 Laju pendinginan < dari metode lainnya karena
adanya kemasan yang membatasi proses
pindah panas  tergantung jenis produk, ukuran
dan sifat alami kemasan serta suhu dan
kecepatan aliran udara.

 Room Cooling (Refrigerated Air Cooling) ……………
Tabel 2. Crops usually room cooled

Artichoke

Coconut

Melons

Salsify

Asian pear

Custard apple

Onion

Sapote

Atemoya

Garlic

Orange

Scorzonera

Banana

Ginger

Parsnip

Summer squash

Beans (dry)

Grapefruit

Cucumber

Sweet potato

Beet

Horseradish

Pineapple

Tangerine

Breadfruit

Husk tomato

Plantain

Tomato

Cabbage

J. artichoke

Potato

Tree tomato

Cactus leaves

Jicama

Prickly pear

Turnip

Carambola

Kiwano

Pumpkin

Watermelon
Yam

Cassava

Kohlrabi

Quince

Celeriac

Kumquat

Radish

Chayote

Lime

Rhubarb

Cherimoya

Lemon

Rutabaga

6

26/06/2013

PRE-COOLING ……….




Vacuum cooling :
 Mendinginkan bahan dalam ruangan hampa udara
(tekanan 4.6 mm Hg)
 Sangat tergantung pada penguapan air dari
produk
 Kehilangan berat 1% setiap penurunan suhu 5oC
 Total susut berat : 1.5-5%
 Digunakan untuk bahan dengan luas permukaan
>>> massa/volumenya, misal : bayam, selada
 Tidak sesuai untuk bahan yang bersifat “bulky”
seperti mentimun

Keuntungan :
- cepat
- dapat dikemas
- sederhana



Celery

Mushrooms

Sweet corn

Escarole

Radiccio

Swiss chard

Leek

Snapbeans

Watercress

Cauliflower

Lettuce

Snowpeas

Chinese
cabbage

Lima bean

Spinach

Kerugian :
- kehilangan berat
- batch process
- dibutuhkan holding store
- energi >
- kemasan harus tahan air

PRE-COOLING ……….

Vacuum cooling……………
Table 3. Crops that can be vacuum cooled.



Belgian
endive
Brussels
sprouts
Carrot

Vacuum cooling……………

Forced Air Cooling :
 Mirip dengan room cooling, bedanya udara
dingin dihembuskan oleh sebuah kipas (fan)
melalui kemasan produk
 Karena laju aliran udara >  laju pendinginan >
 Pendinginan lebih seragam pada kemasan yang
berbeda
 2 Type Forced Air Cooling :
- Channel type
- Cold-wall type
 Digunakan pada bahan yang sangat mudah
rusak seperti anggur dan strawberry (waktu
pendinginan < 1 jam)

7

26/06/2013

 Forced Air Cooling ………………….
Table 4. Crops usually precooled by forced air

Anona

Coconut

Mango

Prickly pear

Atemoya

Cucumber

Mangosteen

Pumpkin

Avocado

Eggplant

Melons

Quince

Banana

Feijoa

Mushrooms

Rhubarb

Barbados cherry

Fig

Okra

Sapote

Berries

Ginger

Orange

Snapbeans

Breadfruit

Grape

Papaya

Snowpeas

Brussels sprouts

Grapefruit

Passionfruit

Strawberry

Cactus leaves

Guava

Pepino

Summer squash

Caimito

Husk tomato

Pepper (Bell)

Tangerine

Carambola

Kiwifruit

Persimmon

Tomato

Cassava

Kumquat

Pineapple

Tree tomato
Yam

Chayote

Lima bean

Plantain

Cherimoya

Lychee

Pomegranate



Hydrocooling ……………..
 Banyaknya air yang dibutuhkan : 400 - 600
l/menit/m2
 Tidak semua produk dapat dihidrocooling 
tergantung kemampuannya untuk bertoleransi
dengan air dan klorin.
 Untuk mencegah patogen digunakan air
berklorin dengan konsentrasi 150-200 ppm.
 Contoh produk yang dihirocooling secara
komersial : Tomat dan asparagus.

PRE-COOLING ……….


Hydrocooling :
Produk didinginkan dengan cara mencelup atau
membasahi dengan air dingin kemudian dicuci
dengan air bersih
Digunakan untuk wortel dan lobak
Kerugian :
Keuntungan :
 Cepat
- Produk basah
 Tidak ada kehilangan
- Disease spread
berat
- Effluent disposal
 Proses kontiniu
- Butuh holding store
 Tidak dapat dibekukan
- Kemasan harus tahan
air



Hydrocooling ……………..
Table 5. Crops normally hydrocooled

Artichoke

Cassava

Kiwifruit

Radish

Asparagus

Celeriac

Kohlrabi

Rhubarb

Beet

Celery

Leek

Salsify

Belgian endive

Chinese cabbage

Lima bean

Snapbeans

Broccoli

Cucumber

Orange

Snowpeas

Brussels sprouts

Eggplant

Parsley

Spinach

Caimito

Escarole

Parsnip

Summer squash

Cantaloupe

Green onions

Peas

Sweet corn

Cauliflower

Horseradish

Pomegranate

Swiss chard

Carrot

J. artichoke

Potato (early)

Watercress

8

26/06/2013

PRE-COOLING ……….




PRE-COOLING ……….

Hydrair-Cooling :
 Menggunakan campuran udara yang
didinginkan dan air yang disemprot dalam
bentuk semprotan halus kemudian disirkulasikan
ke produk secara konveksi.
 Keuntungan : - kebutuhan air <
- lebih bersih (sanitasi terjaga)
 Laju pendinginan hampir sama dengan
hydrocooling

Ice Bank Cooling…………
Keuntungan :
- Minimal weight loss
- Moderately fast cooling
- Sesuai untuk produk bulky
- Cooling and storage
- Modest power



Ice Bank Cooling :
 Didasarkan pada pendinginan udara
 Produk diletakkan dalam wadah (bin) kemudian
dihembuskan udara yang didinginkan
 Udara didinginkan melalui kontak secara
tertutup dengan air dingin, dan air didinginkan
melalui kontak dengan es yang mencair
 Dapat digunakan untuk semua produk kecuali
bawang

PRE-COOLING ……….
Kerugian :
- Sulit untuk produk yang
dikemas
- Sulit untuk mixed package
- Kemasan harus kuat
- Butuh operator terampil



Ice cooling :
 Metode penurunan suhu lapang yang paling tua
 Cara :
 es diletakkan di atas produk yang dikemas
sebelum kemasan ditutup
 Campuran air dan es (40% air + 60% es + 0,1%
garam) diinjeksikan ke kemasan yang terbuka
sehingga terbentuk gumpalan es dikemasan
 Kelemahan :
- terbatas pada produk yang tahan terhadap es
- biaya transportasi tinggi (berat>)
- ketika es mencair maka kemasan dan ruang
penyimpanan menjadi basah  diatasi
dengan melapisi dengan plastik

9

26/06/2013

Ice cooling ……………
Table 6. Crops that can be ice cooled

REFRIGERASI



Belgian endive Chinese
cabbage

Kohlrabi

Spinach

Broccoli

Carrot

Leek

Sweet corn

Brussels
sprouts

Escarole

Parsley

Swiss chard

Cantaloupe

Green onions

Pea/snowpeas

Watercress



Ruangan refrigerasi relatif kedap udara dan
mempunyai insulator panas.



Mempunyai lubang pengeluaran panas yang
dihasilkan oleh produk yang didinginkan.



Kapasitas refrigerasi harus mencukupi untuk
mendinginkan panas respirasi yang dihasilkan produk.



Suhu dan RH harus dapat dikontrol.



Besarnya ruangan refrigerasi tergantung pada volume
penyimpanan maksimum.



Tinggi ruangan tergantung pada tinggi tumpukan
produk : 3 m untuk penanganan secara manual dan >
6 m jika digunakan forklift.

REFRIGERASI………..





Ruangan Refrigerasi dapat dibuat dari :
logam concrete, logam, kayu atau bahan
lain.
Permukaan bagian luar harus dapat
menahan panas, termasuk lantai.
Bahan insulasi yang digunakan :
Polyurethane, expanded polystyrene, gabus
dan bahan

REFRIGERASI………..







Refrigerasi mekanis mempunyai 2 komponen utama :
evaporator di bagian dalam dan kondensor di bagian
luar yang di hubungkan dengan tabung berisi
refrigeran.
Refrigerant menyerap panas, mendinginkan udara
dan menghembuskannya kembali ke ruang pendingin
Refrigeran dibawa ke kondensor sebagai gas dan
dengan adanya tekanan yang dihasilkan oleh
kompresor maka refrigeran diubah kembali menjadi
bentuk cair.
Refrigeran yang umum digunakan : Amonia dan
Freon  tidak ramah lingkungan.

10

26/06/2013

PEMBEKUAN…………

PEMBEKUAN






Alat yang digunakan : lemari pembeku
3 Type lemari pembeku :
1. Tipe Air Blast : udara dingin dialirkan melalui
produk
2. Tipe kontak atau plat : produk kontak langsung
dengan permukaan alat
3. Tipe Immersion atau Tipe Spray : produk
dicelupkan kedalam cairan refrigeran atau
disemprotkan dengan cairan refrigeran
Sayuran biasanya dibekukan dengan teknik air
blast freezing atau immersion freezing
Cairan Refrigeran :
- CFC  dilarang sejak tahun 2000
- Amonia
- HFC (Hydrofluorocarbon)







Metode pembekuan lain : pembekuan cryogenik
Gas-gas cryogenik : udara, Nitrogen cair (LN2), CO2
Keunggulan pembekuan cryogenik :
a. menurunkan waktu pembekuan
b. mengurangi kehilangan air dan rasa
c. mengurangi pembentukan kristal
d. meminimalkan kerusakan sel
Metode pembekuan cryogenik :
a. Pembekuan celup dan semprot
b. Pembekuan semprot
c. Pembekuan udara cryogenik

FREEZING INJURY…….

FREEZING INJURY









Kerusakan komoditi jika disimpan pada suhu beku
Titik beku sayuran : - 2.2 – (-0.6)oC
Produk yang peka terhadap pembekuan : tomat
Mekanisme freezing injury :
 Air pada tenunan berubah menjadi es sehingga
volumenya lebih besar
Pembekuan cepat : membentuk kristal kecil  tidak
membahayakan
Pembekuan lambat : membentuk kristal besar 
kerusakan lebih banyak
Proses thawing sebaiknya dilakukan secara lambat
pada suhu 4oC

Tabel 7. Jenis komoditi berdasarkan kepekaannya
terhadap suhu beku
Sangat Peka

Moderat

Paling Tahan

Asparagus

Apel

Beet

Pisang

Cranberry

Kol

Berry

Anggur

Kurma

Kentang

Jeruk

Parsnip

Ubi Jalar

Pear

Kale

Tomat

Water Squash

Turnips

11