Teknologi Kriogenik (cryogenic)

Kriogenik (cryogenic) merupakan salah satu teknologi pembekuan yang sebetulnya bukan tergolong ide yang baru. Metode pembekuan pada teknologi ini menggunakan gas yang dimampatkan menjadi cairan (liquid) misalnya nitrogen (N2) dan karbon dioksida (CO2). Nitrogen cair sebagaimana telah diketahui sejak lama, dipergunakan sebagai pembeku bahan-bahan organik untuk keperluan penyimpanan dan ekstraksi bahan-bahan penelitian bidang biologi terapan. Karbon dioksida cair pun telah sejak lama dipergunakan untuk pengisi tabung pemadam kebakaran.

Nitrogen cair memiliki titik didih pada suhu -195,8 derajat Celsius, sedangkan karbon dioksida cair -57 derajat Celsius. Pada suhu yang lebih tinggi dari suhu tersebut, nitrogen dan karbon dioksida akan berbentuk gas volatil, sehingga umumnya nitrogen cair dan karbon dioksida cair berada pada suhu lebih rendah daripada titik didihnya. Dengan suhu yang sedemikian dingin, baik nitrogen cair maupun karbon dioksida cair mempunyai kemampuan membekukan bahan organik yang relatif lebih efektif daripada pendingin berbahan amonia ataupun freon. Suntory, sebuah perusahaan minuman di Jepang mengunakan metode cryogenic ini sebagai metode baru untuk produksi minuman sehingga kualitas kesegaran minuman terjaga. Dalam kondisi suhu -195 derajat celcius buah dihancurkan menjadi tepung kemudian dibuat minuman.

Di negara-negara maju, studi mengenai aplikasi teknologi kriogenik untuk pembekuan produk pangan telah dimulai sejak dekade 1990-an. Beberapa kelebihan teknologi kriogenik untuk pembekuan produk pangan dibandingkan teknologi pembekuan konvensional telah ditemukan, di antaranya yaitu :

1.  teknologi kriogenik mempunyai kemampuan mencegah rusaknya adenosintrifosfat (ATP) pada produk pangan laut segar selama periode penyimpanan.
2.     mampu mempercepat pembekuan produk pangan seperti daging dan telur.
3.    menghambat pertumbuhan mikroorganisme perusak produk pangan lebih baik.
4.      mencegah rusaknya nutrisi produk pangan lebih baik.

Pada saat ini studi mengenai aplikasi teknologi kriogenik untuk pembekuan produk pangan lebih diarahkan pada perancangan kontainer atau jaket pendingin, mengingat gas cair seperti nitrogen cair dianggap terlalu berbahaya untuk dibawa seenaknya dalam transportasi produk pangan. Selain itu studi juga diarahkan kepada stabilitas suhu disertai perancangan pengontrolnya, dan selanjutnya variasi produk pangan yang dapat dibekukan secara efektif dengan teknologi kriogenik. Dan yang paling mutakhir saat ini yaitu upaya menggunakan teknologi nano material dalam rangka mencari bahan terbaik untuk digunakan sebagai kontainer atau jaket pendingin kriogenik termasuk pipa vakum kriogeniknya [1]

Pembekuan merupakan suatu cara pengawetan bahan pangan dengan cara  membekukan bahan pada suhu di bawah titik beku pangan tersebut.  Dengan membekunya sebagian kandungan air bahan atau dengan terbentuknya es (ketersediaan air menurun), maka kegiatan enzim dan jasad renik dapat dihambat atau dihentikan sehingga dapat mempertahankan mutu bahan pangan.  Mutu hasil pembekuan masih mendekati buah segar walaupun tidak dapat dibandingkan dengan mutu hasil pendinginan.   Pembekuan dapat mempertahankan rasa dan nilai gizi bahan pangan yang lebih baik daripada metoda lain, karena  pengawetan dengan suhu rendah (pembekuan) dapat menghambat aktivitas mikroba mencegah terjadinya reaksi-reaksi kimia dan aktivitas enzim yang dapat merusak kandungan gizi bahan pangan.  Walaupun pembekuan dapat mereduksi jumlah mikroba yang sangat nyata tetapi  tidak dapat mensterilkan makanan dari mikroba (Frazier, 1977)     Menurut Tambunan (1999), pembekuan berarti pemindahan panas dari bahan yang disertai dengan perubahan fase dari cair ke padat, dan merupakan salah satu proses pengawetan yang umum dilakukan untuk penanganan bahan pangan.  Pada  proses pembekuan, penurunan suhu akan menurunkan aktifitas mikroorganisma dan  sistem enzim, sehingga mencegah kerusakan bahan pangan.  Selain itu, kristalisasi  air akibat pembekuan akan mengurangi kadar air bahan dalam fase cair di dalam  bahan pangan tersebut sehingga menghambat pertumbuhan mikroba atau aktivitas  sekunder enzim.    Proses pembekuan terjadi secara bertahap dari permukaan sampai pusat  bahan.  Pada pemukaan bahan, pembekuan berlangsung cepat sedangkan pada bagian yang lebih dalam, proses pembekuan berlangsung lambat (Brennan, 1981). 

Pada awal proses pembekuan, terjadi fase precooling dimana suhu bahan diturunkan  dari suhu awal ke suhu titik beku.  Pada tahap ini semua kandungan air bahan berada pada keadaan cair (Holdworth, 1968).  Setelah tahap precooling terjadi tahap  perubahan fase, pada tahap ini terjadi pembentukan kristal es (Heldman dan Singh, 1981).