Thermal Arrest Time dalam Pembekuan Ikan

Tubuh ikan sebagian besar (60-80%) terdiri atas cairan yang terdapat di dalam sel, jaringan, dan ruangan-ruangan antar sel Sebagian besar dari cairan itu (+67%) berupa free water dan selebihnya (+5%) berupa bound water.  Bound water adalah air yang terikat kuat secara kimia dengan substansi lain dari tubuh ikan. Ikan mulai membeku pada suhu antara -0,6⁰C sampai -2⁰C, atau rata-rata pada -1⁰C. Free water membeku terlebih dahulu kemudian disusul oleh bound water.

Laju Pembekuan

Salah satu pertimbangan pemilihan suatu proses dalam industri pembekuan pangan beku adalah laju pembekuan.  Laju pembekuan tidak saja menentukan struktur akhir produk beku, tetapi juga mempengaruhi lama pembekuan  (Heldman dan Singh, 1981). Menurut Lembaga Refrigerasi International (1971), laju pembekuan suatu massa pangan adalah ratio antara jarak minimal antara permukaan dengan titik pusat termal dibanding dengan waktu yang diperlukan oleh produk pangan mencapai suhu 00C pada permukaan bahan sampai mencapai suhu -50C pada pusat termal bahan. 

Thermal Arres Time

Salah satu variasi terhadap definisi  Lembaga Refrigerasi International  ialah Thermal Arrest Time (TAR), menurut definisi ini, laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan  menurunkan suhu dari  titik yang paling lambat membeku pada produk, untuk 0oC menjadi –5oC. Sedangkan Heldman dan Singh (1981) mengatakan laju pembekuan ialah pengukuran waktu yang dibutuhkan untuk menurunkan suhu produk pada titik yang paling lambat menjadi dingin atau beku, dihitung dari saat tercapainya titik beku awal sampai tercapainya tingkat suhu yang diinginkan di bawah titik beku produk  tersebut

Proses tersebut terbagi atas 3 tahapan yaitu: 

1. Tahap pertama suhu menurun dengan cepat sampai 0⁰C yaitu titik beku air
2. Tahap kedua suhu turun perlahan-lahan untuk merubah air menjad kristal-kristal es.
3. Tahap ini sering disebut periode ”thermal arrest time”. Tahap ketiga suhu kembali turun dengan cepat ketika kira-kira 55% air telah menjadi es. Pada tahap ini sebagian besar atau hampir seluruh air membeku

Berdasarkan panjang pendeknya waktu thermal arrest ini pembekuan dibagi menjadi 2 yaitu : 

1. Pembekuan lambat (slow freezing), yaitu bila thermal arrest time lebih dari 2 jam. Kristal-kristal es yang terbentuk selama pembekuan dapat berbeda-beda ukurannya tergantung pada kecepatan pembekuan. Pembekuan cepat menghasilkan kristal-kristal yang kecil-kecil di dalam jaringan daging ikan. Jika dicairkan kembali, kristal-kristal yang mencair diserap kembali oleh daging dan hanya sejumlah kecil yang lolos keluar sebagai drip. 
2. Pembekuan cepat (quick freezing), yaitu pembekuan dengan thermal arrest time tidak lebih dari 2 jam. pembekuan lambat menghasilkan kristal-kristal yang besar-besar. Kristal es ini mendesak dan merusak susunan jaringan daging. Tekstur daging ketika ikan dicairkan menjadi kurang baik, berongga, keropos dan banyak sekali drip yang terbentuk. Ikan yang dibekukan dengan lambat tidak dapat digunakan sebagai bahan bagi pengolahan-pengolahan tertentu misalnya pengalengan, pengasapan, dan sebagainya.

Atas pertimbangan-pertimbangan diatas, maka disamping untuk menyingkat waktu dan menghasilkan output yang tinggi maka ikan mutlak dibekukan dengan cepat. 

King (1971) membagi laju pembekuan ke dalam 3 golongan yaitu ;

1. Pembekuan lambat, jika waktu pembekuan adalah 30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan,
2. Pembekuan sedang , jika waktu pembekuan adalah 20-30 menit atau lebih untuk 1 cm bahan yang dibekukan dan, 
3. Pembekuan cepat, jika waktu pembekuan adalah kurang dari 20 menit  untuk 1 cm bahan yang dibekukan. Pembekuan cepat didefinisikan oleh mereka yang menganut teori kristalisasi cepat sebagai proses dimana suhu bahan pangan tersebut melampaui zona pembekuan 32  sampai 250 F dalam waktu 30 menit atau kurang.

Memang selama ini belum terdapat definisi yang pasti tentang kapan dikatakan pembekuan cepat dan pembekuan lambat, ada beberapa negara yang membuat standar pembekuan cepat dan pembekuan lambat, Inggris menentukan batas waktu tidak lebih daripada dua jam untuk melewati daerah kritis sebagai pembekuan cepat, sedangkan Jepang memberikan kriteria kurang dari 30 menit untuk melewati daerah kritis sebagai pembekuan cepat, sementara Amerika Serikat menggunakan waktu 70-100 menit untuk membedakan pembekuan cepat dan lambat. Inggris menentukan batas waktu tidak lebih daripada dua jam untuk melewati daerah kritis sebagai pembekuan cepat, sedangkan Jepang memberikan kriteria kurang dari 30 menit untuk melewati daerah kritis sebagai pembekuan cepat, sementara Amerika Serikat menggunakan waktu 70-100 menit untuk membedakan pembekuan cepat dan lambat.

Menurut Ir. Eddy Afrianto & Ir. Evi Liviawaty, Perbedaan yang dapat dijumpai pada pembekuan cepat dan pembekuan lambat adalah :

1. Daerah kritis akan cepat terlewati pada pembekuan cepat
2. Suhu Pembekuan, saat proses aktivitas penyebab proses pembusukan menjadi terhambat atau terhenti.  sehingga semakin cepat proses pembekuan terjadi, maka aktifitas proses pembusukan akan terhambat
3. Secara ekonomis, proses pembekuan akan menguntungkan secara waktu, karena ikan akan lebih cepat beku, sehingga tidak menghambat proses selanjutnya
4. Untuk pengolahan tertentu, ternyata ikan yang dibekukan secara lambat tidak dapat dipakai menjadi bahan baku

Kerusakan Ikan Pada saat Proses Pembekuan

Freezer Burn, yaitu kondisi rusaknya penampakan permukaan daging (terlihat sebagai spot-spot putih kusam dipermukaan daging) yang disebabkan oleh pengeringan karena penguapan air dari permukaan daging ke udara didalam freezer. untuk mencegah freezer burn hendaknya melakukan pengemasan sebelum ikan dibekukan.  Daging ikan hendaknya tidak dibekukan dan dicairkan berulang-ulang, karena proses pembekuan berulang dapat menyebabkan teksturnya menjadi rusak, cairan daging ikan keluar (termasuk juga komponen nutrisi yang larut air) dan rasa juicy dari daging ikan menjadi hilang (daging terasa kering). Jadi, kemaslah daging ikan dalam porsi yang sesuai dengan jumlah yang akan digunakan atau akan dikonsumsi. 

Untuk mencegah terjadinya Freezer Burn :

1. Bekukan Daging Ikan secara cepat dan tepat,  sebelum ikan kita bekukan sebaiknya kita menghilangkan sumber-sumber bakteri yang terdapat pada ikan, misalnya : insang, isi perut, lendir pada ikan.  atau kita bisa memfillet ikan.  setelah itu ikan dicuci dengan bersih.  Rantai dingin / cold chain harus tetap dijaga sebelum dagin ikan kita bekukan.  setelah itu ikan dikemas dan siap untuk dibekukan.  Jangan biarkan ikan / fillet didiamkan dalam suhu kamar tanpa perlakuan apapun, karena mikroorganisme dan bakteri akan berkembang biak dengan cepat, sehingga bisa mempengaruhi kesehatan kita.
2. Gunakan wadah yang tepat, jika kita membekukan ikan/fillet dalam air dan disimpan dalam wadah tertutup, maka sisakan sedikit ruang dalam wadah tersebut. Karena pada saat proses pembekuan air tersebut akan mengembang, sehingga sedikit ruang akan mencegah kerusakan pada wadah. dan sebaliknya, jika kita ingin langsung membekukan ikan dalam wadah tertutup, maka kita tidak perlu menyediakan sedikit ruang. 
3. Bekukan dalam keadaan vacuum
   
4. Jika kita menyimpan dalam waktu lama, maka daging ikan/fillet harus dikemas dengan rapat.