BANTENESIA.ID, – Teknologi Isokorik merupakan inovasi baru pengawetan produk pada suhu dibawah titik beku tanpa mengakibatkan kerusakan akibat kristal es. Pembekuan Isokorik dikembangkan oleh Boris Rubinsky di Universitas of California, Berkeley pada tahun 2005 di Jurnal Cribiology.
Pembekuan dalam kondisi Isokorik akan menghasilkan produk makanan dengan kualitas unggul dibanding dengan yang diawetkan dalam pembekuan konvensional, lebih hemat energi dan mampu mengurangi pertumbuhan mikroorganisme selama penyimpanan (Bilbao-Sainz, et al 2019).
Selama proses pembekuan Isokorik, bahkan pangan direndam dalam larutan dengan volume konstan (isokorik) hingga mencapai keseimbangan osmotik. Dengan cara ini produk makanan dapat diawetkan dengan aman pada suhu dibawah titik beku tanpa menjadi beku ((Bilbao-Sainz, et al 2019). Bahan direndam dalam kontainer kaku dapat terbuat dari bahan silinder baja tahan karat, komposit serat karbon, atau termosit fenolik dilengkapi dengan pengukur tekanan (pressure transducers) dan pengamanan tekanan (ruptire disk).
gambar skema eksperimental ruang isokorik dan diagram fase. (Sumber; Powell-Palm at al, 2019).
Kristal es akan mulai terbentuk pada ruang nukleasi yang ditutup rapat dengan sekrup logam yang membatasi aliran udara masuk dan keluar dari wadah. Tekanan hidrostatik semakin bertambah seiring dengan suhu yang semakin rendah dan pembentukan es yang semakin mengembang dalam volume larutan yang konstan dan ruang yang rapat. Tekanan ini akan menekan titik beku larutan dan es akan terbentuk sampai kesetimbangan ternodinamika tercapai terhadap suhu yang ditentukan.
Pada titik ini, terbentuk dua fase berdampingan pada suhu sub-freezing konstan yaitu fase es padat dan cair. Produk makanan dapat disimpan pada sushi sub-freezing tanpa pembentukan es internal jika produk makanan tetap berada di larutan selama pembekuan. Potensi bahaya dapat berkurang karena dalam kondisi isokorik selalu mengikuti kurva liquidus dari diagram fase suhu-tekanan hingga mencapai titik triple antara es I, es III dan cairan (Zhao et al, 2021).
Studi menunjukan potensi pembekuan Isokorik dapat mengurangi konsumsi energi sepa penyimpanan beku, mengaktifkan mikroorganisme patogen, dan menjaga sifat fisikokimia dan nutrisi makanan beku (Zhao et al, 2021). Konsumsi energi dalam sistem isokorik secara signifikan lebih kecil daripada sistem isobarik dengan massa yang sama karena pengurangan massa pembekuan total. Dalam sistem isokorik hanya sebagian massa yang membeku pada suhu dibawah titik beku tertentu yang lebih tinggi dari titik triple sehingga mengurangi energi total untuk fusi es. Namun dalam sistem Isobarik transisi fase terjadi pada titik beku dan panas laten fusi berkurang dengan suhu, akibat membutuhkan lebih banyak energi untuk membekukan bahan (Nida at al, 2021).
Secara umum proses isokorik menghasilkan perubahan pada integritas fisik mikroorganisme, enzim, dan atribut nutrisi. Pendingin isokorik (–15°C) dapat merusak membran, merubah bentuk dan ukuran sel, serta mengeluarkan materi intraseluler escherichiacoli. Penerapan isokorik juga dapat mempertahankan integritas sel kentang sehingga efek pencoklatan berkurang akibat pelepasan PPO dari membran sel kentang dihambat. Buah Ceri dapat kehilangan kandungan asam askorbat melalui pembekuan isokorik (–51%), pembekuan isobarik ( 63%), dan pembekuan Individual Quick Freezing (–72%). Dalam bidang medis, teknologi Isokorik dapat diterapkan ketika menyimpan organ transplan seperti ginjal kedalam lemari es dengan kondisi statis (Nida at al, 2021).
Referensi : Bilbao-Sinz, C., Sinrod., Powell-Palm, M.J., Dao, L., Takeoka, G., Wiliiams, T., Wood, T., Ukpai, G., Aruda, J., Bridges, D.F. dan Wu, V .C., 2019. Preservation of Sweet Cherry Isochoric (Constan Volume) Freezing. Innovative Food Sciensi & Emerging Technologies, 52, pp. 108-115.
Nida, S., Moses, J.A. dan Anandharamakrishnan, C., 2021. Isochoric Freezing and Its Emerging Applications In Food Preservations. Food Engineering Reviews, pp. 1-10.
Powell-Palm, M.J., Aruda, J. dan Rubinsky, B., 2019. Thermodynamic Theory and Experimental Validation of a Multiphase Isochoric Freezing Proses. Jurnal of Biomechanical Engineering, 141 (8).
Zhao, Y., Bilbao-Sainz, C., Wood, D., Chiou., B.S., Powell-Palm., M.J., Chen, L., McHugh, T. dan Rubinsky, B., 2021. Effects of Isochoric Freezing Conditions on Cut Potato Quality. Foods 10(5), p.974.