Osmotic Dehydration dan Larutan Osmotik

Osmotic dehydration merupakan salah satu cara yang dapat dipilih untuk mengurangi kandungan air dari dalam bahan. Osmotic dehydration ini merupakan teknik perendaman bahan dalam larutan hipertonik yang dapat mendorong pengeluaran air melalui membrane sel dari bahan (Sereno et al., 2001). Osmotic dehydration sering digunakan untuk menghilangkan sebagian air dari jaringan tanaman dengan merendam dalam larutan hipertonik (osmotik).

Jika dua larutan dengan konsentrasi yang berbeda, yang dipisahkan oleh membran semipermeabel, cairan pelarut akan cenderung berdifusi melalui membrane dari konsentrasi rendah ke larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Proses demikian disebut dengan osmosis, dan energi yang mendorong terjadinya proses ini disebut tekanan osmosis (Moreira et al., 2002).

Difusi air dari jaringan ke larutan didorong oleh tekanan osmotik yang lebih besar dari larutan hipertonik. Selain pelarut yang dapat berdifusi, padatan yang terdapat dalam sel dapat terlarut dalam larutan osmotic (Rastogi dan Raghavarao, 2004). Kecepatan difusi air selama proses osmotic dehydration tergantung dari beberapa faktor, antara lain karakteristik bahan, suhu dan konsentrasi larutan osmotik, rasio masa bahan dan larutan osmotic serta level pengadukan (agitasi) larutan (Corzo dan Gomez, 2004). Karakteristik atau sifat bahan yang digunakan dalam proses osmotik meliputi spesies, varietas, tingkat kematangan, ukuran dan bentuk bahan. Spesies, varietas dan tingkat kematangan yang berbeda akan memberikan pengaruh terhadap difusi perpindahan massa antara produk dan medium osmotik. Selain itu, ukuran dan bentuk juga akan memberikan pengaruh terhadap keluarnya air dari dalam jaringan dan kenaikan gula pada bahan (Lazarides, 1994).

Beberapa bahan yang dapat digunakan dalam larutan osmotik antara lain garam (NaCl), sukrosa, laktosa, high fructose corn syrup, dan gliserol. Selain dalam bentuk tunggal, dalam proses osmotic dehydration, bahan-bahan tersebut juga dikombinasikan dengan bahan lain. Contohnya kombinasi gula/asam, gula/garam, glukosa/fruktosa. Adanya agen osmotik lain berupa asam, seperti asam laktat, juga akan mempengaruhi proses yang terjadi selama osmotic dehydration. Makin tinggi konsentrasi asam laktat, makin tinggi pula pengeluaran air dan peningkatan total padatan dalam buah. Hal ini dikarenakan meningkatnya permeabilitas dinding sel akibat penambahan asam dalam larutan osmotik (Antonio et al., 2004).

Makin tinggi konsentrasi agensia osmotik dalam larutan osmotik akan menyebabkan makin tinggi pula penghilangan air dari dalam jaringan bahan, karena perbedaan konsentrasi yang makin besar tersebut, mendorong keluarnya air dari dalam jaringan ke luar untuk mencapai titik keseimbangan konsentrasi. Pengeluaran air dari dalam jaringan ini juga dikuti dengan masuknya sukrosa ke dalam jaringan buah, sehingga akan meningkatkan total padatan di dalam bahan. Ketika kehilangan air dan kenaikan padatan terjadi secara simultan, kecepatan penurunan air akan selalu lebih tinggi dari kenaikan padatan. Konsentrasi dan suhu dari larutan osmotik mempunyai efek yang signifikan terhadap terjadinya kehilangan air dan kenaikan padatan selama proses osmotic dehydration dari potongan papaya (El Aouar et al., 2006).

Torezan et al. (2004), mengungkapkan suhu memberikan pengaruh positif (sebanding) dengan kehilangan air dan kenaikan padatan pada buah mangga dengan perlakuan osmotic dehydration. Pada buah nanas yang telah dilakukan osmotic dehydration selama 6 jam, dengan suhu 30, 40 and 50ºC dalam larutan hipertonik (60% sukrosa), menunjukkan bahwa penurunan kadar air nanas mempunyai fungsi linier terhadap suhu perendaman. Makin tinggi suhu, makin turun kadar air nanas, kadar sukrosa dalam buah makin tinggi (Ramalo dan Mascheroni, 2005).
Penggunaan proses osmotic dehydration di industri makanan mempunyai beberapa keuntungan. Keuntungan yang diperoleh antara lain: meningkatkan kualitas warna, rasa dan tekstur bahan, efisiensi energi, penurunan biaya pengemasan dan distribusi, tanpa treatment dengan bahan kimia, meningkatkan stabilitas produk selama penyimpanan dan kehilangan nutrisi dapat dikurangi (Sablani et al., 2002).

Salah satu aplikasi dalam penggunaan proses osmotic dehydration ini adalah pada pembuatan manisan buah-buahan. Untuk proses dehidrasi pada buah-buahan, larutan yang dipakai adalah larutan gula dengan konsentrasi sukrosa dari 50-70 brix (Lerici et al., 1985). Proses osmotic dehydration ini merupakan pre-treatment sebelum dilakukan pengeringan lanjutan, sehingga dapat mengurangi penggunaan energi untuk pengeringan, serta dapat meningkatkan kualitas produk dengan penambahan gula pada bahan. Setelah proses dengan osmotic dehydration, dapat dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan alat pengering.

Sebagai salah satu pretreatment, proses osmotic dehydration dapat digunakan untuk mengurangi kadar air awal dalam bahan, sekaligus mengurangi total waktu proses dan waktu pengeringan. Fernandez et al. (2006), telah melakukan penelitian mengenai osmotic dehydration dengan menggunakan buah pepaya yang dilanjutkan dengan pengeringan. Fernandez mengungkapkan bahwa penggunaan sukrosa dalam larutan osmotic dengan konsentrasi yang makin tinggi, maka waktu pengeringan akan menjadi lebih pendek.

Pustaka:
1. Sereno, A.M., Moreira, D. dan Martinez, E., 2001. Mas Transfer Coeficients during Osmotic Dehydration of Apple Single and Combined Aqueous Solution of Sugar and Salts. Journal of Food Engineering, 47:43-49.
2. Moreira, R., Chenlo, F., Fernandez, H.C. dan Varquez, G., 2002. Mass Transfer During Osmotic Dehydration of Chesnut Using Sodium Chloride Solutions. Journal of Food Engineering, 75:127-133.
3. Rastogi, N. K. dan Raghavarao, K.S.M.S., 2004. Mass Transfer during Osmotic Dehydration of Pineapple: Considering Fickian Difusion in Cubical Configuration. Journal of Food Engineering, 37:43-47.
4. Corzo, O. dan Gomez, E.R., 2004. Optimization of Osmotic Dehydration of Cantaloupe Using Desired Function Methodology. Journal of Food Engineering, 64:213-219.
5. Lazarides, H.N., 1994. Osmotic Preconcentration: Developments and Prospects dalam Singh, R.P.; Oliveira, Fernanda A.R. 1994. Minimal Processing of Foods And Proces Optimization. CRC Pres. New York.
6. Antonio, G.C., Azoubel, P.M., Alves, D.G., El-Aouar, A.A. dan Mur, F.E.X., 2004. Osmotic Dehydration Of Papaya (Carica Papaya L.): Influence Of Process Variables. Proceedings of the 14th International Drying Symposium (IDS 2004). C:1998-2004.
7. El-Aouar, A.A., Azoubel, P.M. dan Mur, F.E.X., 2006. Influence Of The Osmotic Agent On The Osmotic Dehydration Of Papaya (Carica Papaya L.). Journal of Food Engineering, 75:267-274.
8. Torezan, G.A., Favareto, P., Palet, D. dan Menezes, H.C., 2004. Osmotic Dehydration Of Mango: Efects Of Temperature And Process Time. Proceedings of the 14th International Drying Symposium (IDS 2004). C:2165-2172.
9. Sablani, S.S., Rahman, M.S. dan Al-Sadeiri, D.S., 2002. Equilibrium Distribution Data For Osmotic Drying Of Apple Cubes In Sugar-Water Solution. Journal of Food Engineering, 52:193-199.
10. Ramalo, L.A. dan Mascheroni, R.H., 2005. Rate of Water Loss and Sugar Uptake During the Osmotic Dehydration of Pineapple. Brazilian Archives Of Biology And Technology An International Journal, 48:761-770.
11. Lerici, C.R., G. Pinnavaia, M. Dalla Rose and L.Bartolucci, 1985. Osmotic dehydration of fruit:influence of osmotic agents on drying behaviourand product quality. J. Food Sci., 50: 1217-1219.
12.Fernandes, F., Rodrigues, S., Gaspareto, O. dan Oliveira, E.L., 2006. Optimization of Osmotic Dehydration of Papaya folowed by Air-drying. Food Research International, 39:492-498.