PENGENALAN
Dalam PM-13B-01, kita telah memberi tumpuan khusus kepada air dalam makanan. Kita telah memahami bahawa air merupakan sebahagian daripada sistem makanan yang kompleks dan keadaannya dipengaruhi oleh komponen yang terdapat di sekelilingnya.
Dalam PM-13B-02 ini, kita bergerak kepada satu persoalan baharu yang lebih khusus, iaitu pada suhu berapakah sesuatu makanan mula membeku?
Ramai antara kita sudah biasa dengan kenyataan bahawa air membeku pada sekitar 0°C. Kenyataan tersebut boleh digunakan sebagai rujukan bagi air tulen pada tekanan atmosfera biasa. Namun apabila kita bercakap tentang makanan, keadaannya tidak semudah itu.
Makanan bukan air tulen.
Di dalam makanan terdapat gula, garam, asid, mineral dan pelbagai bahan lain yang berada dalam fasa air. Kehadiran bahan-bahan tersebut mengubah keadaan pembekuan produk. Akibatnya, kebanyakan makanan mempunyai suhu permulaan pembekuan yang berada di bawah 0°C.
Perkara ini bukan sekadar teori. Bagi pengusaha makanan sejuk beku, pemahaman tentang takat beku membantu kita memahami mengapa dua produk yang berada dalam persekitaran penyejukan yang sama tidak semestinya mula membeku pada suhu yang sama.
Artikel ini akan kekal dengan satu fokus tersebut.
Kita tidak akan menghuraikan kembali keadaan air yang telah menjadi fokus PM-13B-01. Kita juga belum akan membincangkan saiz dan pertumbuhan kristal ais, pembekuan cepat atau perlahan, jenis freezer industri atau perubahan semasa penyimpanan. Semua perkara tersebut mempunyai artikel khusus selepas ini.
APAKAH TAKAT BEKU MAKANAN?
Secara mudah, takat beku awal atau initial freezing point ialah suhu apabila pembentukan ais mula berlaku dalam makanan ketika haba terus dikeluarkan daripada produk.
Perkataan “mula” sangat penting.
Apabila sesuatu makanan mencapai takat beku awalnya, keadaan tersebut tidak bermaksud keseluruhan produk telah menjadi beku atau semua air di dalamnya telah berubah menjadi ais.
Ia hanya menandakan permulaan perubahan fasa.
Konsep ini berbeza daripada gambaran mudah yang mungkin kita gunakan dalam kehidupan harian. Kita sering mengatakan sesuatu produk “sudah beku” apabila produk menjadi keras. Dalam sains makanan, kita mahu mengetahui dengan lebih tepat bilakah pembentukan ais sebenarnya bermula.
Pengetahuan ini penting kerana suhu permulaan pembekuan merupakan salah satu sifat produk.
Produk yang mempunyai komposisi berbeza boleh mempunyai takat beku awal yang berbeza.
Oleh itu, apabila kita membangunkan produk frozen, kita bukan sekadar bekerja dengan suhu freezer. Kita juga bekerja dengan sifat produk yang berada di dalam freezer tersebut.
MENGAPA 0°C BUKAN NILAI MUTLAK UNTUK SEMUA MAKANAN?
Jika kita mempunyai air tulen pada tekanan atmosfera biasa, suhu sekitar 0°C menjadi rujukan bagi keseimbangan antara air cecair dengan ais.
Makanan pula merupakan campuran pelbagai komponen.
Sebagai contoh, air di dalam minuman manis mempunyai gula yang terlarut. Air dalam kuah mempunyai garam, gula, asid dan bahan daripada ramuan lain. Air dalam jus buah mengandungi gula semula jadi, asid organik dan mineral.
Apabila bahan terlarut berada dalam air, keadaan yang diperlukan untuk air membentuk fasa ais berubah.
Secara umum, suhu perlu diturunkan lebih rendah sebelum pembekuan bermula.
Fenomena ini dikenali sebagai penurunan takat beku atau freezing point depression.
Inilah prinsip utama PM-13B-02.
Apabila bahan tertentu dilarutkan dalam air, takat beku sistem tersebut menjadi lebih rendah daripada air tulen.
Jadi apabila seseorang mengatakan semua makanan mula membeku pada 0°C, penerangan tersebut terlalu mudah untuk digunakan dalam teknologi makanan.
MEMAHAMI PENURUNAN TAKAT BEKU SECARA MUDAH
Kita boleh menggunakan contoh mudah untuk memahami konsep ini.
Bayangkan Uncle mempunyai dua bekas. Bekas pertama mengandungi air tulen. Bekas kedua mengandungi air dengan gula yang telah dilarutkan.
Walaupun kedua-dua bekas mengandungi air, keadaan termodinamik air di dalam kedua-duanya tidak sama.
Larutan gula memerlukan suhu yang lebih rendah untuk mencapai keadaan keseimbangan apabila pembentukan ais boleh bermula.
Jika kepekatan bahan terlarut ditingkatkan, kesan penurunan takat beku secara umum menjadi lebih besar.
Konsep yang sama boleh digunakan untuk memahami makanan, cuma makanan sebenar jauh lebih kompleks kerana mengandungi banyak jenis bahan pada masa yang sama.
Bagi usahawan, kita tidak perlu menghafal persamaan fizikokimia untuk memahami mesej utamanya.
Mesej tersebut ialah:
Apabila komposisi bahan terlarut berubah, takat beku produk juga boleh berubah.
KEPEKATAN BAHAN TERLARUT MERUPAKAN FAKTOR UTAMA
Takat beku sangat dipengaruhi oleh bahan yang benar-benar berada dalam larutan dalam fasa air.
Ini penting kerana tidak semua komponen makanan memberikan kesan yang sama.
Jika sesuatu produk mengandungi lebih banyak bahan terlarut, keadaan fasa airnya berbeza daripada produk yang lebih cair.
Secara umum, semakin tinggi kepekatan zarah terlarut, semakin rendah takat beku larutan.
Prinsip ini menerangkan mengapa air biasa, larutan gula dan larutan garam boleh mempunyai suhu pembekuan yang berbeza.
Dalam makanan sebenar, kita mungkin mempunyai beberapa bahan terlarut secara serentak.
Sebab itu takat beku produk sebenar merupakan hasil daripada keseluruhan komposisi fasa air, bukan hanya kehadiran satu bahan.
GULA DAN TAKAT BEKU
Gula merupakan contoh yang sangat mudah untuk menunjukkan kesan formulasi terhadap takat beku.
Apabila gula larut dalam air, gula menurunkan takat beku larutan.
Semakin tinggi kepekatan gula dalam keadaan yang setara, semakin besar penurunan takat beku yang boleh berlaku.
Sebab itulah produk yang tinggi gula boleh menunjukkan tingkah laku pembekuan yang berbeza daripada produk rendah gula.
Contoh yang paling mudah ialah produk pencuci mulut frozen.
Dalam produk seperti ais krim atau sorbet, gula bukan hanya menentukan tahap kemanisan. Gula turut membantu menentukan keadaan produk pada suhu rendah.
Jika kesan gula terhadap pembekuan tidak difahami, formulasi mungkin menghasilkan produk yang terlalu keras atau terlalu lembut pada keadaan penggunaan yang dikehendaki.
Bagi produk lain seperti puri buah, sos manis dan inti, prinsip yang sama masih relevan walaupun objektif teksturnya berbeza.
Jadi apabila gula diubah dalam formulasi, pengusaha sebenarnya bukan sekadar mengubah rasa. Pengusaha juga berpotensi mengubah sifat pembekuan produk.
GARAM DAN TAKAT BEKU
Garam juga mempunyai kesan yang jelas terhadap takat beku.
Apabila garam larut dalam air, ia menghasilkan zarah terlarut yang mempengaruhi keseimbangan pembekuan.
Secara asas, garam seperti natrium klorida boleh memberikan kesan penurunan takat beku yang kuat kerana apabila larut, ia menghasilkan ion-ion dalam larutan.
Konsep ini menerangkan mengapa garam pernah digunakan bersama ais dalam kaedah tradisional untuk mendapatkan campuran bersuhu lebih rendah daripada takat lebur ais biasa.
Dalam produk makanan, prinsip tersebut penting untuk produk yang mempunyai kandungan garam tertentu seperti makanan berperisa, sos, produk perapan dan formulasi lain.
Namun Uncle mahu kita berhati-hati.
Ini tidak bermaksud garam perlu ditambah untuk “memperbaiki” produk frozen.
Garam mempunyai fungsi terhadap rasa, pemakanan dan sifat makanan yang lain. Formulasi perlu ditentukan berdasarkan keseluruhan objektif produk.
Apa yang kita pelajari di sini hanyalah kesannya terhadap takat beku.
BILANGAN ZARAH LEBIH PENTING DARIPADA NAMA BAHAN SEMATA-MATA
Dalam sains fizik, penurunan takat beku merupakan salah satu sifat yang berkaitan dengan jumlah zarah terlarut dalam sesuatu larutan.
Ini bermakna kesannya bukan ditentukan semata-mata oleh nama bahan atau berat bahan yang ditambah.
Jenis bahan dan cara bahan tersebut berada dalam larutan juga penting.
Sebagai contoh, gula dan garam yang mempunyai berat sama tidak semestinya memberikan penurunan takat beku yang sama kerana sifat molekul dan keadaan zarahnya dalam larutan berbeza.
Untuk seorang ahli teknologi makanan, perkara ini boleh dikaji dengan lebih mendalam melalui kimia fizikal dan termodinamik.
Untuk usahawan, kita hanya perlu memahami satu perkara praktikal.
Jangan anggap semua bahan terlarut memberikan kesan yang sama hanya kerana jumlah beratnya sama.
Ini juga menerangkan mengapa perubahan formulasi perlu diuji pada produk sebenar dan tidak boleh diramal hanya berdasarkan berat keseluruhan bahan.
BAGAIMANA DENGAN PROTEIN, KANJI DAN LEMAK?
Di sinilah kita perlu membezakan antara komposisi keseluruhan makanan dengan bahan yang memberikan kesan langsung kepada takat beku melalui fasa air.
Gula dan garam yang larut mempunyai kesan yang jelas kerana ia meningkatkan kepekatan zarah dalam larutan.
Protein dan polisakarida seperti kanji pula mempunyai molekul yang jauh lebih besar. Jika dibandingkan berdasarkan berat yang sama, bilangan molekulnya jauh lebih kecil daripada bahan bermolekul kecil seperti garam atau gula. Oleh itu, sumbangan langsungnya terhadap penurunan takat beku melalui bilangan zarah biasanya berbeza.
Lemak pula membentuk fasa yang berbeza dan tidak bertindak seperti gula atau garam yang larut dalam air.
Walau bagaimanapun, protein, kanji dan lemak masih mempengaruhi komposisi keseluruhan produk, nisbah air kepada bahan pepejal dan sifat pemindahan haba.
Jadi kita perlu menggunakan istilah dengan tepat.
Tidak semua bahan dalam makanan “menurunkan takat beku” melalui mekanisme yang sama.
BAHAN MENTAH SEMULA JADI JUGA MEMPUNYAI BAHAN TERLARUT
Kadang-kadang kita membayangkan bahan terlarut hanya datang daripada gula atau garam yang ditambah semasa formulasi.
Sebenarnya bahan mentah sendiri sudah mengandungi pelbagai bahan terlarut.
Buah mengandungi gula semula jadi, asid organik dan mineral. Susu mempunyai laktosa dan garam mineral. Daging mengandungi pelbagai komponen larut dalam fasa airnya.
Oleh sebab itu, walaupun pengusaha tidak menambah gula atau garam, sesuatu makanan masih tidak boleh dianggap sebagai air tulen.
Komposisi semula jadi bahan mentah sudah memberikan produk tersebut sifat pembekuan tersendiri.
Perkara ini menjadi lebih penting bagi bahan pertanian kerana komposisinya boleh berubah mengikut varieti, kematangan, musim dan keadaan bahan mentah.
Dua kelompok buah daripada varieti atau tahap kematangan yang berbeza mungkin mempunyai kandungan gula yang tidak sama.
Jika produk sangat sensitif terhadap keadaan pembekuan, variasi bahan mentah seperti ini perlu difahami.
KEMATANGAN BUAH BOLEH MENGUBAH SIFAT PRODUK
Ambil contoh buah mangga.
Mangga yang belum cukup masak dan mangga yang telah masak sepenuhnya tidak mempunyai komposisi yang sama.
Semasa proses pematangan, perubahan berlaku kepada karbohidrat, gula, asid, aroma, tekstur dan komponen lain.
Jika mangga digunakan untuk menghasilkan puri frozen, tahap kematangan bahan mentah boleh menyebabkan komposisi puri berubah.
Apabila kepekatan gula berubah, sifat pembekuannya juga boleh berubah.
Bagi pengusaha, perkara ini menunjukkan pentingnya mempunyai spesifikasi kematangan bahan mentah.
Jika hari ini kita menggunakan buah yang sangat masak dan esok menggunakan buah yang kurang masak, produk mungkin tidak mempunyai ciri yang sama walaupun resipi tambahan tidak berubah.
Ini bukan semata-mata isu rasa.
Ia juga isu standardisasi komposisi.
FORMULASI PEKAT DAN FORMULASI CAIR TIDAK SAMA
Mari kita gunakan satu contoh yang sangat praktikal.
Uncle menghasilkan dua formulasi sos.
Formulasi A mengandungi lebih banyak air dan mempunyai jumlah bahan terlarut yang lebih rendah. Formulasi B lebih pekat dan mempunyai kepekatan gula, garam atau bahan terlarut lain yang lebih tinggi.
Kedua-dua sos tidak sepatutnya dianggap mempunyai takat beku yang sama.
Formulasi B secara umum berpotensi mempunyai takat beku yang lebih rendah kerana kepekatan bahan terlarut dalam fasa airnya lebih tinggi.
Inilah sebabnya pengusaha tidak boleh mengubah jumlah air, gula atau garam sesuka hati selepas parameter proses telah ditetapkan.
Jika formulasi berubah dengan ketara, sifat produk turut berubah.
Proses yang telah sesuai untuk formulasi asal mungkin perlu dinilai semula.
APAKAH MAKSUD “TAKAT BEKU AWAL”?
Istilah takat beku awal sangat berguna untuk makanan.
Mengapa kita menggunakan perkataan “awal”?
Kerana makanan tidak berubah menjadi pepejal sepenuhnya pada satu suhu tertentu.
Takat beku awal menandakan suhu apabila pembentukan ais mula berlaku di bawah keadaan keseimbangan yang berkaitan.
Selepas titik tersebut, penurunan suhu selanjutnya menyebabkan perubahan fasa berkembang secara beransur-ansur.
Kita tidak akan masuk kepada pembentukan dan pertumbuhan kristal dalam artikel ini kerana perkara itu merupakan fokus PM-13B-03.
Yang penting untuk PM-13B-02 ialah memahami bahawa takat beku awal ialah permulaan, bukannya penghujung pembekuan.
Jadi apabila sesuatu produk mempunyai takat beku awal, contohnya di bawah 0°C, nilai tersebut tidak bermaksud produk sudah berada dalam keadaan frozen sepenuhnya pada suhu itu.
TAKAT BEKU BUKAN SUHU PENYIMPANAN
Satu kekeliruan yang perlu dielakkan ialah menyamakan takat beku dengan suhu penyimpanan.
Kedua-duanya menerangkan perkara yang berlainan.
Takat beku awal menerangkan suhu apabila pembentukan ais mula berlaku.
Suhu penyimpanan pula ialah keadaan suhu yang dipilih untuk mengekalkan produk frozen sepanjang tempoh penyimpanan.
Jika sesuatu makanan mula membeku pada suhu beberapa darjah di bawah 0°C, itu tidak bermaksud suhu tersebut sesuai digunakan sebagai suhu penyimpanan jangka panjang.
Pemilihan suhu penyimpanan melibatkan pertimbangan lain yang berkaitan dengan kestabilan dan jangka hayat produk.
Perkara tersebut akan mempunyai tempat khusus dalam PM-13B-07.
Dalam artikel ini, kita hanya mahu memastikan pembaca tidak menggunakan istilah takat beku dan suhu penyimpanan sebagai perkara yang sama.
TAKAT BEKU JUGA BUKAN SUHU FREEZER
Suhu freezer menerangkan keadaan dalam sistem penyejukan pada lokasi pengukuran tertentu.
Takat beku pula merupakan sifat produk.
Jika freezer ditetapkan pada suhu tertentu, makanan yang baru dimasukkan tidak terus mempunyai suhu yang sama dengan udara atau permukaan penyejuk di dalam freezer.
Produk perlu kehilangan haba terlebih dahulu.
Apabila suhu produk turun dan mencapai keadaan pembekuan awalnya, barulah perubahan fasa mula berlaku.
Perbezaan istilah ini penting apabila kita bercakap secara teknikal.
Kita mempunyai sekurang-kurangnya tiga perkara yang berbeza, iaitu suhu freezer, suhu produk dan takat beku produk.
Ketiga-tiganya tidak boleh dicampurkan.
SUPERCOOLING: APABILA SUHU TURUN TETAPI AIS BELUM TERBENTUK
Dalam keadaan tertentu, suhu sesuatu sistem boleh turun sedikit di bawah takat beku keseimbangannya sebelum pembentukan ais bermula dengan jelas.
Keadaan ini dikenali sebagai supercooling atau penyejukan lampau.
Fenomena ini berlaku kerana pembentukan fasa ais memerlukan permulaan nukleasi. Jika nukleasi belum berlaku, cecair boleh berada sementara pada suhu di bawah takat beku keseimbangannya.
Apabila pembentukan ais bermula, haba pendam dilepaskan dan perubahan suhu tertentu boleh diperhatikan pada lengkung pembekuan.
Bagi usahawan, kita tidak perlu mengawal supercooling secara terperinci dalam operasi biasa.
Namun konsep ini penting supaya kita memahami bahawa bacaan suhu semata-mata tidak sentiasa bermaksud perubahan fasa telah berlaku tepat pada saat suhu tersebut dicapai.
Ia juga menerangkan mengapa penentuan takat beku secara eksperimen memerlukan kaedah yang betul dan tidak boleh dibuat hanya dengan melihat bila produk kelihatan keras.
BAGAIMANA TAKAT BEKU BOLEH DIKAJI?
Dalam penyelidikan makanan, takat beku boleh ditentukan menggunakan beberapa pendekatan.
Salah satu pendekatan ialah merekodkan perubahan suhu produk terhadap masa ketika proses penyejukan berlaku. Data tersebut boleh digunakan untuk menghasilkan lengkung masa-suhu pembekuan.
Perubahan tertentu pada lengkung tersebut membantu mengenal pasti kawasan apabila pembentukan ais bermula.
Dalam kajian yang lebih terperinci, instrumen makmal seperti teknik analisis terma juga boleh digunakan untuk mengkaji perubahan fasa.
Bagi usahawan kecil, memiliki instrumen khusus seperti ini tidak semestinya diperlukan.
Namun apabila sesuatu produk memerlukan pembangunan teknikal yang lebih mendalam, analisis boleh dilakukan dengan bantuan makmal, universiti, institusi penyelidikan atau perunding teknologi makanan.
Perkara yang penting ialah mengetahui bahawa takat beku boleh ditentukan dan dikaji, bukan sekadar diteka.
BOLEHKAH TAKAT BEKU DIKIRA?
Bagi larutan yang ringkas dan cukup cair, prinsip penurunan takat beku boleh diterangkan menggunakan hubungan fizikokimia antara kepekatan zarah terlarut dengan perubahan takat beku.
Dalam sistem makanan sebenar, pengiraan menjadi lebih kompleks kerana produk mengandungi banyak komponen dan tidak semestinya bertindak sebagai larutan ideal.
Oleh sebab itu, pengiraan teori boleh digunakan untuk memberikan pemahaman atau anggaran, tetapi data eksperimen sering lebih berguna apabila ketepatan diperlukan untuk produk komersial tertentu.
Bagi usahawan, tidak perlu menghafal formula.
Apa yang perlu difahami ialah takat beku mempunyai asas saintifik yang boleh diukur dan diramal, tetapi ramalan bagi makanan sebenar memerlukan maklumat komposisi yang baik.
Semakin konsisten formulasi, semakin bermakna data yang kita peroleh.
MENGAPA TAKAT BEKU PENTING KEPADA REKA BENTUK PROSES?
Sebelum pembentukan ais bermula, suhu produk perlu diturunkan daripada suhu asal sehingga mencapai kawasan takat beku awal.
Tenaga perlu dikeluarkan untuk mencapai keadaan tersebut.
Selepas pembekuan bermula, proses memasuki peringkat yang melibatkan perubahan fasa dan penyingkiran haba pendam.
Oleh sebab itu, mengetahui takat beku membantu jurutera dan ahli teknologi makanan memahami beban penyejukan serta mereka bentuk proses dengan lebih tepat.
Untuk usahawan kecil, kita mungkin tidak melakukan pengiraan kejuruteraan tersebut sendiri.
Namun apabila membeli peralatan atau merancang peningkatan kapasiti, pemahaman ini membantu kita bertanya soalan yang lebih baik.
Kita mula sedar bahawa kapasiti pembekuan bukan sekadar “berapa liter freezer ini?”
Yang lebih penting ialah berapa banyak produk tertentu boleh diproses dalam tempoh tertentu di bawah keadaan operasi yang ditetapkan.
TAKAT BEKU DALAM PEMBANGUNAN PENCUCI MULUT FROZEN
Ais krim dan sorbet memberikan contoh yang sangat baik tentang kepentingan takat beku.
Dalam produk seperti ini, pengguna memakan produk ketika masih berada pada suhu rendah. Oleh itu, jumlah bahagian beku dan tidak beku pada suhu hidangan sangat mempengaruhi tekstur.
Jika formulasi menyebabkan terlalu banyak air berada dalam bentuk ais pada suhu hidangan, produk boleh menjadi terlalu keras.
Jika keadaan pembekuan terlalu ditekan ke suhu rendah akibat komposisi bahan terlarut yang tinggi, produk boleh menjadi terlalu lembut pada suhu penggunaan yang sama.
Sebab itu formulasi gula dalam pencuci mulut frozen tidak boleh ditentukan berdasarkan kemanisan sahaja.
Ahli formulasi perlu melihat kemanisan dan fungsi pembekuan secara serentak.
Ini merupakan contoh yang sangat baik tentang bagaimana satu bahan boleh mempunyai fungsi sensori dan teknologi pada masa yang sama.
TAKAT BEKU DALAM PRODUK BERGARAM
Produk masin pula memberikan perspektif yang berbeza.
Ayam perap, daging perap, makanan laut dan pelbagai produk siap dimasak mungkin mengandungi garam dalam formulasi.
Apabila kandungan garam berubah, keadaan fasa air juga berubah dan takat beku boleh terjejas.
Namun kita tidak boleh menggunakan prinsip ini untuk membuat kesimpulan bahawa produk lebih masin semestinya lebih baik untuk dibekukan.
Itu bukan maksudnya.
Garam perlu berada pada tahap yang sesuai dengan formulasi, rasa, keperluan produk dan aspek pemakanan.
Ilmu tentang takat beku hanya membantu kita memahami satu daripada kesan perubahan tersebut.
Dalam teknologi makanan, kita perlu sentiasa melihat bahan daripada pelbagai fungsi, bukan daripada satu fungsi sahaja.
SATU CONTOH PRAKTIKAL: PURI BUAH
Bayangkan Uncle menghasilkan puri mangga frozen.
Pada peringkat awal, puri dibuat daripada mangga masak tanpa penambahan gula yang banyak.
Kemudian, selepas ujian pengguna, Uncle memutuskan untuk meningkatkan kandungan gula supaya rasanya lebih manis.
Produk baharu mungkin mempunyai rasa yang lebih disukai pengguna, tetapi dari sudut sains, formulasi juga telah berubah.
Kepekatan bahan terlarut meningkat.
Oleh itu, sifat pembekuan produk baharu tidak boleh dianggap sama sepenuhnya dengan formulasi asal.
Jika perubahan formulasi besar, ujian proses perlu dibuat semula.
Inilah sebabnya setiap formulasi yang telah diluluskan untuk pengeluaran perlu mempunyai nombor versi atau sistem kawalan yang sesuai.
Apabila resipi berubah, kita tahu bahawa produk juga telah berubah.
SATU CONTOH PRAKTIKAL: SOS PEKAT
Katakan satu sos pada mulanya mempunyai kandungan air yang tinggi.
Kemudian pengusaha mahu menghasilkan versi yang lebih premium dengan mengurangkan air dan meningkatkan kandungan bahan pepejal terlarut.
Produk baharu kelihatan lebih pekat dan mempunyai rasa yang lebih kuat.
Namun perubahan tersebut juga meningkatkan kepekatan bahan dalam fasa air.
Oleh itu, takat beku awal boleh berubah.
Jika pengusaha menggunakan masa proses yang sama hanya kerana berat pek tidak berubah, dia mungkin menganggap kedua-dua formulasi akan menunjukkan tingkah laku yang sama.
Anggapan tersebut tidak semestinya betul.
Contoh ini menunjukkan satu prinsip yang sangat penting dalam pembangunan produk frozen:
Perubahan formulasi ialah perubahan teknologi, bukan sekadar perubahan resipi.
APA YANG PERLU DIREKODKAN OLEH USAHAWAN?
Bagi kebanyakan perusahaan kecil, Uncle tidak mencadangkan kita menyediakan jadual takat beku yang rumit untuk setiap produk.
Mulakan dengan perkara yang lebih praktikal.
Pastikan formulasi direkod dengan tepat. Rekodkan jumlah air, gula, garam dan bahan utama. Pastikan bahan mentah mempunyai spesifikasi yang munasabah.
Jika formulasi diubah, berikan nombor versi baharu.
Semasa ujian pembangunan, rekodkan suhu awal produk, berat atau saiz pek dan keadaan proses yang digunakan.
Jika ujian dilakukan dengan sensor suhu, simpan rekod masa-suhu supaya formulasi lama dengan formulasi baharu boleh dibandingkan.
Dengan cara ini, pengetahuan tentang takat beku mula diterjemahkan kepada data pembangunan produk.
Kita tidak perlu menjadikan operasi rumit. Kita hanya perlu memastikan setiap perubahan penting meninggalkan rekod.
KESILAPAN PERTAMA: MENGANGGAP SEMUA MAKANAN MEMBEKU PADA 0°C
Selepas membaca artikel ini, kesilapan ini sepatutnya tidak berlaku lagi.
Nilai 0°C merupakan rujukan penting untuk air tulen dalam keadaan tertentu, tetapi makanan bukan air tulen.
Makanan mempunyai komposisi tersendiri.
Oleh itu, apabila kita bercakap tentang takat beku sesuatu produk, kita perlu merujuk kepada produk tersebut dan bukan menggunakan nilai air tulen secara automatik.
Pemahaman mudah ini sudah cukup untuk mengubah cara kita melihat banyak produk frozen.
KESILAPAN KEDUA: MENGANGGAP SATU PRODUK MEMPUNYAI TAKAT BEKU YANG KEKAL WALAUPUN FORMULASI BERUBAH
Takat beku merupakan sifat yang berkaitan dengan komposisi produk.
Jika formulasi berubah dengan ketara, takat beku juga boleh berubah.
Contohnya, pengurangan air, penambahan gula atau perubahan kandungan garam boleh mengubah kepekatan bahan terlarut.
Oleh itu, produk selepas reformulasi tidak boleh dianggap mempunyai sifat yang sama sepenuhnya dengan produk asal.
Perkara ini sangat penting apabila syarikat melakukan reformulasi untuk mengurangkan kos, mengurangkan gula, mengurangkan garam atau meningkatkan kandungan bahan tertentu.
Setiap reformulasi perlu dinilai sebagai produk yang telah berubah.
KESILAPAN KETIGA: MENGGUNAKAN TAKAT BEKU SEBAGAI SUHU PENYIMPANAN
Jika produk mula membeku pada suhu tertentu, jangan terus menggunakan suhu tersebut sebagai suhu penyimpanan.
Kedua-duanya mempunyai tujuan yang berbeza.
Takat beku memberitahu kita tentang permulaan perubahan fasa.
Suhu penyimpanan pula dipilih untuk membantu mempertahankan keadaan produk sepanjang jangka hayat yang ditetapkan.
Kita akan membincangkan kestabilan penyimpanan secara khusus kemudian.
Pemisahan ilmu ini penting supaya setiap istilah digunakan dengan tepat.
DARIPADA TAKAT BEKU KEPADA PEMBENTUKAN KRISTAL AIS
Sekarang kita sudah mempunyai satu asas yang jelas.
Kita tahu bahawa makanan tidak semestinya mula membeku pada 0°C. Kita tahu bahawa bahan terlarut menurunkan takat beku dan perubahan formulasi boleh mengubah sifat pembekuan sesuatu produk.
Namun satu persoalan baharu muncul.
Apabila suhu yang sesuai telah dicapai dan pembentukan ais bermula, bagaimanakah kristal ais sebenarnya terbentuk?
Adakah semua kristal mempunyai saiz yang sama?
Di manakah ia mula terbentuk?
Bagaimanakah kristal tersebut membesar?
Apakah kesannya terhadap struktur makanan?
Uncle sengaja tidak menjawab persoalan tersebut dalam PM-13B-02 kerana itulah fokus khusus artikel berikutnya.
Dengan cara ini, pembelajaran kita bergerak ke hadapan satu konsep pada satu masa.
KESIMPULAN MODUL 2.2
Takat beku awal makanan ialah suhu apabila pembentukan ais mula berlaku ketika produk terus kehilangan haba. Nilai tersebut tidak semestinya 0°C kerana makanan bukan terdiri daripada air tulen.
Bahan terlarut merupakan faktor utama yang menyebabkan takat beku makanan berada di bawah takat beku air tulen. Gula dan garam merupakan dua contoh yang mudah dilihat dalam formulasi makanan, tetapi makanan sebenar mempunyai pelbagai bahan terlarut yang secara bersama-sama menentukan keadaan fasa airnya.
Kepekatan juga penting. Apabila kepekatan zarah terlarut meningkat, penurunan takat beku secara umum menjadi lebih besar.
Bahan mentah sendiri turut menyumbangkan bahan terlarut. Oleh itu, varieti, kematangan dan variasi komposisi bahan mentah boleh mempengaruhi sifat sesuatu produk.
Takat beku tidak sama dengan suhu freezer dan tidak sama dengan suhu penyimpanan. Takat beku ialah sifat produk yang menerangkan permulaan perubahan fasa.
Bagi usahawan, implikasinya sangat praktikal. Formulasi perlu distandardkan dan perubahan besar pada air, gula, garam atau bahan terlarut lain perlu dianggap sebagai perubahan kepada sifat produk.
Apabila formulasi berubah, proses perlu dinilai semula.
Inilah ilmu khusus yang perlu dibawa daripada PM-13B-02. Kita tidak perlu membawanya lebih jauh kepada kristal ais kerana perkara tersebut mempunyai rumahnya sendiri dalam artikel berikutnya.
PESANAN UNCLE
Dalam pembangunan makanan frozen, jangan terlalu cepat bertanya, “Berapa suhu freezer yang perlu saya gunakan?” sebelum kita memahami produk yang hendak dimasukkan ke dalam freezer.
Air tulen mempunyai sifatnya. Sambal mempunyai sifatnya. Puri buah mempunyai sifatnya. Sos mempunyai sifatnya. Ais krim juga mempunyai sifatnya sendiri kerana setiap produk mempunyai komposisi yang berbeza.
Apabila kita menambah gula, garam atau mengubah kepekatan formulasi, kita bukan sahaja mengubah rasa. Kita mungkin turut mengubah sifat pembekuan produk.
Sebab itu resipi dalam industri bukan sekadar senarai bahan. Resipi ialah formulasi teknologi. Apabila formulasi berubah, sifat produk juga boleh berubah. Fahami perubahan itu sebelum kita menetapkan proses.
BETULKAN YANG BIASA, BIASAKAN YANG BETUL.
Uncle Kuden
KUDEN ACADEMY
Artikel seterusnya: PM-13B-03 | Modul 2.3 — Pembentukan Kristal Ais dan Kesannya terhadap Kualiti Makanan.
Pemilik dan penceramah di Kuden Food Safety Academy, berkelulusan Diploma Teknologi Makanan dari ITM (1978) serta B.Sc. dan M.Sc. dalam bidang Food Science & Technology dari The University of Tennessee, USA. Dengan pengalaman luas di F&N, MARDI, Kementerian Kesihatan Malaysia dan sebagai bekas CEO Selangor Tropical Fruit Industries, beliau kini aktif berkongsi ilmu Keselamatan Makanan, Pembungkusan, Pemprosesan Makanan, GMP dan Halal melalui ceramah jemputan bersama RISDA, UPM, KKM, MARA dan pelbagai institusi lain.
0 ulasan