Teknologi Pemprosesan

Abstrak: Objektif penyediaan bahan sumber ini adalah untuk dijadikan salah satu bahan tambahan dalam pengajaran guru. Pemprosesan makanan adalah merupakan tajuk penting dalam agroteknologi kerana ia berkaitan teknologi yang digunakan pakai dalam pemprosesan hasil pertanian dan ternakan.Disebabkan bahan-bahan bacaan yang berkaitan dengan pengedalian bahan sangat berkurangan maka teknik terbaru yang sepatutnya ditulis dalam sumber ini tidak dapat direalisasikan. Pengendalian bahan yang berfokuskan pengurusan pemprosesan di kilang yang melibatkan pembersihan, penimbangan berat dan pengasingan (greeding) tidak begitu mendapat liputan yang meluas kerana ia melibatkan teknologi yang digunakan di tempat-tempat pemprosesan seperti memproses tomato tetapi tidak dibukukan. Penglibatan MARDI sedikit sebanyak dalam pemprosesan ini sedikit sebanyak memberikan gambaran bahawa ada penggunaan teknologi dalam pemprosesan hasil pertanian. Ditulis juga di sini tentang teknik penyimpanan bahan bakanan dan pemprosesan lanjutan. Penambahan terhadap bahan-bahan yang telah ditulis masih perlu dan diharapkan pada masa akan datang, bahan-bahan yang berkaitan dengan teknologi pemprosesan makanan dapat perhatian dari pihak, MARDI, FAMA, MPOB dan sebagainya agar ianya dapat dijadikan bahan sumber yang lebih berbentuk tekini.

Objektif : Diharapkan bahan sumber ini dapat;
• Memberi pendedahan tentang teknologi pemprosesan hasil pertanian.
• Mendedahkan aktiviti-aktiviti yang dijalankan dalam pemprosesan bahan pertanian.
• Memberi maklumat tentang cara-cara penyimpanan bahan pertanian.
Pemprosesan
Di Malaysia , tahap penggunaan teknologi pemproses makanan adalah ditahap yang baik. Malaysia juga merupakan sebuah Negara yang mengamalkan pemproses makanan yang perlu mengikut garis panduan untuk amalan. Pengeluar atau pemproses makanan perlu mengamalkan Amalan Pengeluaran Baik (GMP) dan Amalan Kebersihan Baik (GHP) dalam menentukan kualiti dan keselamatan makanan yang dilindungi semasa pemprosesan.
Pengedaran
Pengedar makanan harus meneruskan praktis sesudah tuai yang baik dan betul semasa pengedaran produk yang mungkin memerlukan penyisihan semula, penggredan semula, rawatan sesudah tuai dan pembungkusan semula (jika ada). Suhu storan dan pengangkutan yang betul perlu diberi perhatian lebih lagi sekiranya produk memerlukan sistem penyejukan berangkai yang berterusan. Sebarang kerosakan pada masa ini akan menjejaskan kualiti dan keselamatan produk




Pengendalian Bahan
Kualiti dan Keselamatan Makanan adalah tanggungjawab bersama industri, kerajaan dan pengguna. Semua yang terlibat dalam rangkaian edaran makanan mempunyai peranan yang penting dalam memastikan kualiti dan keselamatan makanan yang dibekalkan serta digunakan oleh pengguna. Makanan adalah menjadi komponen yang penting dalam membina aset utama negara, SUMBER MANUSIA. Keseluruhan proses dalam memastikan kualiti dan keselamatan makanan bermula dari kecukupan makanan dari segi kuantiti dan kualiti, disokong oleh kualiti dan makanan selamat. Oleh itu, para industri makanan perlu mengambil semua aspek ini dan disertakan dalam polisi, strategi dan program pengeluaran, pemasaran atau penjualan produk mereka kepada pengguna. Ini bukan hanya akan menyumbang kepada keuntungan syarikat tetapi juga kepada pembangunan Negara

Hasil pertanian merupakan bahan yang dikategorikan dalam bahan yang tidak tahan lama. Operasi pengendalian bahan penting untuk membawa bahan yang sedang diproses dari satu aktiviti ke satu aktiviti yang lain atau dari satu lokasi ke satu lokasi yang lain dapat dilakukan dengan baik.
Dalam pemprosesan hasil pertanian,kaedah pengendalian yang sesuai perlu diambil perhatian. Kaedah pengendalian akan mempengaruhi kecekapan pemprosesan dan kadar kerosakan hasil semasa diproses.
Kebanyakan operasi industri dan perniagaan menggunakan penyampai atau penghantar ( conveyor) dalam pengendalian bahan. Penyampai atau penghantar ialah satu system mekanikal untuk mengangkut atau memindahkan bahan dari satu tempat ke tempat yang lain, penyampai juga boleh berfungsi sebagai penyisih ( sorter) bahan mengikut criteria yang ditentukan.
Penggunaan penyampai penting dalam situasi-situasi berikut;

- apabila bahan perlu digerakkan kerapkali dari satu tempat ke tempat yang lain.
- Untuk menggerakkan bahan melalui satu laluan yang tetap seperti pembersihan, penimbangan dan pengredan.
- Tujuan penjimatan masa kerana jumlah bahan yang perlu digerakkan adalah banyak.
- Menjaga kualiti hasil pertanian supaya sentiasa dalam keadaan baik semasa menjalani proses.

Penyampai adalah merupakan mesin dan ada berbagai jenis penyampai. Ada yang ringkas dan tidak melibatkan penggunaan kuasa seperti ‘roller conveyor’ untuk mengalihkan kargo dari lori ke stor. Penyampai berkuasa mula digunakan secara ekonomik pada tahun 1913 apabila Henry Ford meperkenalkan automasi ini di kilang pemasangan kereta Ford.
Sesetengan jenis penyampai beroperasi dengan menggunakan kuasa di mana barangan digerakkan menggunakan rantai, skru, troli dan tali sawat.Ada juga penysmpai iaitu jenis pneumatic yang beroperasi menggunakan penghembus secara amnya Penyampai boleh dikelaskan dengan beberapa cara;

- berdasarkan jenis bahan yang dikendalikan sama ada beban unit atau beban pukal
- kedudukan penyampai samada di atas lantai atau ‘overhead’
- longgokan bahan samada bahan yang diangkut boleh dilonggokkan atau tidak.
- Cara pacuan,samada diatas tali sawat, rantai atau pneumatik

Penyampai tali sawat.

Penyampai tali sawat adalah system penghantar yang berfungsi melalui pergerakan tali sawat.(belt).Pergerakannya dibantu oleh penggelek ( roller )yang tersusun rapat.
Terdapat pelbagai pengubahsuaian terhadap penyasmpai tali sawat.Pengubahsuaian dilakukan untuk membolehkan pelbagai jenis bahan diangkut atau dihantar dengan lebih berkesan.Contohnya penyampai tali sawat bermagnet membolehkan bahan ferum diangkut dengan cekap walaupun dalam keadaan menegak atau terbalik. Penyampai tali sawat melengkung pula boleh menampung bahan angkutan yang lebih berat disamping menghantar dengan lebih selamat.


Penyampai rantai

Penyampai ranatai ialah system penghantar yang berfungsi melalui pergerakan rantai. Bahan yang diletakkan di atas penyampai dipindahkan ke destinasinya apabila rantai digerakkan oleh kuasa mesin.Terdapat variasi dalam system operasi penyampai rantai ini. Contohnya penyampai rantai jenis bucket boleh mengangkut dan menghantar bahan secara menegak. Penyampai tali sawat dan penyampai rantai boleh juga berfungs untuk menyisihkan bahan .

Penyampai Pneumatik

Penyampai pneumatic memindahkan bahan dari lokasi ke lokasi lain menggunakan tekanan udara. Tekanan udara ini boleh menghantar bahan melalui system atau rangkaian tiub secara menegakdan juga melintang .
Kelebihan utama penyampai pneumatic berbanding penyampai tali saway dan rantai ialah bahan angkutan sentiasa dalam keadaan tertutup.Ini memudahkan pergerakkasn secara menegak dan juga pada selekoh tajam. Keselamatan bahan angkutan lebih terjamin. Oleh itu penyampai pneumatick lebih sesuai digunakan dalam pemindahan bahan-bahan yang memerlukan pengendalian rapi seperti bahan makanan dan cecair.
Penyampai pneumatic juga digunakan untuk memindahkan bahan makanan dari silo, kunci udara rotary di kawal untuk mengeluarkan bahan dari dalam silo, yang akan dipindahkan oleh tekanan udara ke beberapa destinasi ditetapkan.Ianya juga boleh digunakan untuk memindahkan wang dari kaunter pembayaran pandu masuk ke peti keselamatan.



Penyimpanan
Hasil pertanian kadangkala perlu disimpan sementara sebelum diangkut atau diedarkan ke pasaran. Penyimpanan sementara diperlukan kerana:
- Hasil pertanian tidak dapat diedarkan kerana masalah logistik.
- Menunggu kiantiti konsainan yang mencukupi.
- Buah yang berlebihan daripadapermintaan pada hari tersebut.
Dalam pemprosesan hasil pertanian satu daripada langkah yang ditempuhi ialah di mana hasil pertanian itu mengalami pengurangan saiz. Bijirin, buah-buahan dan sayur-sayuran yang diproses mungkin dikisar, dipotong ,diricih, dihiris dan sebagainya. Aktiviti-aktiviti ini akan menyebabkan kadar respirasi hasil pertanian itu bertambah. Aktiviti menghiris,memotong,mericih, dan sebagainya akan meningkatkan luas permukaan perisipadu hasil-hasil yang terlibat.Ini menyebabkan kadar penyerapan oksigen ke dalam sel dalamannya bertambah.Jika ini berlaku, aktiviti metabolisme sel akan meningkat dan seterusnya mempercepatkan kadar kerosakan hasil pertanian yang sedang diproses atau digunakan.
Cara terbaik menggunakan kadar metabolisme dan pernafasan sel ialah merendahkan suhu persekitaran hasil-hasil pertanian itu. Suhu persekitaran yang rendah akan membolehkan kanji , asid dan kelembapan dalam hasil pertanioan dikekalkan .Kebanyakan hasil pertanian dapat mengekalkan kualitinya apabila disimpan pada suhu hampir 0’C . Sesetengah hasil pertanian tropika pula perlu disimpan pada suhu lebih tinggi iaitu antara 10’ C hingga 13’C untuk mengelakkan kerosakan akibat kesejukan melampau.


Penyimpanan suhu rendah dan suhu sejuk beku

Penyimpanan pada suhu rendah dan sejuk beku pada prinsipnya hampir sama kecuali darjah suhu bilik atau peti ais yang berbeza.

Jenis Penyimpanan
Suhu tempat penyimpanan
Suhu rendah 0’C hingga 4’C
Suhu sejuk beku Kurang daripada 0’C



Penyimpanan pada suhu rendah dan suhu sejukbeku akan memperlahankan tindakbalas enzim yang terlibat dalam proses penguraian disamping mengurangkan kadar pertumbuhan mikroorganisme.

Penyimpanan pada suhu rendah lebih baik berbanding suhu sejuk beku.kerana ia tidak menyebabkan perubahan kimia atau fizikal pada bahan makanan .Penyimpanan pada suhu sejuk beku membolehkan hasil pertanian disimpan lebih lama kerana ia mempertahankan aktiviti enzim dan mikroorganisme pada tahap yang lebih tinggi .

Kelemahan utama penyimpanan pada suhu sejuk beku ialah berlakunya pengembangan air dalam makanan. Ini menyebabkan pembentukan kristal ais. Pembentukan kristal mengganggu struktur sel haiwan dan tumbuhan, menjadikan bahan makanan yang sejuk beku lembik apabila ais itu cair semula. Pembangunan teknologi bilik atau peti ais dimana penyejukbekuan lebih cepat berlaku berjaya mengatasi masalah ini. Apabila penyejukbekuan cepat berlaku kristal ais yang terbentuk lebih kecil maka kurang kerosakan terhadap sel .

Produk makanan seperti daging, ikan,telur, susu,sesetengah sayur-sayuran dan buah-buahan biasanya disimpan pada suhu rendah. Tetapi ada juga yang perlu disejuk beku contohnya daging, ikan dan produk lain yang perlu melalui perjalanan jauh dan lama. Produk yang disejuk beku lebih bermutu. Sesetengan hasil pertanian yang disejukbeku dan disimpan dalam keadaan yang baik kadangkala sesegar hasil yang baru dikutip.




Kawalan kandungan gas

Disamping menyimpan produk pertanian dalam bilik sejuk atau peti ais yang bersuhu rendah, kandungan gas didalamnya boleh dikawal. Kepekatan gas oksigen dikurangkan sementara kepekatan gas karbon dioksida ditingkatkan. Ini akan menjadikan produk itu tahan lebih lama dalam simpanan pengawalan kandungan gas yang dilakukan oleh computer untuk memudahkan pemantauan pengubahsuaian yang berterusan dan konsisten.

Pemprosesan lanjutan

Bahan separa siap boleh diproses pada peringkat kedua untuk dijadikan barangan siap. Ini dinamakan pemprosesan lanjutan. Kaedah-kaedah pemprosesan lanjutan termasuklah;
- pemasakan
- fermentasi
- pemerahan
- pemekatan atau penyejatan
- pengeringan sembur

Pemasakan

Pemasakan ialah proses mengenakan haba ke atas bahan makanan. Haa yang dibekalkan perlu mencapai suhu tertentu untuk memasakkan bahan makanan itu.
Tujuan pemasakan termasuklah ;
- membunuh mikroorganisme dalam makanan. Ini menjadikan makanan selamat dimakan.
- Membunuh bacteria dan enzim. Ini akan membolhkan bahan makanan disimpan lebih lama.
- Menukarkan struktur bahan makanan.Ini akan memudahkan pencernaaan dan penyerapan. Contohnya, melembutkan daging dan selululosa.
- Meransang selera melalui rupa fizikal ,baud an rasa makanan. Contohnya kek yang dibakar bertukar dari warna kuning menjadi perang keemasan.Bau bawang dogoreng atau daging dipanggang akan meningkatkan selera makan.
- Menjadikan bahan makanan kepada pelbagai bentuk masakan.Contohnya ikan boleh dikukus ,digoreng,dipanggang atau digrill.

Dalam proses memasak ini haba boleh dipindahkan kedalam makanan melalui tiga kaedah iaitu;
- pengaliran ( conduction )
- perolakan ( convection )
- pancaran ( radition )

Untuk mengelakkan kerosakan bahan makanan ( spoilish of food ,)
Adalah penting diketahui dan difahami apa yang berlaku dalam proses pemasakan bahan makanan.

Pemindahan haba secara pengaliran.

Pemindahan baha berlaku melalui medium pepejal. Kadar pemindahan haba bergantung kepada cirri alat memasak.Contohnya peralatan kuprum menjadi panas dengan cepat dan lebih seragam tetapi tidak dapat mengekalkan haba itu dengan baik. Sebaliknya, peralatan yang diperbuat daripada besi tahan karat , seramik dan kaca dapat mengekalkan haba dengan lebih baik. Haba dipindahkan dari api atau elemen elektrik pada bekas yang mengandungi makanan dan pemasakan makanan berlaku.

Pemindahan haba secara perolakan.

Pemindahan haba berlaku melalui medium gas atau cecair semasa pemanasan gas atau cecair. Arus perolakan terhasil dan menyebarkan haba keseluruh bahan makanan yang sedang dibakar. Udara yang terkurung didalam sumber haba ketuhar menjadicepat panas lalu memasakkan makanan dalam tempoh yang singkat. Haba yang dialihkan dalam bekas logam pula biasanya mengandungi cecair didalamnya yang akan menjadi panas lalu berolak ke atas sementara cecair yang kurang panas berolak ke bawah.

Pemindahan haba secara pancaran

Pemindahan haba berlaku melalui gelombang electromagnet seperti infra merah dan gelombang mikro. Gelombang dari sumber haba terserap terus ke dalam makanan yang dimasak.
Dalam ketuhar gelombang mikro , tindakan haba ke atas makanan berlaku seperti berikut;
- Gelombang electromagnet dihasilkan oleh ketuhar tiub magnetron
- Gelombang terpantul pada dinding logam ketuhar gelombang mikro lalu memasuki bekas bukan logam yang mengandungi makanan.
- Gelombang terserap ke dalam molekul air dalam makanan dan menghasilkan haba.
- Makanan menjadi masak

Pemasakan boleh melibatkan pemindahan haba secara satu kaedah saja dan mungkin juga kombinasi dua atau tiga kaedah. Contohnya dalam pembakaran kek dalam ketuhar gelombang mikro memindahkan haba kepada kek itu berlaku secara perolakan. Pada waktu yang sama haba juga dipindah secara pengaliran kerana kek itu terletak di atas alat memasak.

Cara Pemasakan

Tiga cara utama pemasakan ialah ;
- kaedah haba kering
- kaedah haba lembab
- kaedah gelombang mikro

Kedua-dua kaedah haba kering dan haba lembab bergantung kepada sumber haba seperti api gas atau peralatan elektrik bagi meningkatkan suhu pada takat tertentu untuk memasakkan bahan makanan. Bagi kaedah haba kering , udara dan minyak bertindak sebagai medium pemasakan. Suhu yang tinggi diperlukan dalam proses memasak . Bagi kaedah haba lembab pula media pemasakan ialah air atau stim. Suhu yang terlibat lebih rendah berbanding kaedah haba kering. Cara memasak kaedah haba kering ialah seperti membakar ,memanggang, menggoreng dan menggrill.

Membakar adalah proses dimana makanan dimasak dalam ketuhar tertutup . Haba dialirkan secara pengaliran dan perolakan. Kadar suhu ditentukan mengikut jenis dan kuantitti bahan

Memanggang adalah proses makanan dimasak dalam ketuhar atau api yang terbuka. Kehilangan kandungan air sehingga 30 % . Saiz bahan akan menentukan jangka masa memanggang.

Menggoreng adalah proses makanan boleh digoreng tanpa minyak, sedikit minyak atau minyak banyak sehingga makanan tenggelam ( deep fry )

Menggrill adalah proses makanan dimasak menggunakan haba daripada bara api yang menyala.

Fermentasi

Fermentasi adalah satu tindakbalas kimia yang dilakukan oleh kebanyakan mikroorganisme untuk menghasilakan tenaga . Dalam fermentasi mikroorganisme menguraikan sebatian organic kompleks pada bahan cringkas melaui tindakan katalis atau pemangkinan. Contohnya dengan tindakan enzim-enzim diasease zymase dan inverpase, kaji diuraikan menjadi gula kompleks, kemudian menjadi gula ringkas dan akhirnya menghasilkan alcohol.
Dalam kebanyakan kes, kejadian ini menyebabkan kerosakan kepada produk pertanian atau makanan .Namun begitu dalam kes-kes tertentu fermentasi adalah sesuatu yang memanafatkan, malah mikroorganisme sengaja ditambah kepada bahan makanan. Contohnya bakteria digunakan untuk menguraikan laktos kepada asid laktik dalam penghasilan keju dan yogurt. Proses fermentasi juga terlibat dalam penghasilan minuman beralkohol, roti ,kicap, jeruk dan sebagainya.
Aktiviti biopemprosesan masa kini tidak terhad kepada penghasilan biofarmaseutikal yang dirembeskan oleh mikro organisme melalui kaedah bioteknologi saja. Ia merangkumi pelbagai aktiviti penghasilan produk dan servis yang mengguna pakai bahan mentah berasaskan hidupan sama ada hidupan darat atau laut. Hidupan yang dimaksudkan termasuk mikro organisme, haiwan dan tumbuhan. Sel dan organ manusia juga menjadi bahan yang penting digunakan bagi menghasilkan produk biofarmaseutikal seperti insulin, interleukin, hormon tumbesaran dan sebagainya.
Kini, proses fermentasi digunakan untuk menghasilkan produk seperti gliserin, acetone, butyl alcohol dan asid butirik secara komersial. Hasil fermentasi ke atas keluaran tenusu, contohnya susu asidophilus dan yogurt, kini mendapat permintaan yang tinggi kerana nilai pemakanannya.

Pemerahan

Proses pemerahan juga dipanggil penekanan. Proses penekanan atau pemerahan ini bertujuan untuk mengasingkan bahan tertentu. Contohnya, dalam industri penghasilan serbuk koko, pemerahan merupakan langkah pemerosesan peringkat sekunder. Pemerahan dikenakan ke atas likur koko. Tujuannya adalah untuk mengeluarkan lemak koko daripada likur koko itu. Hasil yang diperolehi daripada proses pemerahan likur koko ini ialah ;

• konfeksi -lelehan minyak yang dikenali sebagai lemak koko
• sisa sampingan yang dikenali sebagai kek koko.

Kek koko ini seterusnya akan dikisar halus menjadi serbuk koko, manakala lemak koko diadun menjadi coklat.

Pemekatan ( Penyejatan )

Proses-proses pemekatan dan penyejatan digunakan secara meluas dalam industri tenusu untuk mengeluarkan air dari hasil tenusu ke aras kandungan kelembapan yang dikehendaki. Dalam kebanyakan kes, penyejatan merupakan langkah awal sebelum pengeringan. Ini kerana proses pemekatan secara penyejatan lebih menjimatkan penggunaan tenaga.
Hasil tenusu yang terhasil melalui proses pemekatan dan penyejatan termasuklah ;

• susu pekat
• susu tepung
• susu sejat

Proses penyejatan bagi hasil tenusu biasanya berlaku di bawah keadaan vakum.
Keadaan ini membolehkan penyejatan lebih cepat berlaku. Suhu rendah sekitar 60’C digunakan. Ini penting untuk mengekalkan kualiti kerana hasil tenusu sangat sensitive terhadap haba terutama apabila suhu melebihi 70’C.

Pengeringan sembur

Pengeringan sembur ialah proses mengeringkan partikel bahan makanan semasa partikel itu sedang terapung atau terampai diudara. Proses ini digunakan dalam industri penghasilan makanan. Pengeringan sembur melibatkan empat proses;

Bahan makanan ( contohnya makanan ternakan ) cecair melalui proses pengatoman ( atomization ) menjadi semburan titis. Hasilnya ialah pembentukan partikel-partikel bahan makanan itu yang terampai di uadara. Semburan ini terhasil secara rotary atau nozel. Bahan makanan yang sudah menjadi semburan titis itu perlu dilakukan serentak dengan udara kering ke dalam kebuk pengeringan.. Penyejatan semburan titis berlaku menghasilkan serbuk kering. Apabila bahan makanan itu sudah mencapai tahap kering yang ditetapkan, partikel itu jatuh ke dasar kebuk dan dikumpulkan.

Pengeringan sembur mengeluarkan hampir semua kandungan air dalam bahan makanan. Selalunya 95% air dalam bahan yang disembur kering akan hilang.

Kaedah ini digunakan dalam banyak industri seperti kimia, makanan ,hasil tenusu, seramik dan juga biokimia. Pengeringan sembur amat ideal untuk pengeluaran produk yang perlu menepati piawaian kualiti yang ketat dari segi saiz partikel, kandungan kelembapan , ketumpatan dan bentuk partikel.Keluaran makanan pepejal kering bentuk serbuk, granul atau bintil dilakukan secara pengeringan sembur.
Automasi yang digunakan dalam pengeringan sembur bergantung kepada jenis bahan dan produk yang ingin dihasilkan. Salah satu alat yang digunakan ialah pengering sembur ( spray drier ) Alat ini terdiri daripada pam, pengatom ( atomizer ),pemanas udara, penyebar udara, kebuk pengeringan, pembersih udara, serta pengumpul serbuk. Kaedah ini hanya terhad kepada beberapa jenis bahan tertentu sahaja iaitu bahan makanan cecair , pasta pekat dan puri. Pengeringan hanya memakan masa beberapa saat, pada suhu mencecah antara 200’C – 600’C.