Pengurusan alam sekitar

Pengurusan alam sekitar mempunyai pelbagai tafsiran dan definasi kita boleh melihat dari pelbagi sudut mengenai alam sekitar seperti dari segi sudut bahasa ,perkataan alam sekitar atau dalam bahasa inggerisnya environment dipinjamkan dari bahasa perancis environneryang bermkasud meliputi .Ini bermakna segala yang terdapat disekeliling manusia dianggap alam sekitar .Dalam kamus Webster menjelaskan maksud alam sekitar sebagai kesemua factor dan keadaaan fizikal , social dan kebudayaan yang mempengaruhi kewujudan dan perkembangan benda hidup.

Panel pencemaran alam sekitar amerika sarikat pula telah menjelaskan alam sekitar sebagai keseluruhan factor social, biologi, fizikal dan kimia yang membentuk persekitaran manusia( Bartelmus 1986). Mengikut akta kualiti alam sekeliling ,1974 menjelaskan bahawa alam sekitar merupakan factor-faktor fizikal disekeliling manusia termasuklah tanah ,air ,atmosfera , bunyi , bau , rasa ,factor- factor biologi haiwan dan tumbuhan serta factor social dan estetik .Definasi alam sekitar dalam akta ini terhad kepada aspek tertentu sahaja sesuai dengan fungsinya sebagai asas perundangan mencegah dan mengawala pencemaran .

Daripada definisi ini dapatlah difahami bahawa terdapat pelbagai tafsiran mengenai alam sekitar bergantung dari sudut mana kita menilainya .Sesuatu yang yang jelas ialah alam sekitar tidak sahaja merangkumi aspek fizikal tetapi juga sosio-budaya masyarakat .Oleh itu alam sekitar boleh dikelaskan kepada beberapa kumpulan .

Pengaruh alam sekitar terhadapa manusia

Alam sekitar memepengaruhi kehidupan manusia ,bahkan keseluruhan tamadun manusia dipengaruhi alam sekitar .Sebagai contoh keadaan iklim dan jenis sumber disesuatu kawasan mempengaruhi segala aktiviti kehidupan masyarakat dikawasan berkenaan .Disamping itu ,alam sekitar turut memberi berbagai ancaman terhadap manusia .Ancaman yang boleh dimaksudkan boleh dipecahkan kepada beberapa ketegori seperti berikut :

1. Ancaman fizikal/geomorfologi terhadap kehidupan manusia seperti gempa bumi ,letupan gunung berapi ,tanah runtuh ,kebakaran dan mendapan tanah,
2. Terdapat berbagai-bagai factor iklim yang boleh mempengaruhi dan memberi ancaman kepada kehidupan manusia serperti banjir ,rebut , kemarau ,hujan batu dan salji.
3. Wabak penyakit memang terkenal sebagai ancaman kepada manusia jika gagal dikawal .Antara wabak penyakit yang merbahaya ialah taun ,malaria ,dan penyakit epidemic lain.

Secara umun pengaruh lam sekitar ke atas manusia lebih ketara dalam masyarakat yang kurang maju atau miungkin pada zaman awal tamadun manusia ,Manusia kurang berkemampuan menangani pengaruh dan ancaman alam sekiatr disamping tidak berupaya membuat perubahan ketara terhadapa alam sekiatar mengikut keperluan mereka .Kekurangan pengetahuan dan keterbatasan keupayaan teknologi menjadikan mereka menyerah kepada pengaruh alam sekitar .

Disamping kegagalan menghindari ancaman alam sekitar ,aktiviti manusia zaman dahulu kala juga mengakibatkan perubahan ketara terhadapa alam sekitar kerana bilanganya masih terlalu kecil serta pengetahuan dan keupayaan teknologi masih terbatas .Namun begitu elok juga dinyatakan bahawa pengaruh dan ancaman alam sekitar terhadapa manusia masih wujud pada masa kini .Ancaman ini berbeza bentuknya .Jika zaman silam ancaman tersebut merupakan faktor semulajadi tetapi pada masa kini ancaman ini lebih merupakan akibat daripada aktiviti manusia mengubah suai alam sekitar serta kesan sampingan aktiviti pembangunan .

Ancaman alam skeitar terhadap manusia pada masa kini wujid bukan sahaja dinegara kurang maju tetapi juga negara maju .Dinegara kurang maju ancaman ini akibat dari ketidakcukupan infrastruktur dan kemudahan asas ,keupayaan teknologi yang terhad dan kekurangan sumber makanan .Keadaan ini ditambah pula aktiviti pembangunan yang tidak dirancang dengan sempurna sebgai contoh ,kemusnhan huitan menimbulkan banjir dan kemarau yang seterusnya masalah lain seperti kemusnhan sumber air. Gangguan ekosistem sungai , pemendapan dan kesan social kepada golongan yang bergantung hidup pada sungai .

Keadaan sedikit berbeza dinegara maju kerana kepesatan pembangunan mendedahkan mereka kepada ancaman kepada alam sekitar .Sebagai contoh kesesakan dikawasan Bandar mungkin memaksa pembangunan dijalankan dikawasan marginal dan berisiko tinggi .Sesetengah teknologi yang digunakan dinegara maju memdedahkan penduduk kepada pencemaran dan pelbagi risiko lain.

Konsep ekosistem

Sebelum penerangan konsep ekosistem elok terlebih dahulu sekiranya kita mengetahui tentang ekologi yang terlebih dahulu .Istilah ekologi terbentuk hasil dari gabungan dua perkataan greek iaitu oikos yang bermaksud rumah dan logos yang berereti ilmu .Ini bermakna ekologi ialah bidang yang mengkaji benda hidup dengan persekitaran.Hubungan komuniti benda hidup dengan persekitaran membentuk system yang dikenali sebagai ekosistem .

Komuniti benda hidup merupakan satu himpunan organisma bernyawa yang hidup bersama dan saling berhubungan dengan alam sekiatrnya .Jadi hubungan organisma bersama dengan alam sekitar tempat tinggalnya membentuk satu system yang berfungsi dan kompleks dan disebut sebagai ekosistem .

Ekositem terdiri daripada peringkat dan meliputi keluasan yang berbeza .Sebagai contoh , satu kawsan hutan boleh dianggap satu ekosistem . Diperingkat yang lebih kecil pula tasik,sungai, bahkan batang kayu yang sedang mereput juga boleh dianggap sebagai ekosistem . Kita akan melihat konsep ekosistem dari strukturnya seperti dari segi penghasil , penghurai , dan juga pengguna.
Penghasil

Penghasil tediri daripada tumbuhan hijau seperti pokok ,rumput dan alga .melaui proses fotosintesis tumbuhan menghsailkan bahan organik dari bahan bukan organik yang diperolehi dari alam sekitar terutamnaya dari tanah.Proses fotosintesis ini memerlukan karbon dioksida dan air serta dibantu oleh tenaga suria .Melalui proses ini glukos terbentuk dan disimpan didalam tisu tumbuhan dan gas oksigen dikeluarkan sebgai bahan sampingan .

Pengguna

Organisma yang memakan penghasil baik secara terus aatu sebaliknya dianggap sebagai pengguna yang boleh dibahagikan kepada beberapa peringkat .Pengguna primer ialah pengguna yang memakan penghasil .Pengguna sekunder pula terdiri daripada pengguna yang memakan primer .Terdapat peringkat –peringkat penguna berikutnya seperti peringkat tertier dan seterusnya .Sesetengah pengguna boleh berubah-ubah kedudukan sebagai pengguna .Pengguna juga boleh dikelaskan mengikut jenis makanan seperti herbivor yang memakan tumbuhan ,karnivor dan juga omnivore.

Pengurai

Kesemua factor biotic sama ada penghasil atau penguna akan mati sama ada akibat ketidaksesuaian factor abiotik disekelilingnya atau dijadikan sumber makanan oleh pengguna lain atau kerana beberapa sebab lain .Hidupan yang mati akan mereput apabils digunakan oleh organisma mikro sebagai bahan makanan .Organisma yang telah mati akan dikenali sebagai pengurai .Terdapat dua kelas organisma pengurai iatu fungi dan bacteria .Organisma ini mengurai bahan organic kepada sebatian yang lebih mudah .Proses ini penting dari segi mengembalikan elemen tertentu kedalam tanah

Kitaran nutrien

Terdapat beberapa elemen abiotik dalam bentuk organic dan tidak organic yang diperlukan oleh organisma .Elemen ini seperti karbon dan nitrogen diperolehi dari alam sekitar dan digunakan oleh organisma dan kemudian dilepaskan kembali ke alam sekitar
Dan digunakan pula oleh organisma lain .Jadi wujudlah beberapa pusingan elemen ini didalam ekosistem .Sebagai contoh ,karbon dioksida diambil tumbuhan dalam bentuk karbon dioksida melalui proses fotosintesis .Elemen ini disimpan dalam bentuk organic didalam tisu tumbuhan .Kemudian elemen ini diambil pula oleh haiwan yang memakan tumbuhan sebagai salah satu zat makanan dan dibebaskan semula kea lam sekitar sebagai karbon dioksida melaui pernafasan .Karbon yang tidak melalui pernafasan akan sama disimpan atau bertukar menjadi karbon dioksida melaui proses fermentasi dan kemudian digunakan kembali tumbuhan hijau melalui proses fotosintesis.




Kitaran air

Air sentisa berubah ubah dari satu bentuk ke satu keadaan yang lain membentuk sebuah kitaran yang disebut sebagai kotaran air .Kitar air memperlihatkan pergerakan air dalam satu kitaran yang berterusan dan melibatkan berbagai komponen alam sekitar seperti atmosfera ,tumbuhan,permukaan tanah, tasik,sungai lautan dan bahagian bawah atau dalam tanah .
Wap air yang berada di atmosfera terpeluwap membentuk hujan ,salji dan embun.Hujan hanya berlaku sekiranya kandungan wap iar diatmosfera menjadi tepu ,sementara kewujudan zarah –zarah diatmosfera membentuk air yang cukup berat untuk jatuh ke bumi .Tidak kesemua air yang jatuh sampai ke permukaan bumi kerana sebahagian air yang jatuh dipintas oelh tumbuhan dan elemen lain sperti bangunan .Air yang dipintas sebahagianya akan hilang kembali ke uadara melaui proses pemeluwapan .Proses pemintasan air yang turun disebut pintasan dan jumlah air yang hilang kembali keudara setelah dipintas dikenali sebagai kehilangan pintasan .

Sebahagian daripada air yang dipintas sampai juga ke permukaan bumi .Seperti yang telah dinyatakan diatas ,air ysng dipintas hilang ke udara melaui proses pemeluwapan terutama ketika hujan mula turun .Tetapi apabila hujan bertambah lebat ,air yang dipintas sama ada jatuh terus kepermukaan bumi atau di pintas oleh permukaan lain sebelum sampai ke permukaan bumi.

Selain air yang sampai ke bumi setelah dipintas ,terdaptjuga sebahagian daripada air hujan yang jatuh terus ke permukaan bumi .Apabila sampai ke permukaan bumi ,sebhagian daripada air ini akan masuk kedalam bumi melalui proses susupan .Jumlah air yang menyusup ke dalam tanah bergantung pada permukaan bumi .Guna tanah seperti hutan dan padang rumput membenarkan lebih banyak air menyusup berbanding dengan permukaan jalanraya dan simen .Air yang menyusup masuk ke perut bumi akan melaui perkolasi ,iaitu,proses penyusupan air melalui lubang-lubang dibawah tanah .Air yang menyusup kedalam tanah akan membentuk aliran antara yang mengalir diatas permukaan yang telah telap dibawah tanah dan akhirnya keluar kembali ke permukaan bumi melalui lubang di permukaan tanah .Fenomena seperti ini boleh dilihat dikawasan lereng bukit atau gunung

Sebahgian daripada aliran antara masuk terus ke dalam saliran seperti sungai atau parit .Air yang mengalir melalui system saliran ini dikenali sebagai aliran permukaan .Sebahagian daripada air dibawah tanah juga terus bergerak melalui proses perkolasi dan mebentuk air dibawah tanah .Air dibawah tanah akhirnya masuk kedalam system saliran di permukaan bumi dan menjadi aliran permukaan .

Sementara itu sebahagian air yang jatuh ke permukaan bumi dan tidak menyusup kedalam tanah bertakung dalam lekuk di permukaan bumi .Sebahagian lagi membnentuk aliran daratan iaitu air yang mengalir mengikut kecerunan di permukaan bumi yang dikenali air daratan .Air yang berada dalam lekukan di permukaan bumi serta yang mengalir sebagai alairan daratan dan aliran permukaan akan terpeluwap dan bertukar menjadi wap air dan naik ke atmosfera .Air yang terkandung didalam tisu tumbuhan dan iar dalam tanah juga akan tersejat dan bertukar menjadi melaui proses transpirasi .Wap air yang berada diatmosfera kemudian akan jatuh ke bumi semula sebagai hujan yang melengkapkan kitaran air .Kitar air merupakan salah satu system semulajadi yang perlu dikekalkan dan jika terganggu berbagi kesan buruk akan kita alami .

Kemusnahan hutan

Hutan memainkan peranan penting kepada alan semulajadi dan manusia .Hutan tlah diteroka sejak lam dahulu tetapi aktiviti ini talah sampai ke tahap kemusnahan sejak 150-200 tahun kebelakangan ini .Kaadar kemusnahan hutan terlalu pantas menjadi isu antarabangsa kerana bukan sahaj boleh melenyapkan sumber tetapi menimbulkan masalah kepada alam sekitar dan manusia keseluruhan.Sejak kebelakangan ini kemusnahan hutan yang serius akibat dari pembalakan telah dilaporkan dibeberapa buah negara seperti Haiti,Ethiopia,Thailand,India dan juga Brazil .Mengikut anggran hutan tropika musnah pada kadar 11.3 juta ekar setahun.

Kemusnahan melenyapkan kegunaan hutan sebagai sumber penting kepada manusia dari segi sumbangan kepada industri perkayuan ,kegunaan rekreasi ,penyelidikan dan perkembangan sains dan teknologi .Dari segi alam sekiatr pula berbagai masalah akan timbul dan akhirnya memberi kesan buruk kepada manusia sendiri seperti hakisan tanah ,pencemaran air ,banjir ,mengurangkan simpanan air dan memusnahkan tumbuhan dan hidupan liar .Sebahagian daripada masalah ini ditunjukkan pada rajah 2.

Aktiviti utama memusnahkan hutan ialah :

i. Pembalakan secara berleluasa untuk memenuhi permintaan industri perkayuan
ii. Pembukaan tanah baru untuk pembangunan pertanian secara besar besaran
iii. Pembangunan Bandar baru,kawasan perindustrian,infrastruktur fizikal seperti lebuh raya ,empangan dan sebagainya
iv. Pengusahan tanaman pertanian pindah
v. Penebangan pokok untuk kegunaan sebagi kayu api dan arang
vi. Pengunaan hutan sebgai kawasan padang ragut
vii. Kebakaran hutan
viii. Peperangan.
Sebahagian daripada aktiviti ini mungkin berleluasa disesetangah kawasan sahaja.Walau bagaimanapun aktiviti penerokaan hutan untuk pembangunan ekonomi khusunya industri perkayuan dijangka akan berterusan kerana pembangunan sesebuah negara.

Kegunaan air

Air dengan sifat semulajdi yang unik mempunayi banyak kegunaan dan tidak dapat ditukar ganti dengan jenis cecair lain ,secara umunya terdapat dua jenis kegunaan air iaiutu guna habis dan guna tidak habis .

Kegunaan guna bahis ialah apabila kuantiti air yang digunakan berubah biasanya berkurangan dari kuantiti asal seperti air yang digunakan dirumah atau untuk pengairan pertanian .Kegunaan guna tidak habis pula ialah apabila air yang digunakan tidak berkurangan dari segi kuantitinya ,contohnya untuk kegunaan rekreasi.Dari segi fizikal kebanyakan kegunaan air bersifat guna tidak habis .dari segi ekonomi kegunaan air disifatkan guna habis kerana setiap openggunaan air melibatkan perbelanjaan .Berikut ialah kegunaan air yang terpenting .

Memenuhi keperluan fisiologi
Air sangat pointing bagi memnuhi keperluan fisiologi manusia ,tumbuhan dan haiwan .Air ialah komponen utama dalam sel organisma .Contohnya keseluruhan badan manusia mengandungi kira-kira 80% terdiri dari air .

Medium untuk kehidupan
Air merupakan medium bagi haiwan akuatik untuk hidup .Menurut teori biologi ,hidupan bermula didalam air .Sehingga kini sebahgian organisma masih hidup didalam air .

Fungsi sebagai pelarut
Air merupakan pelarut yang sangat penting dari segi kimia molekul air mempunyai sifat polar daripada atom oksigen bercas negative dan dua atom hydrogen bercas positif tersusun secara tidak simetri .Sifat polar ini menjadikan air sebagai pelarut yang baik .

Medium pengangkutan
Air telah lam digunakan sebagai medium pengangkutan dan sehingga kini pengangkutan air sangat penting terutama untuk kargo.

Sumber tenaga
Air juga merupakan sumber tenag yang berpotensi kerana mempunayi simpanan yang berkekalan dan tidak mencemar .Air memainkan peranan besar dalam penghasilan tenaga elektrik dan menjadi sumber alternative kepada sumber lain seperti petroleum.



Sumber rekreasi
Kawasan yang mempunayi elemen air seperti tasik , laut ,air terjun dan sungai dimajukan untuk tujuan rekreasi kerana iar merupakan elemen yang menarik,sejuk ,lembut dan menyegarkan .
Pencemaran udara akibat aktiviti manusia

Terdapat berbagi aktiviti mengeluarkan bahan pencemar ke udara .Secara umum punca pemcemaran boleh kita berikan kepada empat ketegori :

Pembakaran bahan api

Pembakaran bahan api dilakukan denganberlelua sama ada tujuan keperluan rumah ,perdagangan atau sebaginya .Bahan api yang selalu digunakan ialah arang batu dan petroleum yang mengandungi unsure karbon .Disamping unsure karbon bahan api juga mengandungi sulfur dan nitrogen .Pembakaran sulfur menghasilkan sulfur dioksida dan trioksida yang amat merbahaya ini .Nitrogen dioksida juga merupakan sejenis gas berbau dan bahan pencemar yang berbahaya.

Punca bergerak

Punca pencemaran bergerak ialah seperti kenderaan bermotor ,keretapi,kapal terbang dan kapal laut .Oleh keranan kesemua kenderaan ini mengunakan bahan api yang sama sperti diatas maka bahan pencemar yang dihasilkan juga adalah sama .

Proses industri

Proses industri merupakan sumber pencemaran yang utama .Disamping mengeluarrkan gas seperti diatas terdapat juga gas berbahay lain yang dihasilkan bergantung kepada proses yang terlibat .Kilang yang mengunakan bahan kimia menghasilkan gas beracun seperti ammonia .Aktiviti kauri ,kilang simen ,batu bat dan kilang papan menghasilkan asap hitam daripada proses pembakaran .

Pelupusan sisa pepejal

Sisa pepejal dari kawasan perumahan ,perdagangan ,pejabat ,industri pertanian dan sebagainya turut menghasilkan gas berbahaya teruatama jika pelupusan melibatkan pembakaran terbuka .Sebagai kesimpulan pencemaran udara akibat dari aktiviti manusia bukanlah satu perkara baru dan tidak pberlaku pada zaman silam .Pencemaran berpunca daripada pembakaran arang batu agak serius di England sejak berkurun dahulu .Sebagai contoh kajian dilondon menunjukkan bahawa sebelum tahun 1750,hanya lebiih kurang 18-20 hari sahaja cuaca berjerebu dalam tempoh setahun tetapi bertambah kepada lebih 50 hari pada akhir kurun ke 19 (Goudie,1984)

Jenis-jenis bahan pencemar

Bahan pencemar boleh dikelaskan berdasrkan beberapa criteria seperti sifat fizik , kimia dan berpunca bahan pencemar .Dari sifat fizik bahan pencemar boleh dikelaskan kepada gas ,asap ,habuk dan sebagainya .Dari segi punca bahan pencemar udara boleh dikelaskan kepada pencemar primer dan pencemar sekunder .Bahan pencemar primer ialah bahan yang terdapat diudara dlaam bentuk asal seperti sulfur dioksida,nitrogen oksida ,dan hidrokarbin .Bahan pencemar sekunder pula ialah bahan pencemar yang bukan dalam bentuk asal yang trbentuk melaluin proses tindak balas fotokimia ,hidrolisis dan pengoksidaan .

Bahan pencemar juga boleh diketegorikan berdasarkan bahan komponen kimia yang boleh dibahagikan kepada pencemar organic dan tidak organic .Bahan pencemar organic ialah seperti hidrokarbon,aldihid ,keton,alcohol dan eter.Contoh bahan pencemar bukan organic pula ialah oksida sulfur, oksida nitrogen ,hydrogen klorida dan hydrogen florida. Berikut ialah beberpa jenis bahan pencemar udara yang selalu terdapat diudara.

Karbon monoksida

Karbon monoksida ialah sejenis gas yang tidak berwarna ,berbau dan tanpa rasa,gas ini terhasil daripada pembakaran tidak lengkap bahan hidrokarbon ,Antara punca uatama gas ini ialah kenderaan dan kilang dan ia merupakan gas pencemar utama dikawasan Bandar.KArbon monoksida sangat berbahaya kepada manusia kerana mudah bertindak dalam hemonglobin untuk membentuk karboksihemonglobin ,keadaaan ini mengakibatkan mangsa menjadi pening, sakit kepala pitan dan mengakibatkan maut .

Hidrokarbon

Hidrokarbon ialah sebatian yang mengandungi elemen hydrogen dan karbon seperti metana ,etana, propana, dan etilena. Hidrokarbondihasilkan secara semulajadi oleh benda bahaya terutama tumbuhan .Kewujudan bahan hidrokarbon di atmosfera mungkin menimbulkan masalah serius yang boleh menganggu manusia melalui pembentukan asbut fotokimia .Hidrokarbon pada kepekatatan tertentu boleh meningkatkan kepekatan bahan pengoksida fotokimia yang boleh menimbulkan masalah seperti kesukaran bernafas ,batuk, sakit dada, mata dan hidung .

Oksida nitrogen

Terdapt dua jenis oksida nitrogen yang terpenting sebagai bahan pencemar iaiatu nitric oksida dan nitrogen dioksida .Nitrik oksida ialah sejenis gas lengai dan kurang toksik pada parasa lazim .Namun begitu gas ini mempunayi sifat seperti karbon monoksida yang mudah memasuki hemonglobin sehingga mengurangkan kandungan oksigen didalam darah .Nitrogen dioksida boleh mengakibatkan penyakit yang ada kaitan dengan system pernafasan dan boleh memberi kesan buruk kepada tumbuhan dan ia juga mudah larut didalam air membentuk asid nitric ,dan jika ia melarut diatmosferta dan melarut didalam air hujan akan membentuk hujan asid .

Oksida sulfur

Terdapat beberpa jenis oksida sulfur .Sulfur dioksida dan sulfur trioksida merupakan dua yang terpenting .Gas ini dihasilkan darupada pembakaran bahan api fossil kerana bahan ini mengandungi sulfur .Sulfur doksida ialahg gas yang tidak berwarna ,tidak mudah terbakar , tidak meletup dan mempunyai bau yang melemaskan .Gas ini boleh memusnahkan harta benda seperti logam ,kulit dan juga tumbuihan serta menganggu system pernafasan manusia .Dikawasan Bandar jumlah zarah yang mengandungi kedua –dua asid ini agak tinggi .Oksida-oksida sulfur,oksida-oksida nitrogen dan karbon dioksida merupakan punca hujan asid yang terjadi dikawasan bandar

Rujukan

Pengurusan sumber dan alam sekitar,Abdullah Mohamad Zaid ,Institut Teknologi Mara Shah Alam (1999).(Biro penyediaan teks)

Pertanian lestari ,Mohd Razi Ismail,Dewan bahasa dan pustaka ,Kuala Lumpur 2006.

Genetik

Definisi Genetik.

Genetik merupakan bidang sains yang mengkaji fenomena pewarisan dan variasi dalam kesemua makhluk hidup, samada manusia mahupun bakteria. Istilah "genetik" pertama kali diperkenalkan oleh pakar genetik British William Bateson. Beliau juga bertanggungjawab dalam memperkembangkan penemuan kajian Gregor Mendel. Dalam organisma hidup, maklumat genetik disimpan dalam kromosom yang dibentuk daripada molekul DNA dan sejenis protein yang dikenali sebagai histon. Maklumat genetik perlu berinteraksi bersama faktor luaran yang lain seperti permakanan dan persekitaran untuk menentukan faktor fizikal dan perlakuan organisma secara keseluruhan.
Kini bidang genetik boleh dibahagikan kepada dua peringkat: genetik klasik dan genetik molekul. Sebahagian besar genetik klasik merupakan sumbangan ujikaji Gregor Mendel dan penemuan gen-gen terangkai. Genetik molekul terbit daripada penemuan kod genetik dan perkembangan teknik pengklonan. Walaupun genetik molekul lebih berguna dari segi aplikasinya dalam perubatan dan forensik, genetik klasik masih digunapakai.

Sejarah bidang genetik.
Jean-Baptiste Lamarck pernah mengemukakan teori evolusinya yang mencadangkan bahawa sesuatu ciri yang diperolehi semasa jangka hayat sesuatu organima boleh diwarisi oleh generasi yang berikutnya, tetapi teori ini lenyap selepas penerbitan The Origins of the Species oleh Charles Darwin. Antara tokoh terawal dalam bidang ini ialah seorang paderi Augustian, Gregor Mendel. Sumbangan terbesar beliau adalah kajiannya dengan pokok kacang pis yang membuktikan kewujudan unit-unit diskrit, atau gen, yang membawa maklumat genetik. Penemuan DNA sebagai unsur genetik dibuktikan oleh Alfred Hershey dan Martha Chase pada tahun 1952. James Watson, Francis Crick dan Maurice Wilson berjaya menerangkan struktur DNA yang berbentuk gegelung dwi-heliks pada tahun 1953. Penemuan penting ini dikurniakan Hadiah Nobel tahun 1962 dalam Perubatan. Projek Genom Manusia pada tahun 2000 yang dipelopori oleh Craig Venter menunjukkan hasil yang menakjubkan; 3.1 billion unit nukleotid dalam tubuh badan manusia, hanya 1% (kira-kira 30,000 gen) ditranskripsikan kepada bentuk protein.
Prinsip-prinsip asas genetik Mendelian
Melalui pembiak-bakaan dalam pokok kacang pis (Pisum sativum), Mendel mendapati bahawa progeni memiliki rupa kedua-dua induk bunga jantan dan betina tanpa menghasilkan rupa perantaraan. Sebahagian besar eksperimen Mendel melibatkan pokok-pokok berbaka tulen kerana ia memudahkan pengukuran ciri-ciri yang "mutlak" seperti warna, bentuk, dan kedudukan anak pokok. Hasil eksperimennya banyak menggunakan analisis statistik dan prinsip kebarangkalian yang melibatkan saiz sampel yang besar, yang mengukuhkan lagi hasil penemuannya. Mendel mengatakan bahawa:
1. Pewarisan sesuatu ciri atau rupa ditentukan oleh “unit“ atau “faktor“ yang diwarisi oleh progeni, dan unit ini tidak berubah.
2. Individu mewarisi satu jenis unit dari setiap induk untuk sesuatu ciri tertentu.
3. Sesuatu ciri atau rupa tidak semestinya hadir pada inidividu tetapi boleh diwarisi oleh generasi yang berikutnya.
Kromoson
Maklumat genetik terletak dalam kromosom yang terdiri daripada organisasi DNA dan protein histon. Sel-sel hidup yang menghasilkan generasi sel-sel anak memindahkan maklumat genetiknya melalui kromosom dengan bilangan yang sama, kecuali sel gamet. Bentuk dan saiz kromosom adalah berlainan mengikut organisma tertentu. Bakteria mempunyai satu kromosom yang berbentuk gelungan yang panjang manakala organisma eukariot seperti manusia secara lazimnya mempunyai kromosom berbentuk linear yang wujud berpasangan yang serupa, kecuali kromosom seks X dan Y.
Perkataan 'kromosom' adalah gabungan dua perkataan bahasa Yunani yang bererti 'jasad' (soma) 'berwarna' (chroma). Kromosom biasanya diwarnakan dengan pewarna Giemsa supaya boleh dilihat dengan jelas di bawah mikroskop. Kromosom boleh diperhatikan sebagai bebenang kromatin yang berjalur. Jaluran ini boleh dibahagikan kepada eukromatin dan heterokromatin. Heterokromatin adalah kawasan yang padat, "berlipat", dan aktif dalam transkripsi gen. Eukromatin pula merangkumi kawasan yang terlibat dalam pengawalaturan gen. Strukturnya yang kurang padat membenarkan pengikatan RNA polymerase untuk memulakan transkripsi gen.
Bagi organisma diploid, kromosom autosomal (kromosom yang bermitosis) di turunkan kepada sel-sel progeni secara berpasangan. Kromosom seks X dan Y diwarisi oleh progeni melalui gabungan dua sel gamet yang haploid. Kesilapan semasa pembahagian sel, samada mitosis ataupun meiosis, boleh menyebabkan pelbagai sindrom kongenital seperti sindrom Turner dan sindrom Klinefelter, dan sindrom Down.

Sains Genetik.

Sains genetik cuba mengkaji hukum dan proses berkenaan pewarisan ciri-ciri oleh tumbuh-tumbuhan dan haiwan. Bidang ini cuba mengungkai persoalan mengenai sifat kimia dan fizikal genetik yang diturunkan oleh sesuatu organisma, cara-cara bahan genetik diturunkan kepada sesuatu organisma dan tindakbalas bahan genetik dalam organisma tersebut. Antara ciri nyata yang biasa diwarisi iaitu dari segi bentuk daun, kandungan klorofil dan kewujudan akar. Bahan genetik sel merujuk kepada kandungan kromoson dalam nukleus sel organisma berkenaan. Setiap kromoson membawa beribu-ribu unit pewarisan organisma yang dikenali sebagai gen.Setiap gen menentukan pewarisan ciri tertentu.
Sesuatu ciri mungkin ditentukan oleh lebih daripada satu gen. Contohnya ketebalan tempurung kelapa sawit dikawal oleh satu gen major manakala ciri seperti kualiti lateks, ketinggian pokok padi dan daya pengeluaran hasil tanaman ditentukan oleh lebih daripada satu gen. Kajian sains genetik membantu kita memahami bagaimana tanaman mewarisi ciri-ciri tertentu. Kefahaman ini dapat membantu usaha pembiakbakaan, iaitu suatu proses mengubah dan memperbaiki kandungan genetik tanaman kepada ciri-ciri yang dikehendaki. Varieti merupakan sekumpulan tumbuhan yang mempunyai sifat tertentu yang membezakannya daripada kumpulan tumbuhan lain dalam spesis yang sama. Misalnya pelbagai jenis padi pernah dihasilkan seperti MR84, MR185, MR167 dan MR211(MR=MARDI rice). Varieti baru yang mampu memperbaiki ciri sesuatu tanaman dihasilkan melalui proses kacukan, pemilihan dan ujian baka. Proses ini mengambil masa yang agak panjang.
Klon pula merujuk kepada sekumpulan tumbuhan yang dibiak daripada pokok induk yang sama melalui cara aseks.Klon-klon Pilmor (Pil D65 dan Pil D84), Prang Besar (PB25 dan PB 86) dan klon-klon seperti RRIM 703 dan RRIM 803 merupakan contoh klon getah yang berjaya. Kacukan antara spesis juga telah dilakukan kepada pokok getah. Klon-klon getah yang terdapat di Malaysia berasal daripada 22 pokok yang dibawa masuk oleh Sir Henry Wickman pada tahun 1922. Oleh itu, tabung gen (iaitu sumber gen-gen untuk pembiakbakaan) sangat kecil. Institut Penyelidikan Getah Malaysia (RRIM) telah membawa masuk sembilan spesis Hevea dari Amerika Selatan sebagai sumber gen baru untuk program pembiakbakaan. MARDI telah berjaya menghasilkan MR84 yang meliputi 70 % keluasan penanaman padi di Semenanjung Malaysia. MARDI juga memperkenalkan satu lagi variety baru iaitu MR 185 yang mampu menghasilkan 6 metrik tan/hektar padi semusim iaitu peningkatan sebanyak 11 % berbanding MR84. Kelapa sawit di negara kita yang diusahakan secara komersil mempunyai tiga bentuk genetic yang berdasarkan ketebalan tempurung. Varieti ini dikenali sebagai Tenera, Dura dan Pisifera.

Ciri-ciri tumbuhan yang dikehendaki.

Matlamat utama pembiakbakaan adalah untuk mendapatkan jenis tumbuhan yang lebih baik daripada sedia ada. Pembiakbakaan adalah satu proses mengubah dan memperbaiki kandungan genetik atau genotip individu/populasi kepada lebih superior atau yang dikehendaki. Sebelum pengetahuan bidang genetik ditemui, bidang pembiakbakaan lebih dikenali sebagai suatu seni. Pembiakbakaan ketika itu memilih pokok yang lebih baik hanya menggunakan kemahiran dan kebijaksanaan. Ciri tanaman yang dikehendaki semasa melakukan pembiakbakaan adalah seperti berikut :

1.Cepat mengeluarkan hasil.

Tanaman yang cepat matang memerlukan tempoh masa yang singkat untuk mengeluarkan hasil. Tempoh matang yang pendek membolehkan penanaman ulangan berganda dilakukan. Usaha dijalankan untuk mengeluarkan varieti yang mempunyai tempoh matang yang singkat tetapi berupaya mengeluarkan hasil yang tinggi.
MARDI telah memperkenalkan varieti buah durian yang dapat mengeluarkan hasil yang lebih cepat berbanding baka sebelum ini iaitu jenis klon D99. Klon ini mempunyai tempoh matang selama 90 hari sahaja berbanding sebelum ini iaitu selama 125 hari. Durian Siam seperti D129 (Chanee), D130 (Kan Yan), dan D131 (Kato) mengambil masa matang kira-kira 125 hari dari peringkat pengeluaran bunga sehingga peringkat buah gugur. Baka yang cepat mengeluarkan hasil ini memberi pulangan yang lumayan disamping menjimatkan kos penjagaannya.
MARDI juga telah mengeluarkan varieti padi MR232 yang cepat matang dan boleh dituai dalam masa 103 hingga 113 hari sahaja hasil kacukan genetik antara W60 iaitu varieti beramilos dari Thailand dengan Y1157, satu baka tempatan yang mempunyai sifat morfologi pokok yang baik serta rintang terhadap penyakit dan perosak padi.
MARDI juga menghasilkan varieti ubi kayu yang dikenali sebagai MM92. Varieti ini hanya mengambil masa enam bulan untuk mengeluarkan hasil, berbanding dengan 12 bulan yang diperlukan oleh varieti Twig dan Perintis. MM92 dapat ditanam di kawasan tanah biasa atau tanah gambut.




2.Hasil yang tinggi.

Hasil yang tinggi merupakan tujuan kebanyakan program pembiakbakaan. Varieti yang terhasil boleh mengeluarkan hasil yang tinggi dan seterusnya dapat memenuhi keperluan makanan di dalam negara. Memandangkan keperluan makanan semakin mendesak akibat kekurangan makanan, penghasilan varieti baru yang berupaya mengeluarkan hasil yang tinggi amat diperlukan. Di Malaysia, kita masih lagi kekurangan makanan seperti beras dan terpaksa mengimport daripada negara China dan Thailand untuk memenuhi permintaan dalam negara. Oleh itu, pihak yang terlibat seperti MARDI telah menjalankan banyak penyelidikan untuk menghasilkan baka baru yang dapat meningkatkan hasil yang tinggi supaya pergantungan pada import menjadi semakin berkurangan.
MARDI telah berjaya menghasilkan varieti baru padi yang telah dilancarkan baru-baru ini. Varieti MR219 ini telah melalui pelbagai peringkat ujian dan menunjukkan keupayaan peningkatan hasil berbanding dengan varieti MR84 iaitu varieti utama padi ketika ini yang digunakan lebih 80% di kawasan padi di Malaysia. Pada keseluruhannya varieti MR 219 berupaya memberi hasil 10 hingga 15.0% lebih tinggi daripada varieti MR 84.
Klon getah RRIM 600, RRIM 900, RRIM 2000, PM10, PB 235 dan PB260 digunakan untuk penanaman getah semula di Malaysia. Klon-klon ini mengeluarkan hasil sebanyak 2500 hingga 3000 kg/hektar/tahun. Klon baru dalam siri RRIM 2000 diajngka akan mengeluarkan hasil antara 3500 hingga 4000 kg/haktar/tahun. Selain itu, kayu pokok getah klon baru ini juga sesuai dijadikan perabot.
Benih kopi polihibrid yang dikeluarkan oleh MARDI, iaitu MCL34, MCL43, MCL44 dan MCL46 (untuk kopi Liberica) dan MCR 09, MCR 10, MCR 11 dan MCR 16 ( bagi kopi Robusta) mampu mengeluarkan hasil sebanyak 1.7 tan metrik sehektar berbanding dengan 0.75 tan metrik sehektar untuk benih biasa.
MARDI juga telah memperkenalkan tiga klon baru kopi Liberica MKL5, MKL6 dan MKL7 yang mampu meningkatkan hasil buah kopi sebanyak 20 peratus bagi kopi jambu dan 10 peratus bagi kopi beras. Ia boleh mengeluarkan hasil sebanyak 25.1 tan kopi jambu dan 2.4 tan kopi beras bagi setiap sehektar setahun. Ia memang sesuai untuk diusahakan berdasarkan hasil yang banyak dan berkualiti tinggi.Usaha menghasilkan klon-klon baru tersebut dimulakan sejak 1992 dan 1995 dan sebanyak 11 klon yang berpotensi telah dipilih dan dibiakkan bagi percubaan hasil peringkat akhir di Stesen MARDI Kluang selama lapan tahun iaitu bermula 1996 hingga 2004. Jumlah pengeluarannya juga bertambah daripada 26 juta kilogram pada 2004 kepada 45 juta kilogram pada 2006.

3.Hasil yang berkualiti.

Kualiti atau mutu tanaman yang dikeluarkan biasanya berdasarkan kelazatan, kandungan gula dan nutrien yang tinggi serta warna isi atau bentuk buah yang seragam. Untuk memenuhi kriteria di atas penyelidikan berterusan perlu dilakukan.
MARDI menghasilkan varieti ubi kayu yang baru iaitu Sri Kanji 1 dan Sri Kanji 2. Kedua-dua varieti baru, Sri Kanji 1 dan Sri Kanji 2, mempunyai kandungan kanji yang lebih tinggi dengan ketara dibandingkan dengan Black Twig. Oleh itu, varieti ini dapat meningkatkan daya pengeluaran kanji daripada satu unit tanah yang diusahakan. Pengilang kanji yang telah memproses kanji lebih daripada 30 tahun menunjukkan penerimaan yang baik terhadap kedua-dua varieti baru ini. Sri Kanji 1 dan Sri Kanji 2 melebihi perintis dari segi kandungan kanji. Selepas 12 bulan ditanam, hasil ubi basahnya sama (32-38 t/ha) dengan varieti MARDI yang lama dan memberi hasil yang sekurang-kurangnya 15% lebih tinggi, dan juga kandungan kanji yang lebih. Kedua-dua varieti baru ini dengan hasil dan kandungan kanji yang lebih tinggi mungkin dapat meningkatkan daya pengeluaran kanji di kawasan penanaman ubi kayu yang masih ada di Semenanjung Malaysia.
Buah betik varieti Hawaiian Sunrise Solo mempunyai saiz buah yang terlalu kecil walaupun mempunyai rasa yang sedap. Program pembiakbakaan terhadap varieti ini telah menghasilkan betik Eksotika. Kualiti betik Eksotika lebih baik kerana mempunyai saiz buah yang besar dan rasa yang sedap.
Klon keledek Gendut merupakan klon baru yang telah dihasilkan oleh MARDI. Kini MARDI sedang berusaha menggalakkan ubi keledek Gendut digunakan sebagai makanan kesihatan.
Pelanggan sanggup membayar harga yang lebih tinggi untuk mendapatkan buah-buahan yang lebih baik. Contohnya klon durian D24 dianggap sebagai salah satu klon yang terbaik dan digemari di pasaran tempatan.
Maspine mempunyai ciri pengelangan yang baik. Di antara ciri-ciri pengalengan yang istimewa adalah saiz buahnya yang sederhana besar (1.8 kg) berbentuk silinder dan berkulit nipis dan kadar perolehan (recovery) yang tinggi (lebih 20%) berbanding varieti Gandul (6-18%). Ukuran diameter empulurnya yang kurang dari 30 mm juga membuatnya mudah diterima pihak kilang. Warna isi Maspine kuning keemasan dan warna keemasan ini didapati kekal selepas pemperosesan. Isi Maspine juga tidak mudah pecah apabila dipotong bulat untuk ditinkan. Maspine megandungi pH yang sesuai untuk pengalengan. Kandungan asid Maspine adalah rendah (0.58%) manakala kadar gulanya adalah tinggi iaitu 14-17% ketika segar. Kandungan TSS yang meningkat kepada 16-18% selepas diproses dapat membantu menjimatkan input gula semasa pemprosesan. Maspine berpotensi tinggi dalam industri pengkalengan dan boleh digunakan sebagai varieti alternatif kepada varieti Gandul. Selain dari nanas yang ditinkan dalam jus, Maspine juga sesuai dibuat jus untuk diminum segar, dikalengkan tanpa gula atau dibotolkan sebagai jus nanas jernih (clarified) berkarbonat atau tanpa karbonat. Imbangan kandungan gula yang tinggi dan asid yang rendah menjadikan cita rasa Maspine manis dan enak ’tanpa gigitan’, sesuai untuk ia dijadikan hidangan pencuci mulut (dessert). Selain dari itu, produk kering dan produk separa kering juga boleh dihasilkan dari Maspine. Dalam pada itu, daun Maspine yang tidak berduri pula berpotensi digunakan sebagai makanan ternakan.Dengan bercirikan daun tanpa duri, tanaman Maspine senang dikendalikan di ladang. Keadaan ini memudahkan penuaian buah dan seterusnya meningkatkan kecekapan tenaga kerja. Unsur ini dapat mengurangkan kos pengeluaran. Kandungan gula semula jadi yang tinggi dapat menjimatkan input gula semasa pemprosesan, sekaligus mengurangkan kos pemprosesan dalam industri nanas kaleng.

4.Tahan pada penyakit dan perosak.

Tumbuhan yang tahan pada penyakit merujuk kepada kemampuan pokok tersebut menangkis atau menghalang perkembangan patogen dan serangan perosak. Tahap tahan pada penyakit dan perosak membolehkan penggunaan racun kimia dapat dikurangkan. Selain itu ciri-ciri yang terdapat pada pokok tersebut seperti berbulu, berduri atau mengeluarkan bau yang tidak menyenangkan boleh menghalang perosak daripada menghampiri tanaman tersebut.
Hasil penyelidikan saintis dari Perkhidmatan Penyelidikan Pertanian (ARS), Pusat Penyelidikan Pertanian Lembangan Pasifik di Hilo, Hawaii, Amerika Syarikat menerusi kerjasama Universiti Hawaii-Manoa dan syarikat Pharmacia di Michigan telah berjaya menghasilkan betik varieti baru iaitu Rainbow yang dapat melindungi daripada ancaman virus ringspot. Varieti Rainbow ini hasil gabungan betik isi merah (Sun up) dengan betik isi kuning.
MARDI juga menghasilkan Ciku CM 19 selepas kajian selama 13 tahun dilakukan. Ciku CM 19 didapati teguh terhadap penyakit ketumbuhan pada batang dan cabang. Penyakit ketumbuhan pada batang dan cabang menyebabkan membengkak dan boleh mengurangkan penghasilan buah yang baik dan berkualiti. Selain itu juga, boleh menyebabkan pokok ciku menjadi mati. Melalui varieti baru ini, pokok ciku dapat resistan pada penyakit ketumbuhan.
Tahap resistan terhadap penyakit dan perosak biasanya disebabkan oleh halangan mekanik daripada bahagian tumbuhan seperti duri resin, bulu atau bahan kimia yang tidak disukai oleh perosak. Sifat pokok tomato dan kacang soya yang berbulu menyebabkan vektor virus seperti lelompat daun dan afid tidak menghampiri tanaman tersebut, maka penggunaan racun makhluk perosak atau racun kimia dapat dikurangkan.

5.Bernilai estetik.

Warna, bentuk atau aroma mempunyai nilai estetik yang tinggi. Ciri warna dikaitkan dengan hasil yang cukup masak atau matang dan menarik. Bau yang sangat beraroma merupakan salah satu nilai estetik pada pandangan pembeli atau pengusaha. Buah yang seragam dari segi bentuk juga mempunyai nilai estetika yang tinggi dan memudahkan penjualan atau mengeksport ke luar negara.
Penyelidikan di Stesen MARDI Pontian telah menghasilkan nanas jenis Josapine. Pemilihan dibuat daripada populasi hibrid F1 hasil daripada kacukan antara Nanas Johor (Induk betina) dan Nanas Sarawak (Debunga).Ciri-ciri buah iaitu mempunyai kulit muda yang berwarna ungu gelap berubah menjadi merah jingga apabila masak, buah berbentuk silinder, matanya besar membonjol seperti Nanas Spanish dan yang penting isi kuning keemasan dengan tekstur yang agak rangup dan kering. Selain itu ianya sangat manis (TSS 16 hingga 17 % dengan perisa asid yang seimbang.
Institut Penyelidikan dan Pembangunan Pertanian Malaysia (MARDI) terus mengorak langkah memajukan industri pertanian negara.Terbaru, institut ini memperkenalkan ubi keledek varieti "VitAto" atau "Ipomea batatas", tergolong dalam famili "Convolculaceae" yang kaya dengan karbohidrat dan vitamin A. Kajian terhadap VitAto mengambil masa lebih lima tahun. Selain itu, VitAto kaya dengan bahan anti-oksidan seperti "Beta karotena" yang ditukar menjadi vitamin A di dalam badan, vitamin C, vitamin E dan "anthocyanin".Bahan antioksidan ini penting dalam badan untuk mengelak kerosakan sel dan DNA seterusnya boleh menghalang masalah seperti kanser dan kecacatan kepada janin selain melambatkan proses penuaan.Kandungan beta karotena yang ada pada ubi keledek itu mampu kekal bila ia diproses menjadi tepung dan didapati pula tepungnya lebih berkhasiat jika dibandingkan dengan tepung gandum di pasaran dari segi serabut diet dan vitamin C. Serabut diet dan zat kalium dalam ubi ini agak tinggi yang mampu mengelakkan penyakit kencing manis, sembelit dan kemungkinan berlakunya kanser usus besar.
Selain itu, tanaman hiasan juga mempunyai nilai estetika seperti buna-bungaan dapat menceriakan sesuatu kawasan. Bunga keratan seperti kekwa, bunga ros, dan teluki biasanya dibeli oleh penduduk Malaysia kerana nilai estetikanya.
Bau beras wangi MRQ 50 keluaran Malaysia mempunyai kualiti sama dengan beras Basmathi. Bau yang wangi merupakan nilai estetika dan digemari oleh orang ramai.
Buah rambutan berwarna merah seperti R 161 lebih digemari oleh penduduk tempatan berbanding klon R156 yang berwarna kuning. Bagi betik pula tekstur dan warna isi adalah dua aspek estetik yang terpenting untuk betik hibrid Titisan 19.
Manakala bentuk buah pisang dalam tandan yang tidak seragam menyebabkan kesukaran mengimport. Pengusaha ladang pisang memilih klon yang mempunyai bentuk buah pada tandan yang lebih seragam.

2.5.2 KAEDAH MENGHASILKAN VARIETI BARU

Jabatan Pertanian Malaysia memandang serius mengenai perkembangan varieti baru yang telah berjaya dihasilkan. Varieti baru yang telah berjaya dihasilkan melalui penyelidikan seharusnya diberi perlindungan penguatkuasaan. Oleh itu wujudnya Penguatkuasaan Akta Perlindungan Varieti Baru Tumbuhan(PVBT) 2004 yang bertujuan untuk :-

• Untuk memberi perlindungan hak pembiakbaka bagi varieti baru tumbuhan dan pengiktirafan serta perlindungan ke atas sumbangan yang diberi oleh petani, masyarakat tempatan dan pribumi.

• Untuk menggalakkan pelaburan dan pembangunan dalam pembiakbakaan varieti baru tumbuhan di kalangan sektor awam dan swasta.

• Untuk merangsang kemajuan pembiakbakaan dan menentukan aktiviti bersepadu berasaskan cluster yang lengkap di sepanjang rantaian nilai produk, khususnya untuk eksport.

• Untuk menggalakkan baka-baka yang bernilai tinggi dibawa masuk dari luar negara dan dimajukan dalam negara.

Selain itu Jabatan Pertanian juga telah menggubal dan menguatkuasa Akta Benih Tanaman bertujuan untuk :-

• Satu mekanisme perundangan bagi memastikan kedapatan benih berkualiti di dalam pasaran untuk kegunaan petani. Pada masa yang sama ia dapat menjamin kepentingan semua stakeholders dalam industri bijibenih.

• Sebagai langkah permulaan, satu Skim Pengesahan Benih Tanaman (SPBT) untuk tanaman buah-buahan akan dibangunkan ~ khususnya bagi menjamin benih berkualiti disahkan dari yang sub-standard.

Kebiasaanya petani pada masa dahulu menyimpan biji benih untuk digunakan pada musim akan datang kerana baginya biji benih tersebut sangat berharga dan sukar untuk diperolehi. Pengetahuan tentang pembiakbakaan moden belum lagi dilaksanakan pada masa itu. Kaedah yang biasa digunakan ialah memilih baka yang mempunyai ciri-ciri yang baik. Kejayaan dalam pembiakbakaan dapat menghasilkan varieti baru. Antara langkah-langkah yang perlu dilakukan ialah :-

1.Mengenal pasti baka yang berpotensi.

Penilaian dilakukan terhadap populasi tumbuhan sebelum memilih pokok induk yang sesuai.Bahan genetik pelbagai punca yang berbeza diperlukan sebelum pemilihan dapat dilakukan. Bahan genetik ini perlu dikekalkan dalam bentuk tertentu. Bahan genetik perlu disimpan kerana kebanyakan jenis tumbuhan sentiasa terancam oleh aktiviti manusia. Jenis tumbuhan yang dikenal pasti termasuk :-
a.Varieti yang sedang ditanam.
b.Tumbuhan lain daripada genus yang sama.
c.Tumbuhan liar yang tumbuh di tempat asal tanaman itu.
Contohnya :-
Varieti Nanas Johor 1 dan Nanas Sarawak digunakan dalam program pembiakbakaan Nanas Josapine. Kacukan kedua-dua spesis ini menghasilkan nanas yang mempunyai warna yang menarik dan lebih manis.
Bentuk pokok juga merupakan salah satu faktor penting yang menentukan keupayaan tumbuhan untuk mengeluarkan hasil yang tinggi. Contohnya, kebanyakan varieti padi baru ialah jenis yang rendah dan mempunyai susunan daun yang tegak. Bentuk pokok seperti ini lebih cekap menyerap cahaya matahari , tidak mudah rebah dan membolehkan hasil dituai dengan jentuai.
Ada juga varieti padi luar negara mempunyai sifat agronomi yang lebih baik tetapi kurang resistan dengan persekitaran tempatan. Varieti padi Peta dari Indonesia contohnya, kurang resistan terhadap penyakit karah dan sensitif pada tempoh siang dan malam. Resistan terhadap bantut virus hanya wujud pada spesis liar padi, Oryza nivara. Usaha menggabungkan gen daripada spesis ini dengan kandungan genetik padi biasa (Oryza sativa) menghadapi masalah kerana anak pokok hasil kacukan mungkin akan menjadi mandul.
Baka padi kacukan Q34 dan padi Khaw Dawk Mali(Thailand) menghasilkan baka baru iaitu MRQ50 yang mempunyai pokok yang sederhana tegak, batangnya sederhana tegak dan kuat.Beras baru ini mempunyai sifat wangi dan berkualiti seakan-akan beras Basmathi.
Elaeis guineensis dan Elaeis oleifera adalah dua spesis yang sering digunakan dalam program pembiakbakaan kelapa sawit. Kacukan kedua-dua spesis ini menghasilkan pokok yang lebih rendah di samping mengurangkan kos menuai.

2.Melakukan pemilihan.

Pemilihan dilakukan daripada pokok induk yang sesuai daripada populasi yang telah diperkenalkan sebelum kacukan dilakukan. Pokok induk ialah pokok yang mempunyai sifat-sifat tertentu yang ada pada varieti asal. Pemilihan menjadi lebih mudah dilakukan terhadap tumbuhan jika tumbuhan tersebut terdebunga dengan sendiri kerana kandungan genetiknya tidak bercampur dengan genetik asing dan tumbuhan ini mempunyai ciri-ciri yang seragam. Sistem pengacukan digunakan dengan meluas untuk menghasilkan varieti-varieti yang terkenal, contohnya varieti padi. Varieti Malinja terhasil daripada pemilihan pokok induknya iaitu Siam29 dengan Pe Bi Fun, Mahsuri dengan pokok induknya iaitu Tai Chung 65 dan Mayong Ebos 80. Ria (IR8) iaitu pokok induknya Peta dan Dee-Geo-Woo Gen. MR232 hasil daripada pemilihan padi varieti W60 iaitu varieti beramilos dari Thailand dengan Y1157, baka tempatan yang tahan pada penyakit dan perosak padi.
Pemilihan dilakukan setelah mengambil kira sifat yang dikehendaki dalam populasi tumbuhan yang mempunyai pelbagai sifat dan menilai dengan membandingkan prestasi pokok tersebut dengan pokok lain. Pokok yang induk juga boleh dipilih daripada varieti asal yang terdapat di dalam negara kita tetapi kebiasaannya juga digabungkan dengan varieti dari negara luar untuk memastikan baka yang dipilih bermutu tinggi. Begitu juga dengan klon buah-buahan tempatan dihasilkan melalui pemilihan buah-buahan tempatan yang sedia ada. Setelah dikumpul, akan dibuat penilaian terhadap pokok tersebut dari segi hasil yang diperolehi, sifat ketahanan pada penyakit ,ciri-ciri buah yang terhasil dan kesesuaian kawasan penanaman. Pembiakan aseks dilakukan bertujuan untuk memperbanyakkan varieti baru seperti klon D24 untuk durian dan klon B10 dan B12 untuk pokok belimbing.

3.Melakukan pengacukan.

Pengabungan bahan genetik daripada dua pokok induk dipanggil pengacukan. Pengacukan memindahkan sifat yang diperlukan daripada pokok induk asal yang terpilih. Hasil pengacukan ini menghasilkan pokok hibrid iaitu anak pokok baru yang mempunyai sifat-sifat baru yang diperolehi daripada gabungan pokok induk yang asal. Terdapat teknik moden yang giat dijalankan menggunakan bioteknologi, khasnya kejuruteraan genetik untuk melakukan pengacukan. Gen daripada pokok asal akan dimasukkan ke dalam kandungan kandungan genetik sesuatu tanaman lalu menghasilkan anak pokok yang mempunyai ciri seperti dikehendaki. Penggunaan teknik senapang gen untuk memasukkan gen ke dalam sel boleh dilawati melaui laman website http://www.agbiosafety.unl.edu/education/transformation.htm kemudian pilih ”View Gene Gun Animation”.
Contoh Betik Eksotika II melalui pengacukan. Betik Eksotika telah diisytiharkan oleh MARDI pada 1987. Ia dihasilkan melalui program pembiakan berulang menggunakan varieti Subang tempatan dan varieti Sunrise Solo yang dibawa masuk dari Hawaii. Betik Eksotika II diisytiharkan pada 1991 dan dihasilkan daripada hibrid F1. Hibrid ini ialah kacukan antara Eksotika dengan titisan 19. Hibrid ini hasil diperbaik daripada Eksotika disebabkan kulitnya yang licin dan kurang bintik buah. Buahnya 20% lebih besar daripada Eksotika dan mempunyai mutu penyimpanan yang lebih lama. Buah Eksotika beratnya antara 500 g sehingga 1 kg. Buah hermafrodit memanjang tetapi buah betina membulat. Rasanya manis (Brix 13-16%) dan isinya berwarna oren kemerah-merahan dengan bau yang harum.
Contoh lain iaitu durian MDUR88 iaitu hibrid generasi ketiga yang berjaya dihasilkan oleh MARDI hasil gabungan klon D24 dengan D10.Berat buah ini sekitar 1.5 hingga 2.0 kg dan mempunyai kulit berwarna hijau kuning bercahaya.
Josapine adalah hibrid nanas yang dikeluarkan oleh MARDI pada tahun 1996. Hibrid ini merupakan kacukan antara varieti Johor dan Sarawak yang menghasilkan buah seberat dalam lingkungan 1.2 hingga 1.5 kg, lebih manis dan beraroma berbanding dengan varieti lain. Kebanyakan ladang nanas pada mulanya ditanam dengan nanas jenis Masmerah (1960-1980). Selepas 1980an ladang nanas ditanam pula dengan varieti Gandul. Lain-lain varieti seperti Moris, N36, Sarawak, Selangor Sweet (Cayenne) dan Josapine diusahakan untuk kegunaan segar. Selama lebih 20 tahun berulang tanam, hasil nanas Gandul ditanah gambut mula menurun secara mendadak. Keadaan ini adalah di antara penyebab utama kemerosotan industri nanas terutamanya dalam perusahaan nanas kaleng. Untuk mengatasi kemerosotan bekalan nanas kaleng dan seterusnya mengujudkan semula daya saing dalam industri nanas, satu varieti baru nanas yang lebih cergas dan produktif, berhasil tinggi lagi berkualiti perlu diwujudkan. Atas keperluan ini varieti Maspine dibangunkan. Varieti ini berjaya dibangunkan selepas 10 tahun penyelidikan (1993-2004) dan telah diiystiharkan oleh YB Menteri Pertanian & Industri Asas Tani pada 5 Mei 2005 di Stesen MARDI Pontian, Johor. Sebelum diisytiharkan, Maspine dikenali sebagai titisan ‘73-50’. Maspine adalah hibrid kompleks hasil dari kacukan lima jenis nanas. Maspine tergulung dalam kumpulan nanas ‘Manzanah’, mempunyai ciri istimewa berdaun licin tanpa duri (piping-leaf). Maspine mewarisi kecergasan dari nanas Queen, kandungan gula yang tinggi dari Cayenne, warna kuning keemasan dan bentuk buah dari Singapore Spanish, ketahanan kepada penyakit dari Pernambuco dan berdaun licin tanpa duri dari Perolera. Dengan adanya ciri kesesuaian yang meluas (wide adapatability), Maspine sesuai dalam pelbagai keadaan persekitaran. Diserta dengan ketahanan terhadap penyakit reput teras (Bacterial Heart Rot, BHR), Maspine berpotensi tinggi dikembangkan ke kawasan tanah mineral yang biasanya lebih kondusif kepada penyakit BHR. Ciri positif Maspine ini amat bersesuaian dengan usaha untuk mengembangkan penanaman nanas hingga mencapai 35,000 hektar pada tahun 2010.


4.Menguji generasi F1.

Hasil penggabungan bahan genetik kedua-dua pokok induk secara kacukan akan menghasilkan generasi baru yang dikenali anak pokok F1 anak pokok generasi pertama. Anak pokok F1 mempunyai sifat yang lebih baik sebab semua ciri-ciri asal pokok induk telah dipindahkan kepada anak pokok ini. Anak pokok F1 ini akan dijadikan punca biji benih untuk penanaman secara meluas oleh petani dan pengusaha pertanian. Pokok nanas Josapine adalah contoh pokok F1 yang dihasilkan melalui pengacukan. Biji benih pokok ini hasil kacukan debunga daripada jambak bunga jantan Sarawak yang disembur pada jambak bunga betina nanas Johor 1. Selain itu juga, pokok kelapa sawit jenis Tenera hasil kacukan daripada jambak bunga jantan Pisifera yang disembur pada jambak bunga betina Dura.
Menguji anak pokok generasi F1 merupakan amalan yang penting dalam proses pembiakbakaan. Pokok yang baik dipilih daripada satu populasi tumbuhan yang dihasilkan. Pengujian dilakukan berdasarkan sifat-sifat tertentu yang dikehendaki seperti ketahanan pada penyakit, daya pengeluaran dan mutu buah. Hasil yang diperolehi daripada ujian ini kemudiannya dibandingkan dengan anak pokok yang lain. Anak pokok yang berpotensi dikenal pasti dan digunakan untuk langkah seterusnya dalam proses pembiakbakaan. Umumnya biji benih generasi F1 digunakan sebagai punca biji benih. Biji benih ini juga dipanggil biji benih kacukan F1. Biji benih F1 ini tidak sesuai ditanam kerana prestasi pokok yang dihasilkan akan menjadi merosot . Ini kerana bahan genetik pokok asal itu telah disusun semula dan menghasilkan gabungan gen yang berbeza daripada pokok F1. Kaedah lama yang digunakan untuk pembiakbakaan tanaman tertumpu kepada penggunaan gen daripada spesis yang ada hubungan rapat sahaja. Baka dalam spesis yang sama atau liar adalah terhad dan ini menyebabkan kerja-kerja pembiakbakaan menjadi rumit.


Penutup.

Sumber pengajaran ini ditulis untuk rujukan kepada semua guru yang mengajar Sains Pertanian Tingkatan 4 berkaitan tajuk Genetik iaitu ciri-ciri tumbuhan yang dikehendaki dan kaedah menghasilkan varieti baru. Diharapkan sumber ini dapat memberi manfaat kepada semua dan boleh digunakan dalam proses pengajaran dan pembelajaran. Sumber ini juga memuatkan hasil varieti lama dan baru dihasilkan oleh MARDI. Diharapkan para guru boleh mengubahsuai dari semasa ke semasa mengenai maklumat di dalam sumber ini kerana maklumat varieti yang dihasilkan oleh agensi tertentu akan selalu berubah sesuai mengikut kehendak semasa.
Terima kasih yang tak terhingga kepada pensyarah saya iaitu Profesor Madya Dr.Ramlah bt. Hamzah dari Jabatan Pendidikan Sains dan Teknikal yang mendorong saya untuk menyiapkan sumber pengajaran ini.Akhir sekali, apa yang baik dari sumber ini hasil kerjasama semua pihak dan apa yang kurang dari sumber ini hasil dari kelemahan saya sebagai penulis sumber ini.

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.

TEKNOLOGI PEMPROSESAN: PENGAWETAN DAN PENGURANGAN SAIZ BAHAN PERTANIAN

SUMBER PENGAJARAN

Teknologi Pemprosesan : Pengawetan dan Pengurangan Sains Bahan Pertanian

Abstrak

Sumber Pengajara ini menceritakan tentang Teknologi Pemprosesan: Pengawetan dan Pengurursan Sains Bahan Pertanian. Diawal perbincangan, sumber ini akan membincangkan tentang maksud teknologi pemprosesan supaya dapat memberi gambaran awal kan kefahaman kepada pembaca apakah yang dimaksudkan dengan teknologi pemprosesan. Hal ini akan memudahkan pembaca untuk memahami keseluruhan isi sumber ini. Kemudian, akan dibincangkan sedikit kepentingan pemprosesan bahan pertanian. Topik berkenaan pengawetan akan dibincangkan dengan panjang lebar. Ia merangkumi kaedah pengawetan, jenis-jenis pengawetan, bahan yang digunakan, apa yang berlaku semasa proses pengawetan, cara mengawet, mengapa perlunya pengawetan dan prinsip pengawetan. Perbincangan akan dibuat secara ringkas tetapi padat, sehingga boleh memberi maklumat yang cukup kepada pembaca selain memudahkan pembacaan. Sumber ini akan memberikan maklumat yang baik untuk guru-guru. Selain itu topik pengurangan saiz bahan pertanian juga dibincangkan secara ringkas tetapi padat. Hal ini akan memudahkan guru-guru mendapat kefahaman. Topik kedua ini merangkumi pericihan, penghirisan, pengisaran dan penghancuran. Ia juga akan menyentuh aatan yang digunakan untuk mengurangkan saiz bahan pertanian. Selamat membaca. (158)


1. OBJEKTIF SUMBER

Di akhir pembacaan sumber ini, guru akan dapat;

1. Mendefinisikan apa itu teknologi pemprosesan dengan jelas dan betul

2. Menjelaskan apa itu pengawetan dengan jelas dan tepat

3. Menjelaskan apa itu pengurangan saiz bahan pertanian dengan jelas dan tepat

4. Mengenal pasti sumber rujukan yang boleh dibuat rujukan.









2. PENGENALAN

Sebelum membincangkan topik ini iaitu berkenaan aktiviti dan mesin/alat dalam pemprosesan hasil pertanian, tahukah anda bahawa negara kita telah mengeluarkan hasil pertanian yang tinggi dan pelbagai, tetapi para petani kita masih berada para tahap yang miskin. Kenapa begini? Faktor yang mempengaruhinya banyak, tetapi salah satu faktor penting ialah kerana hasil-hasil pertanian kita tidak di proses dengan cara yang sesuai atau kita tidak menggunakan teknologi pemprosesan hasil pertanian yang moden menyebabkan hasil-hasil pertanian kita tidak dapat dijual dengan harga yang mahal. Maka pendapatan petani kita rendah, tidak setimpal dengan produktiviti.

Oleh itu sumber ini akan memberi penjelasan kepada anda tentang beberapa kaedah, aktiviti dan mesin/alat yang digunakan dalam pemprosesan hasil pertanian (pengawetan dan pengurangan saiz bahan pertanian) supaya memberi kesedaran kepada kita pentingnya hasil pertanian diproses sebelum digunakan, dipasarkan atau disimpan.

Hasil yang berkualiti akan menyebabkan harganya menjadi mahal. Jadi untuk jadikan hasil berkualiti maka ianya perlu di PROSES. Disini kita hanya akan menyentuh bab pengawetan dan penguranga saiz sahaja.

3. APA ITU TEKNOLOGI

Menurut kamus dewan edisi keempat, teknologi boleh bahagi kepada dua maksud
iaitu

1. Aktiviti atau kajian yang menggunakan pengetahuan sains untuk tujuan praktis dalam industri, pertanian, perubatan, perniagaan, dan lain-lain, sains gunaan
2. Kaedah atau proses menangani sesuatu masalah teknikal;


4. APA ITU PEMPROSESAN

Menurut kamus dewan edisi keempat, proses membawa maksud : satu siri tindakan
yang dilakukan untuk membuat, menghasilkan, atau mencapai sesuatu. Selain itu ia juga membawa maksud : kaedah teknik operasi yang digunakan dalam industri untuk membuat sesuatu.

Manakala, daripada kamus yang sama, pemprosesan pula dapat diertikan dengan : perbuatan (usaha, kerja, dsb) memproses.


5. APA ITU TEKNOLOGI PEMPROSESAN

Berdasarkan maksud teknologi dan maksud pemprosesan dalam kamus dewan maka dapat kita definisikan teknologi pemprosesan itu sebagai; Aktiviti atau kajian yang menggunakan pengetahuan sains untuk tujuan praktis dalam industri pertanian, bagi menangani sesuatu masalah teknikal menggunakan kaedah dan teknik operasi yang digunakan dalam industri untuk membuat, menghasilkan, atau mencapai sesuatu.

6. KEPENTINGAN PEMPROSESAN HASIL PERTANIAN

Hasil-hasil pertanian yang dituai dari ladang, perlulah diproses terlebih dahulu sebelum ianya digunakan, disimpan atau dipasarkan.

6.1 Maksud pemprosesan hasil pertanian

Aktiviti memproses hasil pertanian bermakna operasi penukaran keadaan hasil pertanian yang dituai dari ladang kepada satu keadaan yang bersih, tulin, seragam dan sesuai untuk digunakan, disimpan atau dipasarkan.

6.2 Kepentingan memproses hasil pertanian

6.2.1 Hasil pertanian lambat rosak

Keadaan hasil pertanian yang baru dituai:

• Bercampur dengan yang rosak samada yang rosak diserang serangga atau cedera dan akan berjangkit kepada hasil yang baik.
• Bercampur dengan bahan asing seperti sisa daun dan lain-lain.
• Lembap menyebabkan mudah busuk.

Keadaan ini jika dibiarkan menyebabkan hasil mudah rosak dan jika di proses situasi di atas dinyahkan, maka hasil lambat rosak.

6.2.2 Hasil boleh disimpan lebih lama

Hasil pertanian dapat disimpan lama jika:
• Kelembapannya rendah atau kering.
• Tiada diserang oleh penyakit kulat
• Tiada serangan serangga perosak.
• Tidak bercampur dengan bahan-bahan asing
• Tidak bercampur dengan yang cedera.

6.1.3 Harga dapat ditingkatkan dan distabilkan

Hasil yang dituai terus dijual tidak laku dengan harga tinggi kerana:

• Tidak digredkan.
• Bercampur dengan hasil yang rosak.
• Bercampur dengan hasil yang cedera.
• Bercampur dengan bahan asing.
• Kotor
• Tidak menarik.

Apabila hasil pertanian diproses maka harganya dapat ditinggikan kerana digredkan, bersih, dibungkus dan bebas dari benda asing, bebas dari yang rosak dan yang cedera. Kesannya pendapatan petani meningkat.

6.1.4 Mengelakkan kerosakan yang berlebihan

Hasil yang baru dituai akan bercampur aduk dengan yang berpenyakit dan yang cedera. Sekiranya hasil itu tidak diproses menyebabkan kerosakan itu akan berjangkit kepada hasil-hasil lain terutama sekiranya penyakit itu berpunca dari serangan kulat. Hasil yang cedera pula akan mempercepatkan lagi serangan penyakit kulat, kerana hasil yang cedera mengeluarkan cecair . Oleh itu hasil yang diproses akan mengelakkan kerosakan kepada hasil-hasil yang lain.


6.2.5 Meningkatkan kualiti hasil

Ciri-ciri hasil pertanian yang berkualiti ialah :

• Seragam iaitu mengikut gred
• Bersih
• Tidak cedera
• Tiada yang cedera, tiada yang rosak dan tiada yang berpenyakit.
• Tidak bercampur dengan benda-benda asing.

Ciri tersebut akan wujud setelah hasil pertanian di proses, sebab itu hasil pertanian yang diproses adalah berkualiti.

6.2.6 Memudahkan pengurusan hasil seperti penyimpanan, pengangkutan dan pemasaran.

Hasil yang diproses adalah hasil yang digred atau dikelaskan mengikut saiz, jenis, warna dan sebagainya, dibersihkan, diasingkan dengan yang rosak dan berpenyakit, dibungkus kemas, diawet, dikurangkan saiznya dan lain-lain. Oleh itu hasil-hasil ini mudah disimpan, mudah diangkut dan mudah dipasarkan. Contohnya hasil yang tidak digredkan susah untuk disimpan dan memerlukan ruang yang besar kerana kedudukan hasil tidak tersusun dan bercampur aduk. Hasil ini juga tidak dapat dipasarkan dengan harga yang baik kerana pembeli mahu harga murah sedangkan penjual mahu harga yang mahal.


7. PENGAWETAN

Secara asas pengawetan dapat dibahagi kepada 4 iaitu : Cara semulajadi, Cara biologi, cara kimia dan proses bekas kuman.

7.1 Cara semula jadi
Proses pengawetan cara ini meliputi pengeringan semulajadi. Kaedah ini dilakukan tanpa alatan dan proses yang menggunakan teknologi tinggi. Contohnya untuk tujuan pengeringan hanya digunakan tenaga suria atau membiarkan hasil dikeringkan dengan menjemur dibawah cahaya matahari atau dibiarkan ianya dikeringkan oleh angin.

7.2 Cara biologi
Proses pengawetan secara biologi misalnya dengan peragian (fermentasi).

7.2.1 Peragian (Fermentasi)
Merupakan proses perubahan karbohidrat menjadi alkohol. Zat-zat yang bekerja pada proses ini ialah enzim yang dibuat oleh sel-sel ragi. Lamanya proses peragian bergantung kepada bahan yang akan diragikan.

7.2.2 Enzim
Enzim dihasilkan oleh sel-sel hidup dan dapat membantu mempercepat bermacam-macam reaksi biokimia.Enzim yang terdapat dalam makanan dapat berasal dari bahan mentahnya atau mikroorganisme yang terdapat pada makanan tersebut. Bahan makanan seperti daging, ikan susu, buah-buahan dan biji-bijian mengandung enzim tertentu secara normal ikut aktif bekerja di dalam bahan tersebut. Enzim dapat menyebabkan perubahan dalam bahan makanan.

Perubahan itu dapat menguntungkan. Perubahan yang terjadi dapat berupa rasa, warna, bentuk, kalori, dan sifat-sifat lainnya. Beberapa enzim yang penting dalam pengolahan daging adalah bromelin dari nanas dan papain dari getah buah atau daun betik.

7.2.3 Enzim Bromalin
Didapat dari buah nanas, digunakan untuk mengempukkan daging. Aktivitinya dipengaruhi oleh kematangan buah, konsentrasi pemakaian, dan waktu penggunaan. Untuk memperoleh hasil yang maksimum sebaiknya digunakan buah yang muda. Semakin banyak nanas yang digunakan, semakin cepat proses bekerjanya.

7.2.3 Enzim Papain
Berupa getah betik, didapati dari buahnya yang berumur 2,5~3 bulan. Dapat digunakan untuk mengempukkan daging, bahan penjernih pada industri minuman bir, industri tekstil, industri penyamakan kulit, industri farmasi dan alat-alat kecantikan (kosmetik) dan lain-lain. Enzim papain biasa diperdagangkan dalam bentuk serbuk putih kekuningan, halus, dan kadar airnya 8%. Enzim ini harus disimpan dibawah suhu 60o C. Pada sebiji buah betik dapat dilakukan 5 kali torehan. Tiap torehan menghasilkan lebih 20 gram getah. Getah dapat diambil setiap 4 hari dengan jalan menggoreskan buah tersebut dengan pisau.

7.3 Cara kimia
Menggunakan bahan-bahan kimia, seperti gula pasir, garam dapur, nitrat, nitrit, natrium benzoat, asam propionat, asam sitrat, garam sulfat, dan lain-lian. Proses pengasapan (salai) juga termasuk cara kimia sebab bahan-bahan kimia dalam asap dimasukkan ke dalam makanan yang diawetkan. Apabila jumlah pemakainannya tepat, pengawetan dengan bahan-bahan kimia dalam makanan sangat praktis kerana dapat menghambat berkembangbiaknya mikroorganisme seperti bakteri, kulat, siput dan ragi.

7.3.1 Asid propionat (natrium propionat atau kalsium propionat)
Sering digunakan untuk mencegah tumbuhnya kulat. Untuk bahan tepung, dos maksimum yang digunakan adalah 0,32 % atau 3,2 gram/kg bahan; sedangkan untuk bahan dari keju, dos maksimum sebesar 0,3 % atau 3 gram/kg bahan.

7.3.2 Asid Sitrik (citric acid)
Berasal atau bersumber dari asid organik yang berbentuk kristal atau serbuk putih. Asid sitrik ini mudah larut dalam air, dan ethanol. Ianya tidak berbau, rasanya sangat masam, serta jika dipanaskan akan meleleh kemudian terurai dan kemudiannya terbakar sampai menjadi arang. Asid sitrik juga terdapat dalam sari buah-buahan seperti nanas, limau, lemon, markisa. Asid ini dipakai untuk meningkatkan rasa masam (mengatur tingkat kemasaman) pada berbagai pengolahan minum, produk air susu, jeli, dan lain lain. Asid ini berfungsi sebagai pengawet pada keju dan sirap. Ia digunakan untuk mencegah proses kristalisasi dalam madu, gula-gula, dan juga untuk mencegah pemucatan berbagai makanan, misalnya buah-buahan dan ikan. Larutan asid sitrik juga dapat digunakan untuk mencegah pembentukan bintik-bintik hitam pada udang. Penggunaan maksimum dalam minuman adalah sebesar 3 gram/liter sari buah.

7.3.3 Benzoat (acidum benzoicum atau flores benzoes atau benzoic acid)
Benzoat biasa dijual adalah garam natrium benzoat, dengan ciri-ciri berbentuk serbuk atau kristal putih, halus, sedikit berbau, berasa payau, dan pada pemanasan yang tinggi akan meleleh lalu terbakar

7.3.4 Garam dapur (natrium klorida)
Garam dapur dalam keadaan asli tidak berwarna, tetapi kadang-kadang berwarna kuning kecoklatan yang berasal dari kotoran-kotoran yang ada di dalamnya. Air laut mengandungi lebih 3% garam dapur. Garam dapur sebagai penghambat pertumbuhan mikroba, sering digunakan untuk mengawetkan ikan dan juga bahan-bahan lain. Pengunaannya sebagai pengawet minimal sebanyak 20 % atau 2 ons/kg bahan.

7.3.5 Garam sulfat
Digunakan dalam makanan untuk mencegah timbulnya ragi, bakteri dan warna kecoklatan pada waktu pemasakan.

7.3.6 Gula pasir
Digunakan sebagai pengawet dan lebih efektif bila dipakai dengan tujuan menghambat pertumbuhan bakteri. Sebagai bahan pengawet, pengunaan gula pasir minimal 3% atau 30 gram/kg bahan.

7.3.7 Kapur (Calsium hypochlorit atau hypochloris calsiucus atau chlor kalk atau kapur klor)
Merupakan campuran dari calsium hypochlorit, -chlorida da -oksida, berupa serbuk putih yang sering menggumpal hingga membentuk butiran. Biasanya mengandung 25~70 % chlor aktif dan baunya sangat khas. Kapur yang mengandung klor ini digunakan untuk mensterilkan air minum dan kolam renang, serta mencuci ikan.

7.3.8 Natrium Metabisulfit
Natrium metabisulfit yang ada di pasaran berbentuk kristal. Pemakaiannya dalam pengolahan bahan makanan bertujuan untuk mencegah proses pencoklatan pada buah sebelum diolah, menghilangkan bau dan rasa getir terutama pada ubi kayu serta untuk mempertahankan warna agar tetap menarik.

Natrium metabisulfit dapat dilarutkan bersama-sama bahan atau diasapkan. Prinsip pengasapan tersebut adalah mengalirkan gas SO2 ke dalam bahan sebelum pengeringan. Pengasapan dilakukan selama lebih 15 minit. Maksimum penggunaannya sebanyak 2 gram/kg bahan. Natrium metabisulfit yang berlebihan akan hilang sewaktu pengeringan.

7.3.9 Nitrit dan Nitrat
Terdapat dalam bentuk garam kalium dan natrium nitrit. Natrium nitrit berbentuk butiran berwarna putih, sedangkan kalium nitrit berwarna putih atau kuning dan kelarutannya tinggi dalam air. Nitrit dan nitrat dapat menghambat pertumbuhan bakteri pada daging dan ikan dalam waktu yang singkat. Sering digunakan pada daging yang telah dilayukan untuk mempertahankan warna merah daging.

Jumlah nitrit yang ditambahkan biasanya 0,1 % atau 1 gram/kg bahan yang diawetkan. Untuk nitrat 0,2 % atau 2 gram/kg bahan. Apabila lebih dari jumlah tersebut akan menyebabkan keracunan, oleh sebab itu pemakaian nitrit dan nitrat diatur dalam undang-undang. Untuk mengatasi keracunan tersebut maka pemakaian nitrit biasanya dicampur dengan nitrat dalam jumlah yang sama. Nitrat tersebut akan diubah menjadi nitrit sedikit demi sedikit sehingga jumlah nitrit di dalam daging tidak berlebihan.

7.3.10 Sendawa (bahan kimia kalium nitrat (KNO3) yg digunakan sbg campuran
dlm ubat bedil)
Merupakan senyawa organik yang berbentuk kristal putih atau tak berwarna, rasanya asin dan sejuk. Sendawa mudah larut dalam air dan meleleh pada suhu 377oC. Ada tiga bentuk sendawa, iaitu kalium nitrat, kalsium nitrat dan natrium nitrat. Sendawa dapat dibuat dengan mereaksikan kalium khlorida dengan asam nitrat atau natrium nitrat. Dalam industri biasa digunakan untuk membuat korek api, bahan peledak, baja, dan juga untuk pengawet bahan makanan. Penggunaannya maksimum sebanyak 0,1 % atau 1 gram/kg bahan.

7.3.11 Zat Pewarna
Zat pewarna ditambahkan ke dalam bahan makanan seperti daging, sayuran, buah-buahan dan lain-lainnya untuk menarik selera dan keinginan pengguna. Bahan pewarna alam yang sering digunakan adalah kunyit, karamel dan pandan. Dibandingkan dengan pewarna semulajadi, maka bahan pewarna sintetik mempunyai banyak kelebihan dalam hal kepelbagaian warna, baik keseragaman mahupun kestabilan, serta penyimpanannya lebih mudah dan tahan lama. Misalnya carbon black yang sering digunakan untuk memberikan warna hitam, titanium oksida untuk memutihkan, dan lain-lain. Bahan pewarna semulajadi warnanya tidak sesuai sepertimana yang diinginkan.

7.4 Proses bebas kuman

Ada dua cara proses bebas kuman, iaitu sterilisasi dan pasteurisasi

7.4.1 Sterilisasi
Adalah proses bebas kuman, virus, spora dan kulat. Keadaan steril ini dapat dicapai dengan cara semulajadi ataupun kimia.

Secara semulajadi dapat dilakukan dengan:
- memanaskan alat-alat dalam air mendidih pada suhu 100oC selama 15 minit, untuk mematikan kuman dan virus;
- memanaskan alat-alat dalam air mendidih pada suhu 120 oC selama 15 minit untuk mematikan spora dan kulat.

Secara kimia dapat dilakukan dengan menggunakan antiseptik dan desinfektan.

Antiseptik
Merupakan zat yang dapat menyekat atau membunuh pertumbuhan bakteri, kulat dan lain-lain pada peringkat kitaran hidup. Ada beberapa bahan yang sering digunakan sebagai antiseptik, antara lain:

a. Alkohol, efektif digunakan dengan kepekatan 50~70 %;untuk memecah protein yang ada dalam kuman penyakit sehingga pertumbuhannya terbantut.
b. Asid dan alkali, penggunaannya sama dengan alkohol.
c. Raksa (hidrargirum=Hg), arsenik(As) dan Argent (Ag), yang bekerja melalui sistem enzim pada kuman penyakit.
d. Pengoksida, juga bekerja pada sistem enzim kuman penyakit. Terdiri dari iodium untuk desinfektan kulit dan chlor untuk desinfektan air minum.
e. Zat warna, terutama analin dan akridin yang dipakai untuk mewarnai kuman penyakit sehingga mudah untuk menemukan jaringan mana dari kuman tersebut yang akan dihambat pertumbuhannya.
f. Pengalkil, yang digunakan untuk memecah protein kuman sehingga aktivitinya terbantut. Contohnya adalah formaldehid.

Desinfektan
Merupakan bahan kimia yang digunakan untuk mencegah terjadinya infeksi atau pencemaran bakteri dan virus, juga untuk membunuh kuman penyakit lainnya. Jenis desinfektan yang biasa digunakan adalah chlor atau formaldehid. Jenis ini lebih efektif bila dicampur dengan air terutama dalam pembuatan ais. Untuk menjaga kualiti ikan penggunaan chlor sebanyak 0,05 % atau 0,5 gram/liter air sangat efektif

7.4.2 Pasteurisasi
Pasteurisasi adalah sebuah proses pemanasan makanan dengan tujuan membunuh organisme merugikan seperti bakteri, virus, protozoa, kapang, dan khamir.

Dilakukan dengan memanaskan tempat yang telah diisi makanan atau minuman dalam air mendidih pada suhu sekurang-kurangnya 63o C selama 30 menit, kemudian segera diangkat dan didinginkan hingga suhu maksimum 10oC. Dengan cara ini maka pertumbuhan bakteri dapat dibantutkan dengan cepat tanpa mempengaruhi rasa makanan dan minuman.
Tidak seperti sterilisasi, pasteurisasi tidak dimaksudkan untuk membunuh seluruh mikroorganisme di makanan. Pasteurisasi bertujuan untuk mencapai "pengurangan log" dalam jumlah organisme, mengurangi jumlah mereka sehingga tidak lagi bisa menyebabkan penyakit (dengan syarat produk yang telah dipasteurisasi didinginkan dan digunakan sebelum tanggal kadaluwarsa). Sterilisasi skala komersial makanan masih belum umum, karena dia mempengaruhi rasa dan kualitas dari produk.
Produk yang boleh dipasteurisasikan ialah susu, anggur, bir, jus buah, madu, telur dan sebagainya.


8. MENGAPA PERLU MENGAWET

Kita perlukan proses pengawetan kerana ia dapat menjamin kualiti dan mutu makanan serta dapat meninggikan daya tahan bahan makanan dan pertanian daripada rosak. Sebelum mengetahu mengapa perlunya pengawetan elok kita mengetahui sebab kehilangan mutu dan kerosakan makanan dan hasil pertanian. Berikut adalah faktor-faktornya:

- Pertumbuhan mikrob yang menggunakan makanan sebagai substrat untuk menghasilkan toksin di dalam makanan;
- Katabolisme dan pelayuan (senescence) iaitu proses pemecahan dan
pematangan yang dikatalisis enzim indigenus;
- Reaksi kimia antara komponen makanan dan/atau bahan-bahan lainnya dalam persekitaran penyimpanan;
- Kerosakan fizik oleh faktor persekitaran dan
- Kontaminasi serangga, parasit dan tikus.

Setiap reaksi kimia dan enzimatik memerlukan keadaan persekitaran yang optimum (misalnya suhu, pH, konsentrasi garam, sumber air, dan faktor lainnya). Sebagai contoh, mikroorganisme memerlukan semua keadaan yang optimum untuk berlangsungnya reaksi kimia dan enzimatik, dan juga memerlukan karbon, sumber nitrogen, pelbagai mineral, dan ada atau tidak ada oksigen (aerobik/anaero-bik), beberapa vitamin dan sebagainya.

Sehingga: untuk mengawal kerosakan kita harus mewujudkan keadaan yang dapat mengganggu terjadinya reaksi yang tidak dikehendaki. Secara umum, penyebab utama kerosakan produk susu, daging dan ayam adalah mikroorganisme. Penyebab utama kerosakan buah dan sayur pada tahap awal adalah proses pelayuan (senescence) dan pengeringan (desiccation) yang kemudian diikuti oleh aktiviti mikroorganisme.


8.1. PRINSIP PENGAWETAN

Prinsip pengawetan makanan dan hasil tani ada tiga, iaitu:

a. Mencegah atau memperlambat kerosakan mikrobial dapat dilakukan dengan cara:
- Mencegah masuknya mikroorganisme (bekerja dengan aseptis);
- Mengeluarkan mikroorganisme, misalnya dengan proses filtrasi;
- Menghambat pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme, misalnya dengan penggunaan suhu rendah, pengeringan, penggunaan kondisi anaerobik atau penggunaan pengawet kimia;
- Membunuh mikroorganisme, misalnya dengan sterilisasi atau radiasi.

b. Mencegah atau memperlambat laju proses dekomposisi (autolisis) bahan makanan dapat dilakukan dengan cara destruksi atau inaktivasi enzim bahan makanan, misalnya dengan proses blansir dan atau dengan memperlambat reaksi kimia, misalnya mencegah reaksi oksidasi dengan penambahan anti oksidan.

c. Mencegah kerosakan yang disebabkan oleh faktor persekitaran termasuk serangan hama.


Pengawetan dilakukan supaya hasil pertanian dan bahan makanan dapat disimpan lama tanpa rosak. Proses pengawetan yang akan dilakukan, bergantung pada berapa lama umur simpan produk yang diinginkan, dan berapa banyak perubahan mutu produk yang dapat diterima. Berdasarkan target waktu pengawetan, maka pengawetan dapat bersifat jangka pendek atau bersifat jangka panjang.

Pengawetan jangka pendek dapat dilakukan dengan beberapa cara misalnya penanganan aseptis, penggunaan suhu rendah (<20°C), pengeluaran sebagian air bahan, mengurangi keberadaan udara, penggunaan pengawet dalam konsentrasi rendah, fermentasi, radiasi dan kombinasinya.

Penggunaan suhu rendah bertujuan untuk memperlambat laju reaksi kimia, reaksi enzimatik dan pertumbuhan mikroorganisme tanpa menyebabkan kerosakan produk.

Beberapa perubahan kimia seperti terjadi pada tepung, biji-bijian, minyak disebabkan oleh keberadaan air. Air diperlukan mikroorganisme untuk terus hidup. Pengeluaran sebahagian kandungan air bahan melalui proses pemekatan atau pengeringan akan menurunkan kadar reaksi kimia, enzimatik mahupun mikrobial.

Pasteurisasi dan blansir pula dilakukan pada suhu <100°C. Proses blansir akan merosakkan sistem enzim dan membunuh sebahagian mikroorganisme. Tetapi, sebahagian besar mikroorganisme tidak dapat dihancurkan oleh proses blansir. Pasteurisasi menggunakan intensitas suhu dan waktu pemanasan yang lebih besar daripada blansir. Pasteurisasi akan menghentikan keaktifan enzim, membunuh mikroorganisme patogen (penyebab peyakit) dan sebagian mikroorganisme pembusuk.

Penggunaan pengawet dengan konsentrasi rendah dan proses fermentasi juga merupakan cara yang dapat dilakukan untuk pengawetan moden. Gula, garam, asid dan SO2 menyekat pertumbuhan mikroorganisme. Asid laktat yang dihasilkan selama proses fermentasi akan menghalang pertumbuhan kulat dan ragi.

Pendedahan bahan makanan dan hasil pertanian kepada radiasi elektromagnetik boleh merosak atau menghalang beberapa mikroorganisme dan sistem enzim semulajadi tanpa perubahan nyata pada kualiti produk.


8.2. CARA MENGAWET

Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk pengawetan jangka panjang adalah pemanasan pada suhu tinggi (≥100°C), penggunaan pengawet kimia, pengeringan, pengeluaran udara (pemvakuman), pembekuan dan kombinasi proses.

Pemanasan pada suhu tinggi yang dilakukan bersama-sama dengan pengemasan yang boleh mencegah rekontaminasi, dapat membunuh atau membantutkan mikroorganisme dan enzim.

Penggunaan gula atau garam dengan konsentrasi yang tinggi akan menghalang pertumbuhan mikroorganisme dan reaksi enzimatik, seperti yang dilakukan pada pembuatan jeli. Pengawet semulajadi seperti etanol, asid asetat dan asid laktat yang dihasilkan oleh mikroorganisme terpilih selama proses fermentasi boleh menghalang pertumbuhan mikroorga-nisme pembusuk. Penambahan pengawet seperti asid benzoat dan asam propionat juga berfungsi menghambat mikroorganisme secara selektif.

Proses pengeringan akan mengeluarkan air akan meningkatkan tekanan osmotik di dalam bahan, sehingga membantutkan pertumbuhan mikroorganisme dan memperlambat kadar reaksi kimia dan enzimatik.

Penghilangan udara akan mengeluarkan semua oksigen sehingga mencegah berlangsungnya reaksi kimia dan enzimatik yang dikawal oleh oksigen, juga menghalang pertumbuhan mikroorganisme aerobik.

Perlakuan pembekuan (freezing) secara signifikan akan memperlambat laju reaksi kimia dan enzimatik serta menghalang aktiviti mikroorganisme.

Proses pengawetan biasanya dilakukan dengan mengkombinasikan beberapa metode pengawetan. Sebagai contoh, pembuatan susu pasteurisasi yang ditujukan untuk pengawetan jangka pendek dilakukan dengan kombinasi proses pemanasan ringan (pasteurisasi), pengemasan dan penyimpanan pada suhu rendah (refrigerasi). Proses pengalengan (meletak dalam balang) adalah untuk pengawetan jangka panjang, dilakukan dengan melibatkan proses pengeluaran udara, pengemasan, pengaturan pH dan penggunaan suhu tinggi (sterilisasi). Juga penting diperhatikan penggunaan wadah (container) dan kemasan yang dapat melindungi produk dari mikroorganisme untuk menghindari terjadinya rekontaminasi selama penyimpanan.


9. PENGURANGAN SAIZ BAHAN PERTANIAN

Bahan mentah biasanya wujud dalam saiz yang terlalu besar untuk digunakan. Maka saiznya perlu dikurangkan. Operasi pengurangan saiz bahan bergantung kepada sama ada bahan itu dalam bentuk pepejal atau cecair. Jika bahan yang hendak dikurangkan saiz itu dalam bentuk pepejal, kendaliannya dinamakan pengisaran dan pemotongan. Jika ia berada dalam bentuk cecair pula, kendaliannya dipanggil pengemulsian atau pengabusan.

Dalam pengisaran dan pemotongan, pengurangan saiz bahan berlaku secara tidak makanik. Peralatan mengisar biasanya merupakan mesin berat berupaya memcah bahan pepejal yang besar menjadi ketulan kecil. Contoh paling meluas dalam industri makanan ialah pengilangan bijirin menjadi tepung dan pengisaran gula. Begitu juga dalam pengisaran jagung untuk menghasilkan tepung kanji.

Pemotongan digunakan untuk memecah potongan besar bahan kepada potongan-potongan lebih kecil yang bersesuaian untuk pemprosesan selanjutnya. Contohnya ialah penyediaan daging untuk jualan runcit dan dalam penyediaan sayran terproses.

Peralatan pengisaran yang baik seharusnya mempunyai ciri-ciri berikut:

• Mempunyai muatan yang besar
• Menggunakan kuasa input yang rendah
• Boleh menghasilkan zarah pada saiz seragam yang dikehendaki

Peralatan pengisaran boleh dibahagi kepada dua kelas iaitu:

• Pengisaran
• Penghancuran

Operasi pemotongan pula melibatkan dua kelas iaitu:

• Penghirisan
• Pericihan

9.1 Pengisaran dan penghancuran

Dalam proses pengisaran dan penghancuran, bahan dikurangkan saiz dengan meretakkannya. Tindakan mekanik bahagian-bahagian mesin pengisaran mengenakan tegasan ke atas bahan-bahan yang diproses. Tegasan ini akan menyebabkan keretakan pada sepanjang garis lemah bahan itu. Ini diikuti dengan pemecahan. Tenaga yang diperlukan dalam operasi ini bergantung pada kekerasan dan kemudahhancuran bahan. Daya yang terlibat termasuklah mampatan dan hentaman.

Peralatan pengisar menggabungkan daya hentaman dan mampatan sementara peralatan penghancur menggunakan tindakan memampat.

Terdapat banyak peralatan pengisaran. Masing-masing memberikan tindakan yang khusus untuk menghasilkan saiz bahan yang diperlukan. Antara alat pengisar yang digunakan dalam industri pemprosesan makanan ialah:

• Pengisar tukul
• Pengisar plat
• Pengisar lindis

Pengisar tukul

Pengisar tukul terdiri daripada beberapa kepala tukul berbuai yang dihubungka kepada satu rotor. Rotor ini berputar pada kelajuan yang tinggi di bahagian dalam selongsong.

Apabila bahan yang diproses disuapkan ke dalam pengisar tukul ia dihancurkan oleh pergerakan laju kepala tukul. Seterusnya bahan itu dilumatkan. Bahan yang tertinggal di dalam pengisar itu ialah yang betul-betul halus. Apabila sudah mencapai saiz yang cukup halus ia bergerak keluar melalui satu penapis di bahagan bawah selongsong.

Pengisar tukul sesuai digunakan bagi bahan-bahan yang rapuh dan bergentian.

Pengisar plat

Pengisar plat teridiri daripada dua plat bulat, satu tetap dan satu lagi berputar. Bahan yang hendak diproses disuapkan diantara dua plat itu. Suapan yang masuk berdekatan dengan paksi putaran akan diricih terlebih dahulu. Seterusnya apabila ia menuju sisi plat, bahan itu akan dihancurkan.

Pengisar plat sesuai digunakan untuk menghasilkan koloid yang sangat halus. Pengisar ini biasa digunakan dalam pengisar jagung.


Pengisar landis

Pengisar landis terdiri daripada dua silinder licin yang dicagak berdekatan dan selari anntara satu sama lain. Selinder-silinder ini dinamakan pelindis. Kedua-dua berputar dalam arah yang sama tetapi kelajuan yang berbeza. Bahan yang disuapkan akan terperangkap dan tersepit diantara dua silinder berputar itu. Bahan akan hancur apabila melaluinya. Saiz maksimum zarah yang boleh melepasi pelindis boleh ditetapkan.

Pengisar lindis digunakan secara meluas dalam industri pengisaran tepung.

Antara alat penghancur ialah:

• Penghacur kacip
• Penghacur legar
• Pelindis hancur

9.2 Penghirisan dan pericihan

Penghirisan dan pericihan adalah operasi pengurangan saiz bahan yang melibatkan aktiviti pemotongan. Penghirisan bertujuan menjadikan bahan itu kepingan-kepingan nipis. Pericihan pula melibatkan operasi mencarik-carik atau menyiatkan bahan diproses. Oleh itu hasil akhir penghirisan lebih seragam berbanding hasil akhir pericihan.

Mesin pemotong secara umumnya adalah ringkas. Mesin pemotong mengandungi pisau berputar dalam pelbagai susunan. Pisau ini perlu dipastikan sentiasa tajam supaya tindakannya ialah memotong da bukan mengoyak.

Mesin pemotong dapat menghasilkan bahan yang boleh ditentukan saiz dan bentuknya. Biasanya mesin pemotong dilaraskan supaya hasil akhir antara 2 hingga 10 mm panjang.

Pengurangan saiz bahan berbentuk cecair yang melibatkan pengemulsian atai pengabusan akan dibincangkan lebih lanjut dalam topik pemprosesan lanjutan.