Inovasi Produk Daging Sapi Rendah Garam Berbasis Teknologi Ultrasonik Sebagai Strategi Green Food Processing dalam Upaya Mendukung Pangan Berkelanjuta

Oleh    : Trimita Ari Pratiwi

Program Studi Teknologi Pangan

Fakultas Peternakan dan Pertanian

Universitas Diponegoro Semarang

Indonesia diprediksi menjadi negara maju pada tahun 2045 oleh The International Monetary Fund (IMF). Prediksi ini mengimplikasikan peningkatan pendapatan penduduk yang signifikan. Dengan pertumbuhan ekonomi yang kuat, masyarakat di masa depan mungkin tidak lagi terbatas oleh pertimbangan harga dalam pemilihan makanan. Namun, penting untuk diingat bahwa meskipun ada kemampuan ekonomi yang lebih baik, kesehatan masyarakat tetap menjadi faktor penting dalam pemilihan makanan demi menjaga kualitas hidup yang optimal. Kandungan garam pada makanan menjadi salah satu hal yang perlu diperhatikan untuk mendukung pola hidup yang sehat. Garam dapat ditemukan dalam berbagai macam makanan seperti daging, dan produk daging. Saat diproses, kadar garam cenderung meningkat, yaitu daging sapi mentah mengandung 0,16 g garam/100 g dan burger sapi 0,7-1 g garam/100 g produk (Inguglia et.al., 2018).

Menurut World Health Organization (WHO), rata-rata orang mengkonsumsi 9-12 g garam/hari, sekitar dua kali lipat dari asupan tingkat maksimum yang direkomendasikan yaitu 5 g garam setara dengan 2 g Na/hari pada orang dewasa. Konsumsi garam berlebih akan menimbulkan berbagai penyakit berbahaya, maka penting untuk mengurangi kandungan garam dalam makanan olahan, termasuk produk daging. Namun, pengurangan garam dalam produk daging akan mempengaruhi sifat sensoriknya. Garam memainkan peran penting dalam produk daging, meningkatkan sifat sensoriknya (rasa, tekstur, dan warna) dan kapasitas menahan air atau Water Hold Capacity (WHC), serta berkontribusi dalam ekstraksi protein miofibrilar untuk meningkatkan kelembutan dan kesegaran(Petit et al., 2019). Selain itu, garam juga dapat memperpanjang umur simpan produk daging (Barreto et al., 2018). Dengan demikian, pengurangan garam sulit untuk dilakukan karena merupakan senyawa penting untuk mendapatkan produk daging berkualitas baik.Sehingga diperlukan metode yang tepat sebagai alternatif untuk mengurangi garam tanpa merubah sifat sensorisnya.

Sementara, Pada abad ke-20, pertumbuhan kebutuhan pangan telah menimbulkan masalah lingkungan serius yang dapat merugikan kesejahteraan manusia dan menghambat pembangunan. Penting bagi masyarakat saat ini untuk menyadari bahwa generasi saat ini perlu mengelola sumber daya alam dengan bijak untuk kepentingan generasi mendatang. Oleh karena itu, konservasi air, energi, dan sumber daya alam harus diupayakan.

Salah satu teknologi ramah lingkungan yang hemat energi dam berpotensi untuk mengurangi garam pada produk daging tanpa merusak kualitasnya adalah teknologi ultrasonik. Oleh karena itu tujuan dari penulisan artikel ini yaitu untuk mengetahui efek penggunaan ultrasonik dalam pengurangan garam pada produk daging dan perubahan sifat sensorik yang terjadi. Manfaat dari penulisan ini yaitu dapat menjelaskan pengaruh penerapan teknologi ultrasonik terhadap kualitas produk daging.

Teknologi ultrasonik adalah teknologi pengolahan makanan non-termal yang ramah lingkungan dengan banyak keuntungan, yang dapat mempercepat pengolahan makanan tanpa merusak kualitas makanan. Pemrosesan ultrasound meningkatkan transfer energi dan massa, pengurangan biaya pengolahan, penurunan suhu proses, dan penggunaan energi yang efisien. Perlakuan ultrasonik dapat meningkatkan kualitas produk daging rendah natrium dengan mempercepat pelunakan, meningkatkan kemampuan menahan air, dan menghambat pertumbuhan mikroba. Teknologi ultrasonik mengubah permeabilitas membran sel dan meningkatkan laju transfer natrium klorida di bawah pengaruh kavitasi. Dengan pengolahan ultrasonik, garam lebih merata didistribusikan dalam makanan, sehingga mencapai pengurangan garam tanpa menyebabkan kerusakan kualitas makanan.

Ultrasonik didasarkan pada penerapan gelombang mekanik pada frekuensi mulai dari 20 kHz hingga 10 MHz yang dapat diklasifikasikan menjadi dua rentang frekuensi. Ultrasonik intensitas rendah Low Intensity Ultrasound (LIUS) yang menggunakan frekuensi tinggi antara 100 kHz dan 10 MHz pada intensitas lebih rendah dari 1 Wcm-2, sedangkan ultrasonik intensitas tinggi high-intensity ultrasound (HIUS), menggunakan intensitas lebih tinggi dari 1 Wcm-2 pada frekuensi rendah antara 20 kHz dan 100 kHz..

Dalam pengolahan daging, HIUS dapat memodifikasi membran sel yang membantu dalam pengeringan, pengasinan, dan pelunakan jaringan. Banyak penelitian menyebutkan bahwa HIUS memiliki dampak positif pada kualitas daging yang meliputi tenderness, juiciness, dan rasa. Alasan penggunaan teknologi ultrasonik dalam pengurangan garam pada produk daging yaitu karena teknologi ini dapat memodifikasi struktur protein dan otot bersamaan dengan meningkatkan difusi garam. Prinsip metode ini adalah untuk meningkatkan transfer massa melalui mekanisme kavitasi dalam ultrasound. Metode ini juga memberikan beberapa sifat organoleptic yang diinginkan pada produk daging, seperti tekstur (pelunakan daging), meningkatkan Water Hold Capacity (WHC), dan membantu dalam proses pengeringan, pemasakan, atau pengasinan (Dominguez et al., 2019). 

Beberapa perlakuan yang dapat dilakukan untuk mereduksi garam pada produk daging dengan teknologi uktrasonik yaitu:

• Kombinasi Ultrasonik dan Proses Perendaman pada Air Garam (Salting in Brining)

Brine adalah larutan garam yang umum digunakan untuk mengawetkan dan meningkatkan rasa daging. Brine membantu melepaskan protein yang larut dalam garam, yang meningkatkan (WHC) daging, sehingga membuat daging lebih juicy. Namun, metode ini bisa memakan waktu dan dapat menyebabkan peningkatan biaya, konsumsi energi, dan pertumbuhan mikroorganisme yang tidak diinginkan. Utrasound dapat membantu memecahkan molekul garam menjadi partikel yang lebih kecil, sehingga lebih mudah untuk diserap oleh daging. Selain itu, ultrasound juga dapat membantu memecahkan protein dalam daging, sehingga meningkatkan kapasitas menahan air dan kelembutan daging. Zhao et al. (2019) mengungkapkan bahwa intensitas ultrasound yang berbeda tidak berdampak signifikan pada koefisien difusi NaCl dalam daging sapi selama perendaman dalam proses pengasinan. Namun, brine dapat digunakan sebagai alternatif untuk mempercepat dan mengintensifkan proses pengasinan daging mentah.  

Kombinasi Ultrasonik dan Marinasi

Marinasi adalah proses yang digunakan untuk meningkatkan rasa, warna, dan tekstur produk daging. Proses ini melibatkan perendaman daging dalam larutan cair yang biasanya mengandung garam dan rempah-rempah. Proses ini membantu melunakkan daging, meningkatkan WHC, dan meningkatkan rasanya. Ultrasonik (US) telah terbukti menjadi cara yang efektif untuk mempercepat proses marinasi. Gelombang US dapat membantu memecah serat otot dalam daging, sehingga memudahkan marinasi untuk menembus daging. Hal ini dapat menghasilkan produk yang lebih beraroma dan juicy. Menurut Inguglia et al., (2017) menyebutkan  bahwa penggunaan US dapat mengurangi kandungan garam dada ayam hingga 50% tanpa mempengaruhi rasa atau teksturnya. Hal ini karena US dapat membantu mendistribusikan garam secara lebih merata di seluruh daging, yang berarti bahwa lebih sedikit garam yang dibutuhkan untuk mencapai rasa yang diinginkan. Potongan daging yang lebih tipis lebih efektif dimarinasi daripada potongan daging yang lebih tebal.

• Kombinasi Ultrasonik dan tumbling 

Metode marinasi daging konvensional, seperti vacuum tumbling, tidak terlalu efektif dalam meningkatkan tekstur, WHC, penyerapan garam (NaCl), dan penyerapan marinade daging. Metode marinasi dapat optimal dengan menambahkan pompa vakum dan ultrasonik. Hasilnya menunjukkan bahwa kombinasi vacuum tumbling dan perlakuan ultrasonik secara signifikan meningkatkan penyerapan cairan marinade ke dalam daging, sehingga kombinasi ini memiliki potensi untuk menjadi metode marinasi yang lebih efektif.

• Kombinasi Ultrasonik dan Proses pemasakan

Penggunaan teknologi ultrasound dalam memasak daging yang telah direndam dalam larutan marinasi dapat meningkatkan permeabilitas jaringan otot. Selain itu memungkinkan penyerapan garam yang lebih besar, dan meningkatkan stabilitas garam dalam produk daging. Kombinasi ultrasound dan perlakuan panas menghasilkan perubahan serat daging, yang mendorong mobilitas dan distribusi garam dalam jaringan daging. Selain itu, ultrasound dengan intensitas tinggi memiliki dampak positif pada profil kimia yang meliputi rasa dan aroma daging meskipun kavitasi dapat meningkatkan oksidasi lemak dalam produk.

            Dari uraian diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa teknologi ultrasonik muncul sebagai alternatif yang ramah lingkungan. Ultrasonik dapat mengurangi garam dalam produk daging tanpa merusak kualitasnya, baik melalui penggunaan intensitas rendah atau tinggi. Metode ultrasonik dapat diterapkan dalam berbagai proses, seperti pengurangan garam dalam brining, marinasi, tumbling, dan bahkan selama proses memasak. Teknologi ini memiliki potensi untuk meningkatkan sifat sensorik dan kualitas produk daging sekaligus mengurangi asupan garam sehingga baik untuk kesehatan konsumen. Teknologi ultrasonik juga dinilai ramah lingkungan dan sejalan dengan kebutuhan konservasi sumber daya alam dan pengelolaan energi yang bijak untuk kesejahteraan generasi mendatang.

Referensi

Barretto TL, Rodrigues MA, Telis-Romero J, da Silva AC. 2018.  Improving sensory acceptance and physicochemical properties by ultrasound application to restructured cooked ham with salt (NaCl) reduction. Meat Sci.  145:55-62. Explored the reduction of salt content in restructured ham with US treatment.

Domnguez R, Pateiro M, Gagaoua M, Barba FJ, Zhang W, Lorenzo JM. 2019.  A comprehensive review on lipid oxidation in meat and meat products. Antioxidants.  8:429.

Inguglia, E. S., Z. Zhang, C. Burgess, J. P. Kerry, B. K. Tiwari. 2018. Influence of extrinsic operational parameters on salt diffusion during ultrasound assisted meat curing. Ultrasonis.83: 164-170.

Media Indonesia. 2022. Indonesia Diprediksi jadi Negara ke-4 Ekonomi Terbesar Dunia pada 2045. https://mediaindonesia.com/humaniora/524081/indonesia-diprediksi-jadi-negara-ke-4-ekonomi-terbesar-dunia-pada-2045. Diakses pada tanggal 10 Desember 2023.

Petit G, Jury V, de Lamballerie M, Duranton F, Martin JL: Salt intake from processed meat products: benefits, risks and evolving practices. Compr Rev Food Sci Food Saf 2019, 18:1453-1473.

Salazar, J. A. G., A. N. Navarro, J.  M. Lorenzo, M.  E. S. Morales. 2021.  Ultrasound effect on salt reduction in meat products: a review.  Current Opinion in Food Science. 38:71--78.

Zou Y, Kang D, Liu R, Qi J, Zou GH, Zhang WG. 2018. Effects of ultrasonic assisted cooking on the chemical profiles of taste and flavor of spiced beef. Ultrason Sonochem. 46:36-45.