Ultrasonik untuk Pencairan dan Pengupasan Udang yang Lebih Baik

Pematangan udang dengan cara tradisional yang menggunakan air garam dapat melonggarkan ikatan cangkang-daging, tetapi membutuhkan waktu perendaman yang lama dan kontrol garam yang cermat untuk menghindari pemudaran warna, hilangnya rasa manis, dan tekstur yang rusak. Kemajuan terbaru menunjukkan bahwa ultrasound daya dapat menggantikan atau meningkatkan pematangan dengan mempercepat pencairan dan pelonggaran cangkang sekaligus menjaga kualitas udang. Dapatkan wawasan yang didukung oleh ilmu pengetahuan tentang bagaimana sonikasi meningkatkan efisiensi pemrosesan dan kualitas produk akhir udang beku.

Mengupas Udang dan Tantangannya

Pengupasan kulit udang merupakan salah satu pemicu biaya terbesar dalam pengolahan krustasea. Spesies air dingin seperti Pandalus borealis memiliki ikatan otot cangkang yang sangat kuat, sehingga udang yang baru ditangkap sangat sulit dikupas secara mekanis. Untuk mengatasi hal ini, para pengolah secara tradisional menggunakan proses pengasinan atau pematangan dengan es selama 1-3 hari, yang memungkinkan enzim endogen dan difusi garam untuk melemahkan perlekatan tersebut. Namun:

• perendaman dalam waktu lama berisiko kehilangan warna merah/kuning,
• Penggunaan garam yang berlebihan akan mengubah rasa dan mengurangi rasa manis,
• waktu yang lama meningkatkan risiko mikroba, dan
• kristalisasi es selama pembekuan dapat merusak jaringan tanpa konsentrasi garam yang memadai.

Alternatif modern adalah sonikasi, yang bekerja secara fisik (kavitasi, jet mikro, gaya geser) daripada secara kimiawi, memberikan pencairan yang cepat dan pelonggaran cangkang yang dipercepat dengan degradasi produk yang minimal.

 

 

Bagaimana Ultrasonografi Meningkatkan Pencairan Udang

Perpindahan panas yang cepat melalui kavitasi

Ultrasonografi menghasilkan gelembung mikroskopis dalam cairan yang mengelilingi udang. Gelembung-gelembung ini mengembang dan mengempis dengan hebat - sebuah fenomena yang disebut kavitasi akustik.
Menurut Li dkk. (2024):
Ultrasonografi mengurangi waktu pencairan dari 87 menit (pencairan udara) dan 66 menit (pencairan air aliran) menjadi 48 menit, mewakili percepatan 48,9%.

 

 

Hal ini terjadi karena gelembung kavitasi yang runtuh:

• menghasilkan gelombang kejut dan jet mikro,
• menipiskan lapisan batas termal di sekitar makanan,
• dan mempercepat pencairan kristal es internal.

Perlindungan terhadap oksidasi lipid/protein

Li dkk. (2024) menunjukkan bahwa menggabungkan ultrasound dengan air elektrolisis sedikit basa (SBEW) dapat mencegah:

• MDA (penanda oksidasi lipid) turun menjadi 0,62 nmol/mg pada ultrasound + SBEW vs 0,83 nmol/mg pada udang yang dicairkan di udara.
• Karbonil (oksidasi protein) paling rendah pada udang yang diberi perlakuan SBEW dengan bantuan ultrasound (1,63 nmol/mg vs 3,21 nmol/mg untuk pencairan udara).

Mempertahankan struktur otot dan retensi air

Pencairan ultrasonografi (UST):

• mempertahankan integritas serat otot, di mana sampel yang diberi perlakuan SBEW dengan bantuan ultrasound menunjukkan serat yang sejajar rapat seperti udang segar.
• menghasilkan thawing loss terendah (4,06%) dan cooking loss terendah dibandingkan dengan metode lainnya.

 

 

Pengupasan Udang yang Ditingkatkan Secara Ultrasonik

1. Kavitasi secara fisik melemahkan antarmuka cangkang-otot

   Dang dkk. (2018) menemukan bahwa ultrasound daya pada 24 kHz menciptakan:

   • lubang-lubang spiral pada permukaan cangkang,
   • erosi pada lapisan epikutel,
   • peningkatan porositas,
   • saluran mikro yang memanjang ke arah lapisan membran.

   Perubahan struktural ini secara dramatis meningkatkan pelepasan cangkang.
   Gambar SEM di halaman 37 dengan jelas menunjukkan lubang pada udang yang diberi perlakuan AS dan perlakuan AS+enzim, sementara sampel mentah dan yang hanya diberi enzim tetap mulus.

 

2. Ultrasonografi mengurangi pekerjaan pengelupasan dan meningkatkan hasil

   Ketika digunakan sebelum atau selama pematangan enzim:

   • Pekerjaan pengupasan menurun dari 7,8 mJ/g (mentah) menjadi 3,9 mJ/g, sebuah penurunan sebesar 50%.
   • Hasil daging meningkat (hingga ~90% tergantung kondisi).
   • Proporsi udang yang dikupas seluruhnya meningkat secara signifikan.

   Ultrasonografi saja sudah meningkatkan kemampuan pengelupasan; kombinasi ultrasonografi + enzim bahkan lebih kuat.

 

3. Difusi enzim ditingkatkan melalui saluran mikro ultrasonik

   Mekanisme yang diusulkan menghasilkan:

   1. Bentuk lubang kavitasi “titik masuk” di dalam cangkang.
   2. Lubang-lubang ini terhubung ke saluran mikro yang lebih dalam.
   3. Enzim-entah endogen atau yang ditambahkan-berpenetrasi lebih cepat dan menghidrolisis perlekatan otot-cangkang.

   Hal ini memungkinkan:

   • pematangan yang lebih singkat (beberapa jam, bukan 1-3 hari),
   • mengurangi risiko pudarnya warna atau hilangnya rasa manis,
   • kebutuhan garam yang lebih rendah daripada pengasinan.

 

4. Dampak minimal pada warna dan tekstur

   Tidak seperti rendaman garam yang lama, perawatan ultrasound:

   • tidak mengubah parameter warna L*, a*, b* dibandingkan dengan udang mentah,
   • tidak merusak tekstur (kekerasan, ketahanan, kekenyalan tetap sebanding).

   Hal ini membuat ultrasound jauh lebih aman daripada pematangan yang berlebihan dalam air garam, yang diketahui dapat membuat warna kusam dan mengurangi rasa manis.

Sonikasi Dibandingkan dengan Brining

Ultrasonografi menyediakan mekanisme yang lebih terkontrol, lebih cepat, dan lebih bersih daripada difusi garam.

Parameter	Pematangan Air Garam Tradisional	Metode Berbasis Ultrasonografi
Waktu	12-48h	3-4 jam (AS + enzim)
Penggunaan garam	Tinggi	Rendah atau tidak ada
Risiko perendaman yang berlebihan	Tinggi	Sangat rendah
Pekerjaan mengupas	Moderat	Berkurang hingga 50 persen
Pelestarian warna	Sering berkurang	Dipertahankan
Manisnya	Dapat menurun	Dipertahankan
Tekstur	hilangnya kelenturan	Diawetkan
Risiko mikroba	Lebih tinggi (waktu proses yang lama)	Lebih rendah (proses pendek)