Pengenalan
Banyak buah tempatan seperti cempedak dan kuini bersifat bermusim dan cepat rosak selepas dituai, menyebabkan lebihan hasil sering terbuang ketika musim lambak (pengetahuan am). Pengeringan semburan (spray drying) menukar jus buah menjadi serbuk yang ringan, tahan lama dan mudah digunakan sebagai bahan minuman segera, perisa atau ramuan makanan. Bagi usahawan kecil, teknologi ini menawarkan peluang menambah nilai buah tempatan, tetapi kejayaannya bergantung kepada pemahaman parameter proses.
Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Optimization of spray-drying parameters for the production of ‘Cempedak’ (Artocarpus integer) fruit powder” (Pui et al., 2020). Objektifnya ialah mengoptimumkan proses pengeringan semburan untuk menghasilkan serbuk cempedak (Artocarpus integer) menggunakan kaedah permukaan respons, dengan suhu udara masuk dan kepekatan maltodekstrin sebagai pemboleh ubah. Negara tempat kajian dijalankan tidak dinyatakan dalam abstrak. Dapatan dilengkapi oleh empat kajian lain, iaitu serbuk kuini (Chng et al., 2020), buah naga putih (Norzaida, 2020), roselle-nanas (Osman dan Endut, 2009) dan nanas (Raghuwanshi et al., 2019).
Sorotan Kajian Lepas
Penggunaan agen pembawa dalam pengeringan semburan telah lama dikaji. Cai dan Corke (2000) mengeringkan semburan ekstrak pigmen betasianin Amaranthus menggunakan pelbagai jenis maltodekstrin dan kanji sebagai agen pembawa dan penyalut, pada lima suhu udara masuk/keluar dan empat kandungan pepejal suapan.
Bagi buah tropika, Cano-Chauca et al. (2005) menganalisis mikrostruktur, kelekitan, higroskopisiti dan keterlarutan serbuk jus mangga yang dihasilkan menggunakan pengering semburan mini skala makmal, dengan memberi tumpuan kepada kesan agen pembawa. Masalah kelekitan serbuk jus buah, yang berpunca daripada gula dan asid organik dengan suhu peralihan kaca yang rendah, merupakan cabaran utama dalam bidang ini (pengetahuan am).
Dari segi analisis, kajian merujuk kaedah rasmi analisis Horwitz (1980) dan HarvestPlus Handbook for Carotenoid Analysis oleh Rodriguez-Amaya dan Kimura (2004), yang menyediakan prosedur piawai bagi analisis karotenoid. Horwitz (1977) pula menilai kebolehubahan kaedah AOAC dalam kimia analisis farmaseutikal dan mendapati kaedah automatik tidak kelihatan lebih jitu daripada kaedah manual, walaupun menunjukkan lebih sedikit titik data terpencil.
Dapatan Utama
Pemboleh ubah kajian utama. Pui et al. (2020) menguji suhu udara masuk 140–180 °C dan kepekatan maltodekstrin (DE 10) 5–15% w/w. Kedua-dua pemboleh ubah mempengaruhi secara signifikan hasil proses, kandungan lembapan, aktiviti air, higroskopisiti, nilai L* serbuk dan kandungan karotenoid.
Arah kesan. Suhu udara masuk berkorelasi negatif dengan semua pemboleh ubah yang signifikan. Kepekatan maltodekstrin pula berkorelasi positif dengan semua pemboleh ubah serbuk yang signifikan kecuali hasil proses dan kandungan lembapan.
Keadaan optimum cempedak. Keadaan yang disyorkan ialah suhu udara masuk 160 °C dan maltodekstrin 15% (w/w). Pada keadaan ini, hasil serbuk cempedak ialah 60.5%, dengan kandungan lembapan 6.07%, aktiviti air 0.22, higroskopisiti 25.8 g/100 g dan kandungan karotenoid 1.00 mg/g.
Serbuk kuini. Chng et al. (2020) menyatakan kuini (Mangifera odorata) mempunyai hayat simpanan pendek (lebam dalam masa seminggu). Pada suhu tetap 160°C, maltodekstrin 20% w/w menghasilkan serbuk dengan aktiviti air rendah (0.16 ± 0.01 Aw), lembapan 2.16 ± 0.60% dan higroskopisiti 20.45 ± 0.60 g/100g, tetapi warna jingga menjadi pucat. Pada maltodekstrin 20% w/w, pengeringan pada 160°C memberikan sifat optimum: aktiviti air 0.17 ± 0.01 Aw, higroskopisiti 22.12 ± 0.09 g/100g, indeks keterlarutan air 79.90 ± 1.85% dan kebolehbasahan 279 ± 8 s, dengan hasil tertinggi 43.08 ± 2.77%. Serbuk yang dilarutkan semula mempunyai kelikatan, warna dan kandungan ?-karotena lebih rendah berbanding jus kuini.
Serbuk buah naga putih. Norzaida (2020) menggunakan maltodekstrin rintang sebagai bahan dinding bagi buah naga putih (Hylocereus undatus). Hasil proses meningkat secara signifikan (p<0.05) dengan peningkatan suhu masuk dan pengurangan kepekatan maltodekstrin rintang. Keadaan optimum ialah suhu masuk 153 °C, suhu keluar 82 °C dan kepekatan 20%.
Serbuk roselle-nanas. Osman dan Endut (2009) menggunakan pengering semburan mini LabPlant SD-06 dengan maltodekstrin DE 10 (3%, 5% dan 10%), suhu masuk 140, 160, 180 dan 200 °C, dan suhu keluar tetap 80 °C. Maltodekstrin 10% memberikan hasil tertinggi dan kurang filem melekit pada dinding kebuk, manakala pada 180 °C, jus dengan 10% maltodekstrin menghasilkan serbuk paling halus.
Serbuk nanas. Raghuwanshi et al. (2019) menguji maltodekstrin 10%, 15% dan 20% (w/v) pada suhu masuk 130, 140 dan 150 °C dengan kadar suapan 400 mL/h. Hasil tertinggi diperoleh pada 130 °C dengan 20% maltodekstrin, manakala serbuk pada 20% maltodekstrin dan 150 °C juga memuaskan.
| Buah | Keadaan optimum / terbaik | Hasil serbuk | Sumber |
|---|---|---|---|
| Cempedak | 160 °C; maltodekstrin 15% (w/w) | 60.5% | Pui et al. (2020) |
| Kuini | 160°C; maltodekstrin 20% (w/w) | 43.08 ± 2.77% | Chng et al. (2020) |
| Buah naga putih | Masuk 153 °C, keluar 82 °C; 20% | Tidak dinyatakan | Norzaida (2020) |
| Roselle-nanas | Maltodekstrin 10% (hasil tertinggi) | Tidak dinyatakan | Osman dan Endut (2009) |
| Nanas | 130 °C; maltodekstrin 20% | Tertinggi dalam kajian | Raghuwanshi et al. (2019) |
Perbincangan
Kebanyakan kajian menemui keadaan terbaik pada maltodekstrin 15–20% dan suhu masuk sekitar 130–160 °C, kecuali roselle-nanas yang menguji maltodekstrin 3–10% sahaja dan memperoleh serbuk paling halus pada 180 °C. Kesan maltodekstrin terhadap sifat serbuk tidak seragam. Pada kuini, maltodekstrin 20% menghasilkan aktiviti air dan higroskopisiti yang rendah (Chng et al., 2020), tetapi pada cempedak, maltodekstrin berkorelasi positif dengan pemboleh ubah serbuk yang signifikan selain hasil dan lembapan, dan pada roselle-nanas, higroskopisiti meningkat apabila maltodekstrin dan suhu meningkat. Kesannya terhadap hasil juga berbeza. Bagi buah naga putih, hasil meningkat apabila maltodekstrin rintang dikurangkan, manakala bagi roselle-nanas dan nanas, maltodekstrin yang lebih tinggi memberikan hasil lebih banyak.
Terdapat juga pertukaran (trade-off) dari segi kualiti. Maltodekstrin yang tinggi memucatkan warna serbuk kuini, dan serbuk yang dilarutkan semula mempunyai ?-karotena lebih rendah daripada jus asal. Dalam kajian cempedak, suhu masuk yang lebih tinggi berkorelasi negatif dengan kandungan karotenoid. Ini bermakna usahawan perlu mengimbangi antara kestabilan serbuk, warna dan nilai pemakanan.
Batasan utama ialah semua bukti diperoleh daripada kajian teknikal skala makmal. Tiada data ekonomi atau kebolehlaksanaan bagi usahawan kecil, seperti kos pengering semburan, pulangan pelaburan atau saiz pasaran, ditemui dalam carian ini. Oleh itu, bahagian “peluang usahawan kecil” dalam tajuk tidak dapat dijawab dengan angka. Secara umum, pengering semburan memerlukan pelaburan modal dan tenaga yang tinggi, jadi model perkongsian kemudahan atau perkhidmatan pemprosesan berbayar mungkin lebih praktikal bagi usahawan kecil (pengetahuan am).
Implikasi kepada Usahawan dan Agensi
1. Gunakan keadaan yang telah dioptimumkan sebagai titik permulaan, contohnya 160 °C dan maltodekstrin 15% bagi cempedak atau 20% bagi kuini.
2. Pantau aktiviti air dan higroskopisiti, kerana parameter ini menentukan sama ada serbuk menggumpal semasa penyimpanan.
3. Gunakan pembungkusan kalis lembapan bagi mengekalkan kualiti serbuk higroskopik (pengetahuan am).
4. Pertimbangkan penggunaan kemudahan pemprosesan bersama atau inkubator agensi sebelum membeli pengering semburan sendiri (pengetahuan am).
5. Agensi boleh menjalankan kajian kebolehlaksanaan ekonomi dan ujian skala perintis bagi serbuk buah tempatan.
Kesimpulan
Pengeringan semburan berjaya menghasilkan serbuk cempedak, kuini, buah naga putih, roselle-nanas dan nanas, dengan keadaan optimum sekitar 153–160 °C dan maltodekstrin 15–20% bagi cempedak, kuini dan buah naga putih. Serbuk cempedak mencapai hasil 60.5% dan kuini 43.08 ± 2.77%. Namun, maltodekstrin dan suhu tinggi boleh menjejaskan warna dan karotenoid, dan bukti ekonomi bagi usahawan kecil masih belum tersedia.
Rujukan
1. Pui, L., Karim, R., Yusof, Y. A., et al. (2020). Optimization of spray-drying parameters for the production of ‘Cempedak’ (Artocarpus integer) fruit powder. Journal of Food Measurement and Characterization. https://doi.org/10.1007/S11694-020-00565-3
2. Chng, Y. V. G., Chang, L. S., & Pui, L. P. (2020). Effects of maltodextrin concentration and inlet temperature on the physicochemical properties of spray-dried kuini powder. Asia-Pacific Journal of Molecular Biology and Biotechnology. https://doi.org/10.35118/APJMBB.2020.028.4.10
3. Norzaida. (2020). Optimization of spray drying parameters for white dragon fruit (Hylocereus undatus) juice powder using response surface methodology (RSM). https://doi.org/10.37231/MYJAS.2020.5.2.262
4. Osman, A. F. A., & Endut, N. (2009). Spray drying of roselle-pineapple juice effects of inlet temperature and maltodextrin on the physical properties. https://doi.org/10.1109/ICECS.2009.91
5. Raghuwanshi, S., Kumar, T., Sah, P. K., et al. (2019). Physicochemical and organoleptic properties of spray-dried pineapple powder: Effect of maltodextrin concentration and inlet air temperature. International Journal of Chemical Studies.
6. Cai, Y.-Z., & Corke, H. (2000). Production and properties of spray?dried Amaranthus betacyanin pigments. Journal of Food Science. https://doi.org/10.1111/J.1365-2621.2000.TB10273.X
7. Cano-Chauca, M., Stringheta, P. C., Ramos, A. M., & Cal-Vidal, J. (2005). Effect of the carriers on the microstructure of mango powder obtained by spray drying and its functional characterization. Innovative Food Science and Emerging Technologies. https://doi.org/10.1016/J.IFSET.2005.05.003
8. Horwitz, W. (1980). Official Methods of Analysis.
9. Horwitz, W. (1977). The variability of AOAC methods of analysis as used in analytical pharmaceutical chemistry. Journal of AOAC International. https://doi.org/10.1093/JAOAC/60.6.1355
10. Rodriguez-Amaya, D. B., & Kimura, M. (2004). HarvestPlus Handbook for Carotenoid Analysis.
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: pengeringan semburan, serbuk buah, maltodekstrin, suhu udara masuk, cempedak, kuini, buah naga, usahawan kecil
