Alasan Perkembangan MAP MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING DEFENISI :

Transkripsi

1 DEFENISI : MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa mampu merancang kemasan modifikasi atmosfir untuk produk hortikultura. Pengemasan produk dengan menggunakan bahan kemasan yang dapat menahan keluar masuknya gas sehingga konsentrasi gas di dalam kemasan berubah dan ini menyebabkan laju respirasi menurun, mengurangi pertumbuhan mikroba, mengurangi kerusakan oleh enzim serta memperpanjang masa simpan. Alasan Perkembangan MAP Perubahan pola makan Perubahan gaya hidup Kebutuhan akan produk yang aman Memperpanjang umur simpan Perluasan pasar Perkembangan teknologi kemasan Penggunaan fasilitas produksi dan distribusi yang terpusat Penerapan MAP : Shipping container Retail packages for sliced commodity Retail packages for individual units of commodity Keuntungan & kerugian sama seperti pada CA 1

2 Keuntungan : Menunda proses kematangan Menurunkan laju respirasi Mengurangi produksi etilen Mengurangi sensitivitas produk terhadap kerja etilen Mengurangi perubahan komposisi akibat pematangan Kerugian : [ ] CO 2 > batas toleransi kerusakan fisiologis [ ] O 2 < batas toleransi respirasi anaerob Keuntungan MAP Berpotensi meningkatkan umur simpan % Mengurangi kehilangan Produk dapat didistribusikan pada area pemasaran yang lebih luas Menyediakan produk bermutu tinggi Memudahkan penanganan Memperbaiki penampilan Sedikit atau bahkan tidak memerlukan pengawet Kelemahan MAP Masa simpan relatif produk yang dikemas dengan MAP 2 x > dari produk yang disimpan pada kondisi udara biasa, dan pada suhu optimal masa simpannya 4 x > panjang. Biaya tambahan Memerlukan kontrol suhu Diperlukan formulasi gas yang berbeda Peralatan dan training khusus Perhatian terhadap kemananan pangan Meningkatkan volume kemasan Keuntungan akan hilang jika kemasan terbuka atau bocor o C Suhu Opt. Udara MA Udara MA Masa Simpan Relatif Suhu opt = 0 o C untuk produk yang tidak sensitif terhadap chilling injury dan 5-14 o C untuk produk yang sensitif terhadap chilling injury 2

3 Gambar 1. Pertukaran gas dalam kemasan MAP dari produk segar Pengaruh kemasan terhadap produk segar : Barrier bagi pergerakan uap air Membantu mempertahankan RH yang tinggi menyebabkan kondensasi air di permukaan kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan jamur Mempertahankan turgor buah dan sayuran Melindungi produk dari kontaminasi Melindungi produk dari cahaya Melindungi produk dari benturan Faktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas film kemasan : Nature of gas Structure and thickness of material Temperature Relative humidity for some materials Partial pressures 3

4 TAHAPAN-TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP UNTUK SATU KOMODITI : Penentuan laju respirasi dari produk Penentuan konsentrasi O 2 dan CO 2 optimum Penentuan jenis film kemasan Desain Kemasan atmosfir termodifikasi 1. PENENTUAN LAJU RESPIRASI Dapat dilakukan dengan sistem tertutup (closed system) Data yang diperoleh (% O 2 dan CO 2 ) ditransfer ke dalam satuan ml/kg-jam R r C W 10 3 xm w x x( V ) 100 RxWxTx(273 t ) R r = laju produksi CO 2 atau laju konsumsi O 2 M w = berat molekul (CO 2 = 44, dan O 2 = 32) C = perbedaan konsentrasi O 2 atau CO 2 (%) antara dua pengukuran V = volume kemasan (l) R = konstanta gas ( dm 3.atm/K/mol) W = berat contoh (kg) = kerapatan jenis contoh (kg/l) to = suhu penyimpanan ( o C) T = interval pengamatan (jam) o 2. PENENTUAN KONSENTRASI O 2 DAN CO 2 OPTIMUM Dilakukan dengan menyimpan produk pada komposisi udara (konsentrasi O 2 dan CO 2 yang berbeda-beda) beda) Kombinasi gas O 2 dan CO 2 yang dapat memberikan umur simpan yang panjang merupakan daerah MA yang optimum untuk produk tersebut. Contoh : Campuran gas : 1-3% O 2 dan 5-7% CO 2 1-3% O 2 dan 8-10% CO 2 3-5% O 2 dan 5-7% CO 2 3-5% O 2 dan 8-10% CO 2 Udara biasa sebagai kontrol Suhu : 0,5 dan 10 o C Lama Penyimpanan : 5,10,15 and 20 hari 4

5 3. PENENTUAN JENIS FILM KEMASAN Faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis kemasan untuk MAP adalah koefisien permeabilitas dari film kemasan. Yang paling banyak digunakan adalah LDPE dan PVC Tabel 1. Jenis dan permeabilitas film yang tersedia sebagai bahan pengemas produk segar Jenis Film Permeabilitas* CO 2 O 2 Perbandingan CO 2 : O 2 LDPE 7,700-77,00077,000 3,900-13, PVC 4,263-8, ,2, Polipropilen 7,700-21,000 1,300-6, Polistiren 10,000-26,000 2,600-7, Saran Poliester *) dalam ml/m 2 /mil/hari-1 atm PEMILIHAN FILM KEMASAN BERDASARKAN MANNAPERUMA et al., Mannaperuma et al., (1989) memilih film kemasan berdasarkan metode grafik dengan persamaan : x 2 = c 2 + / (c 1 x 1 ) x = konsentrasi gas di dalam kemasan c = konsentrasi gas di luar kemasan = perbandingan laju produksi CO 2 dengan laju konsumsi O 2 = perbandingan koef.permeabilitas film kemasan terhadap CO 2 dengan O 2 Angka subskrip 1 menyatakan O 2 dan 2 unuk CO 2 Tabel 2. Koefisien permeabilitas film kemasan hasil perhitungan dan penetapan (ml-mil/m 2 -jam-atm) Jenis Tebal (mil) 10 o C* 15 o C* 25 o C** *** O 2 CO 2 O 2 CO 2 O 2 CO 2 LDPE PP SF WSF Grafik Pemilihan Jenis Film Kemasan (Gunadnya, 1993) *) Hasil Perhitungan **) Hasil penetapan metode ASTM 1413 ***) pada suhu 25 o C LDPE = Low Density Polyethylen SF = Stretch Film PP = Polipropilen WSF = White Stretch Film 5

6 Tabel 3. Jenis film kemasan dan keadaan MA optimal untuk buah-buahan Komodita s Salak Pondoh Keadaan MA opt 2-6% O 2, 10-28% CO 2 Jenis Film Masa Simpan (Hari) Suhu ( o C) MA Tanpa MA SF Belimbing 3-10% O 2, PP,0.04 mm % CO 2 Sawo 3-5% O 2, 8-10% CO 2 SF mm Rambuta n Binjai Arben Chandler Arben Oso Jamur Merang 3-5% O 2, SF mm % CO 2 2-5% O 2, SF mm % CO 2 2-5% O 2, SF mm % CO 2 4-8% O 2, WSF % CO 2 4. DESAIN KEMASAN ATMOSFIR TERMODIFIKASI Berat buah yang dikemas dan luas permukaan kemasan diperoleh dengan menggunakan persamaan keseimbangan sebagai berikut : ( c x WR PA ) b W = berat buah (kg) R = laju respirasi (ml/kg.jam) P = permeabilitas kemasan (ml.mil/m 2.jam.atm) A = luas kemasan (m 2 ) b = ketebalan kemasan (m) c = komposisi udara normal x = komposisi udara dalam kemasan Sub skrip 1 = konsentrasi O 2 dan 2 = [ ] CO 2 Contoh : Dari hasil penentuan laju respirasi dan komposisi atmosfir optimum untuk penyimpanan buah jambu mete pada suhu 10 o C diperoleh hasil sebagai berikut : Laju respirasi (konsumsi O 2 ) = ml/kg-jam Laju respirasi (produksi CO 2 ) = ml/kg-jam Daerah MA optimum = 4-6% O 2, 5-9% CO 2 Film kemasan terpilih = Polipropilen, dengan permeabilitas terhadap O 2 = 265 ml.mil/m 2.jam atm, dan terhadap CO 2 = 364 ml.mil/m 2.jam.atm Jika luas permukaan kemasan dibuat tetap yaitu m 2 dan tebal kemasan = 0.58 mil Maka dengan menggunakan rumus di atas, jambu mete yang dapat dikemas adalah : W. 10,15 = 265.0,0187 (0,21-0,04)/0,58 W. 10,15 = (0,293) W. 10,15 = 1,4525 W = 0,14 kg ( c x2 WR PA ) 2 2 b W. 27,47 = 364.0,0187 (0,21-0,05)/0,58 W. 27,47 = (0,276) W. 27,47 = 1,8787 W = 0,06 kg Jadi berat jambu mete yang dapat dikemas dengan luas permukaan 187 cm 2 = gr 6

7 Cara pengemasan : Buah/sayur yang segar dengan tingkat kematangan relatif seragam dibersihkan, ditimbang dan dimasukkan ke dalam trayfoam Kemasan kontrol tidak ditutup dengan film kemasan, sedang yang lainnya ditutup Caranya : pinggirian trayfoam diberi double tape dan pada badan trayfoam digunakan cellophan tape untuk melekatkan film kemasan Film kemasan tidak menutupi bagian bawah trayfoam Daerah MA jambu mete PERKEMBANGAN MAP Intelligent packaging/active packaging : Kemasan yang mempunyai kemampuan untuk menghilangkan atau mengabsorbsi gas dan uap sesuai dengan kebutuhan Kategori active packaging : Oxygen scavenging Carbon dioxida formation Aroma removal Off-flavor removal Ethylene removal Ethanol removal Water removal Edible films Oxygen Scavenger System Pengertian : penyerap oksigen di dalam kemasan Contoh jenis bahan : besi (dalam bentuk bubuk), asam askorbat, sulfit, enzim. Bahan penyerap dan penambah oksigen (absorber dan emitters CO 2 : Asam askorbat dan besi karbonat 7

8 Mekanisme Oksidasi dari Bubuk Besi Contoh Oxygen Adsorber Komersial Jenis penyerap etilen KMnO 4, karbon aktif dan mineral lain yang dimasukkan ke sachet dan diserapkan pada silika gel. Permanganat mengoksidasi etilen membetuk etanol dan asetat penyerap berbentuk katalis logam seperti pallaidum karbon aktif yang mengandung bromin, tetapi penggunaannya harus hati-hati gas Bromin mineral mineral yang mempunyai kemampuan menyerap etilen seperti zeolit, tanah liat dan batu Oya dari Jepang Kombinasi diena dan triena yang defisien elektron pada bahan kemasan 8

9 Mekanisme oksidasi etilen oleh KMnO 4 ABSORBER AIR DAN UAP AIR Karbon aktif, zeolit, silika gel granula-granula polimer superabsorbent film dilaminasi dengan propilen glikol dan polivinil alkohol (PVA) penambahan bahan anti kabut (anti fog) yang dicampur dengan resin polimer garam poliakrilat dan kopolimer graft dari pati ETHANOL EMITTERS Etanol merupakan bahan pengawet Dalam konsentrasi tinggi dapat mendenaturasi protein dari kapang dan ragi antimikroba Memperpanjang umur simpan 9

10 Antimicrobial Packaging 10