TUGAS AKHIR. MINYAK CENGKEH TERENKAPSULASI DENGAN TAPIOKA (Manihot esculenta ) DAN GUM ARABIKA DAN PERKIRAAN UMUR SIMPANNYA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR MINYAK CENGKEH TERENKAPSULASI DENGAN TAPIOKA (Manihot esculenta ) DAN GUM ARABIKA DAN PERKIRAAN UMUR SIMPANNYA Oleh : INDI LOANITA F SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

2 PERNYATAAN MENGENAI TUGAS AKHIR DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis ini adalah karya saya sendiri dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Feri Kusnandar, Msc, belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang dihasilkan dan literatur dikutip dari karya yang telah diterbitkan dan dihasilkan oleh penulis lainnya dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian tugas akhir ini. Bogor, Januari 2011 Indi Loanita F

3 ABSTRACT Indi Loanita. F Clove oil encapsulated by tapioka (Manihot esculenta) and gum Arabica and prediction of it shelflife. Under supervision of Prof. Dr. Ir. Rizal syarief, DESS as a team leader and Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc as a team. This experiment was aimed to study about characteristic of tapioca and gum Arabica as an encapsulant agent and prediction its shelf life. Beside the result of this experiment able to give alternative source of raw material in encapsulant agent matter. Unlike other starch sources, such as corn, rice and wheat, tapioca roots contain high starch content and a very low quantity of impurities. Tapioca is an excellent material for starch production with respect to its availability, raw material cost and ease of starch extraction. The micro encapsulation is generally performed by forming a polymeric matrix around particular compounds to protect its biological activity and enhance physical chemical stability. Arabic gum have been encapsulating agent for many years, but the source was a bit difficult to find and quite expensive. The step of this research was divided into two parts. The first part is to observe characteristic of encapsulation clove oil from several parameters such as moisture content, bulk density, solubility, percentage of yield, free flowing and organoleptic test. Various percentages of tapioca and gum Arabic was conducted and based on evaluation from those parameters then composition appointed to be determined shelf life by sorpsi isotherms curve method. Based on experiment, it was concluded that percentage appointed for the next experiment was tapioca: gum arabica with composition 50 : 50 % is the best combination. Based on further experiment, we obtained result for moisture content is 3.79%, balance water content is % and critical water content is %. All value obtained, calculated by Labuza formulation so we can determine of shelf life with aluminum foil bag and HDPE as packaging material. The result was months for aluminum foil bag and 3.40 months for HDPE packaging.

4 RINGKASAN Indi Loanita. F Minyak cengkeh terenkapsulasi dengan tapioka (Manihot esculenta) dan gum arabika dan perkiraan umur simpannya. Dibawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal syarief, DESS sebagai Ketua dan Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc sebagai anggota. Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik tapioka dan gum arabika sebagai bahan enkapsulan dan memprediksikan umur simpannya. Selain itu hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan alternative penggunaan bahan enkapsulasi. Tidak seperti sumber starch lainnya seperti tepung jagung, tepung beras, dan gandum, tapioka memiliki nilai starch yang tinggi dan sangat rendah kandungan kotorannya. Tapioka merupakan sumber material yang luar biasa dalam memproduksi pati dengan memperhitungkan kemudahan ketersediannya, perhitungan harga dan proses ekstraksinya. Secara umum proses mikroenkapsulasi telah banyak dikenal sebagai salah satu proses untuk mempertahankan kerusakan biologi dan kimiawi suatu bahan pangan. Gum arabika telah lama dikenal sebagai bahan enkapsulasi, namun pengadaan/sumber nya tidak selalu ada dan harganya juga mahal. Tahapan penelitian ini dibagi dua tahap. Pada tahap awal adalah karakterisasi minyak cengkeh terenkapsulasi dari berbagai macam parameter analisa seperti kadar air, densitas kamba, kelarutan, rendemen, daya mawur dan organoleptik test. Penelitian dilakukan pada berbagai macam perbandingan untuk tapioka dan gum arabika telah dilakukan berdasarkan pada parameter diatas, kemudian komposisi terbaik dipilih untuk dilanjutkan pada penentuan umur simpannya. Hasil penelitian disimpulkan bahwa pemilihan kombinasi bahan pengisi yang dipilih adalah tapioka : gum arabika dengan konsentrasi 50:50%, kemudian penelitian dilanjutkan dengan penentuan umur simpan dengan motode kurva sorpsi isothermis. Dari penelitian lanjutan didapatkan nilai kadar air awal adalah 3.79%, kadar air kesetimbangan adalah %, kadar air kritis adalah 11.76%, kemudian nilai-nilai tersebut dimasukkan kedalam persamaan Labuza diperoleh hasil perhitungan umur simpan adalah bulan untuk kemasan alumunium foil sedangkan untuk kemasan HDPE hanya menghasilkan umur simpan 3.4 bulan.

5 TUGAS AKHIR MINYAK CENGKEH TERENKAPSULASI DENGAN TAPIOKA (Manihot esculenta ) DAN GUM ARABIKA DAN PERKIRAAN UMUR SIMPANNYA Indi Loanita Tugas Akhir sebagai salah satu syarat untuk melakukan penyelesaian tugas pada Magister Profesi Teknologi Pangan SEKOLAH PASCA SARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011

6 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tugas Akhir : Dr. Ir. Yadi Haryadi, MSc

7 Judul Tugas Akhir : Minyak Cengkeh Terenkapsulasi dengan Tapioka (Manihot esculenta) dan Gum Arabika dan Perkiraan Umur Simpannya. Nama Mahasiswa : Indi Loanita NRP : F Program Studi : Teknologi Pangan Disetujui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS Ketua Dr. Ir. Feri Kusnandar, MSc Anggota Diketahui Ketua Program Studi Magíster Profesi Teknologi Pangan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Lilis Nuraida, MSc Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS Tanggal Ujian : 29 November 2010 Tanggal Lulus :

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di kota Subang, pada tanggal 7 Agustus Penulis menyelesaikan studi Sekolah Dasar No.VIII pada tahun 1986, Sekolah Menengah Pertama No. II di Subang pada tahun 1989, menyelesaikan Sekolah Menengah Atas No. III di Bogor, kemudian penulis melanjutkan pendidikan diploma tiga di Kimia Analisis Bogor pada tahun 1993 dan melanjutkan pendidikan sarjana Strata 1 di Universitas Sahid Jakarta,Fakultas Teknologi Pangan, lulus pada tahun Penulis bekerja di Orang Tua Group sebagai Quality Control pada tahun 1998, kemudian berpindah ke perusahaan Indosentra Pelangi (Indofood Group) sebagai Product Development pada tahun 1999, kemudian berpindah kembali ke PT Simba Indo Snack pada tahun 2004 sebagai Research & Development dan pada tahun yang sama sampai dengan sekarang penulis bekerja di PT KH Roberts Indonesia sebagai Technical Manager.

9 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI. DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i iii iv v PENDAHULUAN 1 Latar Belakang.. 1 Tujuan dan Manfaat.. 4 TINJAUAN PUSTAKA 5 Karakteristik Tapioka.. 5 Karakteristik Minyak Cengkeh 7 Karakteristik Gum 9 Enkapsulasi Flavor 11 METODE PENELITIAN 29 Tempat dan Waktu 29 Bahan dan Alat 29 Tahapan Penelitian 29 Karakterisasi Enkapsulasi Minyak Cengkeh. 30 Penentuan Umur Simpan 32 HASIL DAN PEMBAHASAN 40 Karakterisasi Enkapsulasi Minyak Cengkeh 40 Penentuan Umur Simpan. 50 SIMPULAN DAN SARAN 57 Simpulan. 57 Saran 58 i

10 DAFTAR PUSTAKA 59 LAMPIRAN. 64 ii

11 DAFTAR TABEL Halaman 1 Perkembangan ekspor komoditi tapioka dunia tahun Spesifikasi Tapioka Larutan garam januh yang digunakan dalam menentukan kadar air 25 4 Kondisi proses experimental perbandingan bahan pengisi 30 5 Perhitungan laju transmisi uap air, permeabilitas kemasan Hasil analisa korelasi antara kadar air kesetimbangan dan RH Penentuan umur simpan dengan metode Labuza.. 56 iii

12 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Share perkembangan ekspor tepung tapioka tahun Tahapan proses spray drying 14 3 Dua jenis struktur utama mikroenkapsulasi Perubahan kadar air sampai menjadi kadar air kritis 24 5 Skema proses spray dryer minyak cengkeh 31 6 Hasil analisa kadar air pada kombinasi bahan pengisi 41 7 Hasil analisa densitas kamba pada kombinasi bahan Hasil analisa daya kelarutan pada kombinasi bahan Hasil analisa rendemen pada kombinasi bahan Hasil analisa daya mawur cengkeh powder Uji organoleptik aroma spicy cengkeh powder Uji organoleptik aroma sweet cengkeh powder Uji organoleptik warna cengkeh powder Kurva isotermis sorpsi air cengkeh powder 54 iv

13 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Daftar bahan kimia untuk pengenalan dasar panelis 64 2 Hasil seleksi panelis Lembar pengujian panelis terhadap intensitas cengkeh 64 4 Form organoleptik uji kesukaan cengkeh powder 67 5 Hasil perhitungan rendemen cengkeh powder 68 6 Hasil perhitungan kelarutan minyak cengkeh 69 7 Hasil perhitungan kadar air cengkeh powder 70 8 Hasil perhitungan densitas kamba cengkeh powder 71 9 Hasil uji organoleptik panelis Data analisa statistik 74 v

14 I. PENDAHULUAN Latar Belakang Secara umum, banyak dari komponen flavor yang sangat mudah menguap dan secara kimiawi mudah mengalami perubahan atau tidak stabil karena adanya pengaruh udara, sinar matahari, kadar air dan panas (Bhandari et al 1992). Teknik mikroenkapsulasi menjadi sangat popular untuk meminimalkan problem kerusakan/ hilangnya komponen perisa makanan pada saat penyimpanan (Reineccius 1989). Berbagai macam teknik telah dikembangkan untuk mengenkapsulasi bahan pangan, pewarna, vitamin, flavor dan berbagai macam sensitif ingredien dengan tujuan untuk meningkatkan umur simpannya, salah satu diantaranya adalah dengan teknik metode pengeringan semprot (Onwulata 2005). Didalam pembuatan perisa bubuk dengan metode pengeringan semprot, tahap awal yang harus dikerjakan adalah pemilihan bahan pengisi yang sesuai. Syarat untuk bahan pengisi yang digunakan adalah mampu membentuk emulsi, membentuk film yang baik, viskositas rendah pada tingkat padatan tinggi, menghambat kelembaban yang rendah, tidak atau sedikit memiliki rasa, stabil dan memproteksi flavor dengan baik (Onwulata 2005). Beberapa jenis dari pati dari golongan natural polymer seperti gum arabika, agar, pati (modified/native), wax, paraffin, kasein, gelatin, kitosan, protein kedelai, karagenan dan dekstrin dapat digunakan sebagai bahan pengisi ataupun dinding pelindung dalam mikroenkapsulasi bahan (Apriyantono 2001).

15 2 Gum arabika dan pati termodifikasi telah banyak digunakan sebagai bahan pengisi dalam proses metode pengeringan semprot ini, namun penggunaannya kurang ekonomis dan ketersediaan bahan baku yang terbatas (Bertolini 2001). Pati alami terutama tapioka sudah dimanfaatkan untuk keperluan aplikasi industri pangan seperti glukosa, fruktosa, aplikasi pembuatan mie dan kue kue tradisional lainnya. Untuk itu pengembangan aplikasi penggunaan pati alami sebagai bahan baku untuk keperluan aplikasi industri perlu dikembangkan lagi sehingga hasil produksi yang tinggi dapat dimanfaatkan. Balagopalan (1988) dalam penelitiannya yang mempelajari rheologi dari tapioka menyatakan bahwa tapioka memiliki shear stress dan viskoistas/ nilai kekentalan yang paling tinggi dibandingkan dengan sweet potato dan tepung maizena. Tabel 1 Perkembangan Ekspor Komoditi Tapioka Dunia Tahun Tapioka Year Exports - Qty (Mt) Brazil ,077 1,186 1,399 Ghana Indonesia 48,273 5,443 8,946 9,738 5,828 29,426 Thailand 15,861 15,921 18,737 22,612 23,881 26,742 Others World 12,515 15,463 19,130 21,742 31,875 30,771 Total 77,415 37,817 47,792 55,230 62,813 88,347 Sumber : FAO Tabel 1 menjelaskan mengenai peningkatan ekspor tapioka pada periode tahun yang terbesar terjadi di negara Brazil (82,64%) yang diikuti oleh

16 3 negara Thailand (68,60%) dan besarnya peningkatan ekspor di Indonesia adalah sebesar 39,04% (Biro Pusat Statistik 2004) Untuk komoditi tapioka, kontribusi terbesar adalah konstribusi dari negara Thailand sebesar 34%, diikuti dengan Indonesia dengan konstribusi sebesar 29%, Brazil 2%, dan sisanya oleh negara negara lainnya seperti yang terlihat pada Gambar 1 (Central Bureau of Statistic, 2004). Others 35% Ghana 0% Brazil 2% Indonesia 29% Thailand 34% Gambar 1 Share Perkembangan Ekspor Komoditi Tapioka Dunia, Tahun Tapioka memiliki karakter sifat fisik dan kimia sebagai bahan pengisi, untuk itu penelitian ini dilakukan untuk mempelajari keefektifan dari tapioka sebagai bahan pengisi dibandingkan dengan standar pembanding penggunaan gum arabika yang sudah dikenal memilki daya enkapsulan yang baik (Onwulata 2005). Penelitian ini juga mempelajari perkiraan umur simpan dari hasil enkapsulasi menggunakan pati tapioka dibandingkan dengan gum arabika.

17 4 TUJUAN DAN MANFAAT Tujuan Penelitian Tujuan dari tugas akhir yang akan dilakukan adalah untuk mempelajari karakteristik tapioka dan gum arabika sebagai bahan enkapsulasi minyak cengkeh dan memperkirakan umur simpannya. Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai cara memanfaatkan tepung tapioka sebagai bahan enkapsulasi dengan metode pengeringan semprot. Dengan pemanfaatan kualitas yang tinggi dari pati alami akan menambah alternatif penggunaan bahan pengisi dalam proses teknologi pengeringan semprot dengan mempertimbangkan keefektif biaya bahan baku yang digunakan.

18 5 II. TINJAUAN PUSTAKA KARAKTERISTIK TAPIOKA Tapioka (Manihot esculenta ) dikenal dengan berbagai macam nama tergantung pada asal negaranya. Nama Tapioka dikenal di Asia, Manioc dikenal di Afrika dan Manioca, Yucca dan mandioca dikenal di wilayah selatan Amerika (Balagopalan 1988). Dibandingkan dengan sumber pati yang lainnya seperti jagung, beras dan gandum, tapioka memiliki kandungan strach yang tinggi dan sangat rendah kandungan kotorannya. Oleh sebab itu tapioka merupakan material yang luar biasa dalam memproduksi pati dengan mempertimbangkan kemudahan ketersediaannya (availability), harga bahan dasarnya dan kemudahan proses ekstraksinya. Karakteristik yang terpenting dari tapioka adalah sebagai berikut (1) Tapioka memiliki warna putih, (2) Tidak memiliki bau / aroma yang khas seperti pati pada umumnya sehingga banyak diaplikasikan untuk produk pangan dan kosmetik, (3) Secara organoleptik, tapioka tidak menimbulkan after taste seperti tepung jagung dan proses pembuatan tapioka sangat cocok diaplikasikan untuk produk dengan berbagai perisa seperti pudding dan isi dari pie, (4) Pada saat dimasak tapioka memiliki kejernihan (paste clarity) sehingga bisa dikombinasikan dengan bahan pewarna, (5) Memiliki perbandingan kandungan amilopektin : amilosa 80 : 20, tapioka mempunyai nilai viskositas yang tinggi, yang sangat berguna untuk berbagai aplikasi produk pangan (Raja 1990). Beberapa karakteristik penting dari tapioka dapat dilihat pada Tabel 2.

19 6 Tabel 2 Spesifikasi tapioka Parameter / Kualifikasi Spesifikasi Moisture (% bk maksimum) 13 Starch ( % minimum by Polarimetric Method) 85 ph 5 7 Pulp ( Maximum cm3) 0.2 Ash ( % Maximum) 0.2 Color White Viscocity (cp) 550 ( Menurut Radiyati dan Agusto (1990), kualitas tapioka sangat ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu : (1) Warna tepung; tepung tapioka yang baik berwarna putih, (2) Kandungan air; tepung harus dijemur sampai kering benar sehingga kandungan airnya rendah, (3) Banyaknya serat dan kotoran; usahakan agar banyaknya serat dan kayu yang digunakan harus yang umurnya kurang dari 1 tahun karena serat dan zat kayunya masih sedikit dan zat patinya masih banyak, (4) Tingkat kekentalan; usahakan daya rekat tapioka tetap tinggi dan juga untuk menghindari penggunaan air yang berlebih dalam proses produksi. Tepung tapioka banyak digunakan untuk aplikasi pada produk pangan seperti produk bakery, beverage dan confectionery. Tepung tapioka juga banyak digunakan untuk keperluan pengental (thickening), bahan pengikat/ perekat (binding), memberi bentuk produk pangan ( texturizing) dan sebagai bahan penstabil (stabilizing agent). Tapioka juga banyak digunakan sebagai filler /bahan pengisi pada produk perisa makanan, pemanis / sweetener dan bahan pengganti lemak /fat replacement pada berbagai produk pangan termasuk dalam bentuk canned, produk pangan beku, dry

20 7 mixes, makanan ringan/snacks, dressings, soups, saus, produk susu, produk daging dan ikan. Pati tapioka diaplikasikan pada berbagai produk confectionery untuk berbagai macam kegunaan sebagai gelling, pengental / thickening, penstabil tekstur / texture stabilizing, foam strengthening, mencegah pengkristalan/ crystallization inhibition, adhesi / adhesion dan glazing. Karena tapioka memiliki tingkat kekentalan yang rendah maka tapioka juga dipergunakan secara luas untuk pembuatan jelly dan buble gums /permen karet. KARAKTERISTIK MINYAK CENGKEH / CLOVE OIL Indonesia merupakan negara produsen dan sekaligus konsumen cengkeh terbesar di dunia karena sebagian besar cengkeh yang diproduksi adalah untuk memenuhi kebutuhan bahan baku pabrik rokok kretek. Tanaman cengkeh (Syzygium aromaticum) di Indonesia lebih kurang 95% diusahakan oleh rakyat dalam bentuk perkebunan rakyat tersebar di seluruh propinsi. Cengkeh merupakan tanaman rempah yang termasuk komoditas sektor perkebunan yang mempunyai peranan cukup penting antara lain dalam menyumbang pendapatan petani dan sebagai sarana untuk pemerataan wilayah pembangunan serta turut serta dalam pelestarian sumber daya alam dan lingkungan (Ruchnayat 1997). Sejak zaman dahulu cengkeh sudah banyak digunakan untuk berbagai keperluan yaitu sebagai bahan obat-obatan, penambah rasa dan aroma pada makanan ataupun minuman, kemudian berkembang menjadi bahan baku rokok kretek.

21 8 Indonesia merupakan penghasil cengkeh terbesar didunia setelah Madagaskar (Nurdjannah 1997). Hasil utama tanaman cengkeh yaitu bunga dan daunnya sangat berfluktuasi dari tahun ke tahun sehingga dikenal dengan adanya musim panen besar dan kecil yang perbedaannya hingga mencapai 60%. Hal ini menyebabkan pengadaan cengkeh dipasaran tidak stabil sedangkan penggunaan cengkeh untuk makanan, minuman dan obat-obatan relatif tetap. Untuk mengantisipasi keadaan tersebut perlu adanya suatu teknik penganekaragaman hasil tanaman cengkeh agar ketersediaanya di pasaran tidak terhambat dan tidak merusak mutu hasil olahan cengkeh tersebut selama penyimpanan (Nurdjannah 1997). Pengolahan cengkeh dilakukan dengan cara ekstraksi. Ekstraksi minyak dilakukan pada bagian bunga, tangkai bunga dan daunnya. Dari ketiga bagian tersebut yang paling ekonomis adalah ekstrak bagian daunnya. Oleh karena itu jenis minyak cengkeh yang umum diperjual belikan adalah minyak daun cengkeh ( clove leaf oil ) (Nurdjannah et al. 1990). Minyak daun cengkeh biasa diperoleh dari daun cengkeh yang sudah gugur. Komposisi minyak yang dihasilkan bervariasi tergantung dari keadaan daun serta cara destilasinya, minyak yang dihasilkan mengandung eugenol antara 80 88% dengan kadar eugenol asetat yang rendah tetapi kadar coryophyllene yang tinggi. Penyulingan daun dengan kadar air sekitar 7 12% yang dilakukan dalam tanki stainless steel volume 100 liter selama 8 jam, menghasilkan minyak dengan rendemen 3.5% dan total eugenol 76.8% (Nurdjannah et al. 1990).

22 9 Sumber ekstraksi minyak cengkeh diantaranya yaitu : (1) Bud oil berasal dari pucuk bunga dari S.aromaticum, terdiri dari 60-90% eugenol, eugenyl acetate, caryphyllene dan komponen lainnya dalam jumlah kecil, (2) Leaf oil berasal dari daun S.aromaticum, terdiri dari 82-88% eugenol, tidak terdeteksi adanya eugenyl acetate dan komponen lainnya dalam jumlah kecil, (3) Stem oil berasal dari ranting S.aromaticum, terdiri dari 90-95% eugenol dan beberapa komponen lainnya dalam jumlah kecil (Weiss 1997). Cengkeh digunakan untuk keperluan sehari hari rumah tangga sebagai penambah rasa dan aroma khususnya untuk memasak, produk makanan yang menggunakan cengkeh diantaranya adalah bumbu kare (curry powder), saus dan makanan yang dipanggang (baked foods) (Nurdjanah 1997). Cengkeh dalam indutri rokok berguna untuk memberikan aroma pada kretek, memberikan rasa panas dan sifat mengkretek juga memberikan rasa menggigit, langu dan pahit. Cengkeh juga digunakan dalam industri obat karena cengkeh memiliki efek farmakologi, antimetik, antiseptik dan antipasmodik (Perry dan Metzger 1990). KARAKTERISTIK GUM Gum diklasifikasikan ke dalam tiga golongan besar yaitu gum alamiah, gum termodifikasi dan gum sintetik. Gum alamiah adalah gum yang merupakan hasil sekresi dari bagian kulit atau batang tanaman (Plant Exudation), berupa cairan yang kental dan akan menjadi padat jika dibiarkan dingin. Cairan ini akan keluar apabila kulit batang tanaman terluka, untuk mecegah terjadinya pengeringan pada jaringan dibawahnya. Gum yang diekstrak dari tanaman yang termasuk dalam genus Acacia,

23 10 antara lain adalah gum arabika (Acacia arabica) dan gum senegal (Acacia senegal) (Reineccius 1995). Gum arabika merupakan polisakarida netral atau sedikit asam, biasanya terdapat dalam bentuk garam Ca, Mg dan K. Gum juga merupakan senyawa yang tidak dapat dicerna dan dapat digolongkan berdasarkan kelarutannya menjadi dua golongan besar yaitu gum yang larut air (hidrofilik) dan gum yang tidak larut air (hidrofobik). Gum yang hidrofilik dapat dilarutkan atau didispersikan dalam air panas atau air dingin untuk meningkatkan viskositas larutan (Bertolini 2001). Gum arabika dapat digunakan untuk memperbaiki viskositas, tekstur dan bentuk dari makanan. Selain itu gum arabika dapat mempertahankan flavor dari makanan yang dikeringkan dengan menggunakan pengering semprot (spray drier). Hal ini disebabkan gum arabika dapat membentuk lapisan yang dapat melapisi partikel flavor, sehingga melindungi partikel flavor tersebut dari oksidasi, evaporasi dan absorpsi air dari udara terutama untuk produk produk yang higroskopis (Reineccius 2002). Gum arabika merupakan senyawa kompleks hetero polisakarida yang terdiri dari L-arabinosa, L-rhamnosa, D-galaktosa dan D-asam glukoronat serta mengandung ion kalsium, magnesium dan kalium. Struktur utama molekulnya adalah unit unit1,3 galaktopiranosa dengan rantai cabang 1,6 galaktopiranosa sebagai pangkal bagi asam glukoronat atau 4-0-metil glukoronat (Krishnan et al. 2005). Dalam industri pangan, gum arabika digunakan sebagai penstabil busa dalam minuman berkarbonasi, pengikat aroma dan juga sebagai penstabil dan pengemulsi dalam pembuatan es krim. Gum arabika termasuk dalam golongan GRAS (Generally

24 11 Recoqnized As Safe), tidak beracun dan tidak berbahaya untuk dikomsumsi manusia (Reineccius 2002). ENKAPSULASI FLAVOR Flavor didefinisikan oleh Dordland et al ( 1977), sebagai sensasi dari makanan minuman dan seasoning yang dihasilkan dari ransangan terhadap indra pada saat makanan masuk ke dalam saluran makanan dan pernafasan, terutama untuk atribut rasa dan bau. Pohborn dan Rusell ( 1977), menyatakan bahwa perisa makanan merupakan kombinasi dari rasa, bau dan perasaan (taste, smell and mouthfeel). Hall (1968) menambahkan bahwa perisa makanan merupakan salah satu pertimbangan utama dari masyarakat untuk menerima suatu produk pangan, disamping penampakan dan teksturnya. Sedangkan menurut Lindsay (1985), perisa makanan didefinikan sebagai gabungan perpsepsi yang diterima oleh indra kita yaitu bau, rasa, penampakan, sentuhan dan bunyi saat kita mengkomsumsi makanan. Tiga sensasi yang ditimbulkan perisa makanan pada indra kita adalah rasa, bau dan tekstur. Menurut Burdock (1991), klasifikasi perisa makanan berdasarkan legal status adalah : 1. Natural merupakan senyawa senyawa yang diekstrak dari bahan bahan yang terdapat dialam. Contohnya : vanilin, orange oil dan celery oil. 2. Natural Identical merupakan senyawa senyawa yang dapat diekstrak atau terdapat di alam, tetapi pada prosesnya dibuat secara kimia. Umumnya flavor yang dibuat dari bahan alam ini lebih murah dibandingkan dengan Natural. Suatu bahan disebut Natural Identical bila prosesnya dilakukan secara sintetis

25 12 kimiawi dan sedikitnya 99% sama dengan bahan aslinya. Contohnya : etil asetat dan lakton. 3. Artificial merupakan senyawa yang tidak terdapat di alam dan hanya dapat dibuat melalui proses sintesis tetapi dapat memberikan efek flavor tertentu. Contohnya senyawa articial adalah ethyl vanillin yang mempunyai struktur dan perisa makanan yang hampir sama dengan vanilin tetapi sampai saat ini belum ditemukan secara alami. Menurut Chee-Teck Tan (1995), bahan-bahan dasar perisa makanan biasanya mempunyai satu atau lebih sifat sifat berikut (1) mempunyai konsentrasi tinggi (2) sangat volatil (3) dapat larut atau berinteraksi dengan air (4) mudah teroksidasi. Bahan bahan penyusun perisa makanan biasanya dilarutkan dalam pelarut netral untuk memudahkan penggunaannya. Pelarut yang umumnya digunakan adalah air, triacetin, etanol, minyak, propilen glikol, gliserol dan isopropanol. Berdasarkan bentuk fisiknya perisa dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelas yaitu bentuk cair (liquid flavourings), bentuk emulsi (emulsions), bentuk pasta atau padat (paste atau solid flavourings) dan bentuk powder kering (Winarno 2002). Menurut Chee-Teck Tan (1995), teknologi yang banyak terlibat dalam pembuatan flavor untuk digunakan pada produk pangan antara lain (1) Pencampuran / compounding (2) Emulsi / mikroenkapsulasi (3) Mikro emulsi (4) Spray dring (5) Spray chilling (6) Ekstruksi (7) Adsorpsi (8) Molecular inclusion (9) Coacervation (10) Co-crystallization (11) Pembentukan liposom. Pengeringan Semprot merupakan metode yang paling populer untuk membuat produk flavor bubuk dari flavor cair dan mengenkaspulasi flavor untuk mengontrol

26 13 pelepasannya. Pengeringan semprot melibatkan tiga tahapan : (1) Persiapan carrier atau matriks pelindung, (2) Mencampur flavour ke dalam larutan carrier dan dihomogenisasi untuk membuat emulsi dan (3) Atomisasi emulsi ke dalam ruang pengering untuk menguapkan air dari fase air pada butiran emulsi (Winarno 2002). Menurut Master (1979), pengeringan semprot adalah proses perubahan bahan dari bentuk cair ke bentuk partikel kering oleh suatu proses penyemprotan bahan kedalam medium kering dan panas. Sedangkan menurut Greenwald dan King (1981), produk kering yang dihasilkan dapat berupa tepung, butiran atau gumpalan, tergantung sifat fisik dan kimia bahan yang dikeringkan. Menurut Onwulata (2005), tahapan-tahapan dalam pengeringan semprot adalah : (1) Persiapan larutan matriks pelindung (2) Pencampuran perisa pada larutan dan dibuat emulsi dengan proses homogenisasi (3) Proses atomisasi perisa emulsi dalam dry chamber untuk menguapkan air dari fase air pada droplet emulsi. Prinsip kerja pengeringan semprot adalah bahan dipompa ke dalam atomizer, proses ini mengasilkan partikel bahan berukuran kecil dan seragam. Partikel-partikel tersebut dikeringkan oleh udara pemanas yang berasal dari heater electric. Dalam chamber pengering partikel mengalami proses pemanasan secara mendadak dan cepat sehingga dihasilkan bahan yang berbentuk bubuk, selanjutnya aliran udara panas akan membawa bubuk tersebut ke cyclon. Produk terpisah dari udara karena adanya gaya sentrifugal yang bekerja pada gerakan produk di cyclon, seperti terangkum pada Gambar 2.

27 14 Tahap atomisasi Tahap : Pemisahan produk dari udara kering Tahap 2 : kontak partikel udara R. Pengering Siklon Scrubber Produk Tahap :Evaporasi Gambar 2 Tahapan proses pengeringan semprot Teknik enkapsulasi dengan metode pengeringan semprot ditujukan untuk mengkonversikan perisa cair atau produk cair menjadi perisa padat atau bubuk sekaligus mencegah kerusakan komponen perisa. Kerusakan komponen perisa dapat terjadi karena penguapan, oksidasi cahaya dan oksigen. Kerusakan ini pada akhirnya dapat menyebabkan off flavor. Enkaspulasi diharapkan dapat mencegah kerusakan perisa (Reinecius 1989).

28 15 Menurut Food Science and Technology Comittee (2005), metode pengeringan semprot meliputi pendispersian bahan yang akan dilapisi ke dalam larutan pelapis dan penyemprotan larutan tersebut ke dalam udara panas. Saat terjadi kontak dengan udara panas, pelarut yang umumnya berupa air akan dilepaskan sehingga pemadatan pelapis dapat terjadi dengan pelapis atau penyalut atau bahan pelindung dapat dipecah dengan adanya panas, tekanan, proses pengadukan ataupun dengan melarutkannya dengan pelarut yang cocok sehingga kandungan bahan didalamnya akan terlepaskan (Takeoka 2001). Selama proses enkapsulasi, setiap komponen perisa memiliki partikel emulsi yang berbeda serta memiliki perbedaan tekanan, titik didih, panas laten atau evaporasi, panas spesifik cairan dan tekanan. Beberapa komponen perisa dapat membentuk azeotrop dengan air pada emulsi. Karena komponen yang berbeda secara fisik, komponen perisa akan hilang beberapa derajat selama proses pengeringan semprot. Hal inilah yang menyebabkan produk hasil pengeringan semprot memiliki sedikit karakter aroma yang sedikit berbeda/ lebih lemah dibandingkan perisa aslinya (Winarno 2002). Bahan pengisi seringkali dikombinasikan agar didapatkan semua sifat yang dibutuhkan dan lebih ekonomis. Kombinasi yang sering digunakan adalah antara gum arab dan maltodekstrin. Gum arabika adalah bahan pengisi yang memiliki viskositas yang tinggi. Gum arabika sering digunakan karena memiliki kemampuan emulsifikasinya dan kemampuan membentuk filmnya baik (Bhandari et al., 1992). Bahan pengisi atau pelapis disebut juga sebagai kulit, dinding atau membran, dapat berasal dari film forming (pembuat lapisan tipis) polimer natural atau sintesis.

29 16 Memilih pelapis harus berdasarkan pada sifat kimia maupun fisik bahan aktif, bahan pelapis harus tidak larut dan tidak bereaksi dengan zat aktif. Ide dasar dari mikroenkaspulasi berasal dari sel, yaitu permeabilitas selektif membran sel memberikan perlindungan tehadap inti sel dari kondisi lingkungan yang berubahubah dan berperan dalam pengaturan metabolisme sel (Reineccius 2002). Mikroenkapsulasi yang berkembang saat ini menggunakan prinsip yang sama untuk melindungi bahan aktif dari kondisi lingkungan yang tidak mendukung. Dua jenis struktur utama dari mikroenkapsulasi adalah satu inti (single core) dan banyak inti (multiple core) pada bagian dindingnya seperti telihat pada Gambar 3. Mikroenkapsulasi dengan satu inti biasanaya diproduksi dengan cara coacervation, droplet co-extrusion dan pemasukan molekul. Mikroenkapsulasi dengan struktur banyak inti dibagian dindingnya umumnya diproduksi dengan menggunakan teknik pengeringan semprot. Bahan inti tersebar secara merata di bagian dinding dan bagian tengah mikrokapsul biasanya berupa rongga kosong yang dihasilkan dari pemuaian selama tahap tahap pengeringan akhir ( Reineccius 2002). Gambar 3. Dua jenis struktur utama mikroenkapsulasi

30 17 Keuntungan pembuatan perisa powder terenkapsulasi yang dilanjutkan dengan pengeringan menggunakan pengering semprot adalah sebagai berikut: (1) Kekuatan dan kualitas perisa bertahan cukup lama selama penyimpanan, (2) Bersifat tidak mudah menguap karena material perisa berada dalam lapisan tertutup yang melindunginya dari penguapan dan perubahan oksidatif, (3) Ketika dilakukan pencampuran dengan air, kapsul menjadi pecah dan membebaskan perisa dalam bentuk awan mikrokospik, (4) Memiliki Aw yang rendah ( ), (5) Produk menjadi kering tanpa menyentuh permukaan logamyang panas, suhu produk akhir rendah walaupun udara pengering yang digunakan relatif tinggi, (6) Mempermudah penanganan /handling dan transportasi dan (7) Waktu pengeringan yang singkat sehingga cocok diterapkan pada bahan yang mudah rusak apabila dipanaskan dalam waktu yang relative lama (Onwulata 1996). Kriteria keberhasilan suatu bahan yang diproses dengan metode pengeringan semprot tersebut adalah mempunyai rasa, bau dan penampakan yang sebanding dengan produk segar atau produk- produk yang telah diolah dengan cara lain, dapat direkonstruksi dengan mudah, masih mempunyai nilai gizi yang tinggi dan harus mempunyai stabilitas penyimpanan yang baik (Suratmi 1993). Selain keuntungan diatas pengeringan semprot juga mempunyai kekurangan yaitu biaya operasi yang cukup tinggi dibandingkan dengan alat pengeringan yang lain dan produk hasil pangan semprot ini cenderung bersifat higroskopis yang akan menurunkan mutu selama penyimpanan jika proses pengemasan kurang baik (Onwulata 1996).

31 18 UMUR SIMPAN Umur simpan atau masa kadaluwarsa (shelf life) didefinisikan oleh Ellis (1994) sebagai waktu antara saat produk di produksi dan dikemas, sampai saat produk tidak dapat diterima lagi pada kondisi lingkungan dimana produk tersebut digunakan. Menurut Syarief dan Halid (1993), hasil atau akibat dari berbagai reaksi kimiawi yang terjadi dalam produk pangan bersifat akumulatif dan irreversible (tidak dapat dipulihkan kembali) selama penyimpanan, sehingga pada saat tertentu hasil rekasi tersebut mengakibatkan mutu makanan tidak dapat diterima disebut sebagai jangka waktu kadaluarsa. Selanjutnya ditambahkan bahwa pangan disebut rusak apabila bahan pangan tersebut telah kadaluarsa, yaitu telah melampui masa simpan optimumnya dan pada umumnya makanan tersebut menurun mutu gizinya meskipun penampakannya masih bagus. Menurut Institute of Food of Technology seperti dikutip Arpah (2001), umur simpan produk pangan adalah selang waktu antara saat produksi hingga saat komsumsi dimana produk berada dalam kondisi yang memuaskan pada sifat penampakan, rasa, aroma, tekstur dan nilai gizi. Menurut Arpah (2001), umur simpan adalah waktu hingga produk mengalami penurunan mutu. Penyimpangan suatu produk dari mutu awalnya disebut deteriosas /penurunan mutu. Reaksi deteriosasi merupakan suatu reaksi kimia, oleh karena itu mekanisme deteriosasi dapat dianalisa secara matematika. Dengan analisa tersebut, waktu produk pangan mulai rusak dapat diketahui sehingga umur simpan produk pangan dapat ditentukan.

32 19 Menurut Labuza (1982), seharusnya konsumen memperoleh informasi tentang umur simpan dari produk yang dikomsumsinya. Informasi tersebut dapat berupa tanggal pada saat produk diproduksi (pack date), tanggal apda saat produk diletakan di toko (display date), tanggal terakhir yang dianjurkan bagi konsumen untuk membeli produk tersebut sehingga masih mempunyai jangka waktu untuk mengkomsumsinya, tanpa produk tersebut mulai mengalami kerusakan (pull date atau sell by date) atau tanggal pada saat kualitas produk sudah tidak dapat diterima lagi oleh konsumen ( use by date atau expiration date). Dibeberapa negara maju telah ditetapkan peraturan bahwa produk makanan harus menetapkan tanggal minimum yang menunjukan produk tersebut mulai rusak. The best before merupakan tanggal yang menunjukan jangka waktu minimum dari produk diproduksi sampai produk sudah tidak dapat diterima lagi secara fisik dan kualitasnya. Sedangkan use by merupakan tanggal yang menunjukan jangka waktu minimum dari produk diproduksi sampai mengalami kerusakan mikrobiologis yang berbahaya bagi kesehatan (Ellis 1994). Syarief dan Halid (1993), menyatakan bahwa perubahan mutu makanan terutama dapat diketahui dari perubahan faktor mutu tersebut, oleh karenanya dalam menentukan daya simpan suatu produk perlu dilakukan pengukuran terhadap atribut mutu produk tersebut. Menurut Syarief et al. (1989) faktor faktor yang mempengaruhi umur simpan bahan pangan yang dikemas adalah sebagai berikut : 1. Keadaan alamiah atau sifat makanan dan mekanisme berlangsungnya perubahan, misalnya kepekaan terhadap air dan oksigen dan kemungkinan terjadinya perubahan kimia internal dan fisik.

33 20 2. Ukuran kemasan dalam hubungannya dengan volume. 3. Kondisi atmosfir (terutama suhu dan kelembaban) dimana kemasan dapat bertahan selama masa transit dan sebelum digunakan. 4. Kemasan keseluruhan dari kemasan terhadap keluar masuknya air, gas dan bau, termasuk perekatan, penutupan dan bagian-bagian yang terlipat. Penentuan umur simpan produk pangan merupakan suatu jaminan mutu industri pangan bahwa produk pangan yang bermutu baik saja yang didistribusikan ke konsumen. Menurut Floros (1993), umur simpan produk pangan dapat diduga kemudian ditetapkan waktu kadaluarsanya dengan menggunakan dua konsep studi penyimpanan produk pangan yaitu dengan Extended Storage Studies (ESS) atau metode konvesional dan Accelerated Storage Studies (AAS) atau metode akselerasi. Penentuan umur simpan secara konvensional membutuhkan waktu yang lama karena dilakukan dengan cara menyimpan suatu seri produk pada kondisi normal sehari-hari sambil dilakukan pengamatan penurunan mutunya. Metode akselerasi diterapkan pada produk pangan dengan memvariasikan kondisi kelembaban relative (RH), suhu, atau intensitas cahaya, baik secara sendiri- sendiri maupun gabungannya. Keuntungan metode ini adalah memerlukan waktu yang relative singkat, tetapi tetap memiliki ketepatan dan akurasi yang tinggi (Floros 1993). PERKIRAAN UMUR SIMPAN BERDASARKAN PERUBAHAN KADAR AIR. Kerusakan produk pangan dapat disebabkan oleh adanya penyerapan air oleh produk pangan selama penyimpanan. Produk pangan yang dapat mengalami

34 21 kerusakan seperti ini diantaranya adalah produk kering seperti makanan ringan, biskuit, krupuk, permen dan sebagainya. Kerusakan produk dapat diamati dari penurunan kekerasan dan kerenyahan dan/atau peningkatan kelengketan atau penggumpalan (Kusnandar 2010). Produk pangan yang mengandung kadar sukrosa tinggi seperti permen, umumnya bersifat higrokopis dan mudah mengalami penurunan mutu selama penyimpanan yang disebabkan oleh terjadinya penyerapan air. Umur simpan produk seperti ini akan ditentukan oleh seberapa mudah uap air dapat bermigrasi ke dalam produk selama penyimpanan dengan menembus kemasan. Semakin besar perbedaan antara kelembaban relatif lingkungan penyimpanan dibandingkan dengan kadar air produk pangan, maka air akan semakin mudah bermigrasi (Hariyadi 2004). Laju penyerapan air oleh produk pangan selama penyimpanan dipengaruhi oleh tekanan uap air murni pada suhu udara tertentu, permeabilitas uap air, dan luasan kemasan yang diguanakan, kadar air awal produk, berat kering awal produk, kadar air kritis, kadar air kesetimbangan pada RH penyimpanan dan slope kurva isotermis sorpsi air. Faktor - faktor tersebut diformulasikan oleh Labuza dan Schmidl (1985) menjadi model matematika seperti pada persamaan matematika dan digunakan sebagai model untuk menduga umur simpan. Model matematika ini dapat diterapkan khususnya untuk produk pangan kering yang memiliki kurva isoterm sorpsi air (ISA) berbentuk sigmoid (Kusnandar 2010). Menurut Labuza dan Schmidl (1985), pengujian akselerasi dapat diaplikasikan pada produk kering jika secara berkesinambunagn kadar air produk berubah selama penyimpanan dan jika kecepata kerusakan hanya tergantung pada kadar air dan suhu.

35 22 Metode ini didasarkan kepada kecepatan kerusakan dengan perlakuan produk pada kelembaban relatif (RH) dan suhu tinggi. Untuk melakukan percobaan dengan benar, perkiraan kriteria mutu produk harus cocok dan mewakili secara keseluruhan. Peningkatan kadar air pada produk kering dapat menyebabkan beberapa tipe kerusakan dinatarnya kehilangan kerenyahan, pengerasan dan penggumpalan. Selanjutnya Labuza dan Schmidl (1985), menambahkan bahwa penelitian tentang umur simpan dapat dilakukan pada kondisi dipercepat (akselerasi), yang selanjutnya dapat digunakan untuk memperkirakan umur simpan pada suhu rendah. Kondisi akselerasi dapat dilakukan dengan mengkondisikan bahan pada suhu dan RH yang tinggi sehingga kadar air kritis lebih cepat tercapai daripada kondisi normal atau kondisi penyimpanan pada suhu rendah. Metode akselerasi ini dilakukan hanya untuk mempercepat proses perkiraan umur simpan sedangkan pengamatan pada kondisi normal tetap dilakukan sebagai kontrol. Labuza (1982), menyatakan bahwa pertambahan atau kehilangan air dari suatu bahan pangan pada suhu dan kelembaban (RH) yang konstan dapat dihitung dengan persamaan berikut : Dw/ Dθ Keterangan : = k A (Pout P in) x dw / dθ = jumlah air yang bertambah atau berkurang per hari (g) k = Permeabilitas kemasan (g H 2 O/hari,mmHg) A = Luas Permukaan kemasan (m) P out = Tekanan uap air diluar kemasan (mmhg) P in = Tekanan uap air dalam kemasan (mmhg)

36 23 Lebih lanjut Labuza (1982), menambahkan bahwa dengan meningkatnya suhu dan kelembaban udara pada kondisi penyimpanan bahan pangan kering yang disimpan dalam kemasan, dapat mengakibatkan meningkatnya kadar air pada bahan pangan tersebut sampai mencapai kondisi yang tidak diinginkan. Kondisi suhu dan kelembaban udara yang tinggi dapat digunakan untuk mempersingkat waktu perkiraan umur simpan suatu produk pangan atau disebut dengan metode akselerasi. Faktor faktor yang dibutuhkan untuk memperkirakan umur simpan suatu bahan pangan kering yang dikemas adalah sebagai berikut : 1. Kurva isoterm sorpsi air Kurva sorpsi isothermis ini diasumsikan sebagai garis linier dengan persamaan sebagai berikut : m = ba + c Keterangan : m = Kadar air bahan (%bk) a = aktivitas air b = slope kurva c = intersep kurva Secara alami, produk pangan ada yang bersifat mneyerap air atau melepaskan air, yang dapat digambarkan dalam kurva isotermis, yaitu kurva yang menunjukan hubungan antara kadar air bahan pangan (Me) dengan kelembaban relatif kesetimbangan ruang penyimpanan (RHs) atau aktivitas air pada suhu tertentu. Istilah sorpsi air dipakai untuk penggabungan air ke dalam bahan pangan, sedangkan apabila proses dimulai dengan bahan basah disebut desorpsi (Syarief dan Halid 1993).

37 24 2. Permeabilitas kemasan (k/x) k = konstanta permeabilitas g H2O. Ketebalan (X) hari.area.tekanan uap 3. Rasio Luas Kemasan (A) dengan berat kering produk (Ws) A/Ws (m2/g padatan) 4. Kadar air awal produk dan kadar air kritis produk. Dari Gambar 4. Dapat dilihat bahwa kondisi III merupakan kondisi yang sebenarnya untuk bahan pangan, kemasan dan lingkungannya, kemudian kondisi I merupakan kondisi akselerasi yang dapat mempersingkat waktu untuk mencapai kadar air kritis. Kondisi akselerasi ini dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain menggunakan kemasan dengan permeabilitas uap air atau oksigen yang besar, meningkatkan tekanan uap jenuh, memperkecil ukuran kemasan, meningkatkan suhu dan kelembaban. Labuza (1982) menggambarkan pertambahan kadar air pada kondisi akselerasi tergambar pada Gambar 4. Ln Me Mi Me Mc Kadar Air I II III mc untuk RH RH Gambar 4 Perubahan kadar air sampai menjadi kadar air kritis.

38 25 5. Kadar air kesetimbangan. Untuk mengontrol a w atau RH ruang penyimpanan, digunakan berbagai jenis larutan garam jenuh, yaitu garam yang mengandung kelebihan kristal yang tidak larut (Labuza 1982). Berbagai jenis garam yang digunakan untuk mengontrol aktivitas air adalah MgCl 2, NaBr, KI, NaCl, KCl, KNO 3 digunakan sebagai kalibrasinya karena stabil pada berbagai suhu seperti terlihat pada Tabel 3. NaCl stabil pada berbagai suhu ruang sehingga digunakan sebagai kalibrasinya ( Syarief dan Halid 1989). Tabel 3 Larutan garam jenuh yang digunakan dalam menentukan kadar air kesetimbangan. (Syarief dan Halid 1989). No Garam Jenuh RH (%), T 28 0 C 1 NaOH 6,9 2 LiCl 11,2 3 CH 3 COOK 22,6 4 MgCl 2 32,4 5 NaI 36,3 6 K 2 CO3 43,0 7 Mg(NO 3 ) 2 51,3 8 NaBr 57,5 9 NaNO2 64,0 10 KI 69,0 11 SrCl 2 71,0 12 NaNO3 73,8 13 NaCl * 75,5 14 KBr 80,7 15 KCl 84,0 16 K 2 Cr 2 O4 85,9 17 Na 2 SO4 86,4 18 BaCl 2 90,3 19 NH 4 H 2 PO4 92,7 20 KNO3 93,0 21 K 2 SO4 97,0

39 26 Pengemasan dan Penyimpanan Mutu produk pangan akan mengalami perubahan (penurunan) selama proses penyimpanan. Umur simpan produk pangan dapat diperpanjang apabila dikathui faktor-faktor yang mempengaruhi masa simpan produk. Upaya memperpanjang masa simpan dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu, meningkatkan nilai mutu dan memperlambat laju penurunan mutu (Hariyadi 2004). Peningkatan nilai mutu awal produk dapat dilakukan dengan memilih dan menggunakan bahan baku yang bermutu baik sedangkan memperlambat laju penurunan mutu produk dapat dilakukan dengan memperbaiki kemasan, faktor penyimpanan, faktor penanganan distribusi atau faktor penanganan lainnya sehingga masa kadaluwarsa produk menjadi lebih lama ( Andarwulan 2004). Pengemasan merupakan parameter yang sangat penting bagi daya kestabilan flavor. Biasanya kemasan alumunium foil bag merupakan yang terbaik bagi berbagai senyawa flavor, tetapi jenis kemasan tersebut tergolong mahal. Pengemasan dan penyimpanan tidak dapat dipisahkan dari proses dalam industri pangan dan merupakan satu kesatuan. Kedua hal ini juga menentukan dalam perkiraaan umur simpannya. Bucle et al (1987) menyatakan, kemasan yang dapat digunakan sebagai wadah penyimpanan harus memenuhi beberapa persyaratan yakni dapat memepertahankan mutu produk supaya tetap bersih serta mampu memberi perlindungan terhadap produk dari kotoran, pencemaran dan kerusakan fisik, serta dapat menahan perpindahan gas dan uap air. Pengemasan merupakan teknik dalam industri dan pemasaran untuk mengisi, melindungi, mengidentifikasi dan memudahkan distribusi dari produk yang

40 27 bersangkutan. Menurut perusahaan kemasan di inggris, pengemasan adalah suatu sistem terkoordinasi dari produk atau barang selama transportasi, distribusi, penyimpanan dan penjualan secara eceran, mengirim secara aman suatu produk kepada konsumen dengan biaya yang minimum dan gabungan antara fungsi teknologi dan ekonomi yang bertujuan untuk meminimalkan harga dan menaikkan penjualan (Rudolf 1986). Menurut Reily and Man (1994), salah satu fungsi penting dari kemasan adalah untuk melindungi produk dari faktor-faktor lingkungan seperti sinar, uap air, gas dan bau. Produk pangan dalam bentuk powder dapat dikemas dengan menggunakan kemasan struktur lapis banyak (multilayer) misalnya polipropilen/alufo atau lapis tunggal seperti LDPE, HDPE dan OPP. Jenis kemasan lain adalah kemasan yang bagian dalamnya dilaminasi dengan foil dan bagian luarnya menggunakan karton, sehingga melindungi dari oksigen dan penyerapan air, sinar serta kerusakan mekanis. Polimer dapat digunakan baik sendiri maupun dengan bahan lain seperti kertas, karton, alumunium foil sesuai dengan bahan pangannya. Alumunium foil bag, film selulosa kuning transparan merupakan kemasan yang sangat bermanfaat. HDPE (High Density Polyethylene) merupakan salah satu jenis film yang lebih kaku dibandingkan LDPE (Low Density Polyethylene), tahan minyak, melindungi produk dari uap air, permeabilitas gasnya kurang bagus apabila dibandingkan dengan LDPE, penampakannya opak. Ketebalan film berkisar μm (Rudolf 1986). Kerusakan atau penurunan mutu produk yang dikemas sangat berhubungan dengan transfer masa dan panas (pindah masa dan panas) melalui kemasan. Pada

41 28 transfer masa, pertukaran uap air dan gas dengan lingkungan sekitar mendapat perhatian utama, disamping migrasi volatil dari atau menuju produk pangan. Perbedaan tekanan parsial sekitar kemasan mengontrol laju permeasi, selain itu adanya lubang, kerusakan dan retaknya kemasan juga akan mempengaruhi reaksi kerusakan (Rudolf 1986).

42 29 III. METODELOGI Tempat dan Waktu Penelitian dilaksanakan di laboratorium PT KH Roberts Indonesia dan laboratorium program studi ilmu pangan di Bogor. Pelaksanan penelitian dilakukan selama 6 bulan dari bulan Januari sampai dengan bulan Juni Bahan dan Alat Bahan baku clove oil atau minyak cengkeh (kandungan eugenol 85%) diperoleh dari PT Djasula Wangi, pati tapioka dari National Starch dan gum arabika dari CpKelco, alumunium foil bag, plastik HDPE (High Density Polyethylene), gula, asam sitrat, garam MgCl 2, NaBr, KI, NaCl, KCl, KNO 3. Alat yang digunakan adalah oven untuk analisis kadar air, kertas saring whatman 42,desikator, neraca analitik, sealer, penangas listrik, pengaduk magnet, pinggan / cawan, desikator, spray dryer tipe Niro Atomizer, homogenizer dan alat alat gelas. Tahapan Penelitian Penelitian dilakukan dengan dua tahap, yaitu mempelajari karakteristik minyak cengkeh powder (hasil enkapsulasi) berdasarkan penentuan perbandingan konsentrasi antara bahan pengisi gum arabika dan tapioka pada enkapsulasi minyak berdasarkan pada parameter fisik, kimia dan organoleptik kemudian dilanjutkan dengan penentuan umur simpannya menggunakan berbagai kemasan dengan menggunakan metode akselerasi.

43 30 1. Karakterisasi Enkapsulasi Minyak Cengkeh. Pemilihan kombinasi dan jumlah bahan pengisi Menurut Etzel dan King dalam Bhandari et al. (1992) menyatakan jenis dan kombinasi bahan pengisi berkaitan erat dengan kemampuan memerangkap flavor. Kondisi proses experimental perbandingan komposisi bahan pengisi dan kombinasi suhu dijelaskan pada Tabel 4. Perbandingan tapioka dan gum arabika yang akan dikombinasikan adalah 100:0 ; 75:25; 50:50; 25 : 75 dan 0:100 dan jumlah bahan pengisi yang digunakan sebanyak 50 % (May 1996). Jumlah dan kombinasi bahan pengisi menentukan kekentalan adonan yang akan disemprotkan dan bertanggungjawab terhadap pembentukan kabut dalam ruang pengering (Bhandari et al., 1992). Tabel 4 Kondisi proses experimental perbandingan bahan pengisi dan kombinasi suhu. Proses Faktor Spesifikasi Konsentrasi (% w/w) Formulasi Bahan Tapioka : Gum Arabika enkapsulasi 100 : 0 50 % 75 : : : 75 0 : 100 Drying Suhu Udara Inlet C Suhu Udara Outlet C Suhu udara masuk pada alat pengering semprot diatur pada suhu C, sedangkan suhu udara outlet adalah C. Jumlah bahan pengisi yang ditambahkan pada minyak cengkeh adalah jumlah dan kombinasi bahan pengisi

44 31 optimum. Proses enkapsulasi minyak cengkeh dengan menggunakan kondisi bahan pengisi yang optimum dapat dilihat pada Gambar 4. Bahan Premix Cair ( Gum arabika ; tapioka ; minyak cengkeh) Homogenizer ( Gum arabika; tapioka; minyak cengkeh ; rpm 200) Atomizer ( T inlet C ) Chamber ( T outlet C) Heater Electric (Gaya sentrifugal) Cyclon Gambar 5 Skema proses pengeringan semprot minyak cengkeh

45 32 Analisa fisik, kimia dan organoleptik produk hasil akhir enkapsulasi. Pengamatan dilakukan dengan melakukan analisis terhadap produk untuk melihat pengaruh jenis bahan pengisi terhadap mutu minyak cengkeh flavor powder. Analisis yang dilakukan meliputi sifat fisik (rendemen, densitas kamba, kelarutan, daya mawur) sifat kimia (kadar air) dan organoleptik (kesukaan terhadap aroma dan warna). 2. Penentuan umur simpan Penelitian dilakukan untuk memperkirakan umur simpan dari cengkeh powder yang dienkaspulasi dengan tapioka dan gum arabika yang dikemas dengan menggunakan plastik HDPE dan Alumunium foil bag dengan menggunakan metode akselerasi pendekatan kurva sorpsi isotermis dan disimpan pada suhu 30 0 C dengan RH 30%, 50%, 60%, 70%, 80% dan 90%. Prinsip utama dari pendekatan ini adalah menentukan kadar air kesetimbangan (Me) tapioka yang disimpan pada berbagai nilai RH tempat penyimpanan cengkeh powder sehingga pada akhirnya dapat dibuat kurva sorpsi isotermisnya. Kurva ini akan digunakan untuk mengetahui pola penyerapan uap air sehingga umur simpan cengkeh powder dapat ditentukan. Nilai kadar air kesetimbangan diperkirakan sebagai waktu pada saat kadar air produk sama dengan kadar air kritis. Kadar air kritis merupakan kadar air produk pada saat penampakannya sudah menggumpal. Kondisi suhu dan kelembaban relatif yang cukup tinggi digunakan untuk mempercepat tercapainya kadar air kritis.