PENGEMBANGAN KEMASAN AKTIF BERBAHAN DASAR KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BAWANG PUTIH SKRIPSI JUANDA SIANTURI F

Transkripsi

1 PENGEMBANGAN KEMASAN AKTIF BERBAHAN DASAR KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BAWANG PUTIH SKRIPSI JUANDA SIANTURI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

2 DEVELOPMENT OF CHITOSAN-BASED ACTIVE PACKAGING AND GARLIC EXTRACT AS ACTIVE SUBSTANCE Juanda Sianturi, Endang Warsiki, Titi Candra Sunarti Department of Agroindustrial Technology, Faculty of Agricultural Technology, Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO Box 220, Bogor, West Java, Indonesia ABSTRACT The aim of this study was to compare the strength of the film made from chitosan and the garlic extract with the conventional packaging (PP) and to apply the packaging to pack certain food products, in this case shrimp crackers. The physical and mechanical packaging characteristics and the comparation of the quality reduction between crackers storaged in chitosan film and crackers storaged in PP were studied. The shrimp crackers were packaged in three different packages i.e plain chitosan film, chitosan with garlic extract film, and PP plastic, then storaged for three days at room temperature and 45 C. Results showed that PP had better physical and mechanical properties than both of the chitosan films. PP had the best physical and mechanical properties, especially the permeability aspect, followed by chitosan with garlic extract film and then chitosan film without garlic extract. Instead of that, plain chitosan film and chitosan with garlic extract film can be sealed easily as good as PP. That means that some part of the chitosan film properties is comparable with PP. All of the shrimp crackers were degraded during three days of storage but the smallest quality reduction occured in the shrimp crackers packed with PP plastic. So far, chitosan film resulted from this study has good prospect as a material to substitute conventional packaging such as PP. In addition, the effect of the drawback in permeability aspect could be reduced by adding inert gases, adding secondary packaging, or sealing the product in vacuum condition. Keywords : active packaging, biodegradable, chitosan, garlic extract, PP, storage

3 Juanda Sianturi. F Pengembangan Kemasan Aktif Berbahan Dasar Kitosan dengan Penambahan Ekstrak Bawang Putih. Di bawah bimbingan Endang Warsiki dan Titi Candra Sunarti RINGKASAN Perkembangan teknologi yang semakin mutakhir dan kebutuhan yang terus meningkat menyebabkan permintaan masyarakat akan teknologi atau terobosan baru semakin bertambah, tidak terkecuali di bidang pangan. Ada kecenderungan bahwa masyarakat semakin peka terhadap isu lingkungan sehingga produk-produk yang ramah lingkungan semakin disukai di masyarakat. Salah satu terobosan dalam bidang pangan yaitu penggunaan kemasan aktif yang bersifat biodegradable. Kemasan aktif menurut Ahvenainen (2003) adalah kemasan yang dapat mengubah kondisi makanan yang dikemas untuk memperpanjang umur simpan atau untuk meningkatkan keamanan, sementara tetap mempertahankan kualitas makanan yang dikemas. Salah satu contoh sifat aktif pada kemasan yaitu sifat anti mikroba (AM) dimana kemasan dapat menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk dan toksik sehingga dapat mencegah kerusakan produk yang diakibatkan oleh kegiatan mikroorganisme. Sifat anti mikroba didapatkan dengan cara menginduksi bahan tertentu yang memiliki sifat anti mikroba ke dalam bahan kemasan sehingga bahan kemasan yang dibuat akan memiliki sifat anti mikroba. Bahan aktif yang digunakan secara khusus pada penelitian ini adalah kitosan dan ekstrak bawang putih. Kitosan (1,4-β-D-Glucosamine polymer) merupakan produk turunan dari polimer kitin, yakni produk samping atau limbah dari pengolahan industri perikanan, khususnya udang dan rajungan, yang diperoleh dengan cara mengasetilasi kitin. Kedua bahan ini diketahui memiliki sifat anti mikroba, mengandung anti oksidan dan juga edible sehingga aman digunakan karena tidak menimbulkan migrasi zat kimia berbahaya dari bahan kemasan ke produk yang dikemas. Kemasan aktif ini dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kemasan yang umum digunakan saat ini yaitu plastik karena mempunyai beberapa kekurangan antara lain yaitu sifat plastik yang sangat sulit untuk terurai secara alami sehingga mengakibatkan pencemaran. Kemasan aktif ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan kemasan plastik yaitu memiliki sifat anti mikroba dan mengandung anti oksidan sehingga dapat mengurangi penambahan bahan pengawet ke makanan dan juga diharapkan dapat memberikan perlindungan tambahan berupa anti oksidan. Sifat bahan tambahan yang digunakan juga biodegradable sehingga kemasan ini lebih ramah lingkungan. Tujuan penelitian ini adalah membandingkan kekuatan kemasan aktif berbahan kitosan dan ekstrak bawang putih dengan plastik kemasan konvensional dan mengaplikasikan kemasan aktif untuk mengemas produk pangan, yaitu kerupuk udang. Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap yaitu (i) pembuatan film dari kitosan; (ii) uji pengaruh konsentrasi gliserol terhadap kekuatan seal film; (iii) karakteristik fisis dan mekanis kemasan; dan (iv) aplikasi kemasan pada kerupuk udang. Hasil pengujian terhadap film memberikan hasil bahwa penggunaan konsentrasi gliserol 0,5% (v/v) menghasilkan film yang dapat dikelim dengan lebih baik apabila dibandingkan dengan larutan film yang menggunakan konsentrasi gliserol 0,8% dan 1%. Hasil seal dari film yang menggunakan konsentrasi gliserol 0,5% tidak lepas sewaktu ditarik sementara seal dari film yang menggunakan konsentrasi gliserol 0,8% dan 1% lebih mudah terlepas dan lebih susah untuk dikelim. Hasil pengujian terhadap sifat fisik dan mekanis dari ketiga jenis kemasan yang digunakan menunjukkan bahwa film kitosan, film kitosan yang ditambah ekstrak bawang putih dan plastik PP memiliki ketebalan berturut-turut 0,182 mm, 0,202 mm dan 0,043 mm; nilai kekuatan tarik 4,569 N/mm², 3,409 N/mm² dan 172,368 N/mm²; elongasi 107,90%, 176,53% dan 60%; laju transmisi uap air 132,29 g/m 2 /hari, 126,55 g/m 2 /hari dan 12 g/m 2 /hari; dan nilai transparansi 73,4%, 62,9% dan 81,6%. Hal ini menunjukkan bahwa film kitosan tersebut memiliki nilai kekuatan tarik dan elongasi yang cukup baik tetapi memiliki nilai permeabilitas yang rendah. Kesimpulan yang diambil yaitu film kitosan dapat dikembangkan untuk menjadi kemasan komersial tetapi karakteristik fisis dan mekanis dari kemasan tersebut perlu ditingkatkan. Hasil pengujian dari kerupuk udang yang dikemas dengan ketiga jenis kemasan yang diuji, yaitu film kitosan, film kitosan yang ditambah ekstrak bawang putih dan plastik PP menunjukkan bahwa secara kualitatif film kitosan belum dapat digunakan sebagai kemasan pengganti kemasan konvensional, dalam hal ini plastik polipropilena (PP). Kerupuk udang yang dikemas dengan film kitosan dan film kitosan yang ditambah ekstrak bawang putih lebih cepat rusak daripada kerupuk

4 udang yang dikemas dengan plastik PP. Hal ini terbukti dari hasil tiga parameter yang diuji yaitu kadar air, kerenyahan dan kadar asam lemak bebas. Kerupuk yang dikemas sama-sama mengalami penurunan mutu selama tiga hari penyimpanan dengan penurunan mutu yang terkecil terjadi pada kerupuk yang dikemas dengan plastik PP.

5 PENGEMBANGAN KEMASAN AKTIF BERBAHAN DASAR KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK BAWANG PUTIH SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Teknologi Industri Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh JUANDA SIANTURI F FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011

6 Judul Skripsi : Pengembangan Kemasan Aktif Berbahan Dasar Kitosan dengan Penambahan Ekstrak Bawang Putih Nama : Juanda Sianturi NRP : F Menyetujui, Pembimbing I, Pembimbing II, (Dr. Endang Warsiki S.TP, M.Si) (Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, M.Si) NIP : NIP : Mengetahui : Ketua Departemen (Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti) NIP : Tanggal Lulus :

7 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Pengembangan Kemasan Aktif Berbahan Dasar Kitosan dengan Penambahan Ekstrak Bawang Putih adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Desember 2010 Yang membuat pernyataan Juanda Sianturi F

8 Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2011 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

9 BIODATA PENULIS Penulis dilahirkan pada tanggal 24 April 1987 di Tarutung dengan nama lengkap Juanda Holvritz Ginonggom Sianturi. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara dari pasangan Sabar Sianturi dan Ratna Marbun. Riwayat pendidikan penulis dimulai dari SDN Laeparira, SLTPN 1 Sidikalang, dan SMAN 1 Sidikalang. Penulis diterima sebagai mahasiswa di IPB pada tahun 2005 melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB). Pada tahun 2006, penulis masuk Mayor Departemen Teknologi Industri Pertanian dengan Supporting Course. Selama menjadi mahasiswa IPB, penulis aktif sebagai anggota pada Komisi Kesenian, Persekutuan Mahasiswa Kristen IPB dari tahun 2006 s.d Penulis juga merupakan anggota dari HIMALOGIN (Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri Pertanian) dari tahun 2006 s.d Penulis berkesempatan menjadi asisten praktikum mata kuliah Teknologi Pengemasan dan Transportasi pada tahun Tahun 2008 penulis melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan di PT. PG. Candi Baru, Sidoarjo dengan judul Mempelajari Teknologi Pengemasan, Penyimpanan dan Distribusi di PT. PG. Candi Baru. Pada tahun 2009, penulis melakukan penelitian akhir dalam rangka memperoleh gelar sarjana dengan judul Pengembangan Kemasan Aktif Berbahan Dasar Kitosan dengan Penambahan Ekstrak Bawang Putih.

10 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan YME atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Skripsi ini ditulis sebagai bagian dari tugas akhir untuk memperoleh gelar sarjana pada Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penulis menyadari bahwa penelitian dan penulisan skripsi ini dapat berlangsung dengan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dr. Endang Warsiki, S.TP, M.Si selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan bimbingan untuk menyelesaikan skripsi ini. 2. Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, M.Si selaku dosen pembimbing kedua yang telah memberikan arahan dan bimbingan untuk menyelesaikan skripsi ini. 3. Ir. Sugiarto, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan masukan demi penyelesaian skripsi ini. 4. Kedua orangtua dan keempat saudara penulis yang telah memberikan doa dan dukungan yang tak terhingga sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 5. Seluruh laboran di laboratorium TIN dan staf di UPT TIN atas bantuan selama penelitian dan bantuan dalam mengurus urusan administrasi di kampus. 6. Asih dan Alien sebagai teman satu bimbingan yang selalu memberikan saran dan dorongan kepada penulis selama proses pembuatan skripsi ini. 7. Seluruh teman-teman TIN 42 atas kebersamaan dan perjuangan selama di departemen TIN IPB. 8. Seluruh teman-teman penghuni Perwira 43 atas canda tawa dan kebersamaan selama lima tahun di Bogor. 9. Tarra atas segala dorongan, bantuan dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna sehingga penulis sangat mengharapkan kritik dan saran untuk penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat berguna baik bagi penulis dan pembacanya. Wassalam. Bogor, November 2010 Penulis iii

11 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... iv DAFTAR TABEL... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR LAMPIRAN... vii I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Ruang Lingkup... 1 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengemasan Aktif Kemasan Biodegradable Polipropilena Kitosan Bawang Putih Parameter Pengujian Kerupuk... 8 III. METODOLOGI 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Metode Penelitian IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pembuatan Film Pengaruh Perbedaan Konsentrasi Gliserol terhadap Kekuatan Sealing Plastik Karakteristik Fisis dan Mekanis Kemasan Aplikasi Kemasan pada Kerupuk Udang V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iv

12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Beberapa indikator penentu kesegaran produk perikanan yang digunakan pada berbagai smart packaging... 4 Tabel 2. Pengaruh konsentrasi gliserol terhadap karakteristik film Tabel 3. Perbandingan nilai sifat fisis dan mekanis ketiga jenis kemasan yang digunakan v

13 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Skema proses pembuatan larutan film kitosan Gambar 2. Penampakan dari kedua jenis film : (A) film tanpa penambahan ekstrak bawang putih; (B) film dengan penambahan ekstrak bawang putih Gambar 3. Film dengan konsentrasi gliserol : (a) 0,5%; (b) 0,8%; dan (c) 1% Gambar 4. Hasil seal film dengan konsentrasi gliserol : (a) 0,5%; (b) 0,8%; dan (c) 1%.. 16 Gambar 5. Nilai ketebalan kemasan yang digunakan Gambar 6. Nilai kekuatan tarik kemasan yang digunakan Gambar 7. Nilai elongasi kemasan yang digunakan Gambar 8. Nilai WVTR kemasan yang digunakan Gambar 9. Nilai transparansi kemasan yang digunakan Gambar 10. Kadar air kerupuk udang selama penyimpanan Gambar 11. Nilai kerenyahan kerupuk udang selama penyimpanan Gambar 12. Kadar asam lemak bebas kerupuk udang selama penyimpanan vi

14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Prosedur analisis Lampiran 2. Data nilai ketebalan (mm) kemasan Lampiran 3. Data nilai kekuatan tarik dan elongasi kemasan Lampiran 4. Data nilai transparansi (% T) kemasan Lampiran 5. Data perubahan karakteristik kerupuk udang selama penyimpanan vii

15 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perkembangan teknologi yang semakin mutakhir dan kebutuhan yang terus meningkat menyebabkan permintaan masyarakat akan teknologi atau terobosan baru semakin bertambah, tidak terkecuali di bidang pangan. Ada kecenderungan bahwa masyarakat semakin peka terhadap isu lingkungan sehingga produk-produk yang ramah lingkungan semakin disukai di masyarakat. Salah satu terobosan dalam bidang pangan yaitu penggunaan kemasan aktif yang bersifat biodegradable. Kemasan aktif menurut Ahvenainen (2003) adalah kemasan yang dapat mengubah kondisi makanan yang dikemas untuk memperpanjang umur simpan atau untuk meningkatkan keamanan, sementara tetap mempertahankan kualitas makanan yang dikemas. Salah satu contoh sifat aktif pada kemasan yaitu sifat anti mikroba (AM) dimana kemasan dapat menghambat pertumbuhan mikroba pembusuk dan toksik sehingga dapat mencegah kerusakan produk yang diakibatkan oleh kegiatan mikroorganisme. Sifat anti mikroba didapatkan dengan cara menginduksi bahan tertentu yang memiliki sifat anti mikroba ke dalam bahan kemasan sehingga bahan kemasan yang dibuat akan memiliki sifat anti mikroba. Bahan aktif yang digunakan secara khusus pada penelitian ini adalah kitosan dan ekstrak bawang putih. Kitosan (1,4-β-D-Glucosamine polymer) merupakan produk turunan dari polimer kitin, yakni produk samping atau limbah dari pengolahan industri perikanan, khususnya udang dan rajungan, yang diperoleh dengan cara mengasetilasi kitin. Kedua bahan ini diketahui memiliki sifat anti mikroba, mengandung antioksidan dan juga edible sehingga aman digunakan karena tidak menimbulkan migrasi zat kimia berbahaya dari bahan kemasan ke produk yang dikemas. Kemasan aktif ini dapat digunakan sebagai alternatif pengganti kemasan yang umum digunakan saat ini yaitu plastik karena mempunyai beberapa kekurangan antara lain yaitu sifat plastik yang sangat sulit untuk terurai secara alami sehingga mengakibatkan pencemaran. Kemasan aktif ini memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan kemasan plastik yaitu memiliki sifat anti mikroba dan mengandung antioksidan sehingga dapat mengurangi penambahan bahan pengawet ke makanan dan juga diharapkan dapat memberikan perlindungan tambahan berupa antioksidan. Sifat bahan tambahan yang digunakan juga biodegradable sehingga kemasan ini lebih ramah lingkungan Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah memproduksi dan membandingkan kekuatan kemasan aktif berbahan kitosan dan ekstrak bawang putih dengan plastik kemasan konvensional serta mengaplikasikan kemasan aktif untuk mengemas produk pangan, yaitu kerupuk udang Ruang Lingkup Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan dasar utama kitosan sebagai bahan untuk membuat film dengan penambahan ekstrak bawang putih sebagai bahan aktif. Film tersebut kemudian akan digunakan untuk mengemas produk yaitu kerupuk udang dan dibandingkan dengan penggunaan kemasan lain yang umum digunakan untuk membungkus kerupuk yaitu Polipropilena. Pengujian yang dilakukan terhadap kemasan aktif meliputi ketebalan, kekuatan tarik dan persen pemanjangan (elongasi), laju transmisi uap air, dan transparansi. Pengujian yang dilakukan terhadap kerupuk udang meliputi kadar air, kerenyahan dan kadar asam lemak bebas. 1

16 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengemasan Aktif Pengemasan mempunyai peran yang signifikan dalam rantai pasok makanan dan merupakan bagian yang penting baik pada pengolahan makanan dan keseluruhan rantai pasok makanan. Pengemasan makanan harus memenuhi berbagai fungsi dan persyaratan. Fungsi kemasan yang paling mendasar adalah kemasan dapat mempermudah distribusi. Kemasan melindungi makanan dari kondisi lingkungan,seperti cahaya, oksigen, kelembaban, mikroba, tekanan mekanis dan debu. Fungsi dasar lainnya adalah untuk menyediakan tempat untuk informasi bagi pembeli dan memberikan kenyamanan bagi konsumen, contohnya mudah dibuka dan dapat ditutup kembali. Persyaratan dasar suatu kemasan yaitu mudah dipasarkan, mempunyai harga yang sesuai, kemampuan teknis (contohnya dapat digunakan pada mesin pengemasan otomatis dan dapat dikelim), dapat berhubungan langsung dengan makanan, berefek rendah terhadap lingkungan dan dapat didaur ulang atau digunakan kembali. Sebuah kemasan harus memenuhi semua persyaratan tersebut secara efektif dan ekonomis. Beberapa fungsi dan persyaratan tersebut dapat saling bertentangan sehingga pengemasan modern harus dioptimisasi dan terintegrasi secara efektif dengan rantai pasok makanan (Ahvenainen, 2003). Menurut Ahvenainen (2003), pengemasan modern dapat dibagi menjadi dua yaitu pengemasan aktif (active packaging) dan pengemasan cerdas (intelligent packaging). Actipak Project yang dibentuk pada tahun di Eropa mencoba merumuskan definisi pengemasan aktif dan pengemasan cerdas seperti di bawah ini. i. Pengemasan aktif (active packaging) Pengemasan aktif bertujuan untuk mengubah kondisi makanan yang dikemas untuk memperpanjang umur simpan atau untuk meningkatkan keamanan, sementara tetap mempertahankan kualitas makanan yang dikemas. Kondisi makanan dalam kemasan dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu proses fisiologis (contohnya respirasi buah dan sayuran segar), proses kimia (contohnya oksidasi lemak), proses fisika (contohnya pembusukan pada roti), aspek mikrobiologi (kerusakan karena mikroba) dan serangan hama (contohnya serangga). Teknik dalam sistem pengemasan aktif dapat dibagi dalam tiga kategori yaitu sistem penyerap, sistem pelepas, dan sistem lainnya. a. Sistem penyerap Sistem penyerap mengeluarkan komponen yang tidak diinginkan seperti oksigen, karbon dioksida, etilen, kelebihan air, polutan dan beberapa komponen lainnya. Sistem penyerap oksigen biasa digunakan pada keju, daging, makanan cepat saji, roti, kopi, teh, kacang dan susu. Sistem penyerap karbon dioksida biasa digunakan pada daging sapi kering, kopi kering dan daging unggas kering. Sistem penyerap etilen biasa digunakan pada buahbuahan seperti apel, pisang, mangga, mentimun, tomat, alpukat dan sayur-sayuran seperti wortel dan kentang. Sistem penyerap uap air biasa digunakan pada daging, ikan, unggas, roti dan potongan buah dan sayur. Sistem penyerap polutan biasa digunakan pada jus buah, ikan, makanan berminyak (contohnya keripik kentang, biskuit dan sereal), dan bir. Polutan yang dapat dihilangkan yaitu bau tidak sedap, amina dan aldehida. Sistem penyerap lain yaitu sistem penyerap sinar ultra violet biasa digunakan pada minuman, sementara sistem penyerap laktosa dan sistem penyerap kolesterol biasa digunakan pada susu dan produk turunannya. 2

17 b. Sistem pelepas Sistem pelepas melepaskan atau menambahkan bahan tertentu seperti karbon dioksida, antioksidan dan bahan tambahan makanan ke makanan dalam kemasan atau ke bagian headspace kemasan secara aktif. Sistem pelepas karbon dioksida biasa digunakan pada sayursayuran, buah-buahan, daging, ikan dan unggas. Sistem pelepas etanol biasa digunakan pada roti yang harus dipanaskan dan ikan kering. Sistem pelepas antimikroba tambahan biasa digunakan pada daging, unggas, ikan, roti, keju, buah-buahan dan sayur-sayuran. Sistem pelepas SO 2 digunakan pada buah-buahan. Sistem pelepas antioksidan biasa digunakan pada makanan kering dan makanan berlemak. Sistem pelepas aroma dapat digunakan pada berbagai jenis produk makanan. Sistem pelepas pestisida biasa digunakan pada makanan kering dalam karung seperti tepung, beras dan biji-bijian lainnya. Sistem penyerap dan sistem pelepas dapat berbentuk sachet, label atau film. Sachet ditempatkan pada head-space kemasan sementara label ditempatkan pada bagian penutup kemasan. Tetapi kontak langsung dengan makanan harus dicegah karena dapat merusak sistem dan menyebabkan migrasi bahan kemasan. c. Sistem lainnya Sistem lainnya dapat dibedakan atas beberapa jenis antara lain pencegah panas, selfheating cans and containers, self cooling cans and containers, kemasan dalam microwave, film yang sensitif terhadap panas, film yang telah diradiasi sinar ultra violet dan film yang telah dilapisi material tertentu. ii. Pengemasan cerdas (smart packaging) Pengemasan cerdas bertujuan untuk mengawasi kondisi makanan terkemas dengan tujuan untuk mendapatkan informasi mengenai kualitas makanan dalam kemasan sewaktu transportasi dan penyimpanan. Pengawasan kondisi makanan dilakukan dengan menggunakan indikator yang dibedakan atas indikator luar dan indikator dalam. Indikator luar adalah indikator yang diletakkan di luar kemasan sementara indikator dalam adalah indikator yang ditempatkan di dalam kemasan, dapat ditempatkan pada head-space kemasan atau ditambahkan pada penutup kemasan. Contoh indikator luar yaitu indikator waktu, indikator suhu dan indikator pertumbuhan mikroba sementara contoh indikator dalam adalah indikator oksigen, indikator karbon dioksida, indikator patogen dan indikator pertumbuhan mikroba (Ahvenainen, 2003). Menurut Suppakul et al., (2003), pengemasan aktif adalah sebuah konsep inovatif yang dapat didefinisikan sebagai suatu jenis pengemasan dimana bahan kemasan, produk dan lingkungan berinteraksi untuk memperpanjang umur simpan atau menjaga keamanan atau penampakan bahan, sementara tetap menjaga kualitas dari produk tersebut. Hal ini khususnya sangat penting untuk produk yang segar dan produk yang harus disimpan dalam waktu yang lama. Day (2008) mendefinisikan pengemasan aktif sebagai suatu sistem kemasan yang sengaja ditambahkan dan bertujuan untuk meningkatkan kemampuan kemasan dalam menjaga atau memelihara aspek kualitas, keamanan, dan sensori dari bahan pangan. Kemasan aktif memiliki kemampuan untuk memerangkap atau menahan masuk oksigen, menyerap karbon dioksida, uap air, etilen, flavor, bau, noda, mengeluarkan karbon dioksida, etanol, antioksidan, serta memelihara kontrol suhu dan bertanggung jawab terhadap perubahan suhu. Kemasan cerdas (smart packaging) menurut Robertson (2006) adalah kemasan yang memiliki indikator baik yang diletakkan secara internal maupun secara eksternal dan mampu memberikan informasi tentang keadaan kemasan dan atau kualitas kemasan di dalamnya. Smolander (2008) merangkum beberapa perkembangan dalam riset indikator kesegaran produk dari beberapa peneliti smart packaging yang dapat dilihat pada Tabel 1. 3

18 Tabel 1. Beberapa indikator penentu kesegaran produk perikanan yang digunakan pada berbagai smart packaging Metabolit yang Produk indikator Indikator Potensial dan Prinsip Sensor dideteksi kesegaran komersial Gas-gas basa volatil Komponen nitrogen volatil (TMA, DMA, amonia) Produk degradasi ATP Komponen sulfur DTN pada komponen volatil dari produk dalam kemasan bereaksi dan merubah warna dari pewarna indikator Reaksi dilihat berdasarkan perubahan warna menggunakan pewarna sensitif ph atau dengan sensor optik Test strip, biosensor elektrokimia berdasarkan penentuan enzimatis, kontak langsung dengan makanan DTN pada komponen volatil sulfur dari kemasan, reaksi berdasarkan perubahan warna mioglobin, atau perubahan warna lembaran perak skala nano It s Fresh (It s Fresh! Inc.) Fresh Taq (USA), freshq (USA) Transia GmbH (Jerman) Freshness Guard Indicator (Finlandia) Pengemasan antimikrobial adalah salah satu jenis dari pengemasan aktif yang dapat menambah umur simpan suatu produk dan memberikan perlindungan terhadap mikroba kepada konsumen. Kemasan antimikrobial dapat menghambat, mengurangi, atau menghentikan pertumbuhan bakteri patogen pada produk terkemas maupun kemasan itu sendiri. Kemasan tersebut dapat berperan sebagai pembawa komponen antimikroba dan/atau sebagai komponen antioksidan yang berfungsi untuk menjaga tetap tingginya konsentrasi bahan pengawet alami pada permukaan bahan makanan (Seydim dan Sarikus, 2006). Kelembaban relatif (RH) memiliki efek yang sangat signifikan terhadap sifat permeabilitas dari kemasan. Bahan higroskopis lebih terpengaruh oleh uap air daripada bahan tidak higroskopis. Peningkatan suhu juga dapat menyebabkan peningkatan permeabilitas. Hal ini sesuai dengan hukum kinetik dimana ketika suhu meningkat, molekul memperoleh lebih banyak energi dan lebih mudah bergerak menembus suatu matriks. Peningkatan suhu berbanding lurus dengan peningkatan permeabilitas, tetapi berbeda untuk setiap jenis bahan (Cooksey, 2007) Kemasan Biodegradable Kemasan biodegradable diartikan sebagai kemasan yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan secara alami. Istilah biodegradable diartikan sebagai kemampuan komponen-komponen molekular dari suatu material untuk dipecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil oleh mikroorganisme hidup, sehingga zat karbon yang terkandung dalam material tersebut akhirnya dapat dikembalikan ke biosfer (Gould et al., 1990). Kemasan biodegradable dapat dibuat dari bahan polimer sintetis, polimer alami, dan campuran antara polimer alami dengan polimer sintetis (Cole, 1990). Latief (2001) menyatakan bahwa ada tiga kelompok biopolimer yang menjadi bahan dasar dalam pembuatan kemasan biodegradable yaitu : i. Campuran biopolimer dengan polimer sintetis. Bahan ini memiliki nilai biodegradabilitas yang rendah dan biofragmentasi yang sangat terbatas. ii. Poliester. Biopolimer ini dihasilkan secara bioteknologi atau fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes dan dapat terdegradasi secara penuh oleh bakteri, jamur, dan alga. 4

19 iii. Polimer pertanian. Polimer pertanian di antaranya yaitu cellophane, seluloasetat, kitin, dan pullulan. Kemasan dengan sifat anti mikroba sangat baik untuk digunakan sebagai kemasan bahan makanan. Menurut Hancock (2001), keuntungan yang didapatkan dari penggunaan kemasan anti mikroba sebagai kemasan bahan makanan yaitu : 1. Melindungi konsumen dari penyakit akibat bakteri patogen yang terdapat pada makanan. 2. Meningkatkan umur simpan dan menjaga kualitas makanan dengan cara mengurangi oksidasi lemak dan ketengikan. 3. Tidak seperti wax coating, film berbasis protein dapat dibuat cukup berpori sehingga dapat meningkatkan umur simpan pada buah. 4. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan untuk mengaplikasikan penggunaan film pada produk, antara lain dengan dibungkus, dicelup pada larutan film, dan menyemprotkan film ke produk. Sifat hidrofilik dan hidrofobik pada jenis film yang berbeda menyebabkan film ini dapat diterapkan pada berbagai jenis produk. 5. Edible films dengan penggunaan gliserol yang sedikit tidak menyebabkan perubahan rasa sehingga lapisan yang menempel pada makanan dapat dimakan atau ikut diolah pada produk yang perlu dimasak. Hal ini berpotensi untuk mengurangi masalah limbah plastik karena film ini juga biodegradable. Proses pembuatan kemasan biodegradable dari polisakarida dan protein umumnya menggunakan plasticizer (pemlastis). Plasticizer merupakan bahan dengan berat molekul kecil sehingga dapat bergabung ke dalam matriks protein dan polisakarida untuk meningkatkan sifat fleksibilitas dan kemampuan membentuk film. Plasticizer meningkatkan volume bebas atau mobilitas molekul primer dengan mengurangi ikatan hidrogen antar rantai polimer. Komposisi, ukuran, dan bentuk dari plasticizer mempengaruhi kemampuannya untuk mengganggu ikatan rantai hidrogen, termasuk juga kemampuannya untuk mengikat air ke dalam sistem protein yang mengandung plasticizer tersebut (Sothornvit dan Krochta, 2000). Salah satu jenis plasticizer adalah gliserol. Gliserol adalah rantai alkohol trihidrik dengan susunan molekul C 3 H 8 O 3 yang sangat bermanfaat dalam bidang kimia organik. Gliserol dalam kondisi murni tidak berbau, tidak berwarna, dan berbentuk cairan kental dengan rasa manis. Gliserol bersifat larut sempurna dalam air dan alkohol, serta dapat terlarut dalam pelarut tertentu (misalnya eter, etil asetat, dan dioxane), namun tidak bersifat larut dalam hidrokarbon. Berat molekul gliserol adalah 92,10, massa jenisnya 1,23 g/cm 3 dan titik didihnya 204 C (Winarno, 1987). Penggunaan gliserol sebagai plasticizer lebih unggul karena tidak ada gliserol yang menguap dalam proses dibandingkan dengan dietilena glikol monometil eter (DEGMENT), etilena glikol (ET), dietilena glikol (DEG), trietilena glikol (TEG) dan tetraetilena glikol. Hal ini terjadi karena titk didih gliserol cukup tinggi jika dibandingkan dengan bahan pemlastis lainnya dan didukung dengan tidak adanya interaksi gliserol dan molekul protein di dalam bahan baku plastik (Noureddini et al., 1998) Polipropilena Salah satu jenis kemasan adalah plastik. Plastik merupakan senyawa polimer dari turunanturunan monomer hidrokarbon yang membentuk molekul-molekul dengan rantai panjang dari reaksi polimerisasi adisi atau polimerisasi kondensasi. Sifat-sifat plastik sangat tergantung pada jumlah molekul dan susunan atom molekulnya. Plastik terdiri dari polimer murni dan unsur-unsur lain seperti bahan pengisi (filler), pigmen, stabilisator, dan bahan pelunak (Syarief et al., 1989) Penggunaan plastik sebagai bahan pengemas memiliki keunggulan dibandingkan dengan bahan kemasan lainnya karena sifatnya yang ringan, transparan, kuat, termoplastik, dan permeabilitasnya 5

20 terhadap uap air, CO 2, dan O 2. Permeabilitas terhadap uap air dan udara tersebut menyebabkan peran plastik dalam memodifikasi ruang kemas selama penyimpanan. Permeabilitas uap air dan gas, serta luas permukaan kemasan mempengaruhi produk yang disimpan. Jumlah gas yang baik dan luas permukaan yang kecil menyebabkan masa simpan produk lebih lama (Winarno, 1987). Produk kering (kerupuk) yang bersifat hidrofilik harus dilindungi terhadap masuknya uap air. Umumnya produk-produk ini mempunyai ERH rendah, oleh karena itu produk kering harus dikemas dalam kemasan yang mempunyai permeabilitas uap air yang rendah untuk mencegah produk menjadi tidak renyah dan teksturnya rusak. Plastik PP memiliki permeabilitas gas yang sedang ((23 cc/cm/cm 2 /cmhg)10 11 ) dibandingkan LDPE ((80 cc/cm/cm 2 /cmhg)10 11 ). Sifat PP yang lebih kaku dan tidak mudah sobek dibandingkan plastik PE (LDPE dan HDPE) menjadikan plastik PP cocok digunakan sebagai bahan pengemas produk makanan kering khususnya kerupuk yang mudah rusak (Syarief dan Halid, 1993). Menurut Syarief et al., (1989), polipropilena termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari propilen. Polipropilena telah dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai nama dagang seperti bexphane, dynafilm, luparen, escon, olefane, dan profax. Beberapa sifat utama polipropilena sebagai berikut : i. Ringan (densitas 0,9 g/cm 3 ), mudah dibentuk, tembus pandang dan jernih dalam bentuk film, serta tidak transparan dalam bentuk kemasan kaku. ii. Memiliki kekuatan tarik lebih besar dari polietilena Pada suhu rendah akan rapuh, dalam bentuk murni pada suhu -30 C mudah pecah sehingga perlu ditambahkan polietilena atau bahan lain untuk memperbaiki ketahanan terhadap benturan. iii. Lebih kaku dari polietilena dan tidak mudah sobek sehingga mudah dalam penanganan dan distribusi. iv. Permeabilitas gas dan uap air rendah. v. Tahan terhadap suhu tinggi hingga 150 C sehingga dapat dipakai untuk makanan yang harus disterilisasi. vi. Tahan terhadap asam kuat, basa, dan minyak. Baik untuk kemasan sari buah dan minyak. Tidak terpengaruh oleh pelarut pada suhu kamar kecuali HCl. vii. Pada suhu tinggi akan bereaksi dengan benzen, silken, tolue, terpentin, dan asam nitrat kuat Kitosan Kitin dan kitosan adalah aminoglukopiranan yang dibentuk oleh N-asetiglukosamin dan glukosamin. Kitin dan kitosan merupakan polisakarida yang termasuk dalam sumber daya terbarukan dimana pada saat ini banyak dieksplorasi baik melalui penelitian akademik maupun penelitian industri. Walaupun kitosan merupakan biopolimer yang terdapat secara alami pada beberapa spesies jamur, sebagian besar produksi kitosan didasarkan pada pengolahan kitin yang banyak terdapat pada hewan. Produksi kitosan pada umumnya dilakukan melalui urutan proses deproteinisasi, demineralisasi dan deasetilasi secara kimia. Kondisi dan kualitas kitosan yang diproduksi tergantung pada sumber kitin yang digunakan dan proses deasetilasi. Kitin adalah polisakarida kedua terbanyak di bumi setelah selulosa. Kitin terdapat pada berbagai organisme, terutama pada jamur dan artropoda, bahkan pada manusia. Jumlah kitin bervariasi pada setiap organisme maupun organnya, berkisar antara sangat sedikit sampai 80% dari fraksi organik. Jumlah kitin pada jamur dapat mencapai 45%, pada kutikula serangga sekitar 20-60%, sementara jumlah kitin pada kutikula crustasea yang telah di-dekalsifikasi dapat mencapai 80%. Jumlah kitin yang disintesis oleh organisme sangat besar tetapi tidak terakumulasi pada biosfer karena kitin diuraikan oleh mikroorganisme yang menggunakan kitin sebagai sumber energi. Proses 6

21 penguraian kitin sangat berpengaruh pada proses metamorfosis dari artropoda, demikian juga pada perkembangan berbagai organisme, termasuk vertebrata. Banyak material yang dapat dibuat dari kitosan, termasuk film, membran semipermeabel, serat, microcapsules, nanocapsules, dan pembuatan komposit dengan komponen inorganik. Kitosan membentuk film apabila kitosan yang dilarutkan pada larutan asam laktat atau asam asetat 2% (contohnya 1%) dikeringkan. Kekuatan tarik dari film kitosan berkisar antara 38 sampai 66 MPa, kurang lebih dua kali lipat dari kekuatan tarik dari plastik polietilena. Oligomer dari gugus glukosamin pada kitosan dengan derajat polimerisasi (DP) 30 memiliki sifat antimikroba terhadap beberapa bakteri Gram-negatif, bakteri Gram-positif dan bakteri asam laktat, dimana oligomer dengan DP yang rendah tidak memiliki sifat antimikroba. Oligomer kitosan dengan nilai DP yang rendah merupakan nutrien bagi bakteri, sementara oligomer dengan nilai yang lebih tinggi mempunyai sifat racun sebagai akibat dari sifat adhesi kitosan pada membran sel sehingga proses penyerapan nutrien melalui membran sel mikroba menjadi terhambat (Peter, 2005). Hasil dari sejumlah penelitian sampai saat ini menunjukkan bahwa kitosan dapat bersifat pembunuh bakteri atau penghambat bakteri, atau bahkan dapat membantu pertumbuhan bakteri sesuai dengan jenis bakterinya. Sejumlah hasil menunjukkan bahwa kitosan bersifat mencegah terhadap pertumbuhan sebagian besar bakteri patogen pada manusia dan bakteri perusak bahan pangan. Pengamatan dengan mikroskop elektron menunjukkan bahwa kitosan menyebabkan perubahan permukaan sel secara luas dan melapisi membran luar dengan sejenis struktur yang menyeluruh. Kitosan menempel dengan membran luar yang menyebabkan hilangnya fungsi pelindung dari membran. Sifat ini menyebabkan kitosan dapat digunakan untuk pelindung makanan. Aktivitas kitosan akan meningkat dengan bantuan pengawet makanan tradisional seperti asam benzoat, asam asetat dan sulfat. Kitosan juga dapat menghambat pertumbuhan fungi. Efek anti fungi dari kitosan pada pertumbuhan in vitro dari fungi patogen yang umum terdapat pada buah strawberry adalah pengurangan radius pertumbuhan dari Botrytis cinerea dan Rhizopus stolonifer pada media, dengan efek lebih besar apabila konsentrasinya dinaikkan. Infeksi jamur pada buah yang dilapisi kitosan dan disimpan pada suhu 13 C mulai terlihat pada hari ke 5 sedangkan infeksi jamur pada perlakuan kontrol (tanpa pelapisan) mulai muncul pada hari ke-1. Setelah penyimpanan selama 14 hari, lapisan kitosan dapat mengurangi pembusukan buah strawberry oleh fungi sampai 60%. Selain sifat antimikroba pada kitosan yang menghambat pertumbuhan mikroba secara langsung, kitosan dapat mengakibatkan timbulnya pertahanan pada buah akibat reaksi enzimatis. Kitosan meningkatkan produksi glukanohidrolase, komponen fenolik dan pembentukan senyawa fitoaleksin yang memiliki sifat anti fungi, dan mengurangi produksi enzim pembusukan seperti poligalakturonase dan pektin metil esterase (Muzzarelli dan Muzzarelli, 2007). Laham dan Lee (1995) menyatakan bahwa PE-Chitosan film memiliki tingkat degradasi lebih tinggi dibandingkan film komersial dengan bahan dasar tepung kanji ketika berada di dalam tanah. Suyatma et al. (2004) mencampur kitosan dengan polimer komersial polylactic acid dan memperoleh hasil bahwa ketahanan laju udara pada film kitosan menjadi meningkat. Lin dan Chuo (2004) menyatakan bahwa beberapa penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa kitosan dan turunannya mempunyai berbagai aktivitas biologis seperti sifat anti mikrobial, anti tumor, dan dapat membantu peningkatan ketahanan tubuh. Mereka membuktikan bahwa larutan kitosan mengandung antioksidan yang dibuktikan dengan kemampuan larutan kitosan tersebut mengurangi aktivitas radikal bebas seperti hidrogen peroksida, anion superoksida dan ion Cu 2+ dengan cara mengikat ion radikal bebas tersebut. Kim dan Thomas (2007) juga menyatakan bahwa penambahan larutan kitosan 0,2%, 0,5%, dan 1,0% ke daging ikan salmon dapat mengurangi oksidasi 7

22 lemak. Mereka menyarankan kitosan untuk digunakan sebagai sumber antioksidan sehingga dapat memperpanjang umur simpan dari produk yang mengandung lemak karena kitosan juga mempunyai sifat anti mikroba Bawang Putih Bawang putih (Allium sativum Linn) termasuk dalam famili Amaryllicedae. Bawang putih mengandung minyak atsiri, kalsium, saltivine, sulfur, protein, lemak, karbohidrat, fosfor, besi, kalium, selium, scordinin, serta vitamin A, B, dan C (Syamsiah dan Tajudin, 2006). Minyak esensial bawang putih yang diperoleh dari distilasi uap terhadap umbi bawang putih terutama terdiri dari dialil disulfida (60%), dialil trisulfida (20%), alil propil disulfida (16%), sejumlah kecil disulfida dan dialil polisulfida yang dinamakan alisin (Seydim dan Sarikus, 2006). Ekstrak bawang putih memiliki sifat penghambat terhadap mikroba jenis tertentu. Bakteri S. aureus dan Bacillus cereus diketahui lebih sensitif terhadap film yang mengandung mikroba dibandingkan dengan bakteri E. coli dan S. typhimurium. Sifat antibiotik dari 1 mg alisin (senyawa pada bawang putih) diketahui setara dengan 15 IU penisilin (Seydim dan Sarikus, 2006). Sifat antibakteri dan antifungi (terhadap beberapa jenis bakteri Gram negatif dan Gram positif) pada bawang putih disebabkan oleh alisin. Ajoene, senyawa organosulfur yang diperoleh dari bawang putih, diketahui meningkatkan sifat anti malaria dari chloroquine terhadap bakteri P. berghei. Riset lebih lanjut juga menunjukkan sifat penghambat dari ekstrak bawang putih terhadap Helicobacter pylori, sejenis bakteri yang berperan dalam pembentukan kanker perut (Mazza dan Oomah, 1998). Alisin merupakan senyawa sulfur, tidak terdapat pada umbi bawang putih yang utuh tapi dalam bentuk asam amino non protein yaitu aliin (S-alil sistein sulfoksida) dan tidak memiliki sifat anti mikroba. Pada saat umbi dihancurkan enzim aliinase akan mengkatalis aliin menjadi piruvat, amonia dan asam alil sulfenik yaitu dua molekul yang secara spontan bereaksi membentuk alisin. Pada distilasi uap dengan tekanan atmosfir, alisin terdekomposisi menjadi dialil thiosulfida dan sulfidasulfida lainnya. Alisin tidak tahan terhadap pemanasan dan tidak stabil dalam pelarut organik (Dewick, 2003). Hasil penelitian Kumar dan Berwal (1998) melaporkan bahwa bawang putih dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen makanan seperti Staphylococcus aureus, Salmonella thypii, E. coli, dan Listeria monocynogenes. Karena itu bawang putih mempunyai potensi sebagai pengawet makanan olahan. Vaidya et al. (2008) menyatakan bahwa alisin yang terdapat dalam bawang putih berpengaruh terhadap rasa dan bau dari bawang putih. Alisin juga dinyatakan mempunyai sifat antioksidan. Aktivitas ini berupa pengikatan terhadap ion radikal bebas dari peroksida. Sifat anti mikroba ini diperoleh dari asam sulfenik yang terbentuk dari dekomposisi alisin pada bawang putih Parameter Pengujian Kerupuk Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (2008), kerupuk diartikan sebagai makanan yang dibuat dari adonan tepung dicampur dengan lumatan udang atau ikan, setelah dikukus disayat-sayat tipis atau dibentuk dengan alat cetak, dijemur agar mudah digoreng. Kerupuk memiliki tekstur berongga dan renyah, hal ini merupakan salah satu mutu dari kerupuk. Sifat renyah pada produk kerupuk dan crackers berpengaruh terhadap kualitas produk pangan dan berperan dalam metode penyimpanan suatu produk pangan (Wirakartakusumah et al., 1989). Perubahan yang terjadi pada produk setelah digoreng di antaranya adalah penguapan air, kenaikan suhu produk yang mengakibatkan reaksi pencoklatan serta perubahan bentuk dan ukuran 8

23 produk yang digoreng. Keluarnya air dari bahan akan disertai penyerapan minyak goreng ke dalam produk, serta terjadi perubahan densitas produk selama penggorengan (Supartono et al., 2000). Timbulnya warna pada permukaan bahan disebabkan oleh reaksi browning atau reaksi Maillard. Warna ini merupakan hasil reaksi dari gula dan protein yang terdapat di dalam makanan dan terjadi terutama pada suhu tinggi (Ketaren, 1989). Penggorengan kerupuk bertujuan untuk memanaskan kerupuk kering sehingga molekul air yang masih terikat pada struktur kerupuk menguap dan menghasilkan tekanan uap yang mengembangkan struktur kerupuk. Penggorengan juga bertujuan untuk memperoleh bahan pangan goreng yang mempunyai aroma dan rasa yang menarik (Setiawan, 1998). Minyak goreng pada proses penggorengan berfungsi sebagai medium penghantar panas, penambah rasa gurih, penambah nilai gizi dan kalori pada bahan pangan (Ketaren, 1989). Makanan goreng umumnya memiliki struktur yang sama yaitu terdiri dari bagian hati (core), lapisan luar hati (crust) dan lapisan terluar makanan goreng (outer zone surface). Bagian hati (core) merupakan bagian makanan goreng yang masih mengandung air. Pada makanan tipis seperti keripik bagian ini hampir tidak ada, yang ada hanya bagian crust. Lapisan luar hati (crust) merupakan hasil dehidrasi pada proses penggorengan. Air yang hilang pada bagian luar akibat penguapan air akan diisi oleh minyak. Bagian permukaan paling luar (outer zone surface) merupakan bagian paling luar makanan goreng yang berwarna coklat kekuningan. Warna coklat merupakan hasil reaksi browning. Warna permukaan paling luar tersebut dipengaruhi oleh komposisi makanan, suhu, dan lama penggorengan (Ketaren, 1989). Menurut Ketaren (1989) tipe penyebab ketengikan dalam lemak dibagi atas tiga golongan yaitu ketengikan oleh oksidasi, ketengikan oleh enzim, dan ketengikan oleh proses hidrolisa. Berbagai jenis minyak atau lemak akan mengalami perubahan flavor dan bau sebelum terjadi proses ketengikan. Hal ini dikenal sebagai reversion. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pengembangan dari reversion ini adalah suhu, cahaya atau penyinaran, tersedianya oksigen, dan adanya logam-logam yang bersifat sebagai katalisator pada proses oksidasi. Peningkatan kadar air dapat meningkatkan laju reaksi deteriorasi dengan cepat. Makanan kering mengalami kerusakan apabila menyerap uap air yang berlebih. Kerusakan ini cukup kompleks karena dapat melibatkan berbagai jenis reaksi deteriorasi yang lain yang sensitif terhadap perubahan a w. Penyerapan uap air ditandai dengan peningkatan kadar uap air. Peningkatan kadar air dapat menyebabkan hilangnya kerenyahan (Arpah, 2001). Arpah (2001) menyatakan bahwa kerenyahan merupakan suatu perubahan sifat fisik pada bahan pangan akibat dari reaksi deteriorasi selama penyimpanan yang dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti suhu. Tergantung pada tingkat deteriorasi yang berlangsung, perubahan tersebut dapat menyebabkan produk pangan tidak dapat digunakan untuk tujuan seperti yang seharusnya atau bahkan tidak dapat dikonsumsi sehingga dikategorikan sebagai bahan kadaluwarsa. Katz dan Labuza (1981) melaporkan bahwa kerenyahan makanan kudapan menurun dengan meningkatnya a w produk. Apabila a w mencapai 0,35-0,50 maka kerenyahannya, yang menjadi ciri khas produk makanan ringan, menjadi hilang. Air akan melarutkan dan melunakkan matriks pati dan protein yang ada pada sebagian bahan pangan yang mengakibatkan perubahan kekuatan mekanik termasuk kerenyahan. Laju penyerapan air juga dipengaruhi oleh kemampuan air menembus kemasan plastik. Makin besar pori-pori plastik maka laju penyerapan air akan makin cepat. Laju penyerapan air akan semakin kecil pada saat kerupuk hampir mencapai kondisi keseimbangan terhadap lingkungan. 9

24 III. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengemasan, Laboratorium DIT dan Laboratorium Pengawasan Mutu Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB, Laboratorium Departemen Teknologi Hasil Hutan IPB, serta Laboratorium Kemasan dan Material Balai Pengujian Mutu Barang Ekspor dan Impor Departemen Perdagangan, Jakarta. Penelitian dilakukan mulai Mei 2009 sampai Juli Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan antara lain kitosan, asam asetat, gliserol, aquades, ekstrak bawang putih, alkohol, indikator PP, dan KOH. Produk yang dikemas di dalam plastik adalah kerupuk udang yang telah digoreng. Kerupuk ini dibeli di Pasar Anyar, Bogor, kitosan didapatkan dari Laboratorium Departemen THP, FPIK IPB, sementara ekstrak bawang putih diekstrak dari bawang putih di Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balitro). Peralatan yang digunakan pada pembuatan kemasan aktif dan pengujian mutu produk terkemas antara lain peralatan gelas, oven, pelat kaca, peralatan titrasi, hot plate magnetic stirrer, neraca digital, dan termometer. Alat yang digunakan untuk uji sifat fisis dan mekanis film antara lain digital thickness gauge, tensile strength and elongation tester strograph, moisture cupmeter dan spektrofotometer visible. Plastik yang digunakan untuk mengemas kerupuk selama penyimpanan adalah kemasan plastik polipropilena (PP) Metode Penelitian Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap yaitu (i) pembuatan film berbahan kitosan; (ii) uji pengaruh konsentrasi gliserol terhadap kekuatan seal kemasan; (iii) uji sifat fisik dan mekanis kemasan, dan (iv) aplikasi kemasan pada kerupuk udang Pembuatan film berbahan kitosan Prosedur pembuatan film kitosan yang terbaik menurut Wardhani (2008) yaitu 3 g kitosan dilarutkan dalam asam asetat 1% (v/v) sebanyak 96,5 ml lalu dipanaskan di atas penangas sambil diaduk selama 60 menit sampai homogen. Suhu larutan dijaga tidak melebihi 50 C karena zat antimikroba pada kitosan dikhawatirkan akan rusak pada suhu tinggi. Setelah larutan homogen maka segera ditambah gliserol 0,5 ml yang berfungsi sebagai plasticizer. Larutan film lalu disimpan dalam oven bersuhu 40 C selama 24 jam kemudian dituang ke atas cetakan pelat kaca secara merata dan dikeringkan selama 24 jam di oven bersuhu 40 C. Diagram alir proses pembuatan dapat dilihat pada Gambar 1. 10

25 Asam asetat 1% 96,5 ml Kitosan 3 g Pelarutan Homogenisasi selama 10 menit Gliserol 0,5 ml Pemanasan 50 C selama 60 menit Larutan film Ekstrak bawang putih 0 dan 1 ml Pendinginan 40 C selama 24 jam Penuangan di pelat kaca Pengeringan 40 C selama 24 jam Pelepasan film dari cetakan Film kitosan Gambar 1. Skema proses pembuatan larutan film kitosan Uji pengaruh konsentrasi gliserol terhadap kekuatan seal plastik Uji pengaruh konsentrasi gliserol terhadap kekuatan seal plastik dilakukan secara kualitatif yaitu dengan membandingkan kekuatan seal dari plastik dengan cara disobek pada bagian seal-nya. Plastik yang bagian seal-nya lebih kuat akan lebih tahan terhadap gaya tarik yang diberikan sehingga bagianyang sobek adalah plastiknya sedangkan bagian seal-nya akan tetap utuh. Konsentrasi gliserol yang diberikan adalah 0,5 %, 0,8 % dan 1 % (v/v) Uji Fisik dan Mekanis Kemasan Uji sifat fisik dan mekanis kemasan dilakukan untuk mengetahui kualitas kemasan yang diproduksi dan membandingkan dengan kemasan konvensional yang telah ada saat ini. Uji yang dilakukan meliputi ketebalan, kadar air film, kekuatan tarik dan persen pemanjangan (elongasi), laju transmisi uap air, dan nilai transparansi plastik. Prosedur analisis disajikan pada Lampiran 1. 11

26 Aplikasi kemasan pada kerupuk udang Kemasan plastik yang diperoleh digunakan untuk mengemas produk olahan yaitu kerupuk udang, kemudian produk tersebut disimpan selama jangka waktu tertentu untuk kemudian dianalisis dan dibandingkan hasilnya dengan plastik kemasan konvensional yang banyak digunakan pada saat ini. Produk yang digunakan adalah kerupuk udang karena produk ini mudah rusak sehingga mudah untuk diamati. Produk disimpan selama tiga hari pada suhu ruang karena diperkirakan kerupuk udang akan mengalami penurunan mutu yang signifikan setelah tiga hari. Kemasan plastik yang digunakan sebagai pembanding adalah plastik PP karena plastik ini merupakan bahan yang paling umum digunakan sebagai pengemas kerupuk udang. Kerupuk udang yang telah disimpan selama tiga hari lalu diuji parameter mutunya untuk mengetahui efektivitas dari kemasan yang dibuat. Parameter yang digunakan antara lain kadar air, ketengikan (kadar asam lemak bebas), dan nilai kekerasan untuk mengetahui penerimaan panelis terhadap kerupuk udang yang telah disimpan selama tiga hari. Prosedur analisis disajikan pada Lampiran 1. 12

27 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pembuatan Film Film yang dibuat pada riset ini dibuat dari kitosan dengan penambahan ekstrak bawang putih sebagai bahan aktif. Kitosan dilarutkan dengan menggunakan asam asetat 1% sedangkan sebagai plasticizer digunakan gliserol. Proses pembuatan film dilakukan sesuai dengan prosedur menurut Wardhani (2008) dan Zainab (2009). Kitosan dilarutkan pada larutan asam asetat 1% pada suhu 50 C selama 60 menit sambil dilakukan pengadukan sehingga larutan menjadi homogen dan kental. Lembaran film didapatkan setelah larutan film dituangkan ke plat kaca berukuran cm dan dikeringkan di dalam oven bersuhu 40 C selama 24 jam. Hasil film yang didapatkan untuk film tanpa penambahan ekstrak bawang putih berwarna lebih terang. Hal ini terjadi karena ekstrak bawang putih berwarna coklat gelap sehingga mempengaruhi warna film yang dibentuk. Penampakan dari kedua jenis film tersebut dapat dilihat pada Gambar 2. A B Gambar 2. Penampakan dari kedua jenis film : (A) film tanpa penambahan ekstrak bawang putih; (B) film dengan penambahan ekstrak bawang putih Fessenden dan Fessenden (1995) menyatakan bahwa kitosan lebih mudah larut dalam asam asetat 1-2%. Selama pencampuran akan reaksi antara kitosan dan asam asetat berupa ikatan hidrogen dan gaya Van der Walls. Peter (2005) juga menyatakan bahwa kitosan membentuk film apabila kitosan yang dilarutkan pada larutan asam laktat atau asam asetat 2% (contohnya 1%) dikeringkan. Kekuatan tarik dari film kitosan berkisar antara 38 sampai 66 MPa, kurang lebih dua kali lipat dari kekuatan tarik dari plastik polyethylene. Muzzarelli dan Muzzarelli (2007) menyatakan bahwa hasil dari sejumlah penelitian sampai saat ini menunjukkan bahwa kitosan dapat bersifat pembunuh bakteri atau penghambat bakteri, atau bahkan dapat membantu pertumbuhan bakteri sesuai dengan jenis bakterinya. Sejumlah hasil menunjukkan bahwa kitosan bersifat mencegah terhadap pertumbuhan sebagian besar bakteri patogen pada manusia dan bakteri perusak bahan pangan. Alexander dan Rhee (2005) juga menyatakan bahwa oligomer dari gugus glukosamin pada kitosan dengan derajat polimerisasi (DP) 30 memiliki sifat antimikroba terhadap beberapa bakteri Gram-negatif, bakteri Gram-positif dan bakteri asam laktat, dimana oligomer dengan DP yang rendah tidak memiliki sifat antimikroba. Oligomer kitosan dengan 13

28 nilai DP yang rendah merupakan nutrien bagi bakteri, sementara oligomer dengan nilai yang lebih tinggi mempunyai sifat racun sebagai akibat dari sifat adhesi kitosan pada membran sel sehingga proses penyerapan nutrien melalui membran sel mikroba menjadi terhambat. Kitosan juga mengandung antioksidan yang dapat membantu menambah umur simpan kerupuk. Kitosan ini dapat mengikat radikal bebas antara lain hidrogen peroksida, anion superoksida dan ion Cu 2+. Karena itu film kitosan cocok digunakan untuk mengemas produk yang mengandung minyak atau lemak (Lin dan Chuo, 2004; Kim dan Thomas, 2007). Plasticizer yang digunakan dalam pembuatan film ini adalah gliserol. Menurut Noureddini et al. (1998), gliserol mempunyai keunggulan sebagai plasticizer karena titik didih yang tinggi sehingga tidak ada gliserol yang menguap dalam proses dibandingkan dengan dietilena glikol monometil eter (DEGMENT), etilena glikol (ET), dietilena glikol (DEG), trietilena glikol (TEG) dan tetraetilena glikol. Hal ini didukung dengan tidak adanya interaksi gliserol dan molekul protein di dalam bahan baku plastik. Gontard et al. (1993) juga menyatakan bahwa gliserol sangat kompatibel dengan film hidrofilik seperti kitosan dan akan menghasilkan film yang lebih fleksibel, halus, dan tidak rapuh. Bahan aktif, dalam hal ini ekstrak bawang putih, ditambahkan setelah larutan homogen dengan tetap dilakukan pengadukan sampai ekstrak bawang putih tercampur secara merata. Pencampuran ekstrak bawang putih dilakukan paling akhir karena dikhawatirkan bahan aktif yang terdapat pada ekstrak bawang putih akan rusak apabila mengalami pemanasan dalam waktu lama karena pada umumnya rempah-rempah sensitif terhadap pemanasan (Chen et al., 1985). Hal ini diperkuat dengan pernyataan Dewick (2003) yang menyatakan bahwa alisin yang terdapat pada bawang putih tidak tahan terhadap pemanasan. Ekstrak bawang putih yang digunakan dihasilkan dari proses ekstraksi menggunakan pelarut metanol. Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan metode maserasi. Hasil ekstraksi yang diperoleh berupa ekstrak kental. Bawang putih juga diketahui mempunyai sifat antioksidan. Vaidya et al. (2008) menyatakan bahwa alisin yang berpengaruh terhadap rasa dan bau dari bawang putih juga dinyatakan mempunyai sifat antioksidan. Aktivitas ini berupa pengikatan terhadap ion radikal bebas dari peroksida. Sifat anti mikroba ini diperoleh dari asam sulfenik yang terbentuk dari dekomposisi alisin pada bawang putih. Sifat antioksidan ini diharapkan dapat meningkatkan umur simpan dengan cara mengurangi oksidasi yang terjadi pada kerupuk. Zainab (2009) menyatakan bahwa film yang ditambah ekstrak bawang putih mempunyai aktivitas penghambatan terhadap Salmonella dengan konsentrasi ekstrak bawang putih 0,4% dan 0,6%. Ketika film tersebut diaplikasikan untuk mengemas produk pangan, yaitu bakso ikan, hasil penelitian menunjukkan bahwa film yang ditambah ekstrak bawang putih 6% dapat memperpanjang umur simpan bakso sampai dua hari pada penyimpanan suhu ruang, sebanding dengan bakso yang diberi bahan tambahan Sodium Tripolifosfat (STTP) 0,25%. Pada permukaan film yang ditambah ekstrak bawang putih dapat terlihat adanya serat-serat halus yang berasal dari ekstrak bawang putih. Hal ini diduga dapat mempengaruhi nilai kekuatan tarik atau elongasi dari film tersebut. Film yang diperoleh juga mempunyai aroma yang khas sesuai dengan bahan pembuatnya. Film tanpa penambahan ekstrak bawang putih berbau agak asam sebagai akibat dari penggunaan asam asetat dan juga masih ada bau amis udang sebagai akibat dari penggunaan kitosan sementara film dengan penambahan ekstrak bawang putih mempunyai bau agak asam dan juga berbau bawang putih. Aroma dari ekstrak bawang putih akan mempengaruhi aroma dari bahan kemasan yang dikemas sehingga dapat mempengaruhi penerimaan dari konsumen. Proses pembuatan film ini tidak membutuhkan teknologi tinggi sehingga mudah diterapkan dalam skala kecil tetapi diperlukan pengembangan atau desain alat produksi agar proses produksi film ini dapat diterapkan dalam skala industri. 14

29 4.2. Pengaruh Perbedaan Konsentrasi Gliserol terhadap Kekuatan Sealing Plastik Gliserol yang dicampurkan ke larutan bervariasi yaitu 0,5%, 0,8% dan 1% (v/v). Perbandingan karakteristik dari ketiga jenis film tersebut secara kualitatif disajikan pada Tabel 2. Perbedaan dari ketiga jenis film tersebut dapat dilihat pada Gambar 3 sementara penampakan dari hasil seal dari film tersebut dapat dilihat pada Gambar 4. (a) (b) (c) Gambar 3. Film dengan konsentrasi gliserol : (a) 0,5%; (b) 0,8%; dan (c) 1% 15

30 Hasil seal (a) Hasil seal (b) Hasil seal (c) Gambar 4. Hasil seal film dengan konsentrasi gliserol : (a) 0,5%; (b) 0,8%; dan (c) 1% 16