6/27/2013. Pengertian

Transkripsi

1 Pengertian CONTROLLED ATMOSPHERE STORAGE Tujuan Instruksional Khusus - Mahasiswa mampu menerapkan teknologi penyimpanan dengan udara terkendali (CAS) pada produk hortikultura. Elisa Julianti- ITP FP USU Controlled Atmosphere (CA) dan Modified Atmosphere (MA) Komposisi udara di sekililing produk yang berbeda dengan udara normal terutama konsentrasi O 2 dan CO 2 Ditemukan oleh Kidd dan West tahun 1927 Secara komersial digunakan di Kent tahun 1929 Tiga Tipe teknik Modified Atmosphere : Controlled Atmosphere Storage (CAS) Hypobaric Storage (Low-Pressure) = HS Modified Atmosphere Storage (MAS) Elisa Julianti-ITP FP USU 1. Controlled Atmosphere Storage (CAS) Cara penyimpanan dimana atmosfir di sekeliling produk diatur konsentrasinya terutama konsentrasi O 2 dan CO 2 yaitu dengan menurunkan konsentrasi O 2 dan menaikkan konsentrasi CO 2 yang disertai pengontrolan udara secara terus menerus. Konsentrasi O 2, CO 2 dan N 2 diatur melalui filter khusus dibantu oleh generator gas Komposisi Udara Normal : N 2 = 78.08% O 2 = 20.95% CO 2 = 0.03% Elisa Julianti-ITP FP USU Untuk menurunkan konsentrasi O 2 digunakan : Gas N 2 Pembakaran Membran silika Untuk mengusir CO 2 digunakan : Air Kapur Tapis Molekuler Untuk meningkatkan CO 2 digunakan : Es Kering Silinder bertekanan 1

2 2. Hypobaric Storage (Low-Pressure) 3. Modified Atmosphere Storage (MAS) Mengurangi tekanan udara normal di sekeliling produk Efeknya : Suplai O 2 menurun kecepatan respirasi menurun Etilen dan gas lain dikeluarkan dengan cara menghampakan udara sehingga pematangan terhambat Keuntungan dibanding CA konvensional : Dapat mengeluarkan gas etilen secara terus menerus Kontrol O 2 lebih terjamin sehingga mencegah terjadinya respirasi anaerob Cara penyimpanan dimana konsentrasi O 2 lebih rendah dan konsentrasi CO 2 lebih tinggi dibanding normal yang dicapai melalui kemasan 2 Type MAS : MA aktif : penyimpanan dengan MA dimana udara di dalam kemasan awalnya dikontrol dengan menarik semua udara dalam kemasan kemudian diisi kembali dengan udara dan konsentrasinya diatur sehingga keseimbangan langsung dicapai MA pasif : keseimbangan antara O 2 dan CO 2 diperoleh melalui pertukaran udara dalam kemasan (mengandalkan permeabilitas kemasan) Elisa Julianti-ITP FP USU Pada penyimpanan dengan CA, yang berperan adalah tekanan parsial O 2 dan bukan tekanan total. Misal : respirasi buah akan sama bila ditempatkan pada udara dengan konsentrasi 21% O 2 dan tekanan 5 atm atau pada 100% O 2 dan tekanan 1 atm. Penggunaan MA dan CA Selama transportasi produk - strawberry - sweet cherries - pisang Penyimpanan sementara - strawberry - raspberry Penyimpanan jangka panjang - apel - pear - kubis 2

3 STRUKTUR CA Pertimbangan konstruksi : Material Ukuran (kapasitas) Sistem pendinginan Type refrigeran Insulasi Kedap udara Kemudahan selama penyimpanan Tenda plastik : Murah Frame + Polietilen 75 m STRUKTUR CA Fasilitas peralatan : Generator yang tepat Breather bag Sistem pemurnian udara Monitoring kondisi lingkungan : Termokopel, rekorder Automatic sensitive gas sampling O 2 dan CO 2 Pertimbangan keselamatan : Cara memonitor : dengan jendela akrilik TEKNIK PENCAMPURAN GAS 1. Sistem Statik Prosedur Gravimetri : Tidak tergantung suhu, tekanan dan kompresi Pencampuran didasarkan pada berat komponen yang berbeda-beda Pencampuran berdasarkan volume : Silinder dikosongkan sampai 0.1 mm Hg Dibilas dengan gas pelarut Dikosongkan kembali Injeksikan komponen gas dengan gastight syringe dan gas pelarut dibiarkan menekan silinder sampai tekanan yang diinginkan. TEKNIK PENCAMPURAN GAS.. Pencampuran berdasarkan tekanan : Tekanan parsial masing-masing komponen = fraksi mol dikali tekanan total campuran P A = MF A x P T Contoh : suatu campuran terdiri dari 10% A dan 90% B pada tekanan total silinder 2000 Psi, berapa tekanan parsial untuk gas A dan B? Jawab : P A = MF A x P T = 0.10 x 2000 Psi = 200 Psi P B = MF B x P T = 0.90 x 2000 Psi = 1800 Psi sehingga pencampuran gas dilakukan dengan menambahkan 200 Psi gas A dan 1800 Psi gas B. 3

4 TEKNIK PENCAMPURAN GAS.. Homogenisasi campuran : Tergantung densitas dan jumlah relatif komponen Pada homogenisasi dengan menggunakan silinder berputar atau konveksi panas, maka hindari penggunaan suhu di atas 50 o C agar campuran gas tetap homogen TEKNIK PENCAMPURAN GAS.. 2. Sistem Dinamik Pencampuran gas dilakukan dengan aliran kontiniu Gas dicampurkan berdasarkan volume sesuai kebutuhan pada tekanan dan suhu konstan Alat pengontrol aliran : kapiler tube dan klep jarum TOLERANSI RELATIF Tiap komoditas mempunyai toleransi relatif terhadap kondisi O 2 yang rendah dan CO 2 yang tinggi Toleransi relatif tergantung pada suhu, lamanya pemberian kondisi CA Misal : selada yang disimpan dengan kondisi CA akan mengalami pencoklatan jika semakin lama disimpan pada suhu 0 o C, tapi pencoklatan lebih sedikit pada suhu 10 o C. PENGGUNAAN GAS CO DALAM CA Sifat CO : colorless, tasteless, odorless dan flamable 12.5% % CO di udara akan meledak Toxic untuk pernafasan (mengganggu fungsi pembawa O 2 ) Pengaruh menguntungkan : 1-5% CO akan mengurangi 2-5% O % CO menghambat patogen Kombinasi dengan MA untuk membunuh insekta 4

5 PENGGUNAAN GAS CO DALAM CA Pengaruh merugikan : Memperburuk luka fisiologis tertentu, misal pada apel akan memperparah brown stain Stimulan bagi kerja etilen bagi kiwi Perlu perlakuan khusus untuk safety 2-3% CO selama transportasi selada dapat menahan diskolorisasi PENGARUH CA TERHADAP PROSES METABOLISME 1. Respirasi Pengurangan O 2 akan menurunkan laju respirasi Konsentrasi O % mempengaruhi siklus Kreb, dan < 3% menghambat sistem glikolitik Konsentrasi O 2 minimum 1-3% (tergantung komoditi) untuk menghindari respirasi anaerob dimana jalur glikolitik menggantikan sikluskreb sebagai sumber energi, sehingga asam piruvat tidak dioksidasi, tapi didekarboksilasi membentuk asetaldehida, CO 2 dan etanol terjadi off flavor dan jaringan rusak Peningkatan konsentrasi CO 2 akan menurunkan laju respirasi Pada konsentrasi CO 2 > 20% (tergantung komoditi) dan konsentrasi O 2 <1% terjadi akumulasi etanol dan asetaldehida di dalam jaringan. Pada mangga dan jeruk konsentrasi CO 2 10% sudah menyebabkan akumulasi etanol dan asetaldehida. 2. Biosintesa Etilen Penurunan konsentrasi O 2 < 8% menurunkan produksi etilen pada buah dan sayuran dan menurunkan sensitivitas produk terhadap kerja etilen Pada konsentrasi O 2 3%, etilen di udara menurun hingga 50% Pada kondisi anaerob etilen tidak terbentuk CO 2 tinggi akan menghambat aktivitas dan pembentukan etilen CO 2 tinggi dapat meningkatkan produksi etilen jika konsentrasinya menyebabkan jaringan menjadi luka 5

6 3. Perubahan Komposisi Buah dan Sayuran a. Warna CA dapat menghambat : - hilangnya klorofil (warna hijau) - biosintesa karotenoid (kuning & orange) - biosintesa antosianin (merah dan biru) b. Tekstur CA dapat menunda pematangan dan pelunakan buah Contoh : o Pada konsentrasi O %, pembentukan poliuranid yang larut pada apel dikurangi hingga ½ nya o Kehadiran poligalakturonase pada tomat dapat dicegah dengan menyimpan tomat pada konsentrasi O 2 5% dan CO 2 5% hingga 8 minggu penyimpanan pada suhu 12.5 o C o Pada asparagus konsentrasi CO 2 12 ± 2% pada suhu 4 o C, maka batangnya akan tetap keras o Brokoli yang disimpan pada konsentrasi 10% CO 2 dan suhu 5 o C selama 2 minggu, lebih lembut jika dibanding dengan kondisi penyimpanan pada suhu ambien. c. Flavor Perubahan flavor disebabkan oleh perubahan karbohidrat, asam organik, protein, asam amino, lemak dan komponen fenolik Terjadinya kondisi anaerob pada perlakuan CA dapat meningkatkan off-flavor serta pembentukan asetaldehida dan etanol pada buah segar dapat dikurangi dengan aerasi CA dapat mencegah etilen membentuk isokumarin yang menyebabkan rasa pahit pada wortel d. Nilai Gizi Kondisi CA mempertahankan kandungan asam askorbat pada buah dan sayuran segar Pada bayam, 4% O 2 dan 9% CO 2 mengurangi kehilangan vitamin C hingga 50% dibanding penyimpanan pada kondisi ruang 6

7 4. Pertumbuhan dan Perkembangan CA dapat mencegah : Pertunasan pada kentang, bawang dan wortel Penambahan panjang pada asparagus Pemekaran pada jamur 5. Physical Injuries CA dapat mencegah kerusakan fisik seperti : luka permukaan Memar karena benturan Memar karena getaran pencoklatan 6. Kehilangan Air Kondisi CA dapat mengurangi kehilangan air 7. Kelainan Fisiologis CA dapat menyebabkan : disorder alleviated (mengurangi) Disorder aggravated (meningkatkan) Disorder induced Tabel 2. Kondisi CA untuk beberapa jenis buah dan sayuran a. Disorder Alleviated : 5-20% CO 2 mengurangi chilling injury pada cabe dan alpukat b. Disorder Alleviated Peningkatan CO 2 dan penambahan etilen menyebabkan white core pada kiwi. c. Disorder Induced Kondisi CA dapat menyebabkan penundaan kematangan pada buah klimakterik seperti tomat, melon dan plum Browning pada selada, seledri, kol, apel dan pear Lubang-lubang di permukaan pada mentimun, apel dan pear Komoditi Suhu ( o C) CA Benefit %O 2 %CO 2 Apel Excellent Anggur Slight/None Kiwi Excellent Peach Good Pear Excellent Strawberry Excellent Alpukat Good Pisang Excellent Lemon Good Olive Good Jeruk Fair Mangga Fair Pepaya Fair Nenas Fair Cabai Fair Tomat Hijau Good Tomat Matang Good 7