RANCANGAN KEMASAN TUNGGAL PADA BUAH PEPAYA (Carica Papaya L.) VARIETAS IPB 9 (CALLINA) DENGAN BAHAN PENGISI SELAMA PROSES DISTRIBUSI SEPTARIA UMI KUSUMA TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI DAN PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancangan Kemasan Tunggal pada Buah Pepaya (Carica Papaya L.) Varietas IPB 9 (Callina) dengan Bahan Pengisi Selama Proses Distribusi adalah benar karya saya dengan arahan dari Dosen Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Agustus 2014 Septaria Umi Kusuma NIM F14100044
ABSTRAK SEPTARIA UMI KUSUMA. Rancangan Kemasan Tunggal pada Buah Pepaya (Carica Papaya L.) Varietas IPB 9 (Callina) dengan Bahan Pengisi Selama Proses Distribusi. Dibimbing oleh SUTRISNO. Salah satu komoditas hortikultura yang terkenal di Indonesia adalah buah pepaya, dimana karakteristik buah pepaya adalah mudah mengalami kerusakan fisik saat distribusi. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan merancang kemasan pepaya dari karton bergelombang dengan perlakuan bahan pengisi koran dan net buah untuk mengisi ruang kosong pada kemasan. Kemasan outer yang dirancang pada penelitian ini memiliki dimensi (45 x 34 x 25) cm dan dimensi kemasan inner (22 x 33 x 24) cm, dimana buah yang digunakan rata-rata memiliki diameter 10.48±0.09 cm dan tinggi 23.58±0.16 cm dengan jumlah inner 2 buah setiap outer dan dalam satu kemasan berisi 12 buah. Kemasan outer menggunakan karton bergelombang tipe RSC, sedangkan kemasan inner menggunakan modifikasi dari tipe RSC (regular slotted container) dengan penambahan sekat. Ventilasi yang digunakan sebesar 1% dari luasan dinding kemasan. Berdasarkan pengamatan hasil kerusakan mekanis dan susut bobot, kemasan dengan perlakuan bahan pengisi net buah memiliki tingkat kerusakan yang paling rendah dibandingkan dengan kemasan lainnya yaitu 38 %, sehingga dapat disimpulkan bahan pengisi net buah membantu mempertahankan mutu produk buah pepaya saat pendistribusian. Kata kunci: karton bergelombang, kemasan, kerusakan, pepaya, susut bobot, ABSTRACT SEPTARIA UMI KUSUMA. Single Packaging Design for Papaya (Carica Papaya L.) Variety IPB 9 (Callina) with Filling Material for Distribution. Supervised by SUTRISNO. Papaya is one of horticultural commodity that has frequently potential mechanical damage during distribution, so it can decrease the quality of the fruit. This study aimed to design a packaging using corrugated cardboard with newspaper as fillers and foam net to fill empty space in the packaging. Outer packaging designed in this study had a dimension of (45 x 34 x 25) cm and inner packaging (22 x 33 x 24) cm. In avarage, the fruits were used 10.48±0.09 cm in diameter, 23.58±0.16 in high and 2 inner for each outer. The outer packaging used corrugated cardboard of RSC type while the inner packaging used a modification of RSC type with the addition of insulation. The ventilation used was 1 % of the total wall area of the packaging. The study results that the packaging with a treatment of net-filled material had the lowest mechanical damage rate compared to the other method of packaging, that is 38 % so it could be concluded that foam net filled material could protect and maintain the product quality during the distribution of papayas. Keywords: fiberboard, packaging, mechanical damage, papaya, weight loss
RANCANGAN KEMASAN TUNGGAL PADA BUAH PEPAYA (Carica Papaya L.) VARIETAS IPB 9 (CALLINA) DENGAN BAHAN PENGISI SELAMA PROSES DISTRIBUSI SEPTARIA UMI KUSUMA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Mesin dan Biosistem DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Rancangan Kemasan Tunggal pada Buah Pepaya (Carica Papaya L.) Varietas IPB 9 (Callina) dengan Bahan Pengisi Selama Proses Distribusi Nama : Septaria Umi Kusuma NIM : F14100044 Disetujui oleh Prof Dr Ir Sutrisno, MAgr Pembimbing Diketahui oleh Dr Ir Desrial, MEng Ketua Departemen Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta ala atas segala karunia-nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari 2014 ini ialah pengemasan, dengan judul Rancangan Kemasan Tunggal pada Buah Pepaya (Carica Papaya L.) Varietas IPB 9 (Callina) dengan Bahan Pengisi Selama Proses Distribusi Terima kasih penulis ucapkan kepada : 1. Prof Dr Ir Sutrisno, MAgr selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan. 2. Dr Ir Emmy Darmawati, MSi dan Dr Ir Dyah Wulandani, MSi sebagai dosen penguji atas saran dan kritik yang diberikan. 3. Bapak dan Ibu tercinta yang telah memberikan kasih sayang, doa dan dukungan. 4. Pak Sulyaden dan Mas Abas yang telah membantu selama melaksanakan peneiitian. 5. Muhammad Nafis Rahman, Rekan-rekan seperjuangan TMB 47 dan Wisma Iswara yang telah memberikan dukungan dan membantu dalam penelitian. 6. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu persatu atas dukungan dan bantuan yang telah diberikan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penyusunan skripsi ini masih belum sempurna, oleh karena itu kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi seluruh pihak yang memerlukannya. Bogor, Agustus 2014 Septaria Umi Kusuma F14100044
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR LAMPIRAN vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian 2 Hipotesis 2 METODE 2 Bahan 3 Alat 3 Prosedur Penelitian 3 Pengamatan 5 Rancangan Percobaan 8 HASIL DAN PEMBAHASAN 8 Kemasan Hasil Rancangan 8 Rancangan Fungsional 11 Rancangan Struktural 11 Tingkat Kerusakan Mekanis Pasca Simulasi 13 Pengaruh Kemasan Terhadap Mutu Buah Pepaya 15 SIMPULAN DAN SARAN 23 Simpulan 23 Saran 23 DAFTAR PUSTAKA 24 LAMPIRAN 25 RIWAYAT HIDUP 37
DAFTAR TABEL 1 Data hasil pengukuran berat dan dimensi dari 10 buah 9 2 Hasil rancangan fungsional kemasan 11 3 Jumlah tumpukan kemasan dan tinggi kemasan 13 4 Tingkat kerusakan mekanis buah pepaya pasca simulasi 14 5 Data guncangan truk 26 6 Nilai safety pada beberapa kondisi 29 DAFTAR GAMBAR 1 Diagram alir prosedur penelitian 4 2 Penyusunan kemasan di atas meja simulator 4 3 (a) Chromameter (b) Rheometer 5 4 Contoh penimbangan menggunakan timbangan Camry 30 kg 6 5 Refractometer 6 6 (a) Pengujian kekuatan tekan (b) kerusakan kemasan saat pengujian 7 7 Rancangan struktural kemasaan 11 8 Desain kemasan inner 12 9 Desain kemasan outer 12 10 Gabungan kemasan inner dan outer 12 11 Kerusakan pepaya (a) luka gores (b) luka memar 14 12 Perubahan persentase susut bobot buah pepaya dalam kemasan selama penyimpanan 15 13 Perubahan kekerasan buah pepaya dalam kemasan selama penyimpanan 17 14 Perubahan total padatan terlarut pada bagian ujung buah pepaya selama penyimpanan 18 15 Perubahan total padatan terlarut pada bagian tengah buah pepaya selama penyimpanan 18 16 Perubahan total padatan terlarut pada bagian pangkal buah pepaya selama penyimpanan 19 17 Perubahan nilai warna derajat L buah pepaya selama penyimpanan 20 18 Perubahan nilai warna derajat a buah pepaya selama penyimpanan 21 19 Perubahan nilai warna derajat b buah pepaya selama penyimpanan 22 DAFTAR LAMPIRAN 1 Bahan pengisi dan kemasan hasil rancangan 25 2 Perhitungan simulasi transportasi 26 3 Perhitungan total tumpukan kemasan 29 4 Perhitungan ventilasi kemasan 30 5 Gambar teknik rancangan kemasan outer 31 6 Gambar teknik rancangan kemasan inner 32 7 Kenampakan fisik buah pepaya selama penyimpanan 33 8 Uji DMRT susut bobot buah pepaya 35 9 Uji DMRT kekerasan buah pepaya 35
10 Uji DMRT total padatan terlarut ujung buah pepaya 35 11 Uji DMRT total padatan terlarut tengah buah pepaya 35 12 Uji DMRT total padatan terlarut pangkal buah pepaya 36 13 Uji DMRT nilai warna derajat L buah pepaya 36 14 Uji DMRT nilai warna derajat a buah pepaya 36 15 Uji DMRT nilai warna derajat b buah pepaya 36
PENDAHULUAN Latar Belakang Indonesia merupakan negara beriklim tropis yang subur sehingga menjadi penghasil komoditas hortikultura yang potensial untuk dikembangkan dalam memenuhi kebutuhan baik dalam negeri maupun luar negeri. Salah satu komoditas hortikultura yang terkenal di Indonesia adalah buah pepaya. Pepaya memiliki banyak manfaat dan harganya relatif murah jika dibandingkan dengan buah yang lainnya. Menurut Statistik Pertanian tahun 2013 (Departemen Pertanian 2013), peningkatan produksi buah pepaya di Indonesia mencapai 283 ribu ton antara tahun 2010 dan 2011, tetapi pertumbuhan pepaya secara umum pada tahun 2011 hingga 2012 mengalami penurunan sebesar 1.67%. Penurunan produktivitas tanaman pepaya di Indonesia antara lain disebabkan belum tersedianya varietas unggul yang diinginkan. Diperkirakan jumlah kerusakan komoditas hortikultura bisa mencapai 5-25% pada negara-negara maju, dan 20-50% pada negara-negara berkembang (Kader 1985). Pepaya memiliki sifat yang mudah rusak seperti mudah busuk dan cepat mengalami susut bobot karena kulit buahnya yang tipis dan daging buah yang lunak. Oleh karena itu, penanganan pascapanen yang tepat diperlukan untuk mempertahankan mutu dari produk tersebut agar tidak terjadi perubahan secara signifikan baik secara fisik maupun kimia. Saluran distribusi produk pertanian khususnya buah dan sayuran memiliki rantai yang panjang sehingga akan sangat mempengaruhi mutu komoditas pada saat sampai di tujuan (Peleg 1985). Pengemasan secara khusus untuk transportasi merupakan bagian yang harus diperhatikan karena berfungsi untuk melindungi dan mempertahankan mutu buahbuahan dalam kegiatan pascapanen dan selama kegiatan transportasi berlangsung, komoditas buah sangat rentan untuk mengalami kerusakan mekanis yang secara cepat menurunkan kualitas buah. Guncangan yang terjadi selama pengangkutan baik di jalan raya maupun di kereta api dapat mengakibatkan kememaran, susut bobot dan memperpendek umur simpan terutama terjadi pada pengangkutan buahbuahan yang tidak dikemas. Meskipun kemasan dapat meredam efek guncangan, tetapi daya redamnya tergantung pada jenis kemasan serta tebal bahan kemasan, susunan komoditas di dalam kemasan dan susunan kemasan di dalam pengangkutan (Purwadaria 1992). Masalah teknik pengemasan sering diabaikan oleh produsen, hingga saat ini jarang dikembangkan pengemasan sesuai dengan karakteristik produk. Selama ini buah pepaya didistribusikan menggunakan kemasan peti kayu dan ditumpuk sehingga kerusakan yang terjadi lebih banyak. Kemasan yang baik adalah kemasan yang mampu melindungi produk yang dikemas dari kerusakan fisik, kimia maupun mikrobiologi selama penanganan, penyimpanan dan pendistribusian produk, sehingga sampai ke tangan konsumen dengan keadaan utuh. Kapasitas kemasan dapat mempengaruhi kualitas suatu produk sehingga harus dipilih kemasan yang mencegah atau mengurangi kemungkinan terjadinya perubahan selama didistribusikan (Wahyuningtyas 2013). Oleh karena itu kemasan berbahan karton menjadi salah satu alternatif yang tepat dalam melindungi produk.
2 Selain bahan kemasan yang diperhatikan, beberapa dari kerusakan dapat diminimalisir dengan menghindari adanya ruang kosong yang terdapat di dalam kemasan serta melindungi tekanan dan gesekan antara sesama produk ataupun antara produk dengan kemasan selama kegiatan transportasi. Bahan yang digunakan untuk mengisi ruang kosong tersebut sering disebut dengan pengisi kemasan yang dapat mengurangi sebagian besar kerusakan yang terjadi selama transportasi dan dapat menjadi alat penyekat antar produk sebagai pelapis dinding kemasan, atau sebagai pengganjal untuk melindungi buah atau sayur terhadap pergeseran dengan dinding kemasan atau sebagai pengisi di sela-sela setiap komoditas yang dikemas untuk mencegah terjadinya pergeseran letak komoditas (Hasiholan 2008). Untuk mengurangi tingkat kerusakan buah pepaya selama pendistribusian maka akan dilakukan penelitian mengenai perancangan kemasan buah pepaya dengan bahan pengisi yang berfungsi untuk melindungi buah dari kerusakan mekanis akibat gesekan dengan kemasan dan penggunaan inner di dalam kemasan sekaligus langsung bisa dijadikan kemasan display. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Merancang jenis kemasan untuk buah pepaya menggunakan bahan karton bergelombang yang sesuai dan dapat mengurangi kerusakan buah pepaya selama transportasi dan distribusi. 2. Mengetahui dan menentukan jenis bahan pengisi yang dapat mempertahankan mutu buah pepaya dan pengaruhnya terhadap tingkat kerusakan mekanis serta parameter lainnya. Hipotesis Hipotesis penelitian ini adalah : 1. Kemasan akan mengurangi kerusakan buah pepaya selama transportasi dan distribusi. 2. Bahan pengisi berpengaruh terhadap kerusakan mekanis dan penurunan mutu. METODE Waktu dan Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan mulai bulan Maret hingga Mei 2014 di Laboratorium Teknik Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanin (TPPHP), Departemen Teknik Mesin dan Biosistem, Fakultas Teknologi Pertanian dan Lab. Rekayasa Desain Bangunan Kayu, Departemen Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan.
3 Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah pepaya IPB 9 (Callina) yang dipanen setelah 165 hari bunga mekar yang diperoleh dari petani pepaya daerah Kec. Ciseeng binaan Pusat Kajian Buah Tropika (PKBT) Tajur, Bogor. Bahan lain yang digunakan berupa net buah (foam net) dan kertas koran sebagai bahan pengisi untuk melindungi buah, kemasan RSC jenis karton bergelombang dengan tipe flute C sebagai outer dan flute B sebagai inner. Alat Peralatan yang digunakan terdiri atas meja simulator untuk simulasi transportasi buah pepaya, Refractometer untuk mengukur kandungan total padatan terlarut (TPT), timbangan Camry ACS-30-JC-33 kapasitas 30 kg dengan ketelitian 2 gram untuk mengukur susut bobot, Rheometer untuk mengukur kekerasan, Chromameter untuk melihat nilai warna, Universal Testing Machine untuk menguji kekuatan tekan kemasan, serta alat alat lainnya yang menunjang terlaksananya penelitian ini. Prosedur Penelitian Pepaya yang dipanen dari kebun, dibersihkan, dan disortasi untuk mengetahui keseragaman kematangan dari buah pepaya yaitu 25% dengan kondisi buah 75% berwarna hijau dan 25% semburat kuning diantara tengah dan ujung pepaya. Pepaya kemudian dimasukkan ke dalam kemasan yang telah dirancang dengan kapasitas 12 kg sebanyak 12 buah. Kemasan RSC yang dirancang berbahan karton gelombang dengan tipe flute yang digunakan adalah flute C sebagai kemasan outer dan flute B sebagai kemasan inner. Satu kemasan inner terdapat 6 buah dengan jumlah 2 inner dalam kemasan outer. Ventilasi yang digunakan tipe circle sebagai tempat sirkulasi udara dengan masing-masing luasan ventilasi 1% dari luas kemasan. Terdapat empat kemasan yang masing-masing diberikan perlakuan yang berbeda, kemasan pertama menggunakan bahan pengisi kertas koran (KP1), kemasan ke-2 menggunakan net buah (KP2), kemasan ke-3 tanpa bahan pengisi (KP3) dan kemasan ke-4 adalah kontrol (KK), kemasan tanpa bahan pengisi tetap akan disimulasi transportasi, sedangkan kemasan kontrol tidak dilakukan simulasi transportasi. Pada penelitian ini hanya terbatas pada penyusunan vertikal buah pepaya dalam kemasan saja. Hasil rancangan kemasan juga dilakukan pengujian tekanan untuk mengetahui batas maksimal jumlah tumpukan yang dapat di terapkan. Penggunaan bahan pengisi dapat dilihat pada Lampiran 1. Setiap kemasan kemudian diatur di atas meja simulator untuk simulasi transportasi. Simulasi transportasi dilakukan 2 jam yang di dasarkan pada pengiriman buah dari Kec. Ciseeng menuju pedagang buah di Pusat perbelanjaan buah segar Kota Bogor maupun di Jakarta dengan arah verikal sebanyak 3 kali pengulangan dengan amplitudo 4.05 cm dan frekuensi 2.99 Hz, perhitungan konversi dapat dilihat pada Lampiran 2. Setelah simulasi transportasi dilakukan pengamatan kerusakan mekanis untuk mengetahui jumlah dan persentase buah pepaya yang mengalami kerusakan akibat guncangan selama simulasi. Pepaya disimpan pada suhu ruang selama 8 hari, setiap dua hari sekali dilakukan pengamatan terhadap susut bobot, total padatan terlarut, uji warna dan uji kekerasan dengan mengambil 2 sampel buah pepaya pada
4 masing-masing kemasan. Tahapan prosedur penelitian secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 1. Perancangan kemasan Pengujian tekanan hasil rancangan kemasan Pengisian dengan buah pepaya KP1 KP2 KP3 KK Penentuan batas kemampuan penumpukan kemasan Simulasi transportasi di meja simulator (Gambar 2) Pengamatan kerusakan mekanis Penyimpanan pada suhu ruang Pengamatan susut bobot, warna, kekerasan dan total padatan terlarut Pengolahan data Kemasan yang direkomendasikan Gambar 1 Diagram alir prosedur penelitian Gambar 2 Penyusunan kemasan di atas meja simulator
5 Pengamatan 1. Kerusakan Mekanis Uji kerusakan mekanis dilakukan setelah simulasi transportasi dengan cara melihat secara visual pada masing-masing buah pepaya dalam setiap kemasan, pengamatan didasarkan pada buah pepaya yang mengalami kerusakan seperti adanya goresan, lebam maupun keretakan permukaan buah. Tingkat kerusakan masing-masing buah dilihat dengan membandingkan kondisi buah sebelum simulasi dengan setelah simulasi. Persamaan yang umumnya digunakan untuk menghitung kerusakan mekanis yang terjadi untuk setiap kemasan adalah: %rusak = Jumla bua yang rusak jumla bua total 100%...(1) 2. Perubahan Kekerasan Uji kekerasan diukur berdasarkan tingkat ketahanan buah terhadap jarum penusuk dari Rheometer CR-300DX (Gambar 3). Pengujian ini dilakukan pada tiga titik buah pepaya yaitu pangkal, ujung dan tengah dengan 2 sampel setiap kemasan. Jarum yang digunakan untuk pengukuran kekerasan adalah 2.5 mm. 3. Perubahan Warna Nilai warna dilakukan dengan menggunakan Chromameter (Gambar 3) yang menghasilkan nilai Hunter Lab. Nilai L mengidentifikasikan tingkat kecerahan, nilai a mengidentifikasikan tingkatan warna hijau hingga merah, sedangkan nilai b mengidentifikasikan tingkatan warna biru hingga kuning. Pengukuran warna dilakukan dengan meletakkan alat di atas permukaan buah pepaya yang sudah ditandai dan diposisikan agar cahaya Chromameter mengenai bagian kulit buah pepaya. Pengujian ini dilakukan pada tiga titik yang berbeda yaitu pangkal, tengah dan ujung. (a) (b) Gambar 3 (a) Chromameter (b) Rheometer
6 4. Susut Bobot Susut bobot diukur dengan menggunakan timbangan digital Camry (Gambar 4) dengan kapasitas 30 kg dan ketelitian 2 gram. Pengukuran dilakukan sebelum pepaya dimasukkan dalam kemasan dan setelah dilakukannya simulasi transportasi. Persamaan yang digunakan untuk mengukur susut bobot terebut adalah sebagai berikut. Susut bobot = a b 100%...(2) a Dimana : a = berat bahan sebelum simulasi (kg) b = berat bahan setelah simulasi (kg) Gambar 4 Contoh penimbangan menggunakan timbangan Camry 30 kg 5. Total Padatan Terlarut Pengukuran total padatan terlarut dilakukan dengan menggunakan Refractometer (Gambar 5). Pepaya dihancurkan kemudian diuji kadar gula dengan meletakkan cairan daging buah yang telah dihancurkan pada prisma Refractometer. Sebelum dan sesudah pembacaan prisma Refractometer dibersihkan dengan alkohol. Angka yang tertera pada Refractometer menunjukkan kadar total padatan terlarut ( Brix) yang mewakili rasa manis. Gambar 5 Refractometer
7 6. Kekuatan Tekan Pengujian kekuatan tekan ini menggunakan universal testing mechine (Gambar 6), saat pengujian kemasan ditambahkan tatakan kayu dengan dimensi 50.5 x 40.5 cm dan berat 3 kg, tatakan tersebut akan menambah beban yang diterima kemasan sehingga total nilai dari kekuatan tekan yang terukur akan ditambah dengan gaya yang di berikan tatakan kayu. Pengujian dilakukan 2 kali ulangan, satu kali ulangan menggunakan kemasan tanpa inner dan kemasan dengan inner sehingga diketahui pengaruh inner dalam kekuatan kemasan. (a) (b) Gambar 6 (a) Pengujian kekuatan tekan, (b) Kerusakan kemasan saat pengujian 7. Jumlah Tumpukan Jumlah tumpukan dihitung dengan persamaan (3) (Salke 2005) SF = P/f Dimana : SF = Safe load on box P = Compression strength f = Nilai koefisien keselamatan Safe number of boxes to stack on bottom box = SF / berat total box Nilai P didapatkan dari gaya yang digunakan untuk melakukan uji tekan yang dikonversi dalam satuan tekanan (P) dapat dilihat pada (Lampiran 3), pengukuran P dilakukan 2 ulangan dengan menggunakan 2 kemasan yang berbeda saat dilakukan pengujian, sedangkan nilai koefisien keselamatan kemasan box karton menurut ASTM D4269 (Lampiran 3) sebesar tiga untuk syarat kondisi penyimpanan kemasan kelembaban di atas 70%, penyimpanan maksimal enam minggu, dengan ruang penyimpanan yang baik dan stabil.
8 Rancangan Percobaan Rancangan pada penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap dengan perlakuan yang digunakan adalah kemasan dengan bahan pengisi yang berbeda. Faktor kemasan terdiri atas kertas koran (KP1), net buah (KP2), tanpa pengisi (KP3) dan kontrol (KK). Model umum rancangan percobaan ini adalah : Yij = μ + Ai + E ij Keterangan : Yij = Pengamatan hasil perlakuan ke-i pada ulangan ke-j μ = Nilai rata-rata Ai = Pengaruh faktor kemasan ke-i Eij = Pengaruh galat percobaan dari perlakuan jenis kemasan ke-i pada ulangan ke-j HASIL DAN PEMBAHASAN Kemasan Hasil Rancangan Pengemasan buah adalah meletakkan buah-buahan ke dalam suatu wadah yang cocok sehingga komoditi tersebut terlindung dari kerusakan mekanis, fisiologi, kimiawi dan biologis (Satuhu 2004). Berdasarkan fungsinya kemasan dibagi menjadi kemasan distribusi dan kemasan untuk perdagangan eceran, kemasan distribusi adalah kemasan yang bertujuan untuk melindungi produk yang dikemas selama pengangkutan dari produsen ke konsumen dan penyimpanan (Paine 1983). Kemasan yang dirancang sebaiknya sesuai dengan karakteristik produk yang akan didistribusikan. Buah pepaya saat ini umumnya didistribusikan dengan bahan kemasan seadanya dan tidak diperhatikan dampak dari pengemasan tersebut. Buah yang diambil dari petani secara langsung disusun di atas mobil pick up untuk dipasarkan ke para pedagang. Apabila pendistribusian dilakukan kepada supermarket ataupun toko buah dan di luar kota, buah pepaya akan dikemas menggunakan keranjang plastik maupun kotak kardus besar tanpa bahan pengisi apapun, dimana buah pepaya akan dibungkus dengan koran sebelum disusun di dalam kemasan bertujuan sebagai pembungkus buah agar tidak terjadi gesekan secara langsung antar buah. Pengemasan seadanya tersebut yang membuat buah pepaya sampai di tangan konsumen mengalami penurunan mutu dan tidak sesuai dengan harapan konsumen. Perancangan pada penelitian ini dibutuhkan informasi mengenai dimensi, berat dan jumlah buah yang akan dikemas dalam satu kemasan kemudian dilakukan pemilihan mengenai bahan kemasan dengan karakteristik yang sesuai dengan kondisi buah. Berat buah pepaya pada kemasan didasarkan pertimbangan keadaan di lapang pada umumnya dengan bahan pengemas kotak kardus, dimana para distributor menggunakan kardus dengan kisaran berat ±15 kg selama distribusi buah pepaya, selain itu berat 15 kg masih dalam toleransi kemampuan seseorang dapat mengangkat kemasan. Buah pepaya yang digunakan sebagai acuan untuk perancangan kemasan adalah buah pepaya yang memiliki bobot buah
antara 1.2-1.5 kg, panjang buah 23-24 cm dengan diameter buah 9.5-10.5 cm. Sedangkan dari hasil pengukuran dari 10 sampel buah pepaya diperoleh data berat dan dimensi buah seperti pada Tabel 1. Terdapat perbedaan data berat pada literatur acuan dengan sampel buah pepaya yang diambil langsung pada kebun, hal ini dapat disebabkan terdapat jenis buah pepaya dan keseragaman buah pepaya yang berbeda tetapi desain perancangan yang digunakan merupakan hasil dari pengukuran sampel buah pepaya. Tabel 1 Data hasil pengukuran berat dan dimensi dari 10 sampel buah No Data pengukuran Rataan 1 Berat (kg) 1.05 ± 0.12 2 Diameter (cm) 10.48 ± 0.09 3 Tinggi (cm) 23.58 ± 0.16 Setelah semua informasi yang dibutuhkan untuk membuat perancangan sudah didapatkan maka perancangan sudah dapat dimulai. Penambahan ventilasi di dalam kemasan sangat dibutuhkan karena buah-buahan selama proses pematangan akan menghasilkan gas etilen dan panas respirasi. Jika gas etilen dan panas respirasi terakumulasi akan mengakibatkan proses pematangan buah semakin cepat, lubang ventilasi dan bagian yang terbuka bertujuan agar aerasi udara berlangsung dengan baik sehingga kualitas buah terjaga dan kesegaran buah lebih lama. Menurut Singh (2008) penggunaan ventilasi dan handhole sebesar 2 % dari bidang vertikal kemasan akan mengurangi kekuatan kemasan karton sebesar 10% dari kemasan tanpa ventilasi dan hand hole. Oleh karena itu, penggunaan ventilasi dan hand hole melebihi 2% tidak disarankan karena dapat mengurangi kekuatan tekan vertikal kemasan yang cukup signifikan. Letak ventilasi pada perancangan ini di tengah-tengah sehingga udara lebih mudah mengalir ke luar. Lubang ventilasi yang digunakan diukur dari 1% total luasan dinding vertikal. Perhitungan ventilasi dapat dilihat pada Lampiran 4. Kemasan yang dirancang menjadi dua bagian yaitu kemasan luar (outer) dan kemasan dalam (inner). Kemasan RSC (regular slotted container) memiliki bentuk sederhana dan ekonomis dalam penggunaan material. Sedangkan kemasan inner ditambahkan sekat dengan tujuan untuk mengurangi gesekan antar buah sedangkan penambahan alas pada inner dimaksudkan agar menambah kekuatan dari kemasan karena posisi buah yang diletakkan vertikal akan menambah beban lebih saat dilakukan transportasi. Bahan yang digunakan untuk kemasan adalah karton dimana bahan karton memiliki sifat yang baik untuk meredam benturan antara buah dan dinding kemasan. Kemasan outer menggunakan karton flute C sedangkan kemasan inner digunakan flute B. Ketebalan dan keunggulan dari kedua flute tersebut berbeda, ketebalan dari flute C adalah 4 mm sedangkan flute B adalah 3 mm, flute yang memiliki ketahanan tekan datar yang paling baik adalah flute B sedangkan yang memiliki daya bantalan yang tinggi adalah flute C (Peleg 1985), dengan kombinasi bahan tersebut diharapkan rancangan kemasan akan lebih kuat dan lebih baik dalam mempertahankan mutu produk saat dilakukan distribusi. Berikut ini adalah skema dan perhitungan dimensi kemasan inner dan outer. Diketahui : Diameter rata-rata buah pepaya = 10.48 cm, tinggi = 23.58 cm, tebal outer = 0.4 cm, dan tebal inner 0.3 cm 9
10 Kemasan inner luar (Lampiran 5) 1. P = TDBP + TDVIP = (2x10.48) + (3x0.3) = 21.86 cm = 22 cm 2. L = TDBL + TDVIL = (3x10.48) + (4x0.3) = 32.64 cm = 33 cm 3. T = Tinggi buah + TA = 23.58 + 0.3 = 23.88 cm = 24 cm Jadi kemasan inner luar adalah (22 x 33 x 24) cm Kemasan inner dalam 1. P = TDBP = (2x10.48) = 20.96 cm = 21 cm 2. L = TDBL = (3x10.48) = 31.44 cm = 31 cm 3. T = Tinggi buah + TA = 23.58 + 0.3 = 23.88 cm = 24 cm Jadi kemasan inner dalam adalah (21 x 31 x 24) cm Kemasan outer luar ( Lampiran 6) 1. P = (2 x P inner ) + TDVOP = (2x22) + (2x0.4) = 44.8 cm = 45 cm 2. L = L inner + TDVOL = 33+ (2x0.4) = 33.8 cm = 34 cm 3. T = T inner + TAP = 24 + (0.4+0.4) = 24.80 cm = 25 cm Jadi kemasan outer adalah (45 x 34 x 25) cm Kemasan outer dalam 4. P = (2 x P innerdalam ) = (2x21) = 42 cm 5. L = L innerdalam = 31 cm 6. T = T inner + TAP = 24 + (0.4+0.4) = 24.80 cm = 25 cm Jadi kemasan outer dalam adalah (42 x 31 x 25) cm Keterangan : TDBP = total diameter buah pada sisi panjang TDVIP = total tebal dinding vertikal inner pada sisi panjang TDVOP = total tebal dinding vertikal outer pada sisi panjang TDBL = total diameter buah pada sisi lebar TDVIL = total tebal dinding vertikal inner pada sisi lebar TDVOL = total tebal dinding vertikal outer pada sisi lebar
11 TTB = total tinggi buah TL = tebal layer TAP = tebal alas penutup TA = tebal alas L inner = lebar inner P inner = panjang inner T inner = tinggi inner Rancangan Fungsional Tabel 2 Hasil rancangan fungsional kemasan No Komponen Fungsi 1 Kemasan outer Sebagai kemasan untuk meletakkan kemasan inner 2 Kemasan inner Sebagai kemasan untuk tempat meletakkan buah pepaya 3 Penutup kemasan Sebagai penutup kemasan 4 Ventilasi Sebagai tempat sirkulasi udara Rancangan Struktural Gambar 7 Rancangan struktural kemasan Dari hasil perhitungan diperoleh dimensi kemasan outer luar sebesar (45 x 34 x 25) cm dan kemasan inner luar (22 x 33 x 24) cm. Kemasan inner dalam dan kemasan outer dalam merupakan kemasan tanpa menghitung total tebal yang berada pada sisi panjang maupun lebar hal ini untuk mengetahui apakah dimensi dari kemasan inner dalam tersebut dapat dimasukkan pada kemasan outer dalam. Setiap kemasan inner diisi oleh 6 buah pepaya dengan jumlah dua inner setiap
12 kemasan outer. Sehingga total buah dalam satu kemasan sebanyak 12 buah dan berat bersih kemasan ±12 kg. Penentuan kapasitas kemasan didasarkan pada distribusi lapang dalam memasarkan buah pepaya. Untuk lebih jelasnya, desain kemasan outer, kemasan inner dan kemasan outer+inner dapat dilihat pada 8, 9 dan 10 serta Lampiran 5 dan 6. Gambar 8 Desain kemasan outer Gambar 9 Desain kemasan inner Gambar 10 Gabungan kemasan outer dan inner Menurut Sutrisno et al. (2011) berdasarkan hasil pengujian kekuatan tekan, penambahan inner kemasan akan menambah kekuatan kemasan sebesar kurang lebih 50%, pengujian tersebut sesuai dengan yang dilakukan peneliti saat dilakukan pengujian kekuatan tekan pada kemasan dengan tujuan untuk mengetahui kekuatan tekan maksimum kemasan. Kemampuan kemasan saat ditumpuk juga dapat diketahui dari pengujian kekuatan tekan, dimana kemasan kotak karton selama proses distribusi akan disimpan dalam container dengan ditumpuk satu dengan yang lainnya, begitu juga selama penyimpanan di gudang. Jumlah tumpukan yang dapat dihasilkan dari kemasan menggunakan inner berjumlah 24 dan 19 sedangkan kemasan tanpa inner hanya menghasilkan jumlah tumpukan sebanyak 11 dan 12 tumpukan. Tinggi tumpukan yang menggunakan inner dapat lebih tinggi daripada tidak menggunakan inner. Penggunaan berat buah papaya digunakan 12 kg karena pada penelitian berat maksimum yang terukur hanya mencapai 12 kg sehingga menggunakan berat maksimum keseluruhan buah papaya dalam kemasan. Hasil perhitungan jumlah tumpukan maksimum dapat dilihat pada Tabel 3. Meskipun hasil perhitungan didapatkan tumpukan hingga 24 tumpukan tetapi harus disesuaikan dengan alat transportasi untuk pendistribusian. Seperti pada literatur Peleg (1985), misalkan penggunaan transportasi untuk pendistribusian menggunakan pesawat maka harus diperhatikan
pintu kargo pesawat yang bagian depan hanya memiliki ketinggian 2.49 m dan pintu serta ruang utama kargo 3.05 m, sedangkan ketinggian kontainer 2.17 m dan tinggi maksimum alat angkut pellet (kendaraan forklift) 3 m dengan kapasitas angkut 2000 kg sehingga dapat diartikan bahwa meskipun dalam perhitungan jumlah tumpukan memiliki kapasitas banyak tumpukan tetapi dalam kerja lapang pendistribusian tidak sesuai dengan perhitungan karena terdapat faktor-faktor yang tidak terduga dan tidak sesuai dalam kerja lapang. Jenis Kemasan Tanpa inner Dengan inner Tabel 3 Jumlah tumpukan kemasan dan tinggi tumpukan Ulangan Compression strength (P) Pascal Berat box (kg) Berat pepaya yang hendak dikemas (kg) Berat total box (kg) Jumlah tumpukan maksimum 13 Tinggi tumpukan (meter) 1 0.437 0.503 12 12.503 12 5.24 2 0.412 0.504 12 12.504 11 4.94 1 0.909 0.660 12 12.660 24 10.77 2 0.737 0.660 12 12.660 19 8.73 Hasil dari pengujian kekuatan tekan (Tabel 3) terbukti bahwa kemasan inner memberikan kekuatan lebih terhadap suatu kemasan, terlihat bahwa nilai compression strength kemasan menggunakan inner hasilnya lebih besar daripada kemasan tanpa inner. Selain itu kemasan inner juga berfungsi untuk menjadi kemasan display dan meminimalisir terjadinya gesekan antar buah sehingga sampai di produsen buah masih dalam keadaan baik. Buah pepaya akan disusun secara vertikal dalam kemasan inner dan ditambahkan bahan pengisi pada kemasan dengan tujuan tidak ada ruang kosong pada kemasan sehingga meminimalisir terjadinya guncangan dan melindungi produk selama distribusi. Bahan pengisi yang digunakan adalah kertas koran dan net buah. Tingkat Kerusakan Mekanis Pasca Simulasi Purwadaria et al. (1992) telah merancang alat simulasi transportasi yang dapat mewakili pengaruh guncangan yang terjadi pada kondisi jalan sebenarnya dengan tujuan untuk memperoleh gambaran mengenai kerusakan mekanis yang dialami oleh komoditi pertanian akibat guncangan selama transportasi dilakukan. Alat simulasi ini telah disesuaikan dengan jalan yang terdapat di dalam kota dan luar kota dimana jalan dalam kota memiliki amplitudo lebih rendah dibandingkan jalan luar kota, jalan buruk dan jalan berbatu. Simulasi transportasi menggunakan mobil memiliki guncangan yang paling dominan yaitu guncangan pada arah vertikal sedangkan guncangan berupa puntiran dan bantingan diabaikan karena jumlah frekuensinya kecil sekali (Soedibyo 1992). Simulasi transportasi dilakukan selama 2 jam yang didasarkan pada pengiriman buah pepaya dari Kec. Ciseeng Kab. Bogor menuju pedagangpedagang buah di pusat perbelanjaan buah segar Kota Bogor maupun di Jakarta, dari simulasi tersebut diperoleh frekuensi rata-rata sebesar 2.99 Hz dan amplitudo ratarata sebesar 4.05 cm. Hasil konversi frekuensi dan amplitudo selama transportasi
14 berdasarkan konversi angkutan truk selama 2 jam pada alat simulasi transportasi setara dengan 139.89 km di jalan luar kota dengan kecepatan 60 km/jam. Pengamatan tingkat kerusakan mekanis dilakukan secara visual pada penampakan buah pepaya (Lampiran 7). Parameter kerusakan pepaya adalah kulitnya terdapat luka gores, luka memar dan luka pecah. Pasca simulasi kerusakan yang paling banyak terjadi adalah luka gores dan luka memar. Penampakan kerusakan luka pada buah pepaya dapat dilihat pada Gambar 11. Tingkat kerusakan dapat dilihat pada Tabel 3. Peletakkan net buah pada kemasan tidak dilakukan menyeluruh membungkus buah tetapi hanya mengelilingi buah sehingga tidak ada guncangan saat transportasi maupun distribusi. Ada beberapa buah yang tidak dikelilingi net buah karena buah pada kemasan tidak terdapat ruang kosong tetapi hal ini membuat buah langsung bergesekan dengan kemasan sehingga terdapat luka gores pada buah papaya. (a) (b) Perlakuan Gambar 11 Kerusakan pepaya (a) luka gores (b) luka memar Tabel 4 Tingkat kerusakan mekanis buah pepaya pasca simulasi Waktu (jam) KP1 2 KP2 2 KP3 2 Ulangan Total (buah) Jumlah kerusakan (buah) Kerusakan (%) 1 12 6 50.00 2 12 7 58.33 3 12 6 50.00 1 12 4 33.33 2 12 5 41.67 3 12 5 41.67 1 12 9 75.00 2 12 8 66.67 3 12 9 75.00 Rata-rata Kerusakan (%) 52.78 38.89 72.22 Tabel 4 menunjukkan bahwa kerusakan buah pepaya yang paling tinggi terdapat pada kemasan tanpa bahan pengisi sebesar 72.22% dikarenakan buah tidak dilindungi oleh bahan pengisi dan di dalam kemasan masih terdapat ruang kosong sehingga terdapat guncangan dan gesekan antara buah maupun buah dengan kemasan. Kemasan dengan bahan pengisi net buah yaitu KP2 memiliki nilai kerusakan yang paling rendah disebabkan net buah diletakkan mengelilingi buah agar tidak terjadi ruang kosong serta net buah yeng memiliki sifat yang cukup elastis sehingga saat terjadi gesekan dengan kemasan, pengisi ini menjadi
Susut bobot (%) bantalan yang baik bagi buah yang dikemas (Wahyuningtyas 2013). Kemasan ke- 4 yaitu KK tidak mengalami kerusakan karena tidak dilakukan simulasi transportasi, kemasan KK hanya berfungsi sebagai kontrol buah yang hanya disimpan pada suhu ruang dan tanpa simulasi. Kerusakan mekanis pada penelitian ini terdapat pada pangkal buah hal ini dikarenakan buah pepaya dalam posisi vertikal mendapat gaya tekan yang besar sehingga pangkal buah pepaya menerima pembebanan lebih besar dari bagian tengah dan ujung buah yang berada di atas. Tetapi kerusakan pada pangkal buah belum dapat dilihat secara visual setelah dilakukan simulasi transportasi karena buah pepaya masih terlihat bagus. berbeda saat pengamatan dilakukan saat hari ke-4 kerusakan pada pangkal buah pepaya sudah terlihat. Pengaruh Kemasan Terhadap Mutu Buah Pepaya 1. Susut Bobot Setelah simulasi transportasi, dilakukan pengukuran susut bobot yang terjadi dengan diketahuinya berat awal buah dan berat akhir buah pepaya. Kerusakan mekanis pasca simulasi transportasi mempengaruhi susut bobot buah pepaya, karena buah yang mengalami kerusakan mekanis tersebut akan kehilangan air dan terjadi penguapan lebih cepat akibat buah kehilangan pelindung alaminya (kulit) sehingga proses transpirasi berjalan begitu cepat. Susut bobot adalah kehilangan kandungan air pada produk yang mempengaruhi kenampakan, tekstur seperti kelunakan atau kelembekan, berkurangnya kandungan gizi dan menyebabkan kerusakan lain seperti kelayuan dan pengkerutan dari buah. Kandungan air buah umumnya berkisar 70-90%. Apabila buah telah dipetik, kandungan airnya secara alamiah berkurang sehingga terjadi penyusutan melalui proses transpirasi (Sjaifullah 1996). Pola susut bobot dapat dilihat pada Gambar 12. 15 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 KP1 KP2 KP3 KK 0,00 0 2 4 6 8 Lama penyimpanan (hari) Gambar 12 Perubahan persentase susut bobot buah pepaya dalam kemasan selama penyimpanan Grafik tersebut menunjukkan bahwa susut bobot buah pepaya dalam kemasan mengalami peningkatan selama penyimpanan. Susut bobot yang paling besar terdapat pada KP3 yaitu kemasan tanpa bahan pengisi dengan rata-rata 5.80%
16 nilai tersebut lebih besar dibandingkan tiga kemasan lainnya. Hal tersebut terjadi karena pasca simulasi buah pepaya dalam KP3 memiliki banyak kerusakan mekanis sehingga meningkatkan laju respirasi buah yang akan mempercepat penurunan mutu produk. Peningkatan susut bobot yang terlihat pada grafik menunjukkan susut bobot KP2 lebih rendah daripada KP1 dengan rata-rata susut bobot KP2 adalah 3.86% dan KP1 adalah 4.75% hal ini disebabkan tingkat kerusakan mekanis pada KP2 juga lebih rendah dibandingkan dengan KP1. Untuk simulasi transportasi, persentase peningkatan susut bobot terendah sampai tertinggi yaitu kemasan pengisi net buah, kemasan pengisi koran dan kemasan tanpa bahan pengisi. Dapat disimpulkan, bahan pengisi mempengaruhi peningkatan susut bobot untuk setiap kemasan. Kemasan ke-4 yaitu KK mengalami susut bobot yang paling rendah dibandingkan dengan kemasan lainnya, dikarenakan KK adalah kemasan kontrol yang tidak dilakukan simulasi transportasi sehingga tidak menyebabkan susut bobot yang terlalu tinggi. Berdasarkan analisis ragam diperoleh bahwa pengisi kemasan berpengaruh nyata terhadap susut bobot buah pepaya karena P value 5% dan dari hasil uji lanjut Duncan pada Lampiran 8 terlihat bahwa bahan pengisi kemasan memberikan pengaruh yang signifikan terhadap susut bobot buah pepaya. 2. Kekerasan Pengukuran kekerasan dilakukan karena dapat menjadi indikasi terjadinya kerusakan pada buah pepaya, dimana jika semakin menurun nilai tekan buah pepaya maka kerusakannya semakin tinggi yang berarti kekerasan buah pepaya telah menurun. Kekerasan merupakan salah satu parameter yang menunjukkan kualitas tekstural produk segar hortikultura. Tekstur buah bergantung pada ketegangan, ukuran, bentuk dan keterikatan sel-sel, adanya jaringan penunjang dan susunan tanamannya. Selain itu tekstur ini amat bervariasi dan tergantung pada tebalnya kulit luar, kandungan total zat pelarut dan kandungan pati. Dilihat dari Gambar 13, dapat dikatakan bahwa kekerasan setelah simulasi untuk semua kemasan dengan bahan pengisi mengalami penurunan selama penyimpanan. Perubahan kekerasan yang paling tinggi pasca simulasi hari ke-0 dan penyimpanan hari ke-2 adalah kemasan tanpa bahan pengisi dan kemasan pengisi koran. Perubahan kekerasan dipengaruhi oleh penguapan uap air yang disebabkan oleh proses respirasi. Proses respirasi dipercepat karena terlukanya buah, hal tersebut berhubungan dengan kerusakan mekanis yang terjadi pada buah pepaya selama simulasi transportasi.
Kekerasan (Kgf) 17 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0 2 4 6 8 Lama penyimpanan (hari) KP1 KP2 KP3 KK Gambar 13 Perubahan kekerasan buah pepaya dalam kemasan selama penyimpanan Perbedaan nilai awal dari KP3 dan KP1 dibandingkan dengan KP2 dan KK, disebabkan oleh range nilai kekerasan awal yang berbeda, KP2 dan KK terdapat pada range rendah dalam pengambilan data awal kekerasan yaitu 3.13 3.37 kgf, sedangkan untuk range KP3 dan KP1 didapatkan 7.32-6.58 kgf sehingga perbedaan pengukuran awal sangat berbeda antara kedua kemasan tersebut. Pengukuran yang dilakukan pada tiga titik juga menjadi salah satu penyebabnya, karena pada saat diambil pengukuran terdapat buah pada pangkalnya masih keras tetapi pada bagian tengah dan ujung sudah lunak. Nilai pada setiap bagian tersebut akan dijadikan sebagai hasil rata-rata sehingga nilainya bervariasi dan terletak pada suatu range tertentu yang menyebabkan perbedaan signifikan. Terjadi penurunan yang signifikan dari H-0 menuju H-2 hal ini disebabkan terjadi proses pematangan dan pemasakan hal ini dukuatkan oleh pernyataan Kartasapoetra (1994), aktifnya enzim-enzim pektinmetilasterase dan paligalekturonase yaitu pada hasil tanaman (buah) yang berada pada proses masak ternyata telah melangsungkan pemecahan atau kerusakan tersebut menyebabkan berubahnya tekstur hasil tanaman, biasanya hasil buah yang tadinya keras akan berubah menjadi lunak. Hasil analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada Lampiran 9 diperoleh bahwa pengisi kemasan berpengaruh nyata pada hari ke-0 dan hari ke-8 pasca simulasi. Nilai rataan yang diperoleh cukup variatif dan berbeda antara bahan pengisi kemasan. Akan tetapi untuk hari ke-2 hingga hari ke-8 tidak ada hasil yang menunjukkan adanya pengaruh yang signifikan antara bahan pengisi kemasan dengan kekerasan buah. 3. Total Padatan Terlarut Kandungan gula atau total padatan terlarut menunjukkan rasa manis atau derajat kematangan dari suatu buah. Total padatan terlarut yang terkandung dalam buah akan lebih cepat meningkat ketika buah mengalami kematangan dan akan terus menurun seiring dengan lama penyimpanan buah. Proses pematangan dan pembusukan akan menyebabkan kandungan karbohidrat dan gula akan berubah dikarenakan perubahan pati yang tidak larut dalam air (Sjaifullah 1996).
Total padatan terlarut tengah Total padatan terlarut ujung 18 12,00 buah pepaya (ºBrix) 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 0 2 4 6 8 KP1 KP2 KP3 KK Lama Penyimpanan Gambar 14. Perubahan total padatan terlarut pada bagian ujung buah pepaya selama penyimpanan Berdasarkan Gambar 14, nilai kandungan total padatan terlarut pada buah pepaya bagian ujung memiliki nilai yang berdekatan hal ini menunjukkan tingkat kemanisan antara perlakuan kemasan hampir sama, meskipun terdapat beberapa titik yang mengalami penurunan dan peningkatan karena setiap sampel memiliki perbedaan. Pada H-4 penyimpanan buah mengalami puncak masa klimakterik, nilai kandungan total padatan terlarut tertinggi pada perlakuan KP3 sebesar 11.21 ºBrix dan nilai terendah sebesar 10.63 ºBrix. 12,00 buah pepaya (ºBrix) 11,00 10,00 9,00 8,00 7,00 0 2 4 6 8 KP1 KP2 KP3 KK Lama penyimpanan (hari) Gambar 15 Perubahan total padatan terlarut pada bagian tengah buah pepaya selama penyimpanan Pada bagian tengah buah pepaya (Gambar 15) nilai kandungan buah pepaya mengalami peningkatan dari H-0 hingga H-4 dan mengalami penurunan setelah H-6. Nilai kandungan total padatan terlarut pada KP1 memiliki rentang 8-9 ºBrix sedangkan KP3, KP2 dan KK terdapat pada rentang 8.20-10.30 ºBrix,
Total padatan terlarut pangkal buah pepaya (ºBrix) jenis buah pepaya dan pengambilan sampel yang berbeda-beda merupakan salah satu penyebab dari rentang total padatan terlarut yang didapatkan. 19 10,00 9,50 9,00 8,50 8,00 KP1 KP2 KP3 KK 7,50 7,00 0 2 4 6 8 Lama penyimpanan (hari) Gambar 16 Perubahan total padatan terlarut pada bagian pangkal buah pepaya selama penyimpanan Fluktuasi nilai total padatan terlarut pada buah pepaya bagian pangkal mengalami penurunan dan peningkatan yang tidak teratur setiap harinya, ada beberapa titik yang mengalami peningkatan contohnya pada H-0 tetapi pada H- 2 mengalami penurunan seperti yang terlihat pada Gambar 16. Perubahan yang tidak beraturan ini akan mempengaruhi nilai kemanisan dari bagian ujung dan bagian tengah sehingga apabila nilai total padatan terlarut dari bagian ujung, pangkal dan tengah di jadikan rata-rata maka akan tidak terlihat beda nyata dari pengaruh suatu kemasan terhadap nilai total padatan terlarut. Pada Gambar 14, 15 dan 16 menunjukkan bahwa buah pepaya termasuk ke dalam buah klimakterik. Pada buah klimakterik peningkatan total padatan terlarut seiring dengan peningkatan laju respirasi, dimana laju respirasi meningkat pada proses pematangan menjelang proses pemasakan, kemudian laju respirasi akan menurun kembali. Berdasarkan sifat klimakteriknya, proses klimakterik dalam buah dapat dibagi dalam 3 tahap yaitu klimakterik meningkat, puncak klimakterik dan klimakterik menurun. Penurunan total padatan terlarut tersebut dimungkinkan karena gula sederhana seperti sukrosa, glukosa dan fruktosa yang terbentuk saat proses pemasakan buah pepaya sudah optimum ketika mencapai puncak klimakterik buah pepaya. Setelah kematangan buah pepaya sudah mencapai puncak klimakterik, maka gula sederhana yang terbentuk tersebut akan mengalami perubahan kimia lagi menuju tahap klimakterik menurun, sehingga rasa manis pada buah pepaya bercampur dengan rasa asam. Berdasarkan analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada Lampiran 10 untuk total padatan terlarut ujung buah pepaya terlihat bahwa bahan pengisi kemasan tidak berbeda nyata terhadap total padatan terlarut karena P value 5%. Nilai rataan pada parameter bahan pengisi kemasan tidak berbeda banyak antara yang satu dengan yang lainnya, sehingga tidak diketahui secara nyata pengaruhnya terhadap perubahan total padatan terlarut pada ujung buah pepaya.
Nilai warna derajat L 20 Sedangkan pada Lampiran 11 uji lanjut Duncan untuk bagian tengah terdapat beda nyata pada H-4, H-6 dan H-8 terbukti dengan kehomogenannya yang berbeda. Uji lanjut Duncan pada pangkal buah pepaya terdapat pada Lampiran 12 dan hanya berbeda nyata pada H-2. 4. Warna Parameter mutu yang pertama dilihat oleh konsumen dalam memilih buah adalah warna karena dapat dilihat secara visual. Warna merupakan faktor yang cenderung digunakan konsumen untuk mempertimbangkan rasa dan aroma dari buah tersebut. Penilaian warna secara visual sangat subjektif. maka diperlukan pengukuran warna yang lebih objektif. Pada penelitian ini akan mengukur warna buah pepaya yang berpengaruh terhadap kualitas buah pepaya. Analisis warna dibedakan menjadi 3 yaitu derajat L, a dan b terhadap masing-masing kemasan. a. Derajat warna L Tingkat kecerahan dari buah pepaya ditunjukkan pada derajat warna L yaitu nilai 0 untuk hitam dan 100 untuk putih. Perubahan nilai derajat warna L terjadi pada setiap kemasan, dapat dilihat pada Gambar 17, berdasarkan gambar tersebut diketahui bahwa tingkat kecerahan buah pepaya rata-rata semakin meningkat menunjukkan bahwa buah pepaya semakin mengalami proses pematangan. 70,00 65,00 60,00 55,00 KP1 KP2 KP3 KK 50,00 0 2 4 6 8 Lama penyimpanan (hari) Gambar 17 Perubahan nilai derajat warna L buah pepaya selama penyimpanan Berdasarkan analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada Lampiran 13 terlihat bahwa bahan pengisi kemasan tidak berbeda nyata terhadap nilai derajat warna L, karena P value 5%. Tidak diketahui secara nyata pengaruh bahan pengisi terhadap perubahan nilai derajat warna L, dilihat dari nilai rataan pada parameter bahan pengisi kemasan tidak berbeda banyak antara yang satu dengan yang lainnya. b. Derajat warna a Nilai a adalah koordinat kromatis pada Chromameter. Nilai derajat warna a menunjukkan tingkat kehijauan dimana nilai positif untuk warna merah dan nilai negatif untuk warna hijau. Penurunan degradasi pigmen menyebabkan peningkatan nilai derajat warna a (Pangodian 2013). Pada buah pepaya nilai
Nilai warna a derajat warna a semakin meningkat selama penyimpanan, berarti buah pepaya mengalami proses pematangan dan warna hijau akan semakin berkurang. Perubahan nilai derajat warna a dapat dilihat pada Gambar 18. Nilai derajat warna a pada kemasan tanpa bahan pengisi lebih tinggi daripada buah yang berada pada bahan pengisi net buah maupun kertas koran, kerusakan mekanis yang dialami oleh buah pepaya di dalam kemasan tanpa bahan pengisi menjadi faktor yang menyebabkan hal tersebut. Kemasan kontrol dan kemasan dengan bahan pengisi net buah memiliki nilai derajat a yang hampir sama, dapat diartikan bahan pengisi net buah lebih baik dalam menjaga derajat warna a dibandingkan dengan kertas koran. Pada Lampiran 14 bagian H-8 untuk KP2 dan KK memiliki nilai standard deviasi yang lebih daripada nilai rataan hal ini di karenakan data pengambilan sampel memiliki rentang yang jauh antar pengukuran pada bagian ujung, tengah dan pangkal buah pepaya. 21 10,00 5,00 0,00-5,00-10,00 0 2 4 6 8 KP1 KP2 KP3 KK -15,00 Lama penyimpanan (hari) Gambar 18 Perubahan nilai derajat warna a buah pepaya selama penyimpanan Berdasarkan analisis ragam dan uji lanjut Duncan pada Lampiran 14 terlihat bahwa bahan pengisi kemasan berbeda nyata terhadap nilai derajat warna a karena P value 5%. Pengaruh bahan pengisi kemasan terhadap nilai derajat warna a terlihat pada hari ke-4 hingga ke-8 dapat disebabkan pada hari tersebut proses pematangan meningkat sehingga warna hijau pada buah pepaya terus berkurang. c. Derajat warna b Nilai b menyatakan tingkat kekuningan dimana nilai positif menyatakan warna kuning dan nilai negatif menyatakan warna biru (Muthmainnah 2008). Berdasarkan Gambar 19 dapat diketahui bahwa nilai derajat warna b pada buah pepaya meningkat sehingga buah pepaya semakin berwarna kuning menuju proses pematangan. Perubahan nilai derajat warna b pada setiap perlakuan berbeda-beda, kemasan tanpa bahan pengisi lebih tinggi daripada buah dengan kemasan lainnya terlihat dari peningkatan yang signifikan hari ke-2 menuju hari ke-4,
Nilai warna b 22 faktor kerusakan juga menjadi penyebab perubahan nilai tersebut karena buah pepaya yang mengalami kerusakan lebih cepat proses pematangannya, tetapi pada hari ke-8 hampir semua kemasan berada pada nilai yang sama meskipun pada hari sebelumnya mengalami peningkatan yang berbeda-beda. Pada kemasan net buah peningkatan nilai derajat warna b lebih konstan daripada kemasan lainnya. 45,00 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 KP1 KP2 KP3 KK 15,00 0 2 4 6 8 Lama penyimpanan (hari) Gambar 19 Perubahan nilai derajat warna b buah pepaya selama penyimpanan Berdasarkan analisis ragam terlihat bahwa bahan pengisi kemasan berbeda nyata terhadap nilai warna b karena P value 5%, ini diyakinkan dengan hasil uji lanjut Duncan (Lampiran 15) menunjukkan bahwa pada hari ke-4 dan hari ke-6 penyimpanan terlihat pengaruh yang signifikan antara bahan pengisi kemasan dengan nilai derajat warna b, sedangkan pada hari ke-0, hari ke-2, dan hari ke-8 tidak terlihat pengaruh yang signifikan terhadap nilai derajat warna buah pepaya.
23 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Kemasan yang dirancang pada penelitian ini memiliki dimensi outer sebesar (45 x 34 x 25) cm dan dimensi inner sebesar (22 x 33 x 24) cm dimana buah yang digunakan memiliki diameter 10.48±0.09 cm dan tinggi 23.58±0.16 cm dengan jumlah inner 2 buah setiap outer. Jumlah buah yang digunakan dalam satu kemasan terdapat 12 buah. Hasil rancangan menggunakan karton bergelombang flute C untuk kemasan outer dan flute B untuk kemasan inner dengan tipe kemasan RSC. Ventilasi yang digunakan sebesar 1% dari luasan dinding kemasan. Kekuatan kemasan yang dirancang sebesar 0.737 Pa sehingga kemasan mampu digunakan untuk 19 tumpukan setara dengan 8.73 m. Kemasan pengisi yang mampu melindungi buah pepaya dan membantu mempertahankan mutu produk buah pepaya saat pendistribusian dengan jarak tempuh transportasi 139.89 km adalah kemasan dengan bahan pengisi net buah dengan tingkat kerusakan sebesar 38%, nilai kerusakan ini masih tergolong tinggi karena dasar penentuan kerusakan mekanis yang terlau ketat. Saran Hal yang harus diperhatikan lagi dalam pengamasan komoditas ini adalah keseragaman kematangan buah untuk meminimalisir kerusakan mekanis dan menurunkan mutu buah pepaya pasca transportasi dan keseragaman ukuran agar sesuai dengan perancangan. Perlu dilakukan penelitian mengenai penentuan tingkat klasifikasi kerusakan mekanis yang berdampak terhadap masa simpan suatu produk.
24 DAFTAR PUSTAKA Departemen Pertanian. 2013. Statistik Pertanian 2013. Jakarta (ID): Departemen Pertanian Republik Indonesia. Hasiholan M. 2008. Peningkatan performa pengemasan jambu biji (Psidium guajava L.) selama transportasi dengan penggunaan bahan pengisi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Kader AD. 1985. Postharvest Technology of Horticultural Crop. California (US): The Regents of the University of California. Kartasapoetra AG. 1994. Teknologi Penanganan Pasca Panen. Jakarta (ID): PT Rineka Cipta. Muthmainnah. 2008. Mutu fisik sawo (Achras zapota L. ) dalam kemasan pada simulasi transportasi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Paine FA, Paine HY. 1983. A Handbook of Food Packaging. London (GB): Leonard Hill. Pangodian S. 2013. Simulasi transportasi dengan pengemasan curah (bulk packaging) untuk cabe keriting segar [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Peleg K. 1985. Produce Handling. Packaging and Distribution. Wesport. Connecticut (US): AVI Publishing Co. Inc. Purwadaria HK. 1992. Sistem Pengangkutan Buah-buahan dan Sayuran. Bogor (ID): PAU Pangan dan Gizi IPB. Salke, Susan EM. 2005. Cartons, Crates and Corrugated Board: Handbook of Paper and Wood Packaging Technology. Pennsylvania (US): DEStech publications inc. Satuhu S. 2004. Penanganan dan Pengolahan Buah. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Singh J, Olsen E, Singh SP. 2008. The effect of ventilation and hand holes on loss of compression strength in corrugated boxes. Jurnal of Applied Packaging Research. Sjaifullah. 1996. Petunjuk Memilih Buah Segar. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Soedibyo M. 1992. Penanganan Pasca Panen Buah-buahan dan Sayur-sayuran (Khusus Pengepakan. Pengangkutan. dan Penyimpanan). Jakarta (ID): Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Sub Balai Penelitian Tanaman Pangan. Sutrisno, Darmawati E, Sukmana D. 2011a. Rancangan kemasan berbahan karton gelombang untuk individual buah manggis (Garciana mangostana L.). Seminar Nasional PERTETA : 2011 Jul 21-22 ; Jember (ID). Indonesia [internet]. [Tempat terbit dan nama penerbit tidak diketahui]. hlm 427-436 ; [diunduh 2014 Mei 5]. Wahyuningtyas RD. 2013. Rancangan kemasan karton bergelombang dengan bahan pengisi untuk buah belimbing (Avrrhoa carambola L.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
25 Lampiran 1 Bahan pengisi dan kemasan hasil rancangan Pengisi net buah Pengisi kertas koran inner Posisi ventilasi inner Gabungan inner i dan outer Posisi ventilasi iouter
26 Lampiran 2 Perhitungan simulasi transportasi 4. Sebelum meja getar Menurut Soedibyo (1992). Bila alat simulasi dengan goncangan vertikal telah digunakan selama 1 jam. maka jarak yang ditempuh = y y = a/b = c di mana : a = jumlah luas seluruh getaran vibrator. b = jumlah seluruh getaran bak truk dan c = jarak yang ditempuh oleh truk. Lembaga uji konstruksi BPPT tahun 1986 telah mengukur goncangan truk yang diisi 80% penuh dengan kecepatan 60 km/jam dalam kota dan 30 km/jam untuk jalan buruk beraspal dan jalan buruk berbatu. Hasil pengukuran dapat dilihat pada Tabel 5 berikut. Tabel 5 Data goncangan truk Amplitudo Getaran Vertikal (cm) Jalan Dalam Jalan Luar Kota Kota Jalan Aspal 1 3.5 3.9 4.8 5.2 500 3.2 3.6 4.2 4.1 1000 2.9 3.3 3.9 3.8 1500 2.5 3.0 3.5 3.6 2000 2.2 2.8 3.1 3.2 2500 1.8 2.5 2.8 2.6 3000 1.6 2.1 2.8 2.6 3500 1.5 2.0 2.0 2.0 4000 1.1 1.7 1.2 1.1 4500 0.9 1.3 0.8 0.7 5000 0.0 0.1 0.2 0.1 Jumlah Kejadian Amplitudo Jalan Buruk Berbatu Amplitudo 1.3 1.74 1.85 1.71 Rataan Sumber : Lembaga uji Konstruksi. BPPT (1986) Transportasi Jalan Luar kota Berdasarkan dari tabel di atas maka : (Ni Ai ) 5. Amplitudo rata-rata getaran bak truk P = i Ni Dimana : P = rata-rata getaran bak truk N = jumlah kejadian mplitudo A = Amplitudo gerakan vertikal (cm) jalan luar kota pada Tabel 10 Amplitudo rata-rata getaran bak truk bila melalui jalan luar kota 1x3.9 + 500x3.6 +... + 5000x0.1 = = 1.742 cm 1 + 500 + 1000 + 1500+... +5000
27 T 6. Luas satu siklus getaran truk L = P sin ωt dt 0 Dimana : ω = kecepatan sudut T = periode 7. Jika diketahui bak truk = 1.442 Hz Maka T = 1 = 1 getaran = 0.693 f 1.442 detik detik ω = 2π = 2π = 9.062 getaran/ T 0.693 8. Luas siklus getaran bak truk di jalan luar kota 0.693 = 1.742 sin 9.062T dt 0 = 1.742 1 0.062 = 0.00115 cm 2 / getaran = 1.742 1 9.062 cos(9.062t) 0 (cos 9.062x0.693 cos(9.062x0)) 0.693 9. Jumlah luas seluruh getaran bak truk jalan luar kota selama 0.5 jam : = 30 menit x 60 detik/menit x 1.442 getaran/detik x 0.00115 cm 2 /getaran = 2.985 cm 2 Kesetaraan simulasi transportasi yang dilakukan dengan menggunakan meja simulator dapat dihitung dengan menggunakan persamaan di bawah ini : Frekuensi = 2.99 Hz Ampliitudo = 4.05 cm T = 1 f = 1 2.99 = 0.334 getaran 2π detik ; ω = T = 2π 0.334 = 18.81 getaran detik 10. Luas satu siklus getaran : T = A sin ωt dt 0 T 0 0.334 0 = A sin 18.81 T dt = 4.05 sin 18.81 T dt = 4.05 1 cos(18.81t) 0.334 18.81 0 = 4.05 1 18.81 cos 18.81 x 0.334 cos 18.81 x 0 = 1.293 x 10 3 cm2 getaran
28 11. Jumlah seluruh getaran selama 1 jam : = 1 jam x 60 menit/jam x 60 detik/menit x 2.99 getaran/detik = 10764 getaran/jam Jumlah luas seluruh getaran selama 1 jam : = 10764 getaran/jam x 1.293 x 10-3 cm 2 / getaran = 13.918 cm 2 /jam Berdasarkan konversi angkutan truk selama 0.5 jam 30 km. maka simulasi pengangkutandengan truk selama 1 jam di jalan luar kota : = (jumlah seluruh getaran vibrator selama 1 jam/ jumlah getaran bak truk)x jarak tempuh = 13.918 cm2 /jam x30 km = 69.947 km 2.985 cm 2 0.5 jam Karena dilakukan selama 2 jam maka jarak yang ditempuh : = 2 x 69.947 =139.89 km
29 Lampiran 3 Perhitungan total tumpukan kemasan 1. Kemasan tanpa inner Gaya = 165.01 kgf = 1618.74 N Luas Penekan = 0.037 m 2 Tekanan = 1618.74 / 0.037 = 43749.94 N/m 2 = 0.437 Pa f = 3 - Jumlah tumpukan kemasan SF = P / f SF = 0.437 /3 SF = 0.15 Safe number of boxes to stack on bottom box = 0.15/12.503 x 1000 = 11.65 - Tinggi tumpukan maksimum kemasan = jumlah tumpukan x tinggi kemasan = 12 x 0.45 m = 5.24 m 1. Kemasan dengan inner Gaya = 342.68 kgf = 3361.69 N Luas Penekan = 0.037 m 2 Tekanan = 3361.69 / 0.037 = 90856.51 N/m 2 = 0.909 Pa f = 3 - Jumlah tumpukan kemasan SF = P / f SF = 0.909 /3 SF = 0.30 Safe number of boxes to stack on bottom box = 0.30/12.660 x 1000 = 23.93 - Tinggi tumpukan maksimum kemasan = jumlah tumpukan x tinggi kemasan = 24 x 0.45 m = 10.77 m Tabel 6 Nilai safety pada beberapa kondisi Level Safety/environmental factor Condition Assurace level 1 8 Frequent high humidity (80% and above) interlocked, misaligned Assurace level 2 4.5-5 Avarage storage conditions occasional high humiditi (60-80%), medium-term storage (3 month), interlocket stacks Assurace level 3 3 Best strorage conditions, humidity seldom over 70%, storage: 6 weeks or less, column stacks Sumber : ASTDM D4269
30 Lampiran 4 Perhitungan ventilasi kemasan 1. Kemasan outer Diketahui : Panjang = 45 cm, lebar = 34 cm, tinggi = 25 cm Luas ventilasi kemasan adalah 1% dari total luasan dinding kemasan - Total luasan dinding kemasan (LK) = 2 (p x t) + 2 (l x t) = 2 (45 x 25) + 2 (34x25) = 3800 cm 2-1% dari total luasan dinding (LD) = 1% x 3950 = 39.50 cm 2 - Karena dalam satu kemasan terdapat 8 lubang ventilasi tipe circle (LV) maka. LV = LD / 8 = 39.50 /8 = 4.93 cm 2 LV = π r 2 4.93 = π r 2 r = 1.22 cm 1.2 cm 2. Kemasan inner Diketahui : Panjang = 22 cm, lebar = 33cm, tinggi = 24 cm Luas ventilasi kemasan adalah 1% dari total luasan dinding kemasan - Total luasan dinding kemasan (LK) = 2 (p x t) + 2 (l x t) = 2 ( 22 x 24) + 2 (33 x 24) = 2640 cm 2-1% dari total luasan dinding (LD) = 1% x 2640 = 26.40 cm 2 - Karena dalam satu kemasan terdapat 8 lubang ventilasi tipe circle (LV) maka. LV = LD / 8 = 26.40 /8 = 3.3 cm 2 LV = π r 2 3.3 = π r 2 r = 1.02 cm 1cm
Lampiran 5 Gambar teknik rancangan kemasan outer 31
32 Lampiran 6 Gambar teknik rancangan kemasan inner
33 Lampiran 7 Kenampakan fisik buah pepaya selama penyimpanan KP1 KP2 KP3 KK H-0 H-2 H-4
34 H-6 H-8