Gambar 1. Wortel segar

II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tanaman Wortel Wortel (Daucus carota) adalah tumbuhan sayur yang ditanam sepanjang tahun, terutama di daerah pegunungan yang memiliki suhu udara dingin dan lembab, kurang lebih pada ketinggian 1200 meter di atas permukan laut. Sayuran ini sudah sangat dikenal masyarakat Indonesia dan populer sebagai sumber vitamin A karena memiliki senyawa karoten (provitamin A). Beta karoten merupakan bagian penting dari karoten. Jika tubuh diberi asupan beta karoten maka tubuh akan membentuk vitamin A sesuai yang diperlukan tubuh sehingga menyantap wortel menjadikan cara yang aman untuk memperoleh vitamin A. Selain itu, wortel juga mengandung vitamin B dan C, serta zat-zat lain yang bermanfaat bagi kesehatan manusia. Sosok tanamannya berupa rumput dan menyimpan cadangan makanan dalam umbi. Mempunyai batang pendek, berakar tunggang yang bentuk dan fungsinya berubah menjadi umbi bulat dan memanjang. Umbi berwarna kuning kemerah-merahan, berkulit tipis, dan jika dimakan mentah terasa renyah dan agak manis (Gambar 1). Gambar 1. Wortel segar Menurut para botanis, wortel (Daucus carota) dapat dibedakan atas beberapa jenis, diantaranya: 1. Jenis Imperator, yakni wortel yang memiliki umbi akar berukuran panjang dengan ujung meruncing dan rasanya kurang manis. 2. Jenis Chantenang, yakni wortel yang memiliki umbi akar berbentuk bulat panjang dan rasanya manis. 3. Jenis Mantes, yakni wortel hasil kombinasi dari jenis wortel imperator dan chantenang. Umbi akar berwarna khas orange. 4

Adapun klasifikasi wortel dalam taksonomi tumbuhan adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Umbilleferales Famili : Umbilleferae Genus : Daucus Spesies : Daucus carota Wortel dapat dipanen 100 hari tergantung dari jenisnya. Pemanenan tidak boleh terlambat karena umbi akan semakin mengeras (berkayu) sehingga tidak disukai konsumen Pembersihan dilakukan dengan cara melepas untaian yang menempel pada umbi wortel kemudian dilakukan pencucian. B. Makanan Ringan Berminyak Makanan ringan berminyak merupakan jenis makanan ringan yang mengandung minyak baik yang berasal dari bahan baku maupun dari minyak yang digunakan untuk menggoreng. Pembuatan atau pengolahannya dapat dilakukan dengan menggunakan sistem penggorengan merendam (deep frying) dan sistem penggorengan biasa (pan frying). Penggorengan merupakan proses pemasakan dengan prinsip pengurangan kandungan air bahan dengan menggunakan minyak goreng sebagai medium pemanasan (Hariyadi, P, 2008). Teknologi penggorengan memungkinkan mengolah aneka produk pangan dalam bentuk keripik (chip). Tekanan rendah memungkinkan mengolah komoditi peka panas seperti buah dan sayuran menjadi hasil olahan berupa keripik (chip). Pada kondisi vakum suhu penggorengan dapat diturunkan menjadi 70-85 o C karena penurunan titik didih air sehingga produk yang dapat mengalami kerusakan baik warna, aroma, rasa dan nutrisi akibat panas dapat diproses. Selain itu kerusakan minyak dan akibat-akibat yang ditimbulkan dapat diminimumkan, karena proses dilakukan pada suhu dan tekanan rendah (Sofyan. I, 2004). Menurut Taoukis et al. (1998), makanan kering seperti keripik mengalami kehilangan kerenyahan dengan tekstur yang tidak diterima pada a w (aktivitas air) 5

antara 0.35-0.50. Aktivitas air merupakan jumlah air yang tersedia untuk pertumbuhan mikroba. Saat a w meningkat, maka akan terjadi rekristalisasi pembebasan air khususnya pada makanan yang mengandung gula atau karbohidrat. Keadaan ini membuat tekstur dan mutu menjadi menurun. Nilai a w kritis mempengaruhi proses pengawetan maupun penyimpanan makanan seperti oksidasi lipid dan pencoklatan non enzimatik. Keterlibatan uap air pada jenis makanan berminyak akan menyebabkan terjadinya proses hidrolisis pada minyak menjadi asam lemak bebas dan gliserol yang akan menimbulkan ketengikan produk. Adanya gas (oksigen) menyebabkan terjadinya proses oksidasi minyak atau lemak sehingga terbentuk peroksida dan hidroperoksida. Tingkat selanjutnya adalah terurainya asam-asam lemak disertai dengan konversi hidroperoksida menjadi aldehida dan keton serta asam-asam lemak bebas. Senyawa aldehida ini akan menyebabkan ketengikan (Ketaren, 1989). C. Pengemasan Pengemasan merupakan salah satu proses dalam industri yang memegang peranan penting dalam upaya mencegah terjadinya penurunan mutu produk. Pengemasan harus dilakukan dengan benar, karena pengemasan yang salah dapat mengakibatkan produk menjadi tidak memenuhi syarat mutunya (Bukcle,et al., 1987). Menurut Agoes (2004) kemasan yang ideal adalah apabila secara kimia inert total, dan memungkinkan bahan makanan mempertahankan karakteristik aslinya namun pada kenyataannya jarang sekali bahan pengemas yang betul-betul inert. Beberapa reaksi tidak dapat dihindari atau dicegah tergantung pada sifatsifat bahan pengemas dan tipe makanan yang diawetkan. 1. Fungsi dan Peranan Kemasan Fungsi kemasan yang utama adalah sebagai wadah, pelindung, sarana informasi dan promosi serta memberikan kemudahan-kemudahan baik bagi produsen maupun konsumen (Reksohadinoto, 1991). Menurut Syarief dan Irawati (1988), kemasan berfungsi sebagai (a) wadah untuk menempatkan produk dan memberi bentuk sehingga memudahkan dalam penyimpanan, pengangkutan, dan distribusi; (b) memberi perlindungan terhadap mutu produk dari kontaminasi luar 6

dan kerusakan; (c) menambah daya tarik produk. Menurut Winarno dan Jennie (1983), pengemasan bahan pangan juga bertujuan untuk : (a) mengawetkan bahan pangan, mempertahankan mutu dan kesegaran, menarik selera konsumen; (b) memberikan kemudahan dalam penyimpanan dan distribusi; (c) menekan peluang kontaminasi dari lingkungan sekitar. Pengemasan sebagai bagian integral dari proses produksi dan pengawetan bahan pangan dapat mempengaruhi mutu produk seperti perubahan fisik dan kimia. Hal ini dikarenakan adanya migrasi zat-zat kimia dari bahan kemasan serta perubahan aroma, warna dan tekstur yang dipengaruhi oleh uap air dan oksigen. Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam pengemasan bahan pangan adalah sifat bahan pangan tersebut, keadaan lingkungan dan sifat bahan kemasan. Gangguan yang paling umum terjadi pada bahan pangan adalah kehilangan atau perubahan kadar air, pengaruh gas dan cahaya. Sebagai akibat adanya peningkatan kadar air pada produk, maka akan tumbuh jamur dan bakteri, pengerasan pada produk bubuk dan pelunakan pada produk kering (Syarief et al.,1989). Bahan pangan memiliki sifat kepekaan yang berbeda-beda terhadap penyerapan atau pengeluaran gas (udara) dan uap air. Bahan kering harus dilindungi dari penyerapan uap air dan oksigen dengan cara menggunakan bahan pengemas yang mempunyai daya tembus rendah terhadap gas tersebut (Purnomo dan Adiono, 1987). Produk kering terutama yang bersifat hidrofilik harus dilindungi terhadap masuknya uap air. Oleh sebab itu harus dikemas dalam kemasan yang mempunyai permeabilitas air yang rendah untuk mencegah produk yang berkadar gula tinggi merekat atau produk-produk tepung menjadi basah sehingga tidak lagi bersifat mawur (Syarief et al., 1989). Persyaratan kemasan untuk bahan pangan antara lain adalah permeabilitas terhadap udara kecil, tidak menyebabkan penyimpangan warna produk, tidak bereaksi dengan produk sehingga merusak citarasa, tidak mudah teroksidasi atau bocor, tahan panas, mudah diperoleh, dan harganya murah (Winarno dan Jennie, 1983). 2. Kemasan Polipropilen (PP) Polipropilen termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari 7

propilen. Jenis plastik ini dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai nama dagang, seperti : bexphane, dynafilm, luparen, escon, olefane, pro fax. Film plastik propilen dihasilkan dari polimerasi propilen. Film ini lebih kaku, terang, dan kuat dibandingkan polietilen, stabil pada suhu tinggi, memiliki ketahanan yang baik terhadap lemak, permeabilitas uap air rendah, permeabilitas gas sedang serta memiliki titik lebur tinggi sehingga sulit untuk direkat dengan panas. Polipropilen mempunyai densitas yang sangat rendah yaitu sekitar 0.9 g/cm 3, mudah dibentuk, tembus pandang dan ketahan kikis lebih besar, transparan, lebih mengkilap dan permukaannya halus (Syarief et al., 1989). Kemasan yang digunakan dalam penelitian ini adalah kemasan plastik polipropilen (PP) dengan tingkat ketebalan yang berbeda-beda. Ketebalan plastik polipropilen yang digunakan antara lain 30 µm, 50 µm, dan 80 µm. Pemilihan ketebalan plastik tersebut didasarkan pada ketersediaannya di pasaran. Sifat-sifat fisik kemasan perlu diuji berdasarkan kaitannya terhadap faktorfaktor yang mempengaruhi umur simpan. Menurut Herawati (2008), mekanisme penurunan mutu pada produk sejenis keripik adalah penyerapan air dan oksidasi. Pada tahun 2009, telah dilakukan pengujian sifat fisik kemasan meliputi ketebalan, laju transmisi gas oksigen (O 2 TR), dan laju transmisi uap air (WVTR) yang dilakukan di Balai Besar Kimia Kemasan, Jakarta. Hasil pengujian sifat fisik kemasan dapat dilihat pada Tabel 1. Pengujian ketebalan kemasan berkaitan dengan daya tembus uap air dan oksigen terhadap dinding kemasan. Pengujian laju transmisi gas oksigen (O 2 TR) berkaitan dengan ketersediaan oksigen dalam kemasan. Oksigen berperan dalam reaksi oksidasi yang bisa menimbulkan bau yang tidak enak pada produk atau disebut juga tengik. Begitu pun dengan pengujian laju transmisi uap air. Uap air berperan dalam reaksi hidrolisis pada makanan ringan berminyak sehingga bisa menimbulkan ketengikan pada produk. Tidak dilakukan pengujian terhadap laju transmisi gas lain karena menurut Ketaren (1989), reaksi yang penting pada minyak dan lemak adalah hidrolisis dan oksidasi. Berdasarkan hasil analisis dapat diketahui bahwa ketebalan kemasan plastik polipropilen berbanding terbalik dengan nilai WVTR. Semakin meningkat 8

ketebalan kemasan, nilai WVTR akan semakin rendah. Hal ini menunjukkan semakin tebal kemasan maka daya permeabilitas kemasan terhadap air semakin rendah. Berbeda dengan hasil analisis O 2 TR terhadap masing-masing kemasan. Nilai O 2 TR paling tinggi pada kemasan plastik polipropilen dengan ketebalan 50 µm dan menunjukkan nilai yang paling rendah pada kemasan plastik polipropilen yang mempunyai ketebalan 80 µm. Berbeda dengan pernyataan Fick (1855) dalam Kirwan (2003) bahwa kuantitas dari difusi gas sebanding dengan ketebalan lapisan. Hal ini bisa dikarenakan beberapa faktor diantaranya keanekaragaman struktur molekul jenis dan tingkat kepolaran (Kirwan, 2003). Tabel 1. Hasil analisis karakteristik kemasan No Ketebalan Polipropilen (µm) WVTR* (g/m 2 /24jam) O 2 TR** (cc/m 2 /24jam) 1 30 8.3685 79.2529 2 50 7.1380 125.8803 3 80 4.1320 67.9188 *Temperatur = 37.8 o C, RH = 100% ** Temperatur = 21 o C, RH = 55% Sumber : Laporan hasil uji laboratorium uji dan kalibrasi BBKK, 2009 D. Pendugaan Umur Simpan Menurut Spigel (1992), penentuan umur simpan secara umum adalah penanganan suatu produk dalam suatu kondisi yang dikehendaki dan dipantau setiap waktu sampai produk mengalami kerusakan. Umur simpan produk berkaitan erat dengan nilai kadar air kritis, suhu, dan kelembaban. Proses perkiraan umur simpan menurut Hine (1987), sangat tergantung pada tersedianya data mengenai: 1. Mekanisme penurunan mutu produk yang dikemas. 2. Unsur-unsur yang terdapat di dalam produk yang langsung mempengaruhi laju penurunan mutu produk. 3. Mutu produk dalam kemasan. 4. Bentuk dan ukuran kemasan yang diinginkan. 9

5. Mutu produk pada saat dikemas. 6. Mutu minimum dari produk yang masih dapat diterima. 7. Variasi iklim selama distribusi dan penyimpanan. 8. Resiko perlakuan mekanis selama distribusi dan penyimpanan yang mempengaruhi kebutuhan kemasan. 9. Sifat barrier pada bahan kemasan untuk mencegah pengaruh unsur-unsur luar yang dapat menyebabkan terjadinya penurunan mutu produk. Menurut Syarief et al. (1989), faktor-faktor yang mempengaruhi umur simpan makanan yang dikemas adalah sebagai berikut: 1. Keadaan alamiah atau sifat makanan dan mekanisme berlangsungnya perubahan, misalnya kepekaan terhadap air dan oksigen, dan kemungkinan terjadinya perubahan kimia internal dan fisik. 2. Ukuran kemasan dalam hubungannya dengan volumenya. 3. Kondisi atmosfir (terutama suhu dan kelembaban) dimana kemasan dapat bertahan selama transit dan sebelum digunakan. 4. Ketahanan keseluruhan dari kemasan terhadap keluar masuknya air, gas dan bau, termasuk perekatan, penutupan, dan bagian-bagian yang terlipat. Penentuan umur simpan produk pangan dapat dilakukan dengan dua metode yaitu metode Extended Storage Studies (ESS) dan Accelerated Storage Studies (ASS). ESS atau sering disebut metode konvensional adalah penentuan tanggal kadaluwarsa dengan jalan menyimpan suatu seri produk pada kondisi normal sehari-hari sambil dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya hingga mencapai tingkat mutu kadaluwarsa. Metode ini akurat dan tepat, namun memerlukan waktu yang lama dan analisis parameter yang relatif banyak. Metode ASS menggunakan suatu kondisi lingkungan yang dapat mempercepat reaksi penurunan mutu produk pangan. Kelebihan metode ini adalah waktu pengujian yang relatif singkat, namun tetap memiliki ketepatan dan akurasi yang tinggi. Metode akselerasi pada dasarnya adalah metode kinetik yang disesuaikan untuk produk-produk pangan tertentu. Model-model yang diterapkan pada penelitian akselerasi ini menggunakan dua cara pendekatan yaitu : (1) Pendekatan kadar air kritis dengan bantuan teori difusi, yaitu suatu cara pendekatan yang diterapkan untuk produk kering dengan menggunakan kadar air atau aktifitas air 10

sebagai kriteria kadaluwarsa dan (2) pendekatan semi empiris dengan bantuan persamaan Arrhenius, yaitu suatu cara pendekatan yang menggunakan teori kinetika yang pada umumnya mempunyai ordo reaksi nol atau satu untuk produk pangan. Suhu merupakan faktor yang berpengaruh terhadap perubahan makanan. Semakin tinggi suhu penyimpanan maka laju reaksi sebagai senyawa kimia akan semakin cepat. Untuk menentukan kecepatan reaksi kimia bahan pangan dalam kaitannya dengan perubahan suhu, Labuza (1982), menggunakan pendekatan Arrhenius. Persamaan Arrhenius :... 1) Dimana, k : konstanta kecepatan reaksi k 0 Ea R T : konstanta pre-eksponensial : energi aktivasi (kkal/mol) : konstanta gas (1.986 kal/mol) : suhu mutlak (K) Persamaan di atas dapat diubah menjadi: ln k = ln k 0 (Ea/RT)... 2) maka akan diperoleh kurva berupa garis linear pada plot nilai ln k terhadap 1/T dengan slope Ea/R seperti pada gambar berikut ini. ln k -Ea/R 1/T Gambar 2. Grafik antara nilai ln k dan 1/T dalam persamaan Arrhenius Nilai umur simpan dapat diketahui dengan memasukkan nilai perhitungan ke dalam persamaan reaksi Ordo nol atau satu. Menurut Labuza (1982), reaksi kehilangan mutu pada makanan banyak dijelaskan oleh reaksi Ordo nol dan satu, sedikit yang dijelaskan oleh ordo reaksi lain. 1. Reaksi Ordo Nol Tipe kerusakan bahan pangan yang mengikuti kinetika reaksi Ordo nol meliputi reaksi kerusakan enzimatis, pencoklatan enzimatis dan oksidasi (Labuza, 1982). Penurunan mutu ordo reaksi nol adalah penurunan mutu yang konstan. 11

Kecepatan penurunan mutu tersebut berlangsung tetap pada suhu konstan dan digambarkan dengan persamaan berikut:... 3) Untuk menentukan jumlah kehilangan mutu, maka dilakukan integrasi terhadap persamaan: At Ao = - kt... 4) Dimana, At : jumlah A pada awal waktu t Ao : jumlah awal A 2. Reaksi Ordo Satu Tipe kerusakan bahan pangan yang mengikuti kinetika reaksi Ordo satu meliputi: ketengikan, pertumbuhan mikroba, produksi off-flavor (penyimpangan flavor) oleh mikroba pada daging, ikan, dan unggas, kerusakan vitamin, penurunan mutu protein, dan lain sebagainya (Labuza, 1982). Persamaan reaksinya:... 5) Untuk menentukan jumlah kehilangan mutu, maka dilakukan integrasi terhadap persamaan: ln At ln Ao = - kt Dimana: At : jumlah A pada awal waktu t Ao : jumlah awal A 12