B. KARAKTERISASI EDIBLE FILM
2. Hasil Analisis Nilai Kadar Air dan Aktivitas Air (a w )
Air dalam bahan pangan berperan sebagai pelarut dari beberapa komponen selain ikut serta sebagai bahan pereaksi, sedangkan bentuk air dapat ditemukan sebagai air bebas dan air terikat. Air bebas dapat dengan
mudah hilang apabila terjadi penguapan atau pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara tersebut. Air dapat terikat secara fisik, yaitu ikatan menurut sistem kapiler dan air terikat secara kimia, antara lain kristal dan air yang terikat dalam sistem disperse (Purnomo, 1995).
Secara umum dapat dikatakan bahwa kadar air dan aktivitas air (aw)
sangat berpengaruh dalam menentukan masa simpan dari produk pangan, karena faktor-faktor ini akan mempengaruhi sifat-sifat fisik (kekerasan dan kekeringan) dan sifat-sifat fisiko kimia, perubahan-perubahan kimia (pencoklatan non enzimatis), kerusakan mikrobiologis dan perubahan enzimatis terutama pangan yang tidak diolah (Winarno, 1997).
Pada penelitian ini edible film kitosan dengan pelarut asam asetat 1% mempunyai nilai kadar air antara 26.37 sampai 29.69 %, sedangkan edible film kitosan dengan pelarut asam laktat 2% mempunyai nilai kadar air antara 27.34 sampai 32.48 %. Hasil pengukuran nilai kadar air dari edible film kitosan dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil pengukuran kadar air (% b.k)
Edible film Konsentrasi asam lemak ( w/w )
0% 5% 10% As et at Palmitat 26.34 a ± 0.60 26.57 ab ± 0.47 28.54 cdef ± 0.63 Laurat 26.34 a ± 0.60 29.69 fg ± 0.37 28.20 cd ± 0.81 Palmitat + Kunyit - 27.82 c ± 0.39 27.37 abc ± 0.66 Laurat +
Kunyit - 28.36 cde ± 0.76 28.47 cdef ± 0.65
Laktat Palmitat 30.50 g ± 0.33 27.34 ab ± 0.31 29.57 efg ± 0.32 Laurat 30.50 g ± 0.33 31.95 h ± 0.66 32.48 h ± 0.43 Palmitat + Kunyit - 29.36 defgh ± 0.69 27.60 bc ± 0.31 Laurat + Kunyit - 30.17 g ± 0.44 27.81 c ± 0.11
Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% Hasil uji lanjut Duncan edible film kitosan yang dihasilkan terhadap nilai kadar air dengan perbedaan pelarut asam asetat 1% dan asam laktat 2% dinyatakan berbeda nyata secara statistik pada taraf 5% (Lampiran 10). Hal
ini menunjukkan adanya perbedaan kadar air dari berbagai perlakuan. Edible film kitosan dengan pelarut asam laktat 2% mempunyai kadar air lebih tinggi dibandingkan dengan pelarut asam asetat 1%. Hal ini dapat dijelaskan dengan adanya gugus hidrofilik yang lebih banyak pada pelarut asam laktat 2% yaitu gugus –OH dan gugus -COOH. Sehingga ikatan hidrogen antara pelarut laktat dengan air semakin kuat. Penambahan asam lemak palmitat, asam lemak laurat, dan esensial oil ekstrak kunyit tidak berpengaruh terhadap nilai kadar air edible film kitosan.
Kadar air berpengaruh terhadap sifat mekanik dan aktivitas antimikroba dari edible film kitosan. Semakin besar kadar air ketebalan semakin besar, persen elongasi semakin besar, dan nilai kuat tarik semakin rendah. Gontard et al. (1993) melaporkan bahwa air merupakan plasticizer yang paling efektif untuk hydrokoloid, akan tetapi tidak stabil karena sangat tergantung pada kondisi RH ruangan.
Selain itu dilakukan pengukuran aktivitas air pada edible film kitosan. Tingkat mobilitas dan peranan air bagi proses kehidupan biasanya dinyatakan dengan besaran aktivitas air (aw), yaitu perbandingan tekanan uap parsial
dalam bahan pangan dengan tekanan uap air jenuh. Semakin tinggi aw suatu
bahan pangan maka semakin tinggi pula kemungkinan tumbuhnya jasad renik dalam bahan pangan tersebut.
Aktivitas air ini adalah jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Istilah aktivitas air digunakan untuk menjabarkan air yang tidak terikat atau bebas dalam suatu sistem yang dapat menunjang reaksi biologi dan kimiawi. Berbagai mikroorganisme mempunyai aw minimum agar dapat tumbuh baik, misalnya bakteri aw 0,90, khamir aw
0,80-0,90, dan kapang aw 0.60-0,70.
Nilai aktivitas air (aw) diukur untuk mengetahui kemungkinan produk
tercemar oleh pertumbuhan mikroba. Menurut Labuza (1982), hubungan antara aktivitas air dan mutu makanan yang dikemas yaitu pada selang aktivitas air sekitar 0.7–0.75 atau lebih, mikroorganisme berbahaya dapat mulai tumbuh dan produk menjadi beracun. Nilai aktivitas air (aw) dapat
menggunakan garam jenuh yang memiliki kelembaban 75%. Prinsip pengukuran nilai aktivitas air yaitu sampel diletakkan pada suatu wadah yang memiliki sensor dan dibiarkan mencapai keadaan setimbang. Dari hasil pengukuran aktivitas air edible film kitosan dengan pelarut asam asetat 1% berkisar antara 0.611 – 0.624 dan edible film kitosan dengan pelarut asam laktat 2% berkisar antara 0.664 – 0.672 dapat dilihat pada Tabel 4. Berdasarkan nilai yang diperoleh, maka dapat disimpulkan edible film kitosan tersebut aman dari pertumbuhan mikroba khususnya bakteri dan khamir. Sedangkan kapang masih bisa tumbuh. Pada umumnya kapang dapat tumbuh pada pangan yang memiliki nilai aktivitas air (aw) diatas 0,6-0,7 (Winarno,
1997).
Tabel 4. Hasil pengukuran aw
Edible film Konsentrasi asam lemak ( w/w )
0% 5% 10% Asetat Palmitat 0.624 c ± 0.0014 0.613 b ± 0.0021 0.611 a ± 0.0014 Laurat 0.624 c ± 0.0014 0.613 ab ± 0.0007 0.611 a ± 0.0007 Palmitat + Kunyit - 0.618 ab ± 0.0028 0.613 ab ± 0.0014 Laurat + Kunyit - 0.614 ab ± 0.0007 0.613 ab ± 0.0007 Laktat Palmitat 0.669 de ± 0.0021 0.664 d ± 0.0071 0.664 d ± 0.0049 Laurat 0.669 de ± 0.0021 0.669 de ± 0.0007 0.668 de ± 0.0014 Palmitat + Kunyit - 0.669 de ± 0.0007 0.669 de ± 0.0007 Laurat + Kunyit - 0.672 e ± 0.0014 0.670 de ± 0.0021 Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5%
Hasil uji lanjut Duncan edible film kitosan yang dihasilkan terhadap nilai aw dengan perbedaan pelarut asam asetat 1% dan asam laktat 2%
dinyatakan berbeda nyata secara statistik pada taraf 5% (Lampiran 2). Hal ini menunjukkan adanya perbedaan aktivitas air dari berbagai perlakuan. Penambahan asam lemak palmitat dan asam lemak laurat menurunkan nilai aw
edible film kitosan. Semakin banyak kosentrasi asam lemak yang ditambahkan, aktivitas air dari edible film kitosan semakin menurun. Hal ini
dapat dijelaskan dengan prinsip interaksi hidrofobik dan hidrofilik. Penambahan asam lemak palmitat dan asam lemak laurat pada edible film kitosan menurunkan interaksi gugus hidrofilik kitosan dan air, karena sifat asam-asam lemak tersebut yang mengandung gugus hidrofobik. Sehingga, air yang dapat diikat oleh kitosan melalui ikatan hidrogen menjadi berkurang. Akibatnya, nilai aw edible film kitosan yang dihasilkan menjadi turun.
Mekanisme lain yang mungkin terjadi adalah adanya asam lemak rantai panjang memberikan pengaruh interaksi hidrofobik. Menurut Paramawati (2001), interaksi hidrofobik merupakan ikatan kimia yang paling kuat dalam membentuk matriks tiga dimensi dari film. Kondisi ini dapat memberikan peluang yang besar bagi matriks yang terbentuk untuk dapat mengikat air bebas. Sehingga, nilai aw edible film kitosan yang dihasilkan
semakin tinggi. Semakin besar konsentrasi asam lemak rantai panjang yang ditambahkan, maka interaksi hidrofobik akan bertambah besar. Sehingga, aw
akan semakin meningkat dengan kenaikkan konsentrasi asam lemak rantai panjang tersebut.
Tetapi perbedaan asam lemak tidak berpengaruh terhadap penurunan nilai aktivitas air edible film kitosan. Sedangkan penambahan ekstrak kunyit tidak berpengaruh terhadap aktivitas air dari edible film kitosan yang dihasilkan. Nilai aw untuk edible film kitosan yang dihasilkan sekitar 6 cukup
baik untuk aplikasinya dalam bahan pangan.