Karakteristik Konsentrat Protein Ikan Nila, Spirulina platensis, dan Biskuit
Tipe KPI dapat ditentukan dengan empat parameter yaitu kadar air, kadar protein, kadar lemak, dan organoleptik (aroma). Konsentrat protein ikan nila yang digunakan dalam penelitian ini tergolong dalam tipe A dengan nilai kadar air 7,27%, kadar protein 79,10%, kadar lemak 0,31%, dan aroma dengan nilai 2,90. Windsor (2008) menyatakan konsentrat protein ikan dibagi menjadi 3 tipe, yaitu tipe A, tipe B, dan Tipe C. Tipe A, hampir tidak berbau, berasa, dan memiliki total lemak maksimum 0,75%. Tipe B, berbau amis dan memiliki total lemak maksimum 3%. Tipe C, digunakan untuk pakan ikan, namun tetap diproduksi dalam kondisi yang higienis dan memiliki total lemak maksimum 10%. Bahan penambah gizi biskuit lainnya yaitu Spirulina platensis. Komposisi proksimat
Spirulina platensis kering dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Karakteristik Spirulina platensis kering
Komposisi Spirulina platensis
Basis basah (%) Basis kering (%)
Air 4,28±0,03 -
Protein 61,06±0,05 63,74±0,05
Lemak 0,14±0,07 0,14±0,07
Abu 5,99±0,12 6,25±0,12
Karbohidrat (by difference) 28,53±0,13 29,87±0,13
Konsentrat protein ikan dan Spirulina platensis selanjutnya digunakan sebagai bahan pembuatan biskuit. Karakteristik biskuit menggunakan enam parameter yaitu kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, kadar karbohidrat dan aktivitas antioksidan. Nilai parameter tersebut disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Karakteristik biskuit terbaik
Analisis kimia Biskuit KPI dan
Spirulina platensis (%) SNI (%)
Kadar air 1,13 Max 5
Kadar abu 2,66 Max 1,5
Kadar lemak 15,21 Min 9,5
Kadar protein 15,87 Min 9
Kadar karbohidrat (by difference) 65,14 Min 70 Aktivitas antioksidan (ppm) >1000
16
Karakteristik biskuit KPI dan Spirulina platensis telah sesuai dengan standar nasional Indonesia, kecuali kadar abu yang melebihi batas maksimal yang ditetapkan. Tingginya nilai kadar abu dipengaruhi oleh penambahan Spirulina platensis yang memiliki kandungan mineral seperti Na, Ca, K, P, Mg, S, Fe, Mn, Zn, Cu,dan Cr (Moreira et al. 2013).
Parameter Utama Kerusakan Biskuit
Parameter utama kerusakan biskuit ditentukan dengan melalui metode kuisioner pada 30 panelis secara acak. Parameter utama kerusakan biskuit disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4 Parameter kerusakan biskuit
Panelis (80%) menyatakan tekstur sebagai parameter utama penurunan mutu biskuit, dan masing-masing 10% memilih parameter rasa dan aroma, serta tidak ada yang memilih parameter warna. Kusnandar et al. (2010) mengungkapkan penentuan nilai kadar air kritis dalam atribut sensori yang paling penting yaitu saat hilangnya tekstur renyah. Hilangnya tekstur renyah dipengaruhi oleh penyerapan uap air dari lingkungan ke dalam produk, sehingga produk menjadi lembab. Hasil tersebut sesuai dengan pernyataan Man (2002) bahwa perubahan mutu biskuit dipengaruhi oleh hilangnya kerenyahan karena penambahan kadar air.
Kadar Air Awal (Initial Moisture)
Kadar air biskuit merupakan parameter penting dalam pendugaan umur simpan. Nilai kadar air awal biskuit sebesar 0,0113 g H2O/g padatan. Menurut Kaur et al. (2014) biskuit komersial memiliki nilai kadar air sebesar 0,0301 g H2O/g padatan. Biskuit KPI dan Spirulina platensis memiliki nilai kadar air yang lebih rendah dibandingkan biskuit komersial. Hal tersebut dapat dipengaruhi oleh komposisi dan jenis bahan yang digunakan yaitu penggunaan tepung sagu dan
0 10 10 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Warna Rasa Aroma Tekstur
P e r se n tas e p an e li s (% ) Parameter
17
konsentrat protein ikan, serta penambahan Spirulina platensis. Cauvain dan Young (2008) menyatakan bahwa tepung terigu memiliki kapasitas penyerapan air yang lebih tinggi dibandingkan tepung yang lain, sehingga nilai kadar air menjadi lebih tinggi. Nilai kadar air biskuit telah memenuhi standar yang ditetapkan yaitu kurang dari 5% (BSN 2011).
Kadar Air Kritis (CriticalMoisture)
Pengujian kadar air kritis dilakukan dengan mencari titik kritis produk, pengujian organoleptik (uji hedonik), pengujian kerenyahan secara obyektif dan subyektif, serta pengujian kadar air. Kerenyahan biskuit diukur menggunakan uji kadar air, uji rating (kerenyahan) secara subyektif, uji hedonik, serta diperkuat dengan pengujian kerenyahan yang diukur menggunakan alat Texture analyzer. Hasil uji kadar air, nilai dan skor kerenyahan, serta skor hedonik selama periode pengamatan produk biskuit disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Nilai kadar air, kerenyahan, skor kerenyahan, dan nilai hedonik
Jam ke- Nilai kadar air
(gH2O/g padatan) Nilai kerenyahan (gf) Skor kerenyahan Skor hedonik
0 0,0113 ± 0,0030 363,57 6,13 8,67 1 0,0349 ± 0,0039 211,23 5,93 7,83 2 0,0424 ± 0,0049 195,67 5,17 7,57 3 0,0529 ± 0,0064 182,17 3,37 5,37 4 0,0606 ± 0,0015 80,73 2,33 3,00 5 0,0772 ± 0,0014 70,12 1,67 2,87
Data Tabel 4 menunjukkan bahwa selama periode pengamatan (jam ke- 0 sampai jam ke- 5) terjadi penurunan skor hedonik, nilai dan skor kerenyahan secara berturut-turut yaitu 8,67 menjadi 2,87; 363,57 gf menjadi 70,12 gf; dan 6,13 menjadi 1,67. Hal tersebut menunjukkan bahwa kerenyahan biskuit semakin menurun seiring dengan lamanya waktu penyimpanan. Kusnandar et al. (2010) menyatakan bahwa skor kerenyahan biskuit dari jam ke-0 memiliki nilai 6,3 menjadi 1,8 pada jam ke-5. Sebaliknya terjadi peningkatan pada kadar air produk yaitu sebesar 0,0113 g H2O/g padatan jam ke-0 menjadi 0,0772 g H2O/g padatan pada jam ke-5. Keadaan tersebut diduga sifat produk kering (biskuit) menyerap uap air dari lingkungan ke dalam produk (adsorpsi) sehingga kadar air biskuit bertambah. Selanjutnya kadar air biskuit diubah menjadi log kadar air dan dihubungkan dengan skor hedonik yang disajikan pada Gambar 5.
Hubungan antara log kadar air dengan skor hedonik didapatkan persamaan y = -0,113x – 0,739 dengan nilai R2 0,766. Nilai kadar air kritis diperoleh dengan memplotkan x = 3 pada persamaan sehingga didapatkan nilai kadar air kritis 0,0836 g H2O/ g padatan. Hubungan skor hedonik dan skor kerenyahan dengan lama penyimpanan disajikan pada Gambar 6.
18
Gambar 5 Kurva hubungan antara log kadar air dengan skor hedonik
Gambar 6 Hubungan antara lama penyimpanan dengan skor hedonik dan skor kerenyahan
Gambar 6 menunjukkan bahwa skor hedonik dan skor kerenyahan dipengaruhi oleh lama penyimpanan. Hal tersebut terjadi karena nilai uap air (kadar air) pada produk biskuit lebih rendah dari lingkungan. Roos (2007) menyatakan bahwa produk akan mencapai zona kritis seiring dengan lama penyimpanan yang disebabkan oleh proses adsorbsi dari lingkungan ke dalam produk. Penyerapan kadar air tersebut mengakibatkan produk menjadi melempem dan tidak disukai. Nilai R2 menunjukkan korelasi antara skor hedonik dan skor kerenyahan dengan lama penyimpanan. Nilai R2 masing masing sebesar 0,955 dan 0,957 yang mengartikan bahwa 95,5% dan 95,7% dari variasi persamaan garis regresi yang disebabkan oleh hubungan linier dengan variabel bebasnya telah sesuai dengan keadaan sebenarnya. Semakin tinggi nilai tersebut maka semakin baik juga lama penyimpanan dapat menjelaskan skor hedonik dan kerenyahan. Hubungan nilai kerenyahan dengan nilai kadar air disajikan pada Gambar 7.
y = -0,113x - 0,739 R² = 0,766 -2,5 -2 -1,5 -1 -0,5 0 -1,0 1,0 3,0 5,0 7,0 9,0 Lo g k ad ar ai r (g H 2O /gp ad atan ) Skor hedonik y = -0,998x + 6,595 R² = 0,957 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 S k o r k e r e n yah an
Lama penyimpanan (Jam)
y = -1,245x + 9,114 R² = 0,955 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 S k o r h e d o n ik
19
Gambar 7 Hubungan nilai kerenyahaan dengan kadar air
Nilai kerenyahan semakin menurun seiring meningkatnya nilai kadar air produk. Menurut Ministry for Primary Industries New Zealand (2012) bertambahnya kadar air diakibatkan oleh transfer air dari lingkungan ke dalam produk sehingga merubah sifat fisik tekstur.
Kadar Air Kesetimbangan
Kadar air kesetimbangan diperlukan untuk mendapatkan kurva sorpsi isotermis dalam kondisi suhu dan kelembaban tertentu. Berikut adalah data kadar air kesetimbangan biskuit pada masing-masing RH yang disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5 Kadar air kesetimbangan (Me) biskuit penyimpanan
Garam Me Biskuit (g H2O/g padatan)
NaOH 0,0801 ± 0,0117 0,1328 ± 0,0109 0,1779 ± 0,0088 0,1785 ± 0,0117 0,1892 ± 0,0163 0,2162 ± 0,0130 0,2518 ± 0,0277 0,2837 ± 0,0068 0,2993 ± 0,0085 0,3213 ± 0,0127 0,4426 ± 0,0110 MgCl2 K2CO3 NaBr NaNO2 KI NaCl KCl BaCl2 KNO3 K2SO4
Penentuan kadar air kesetimbangan dilakukan dengan menyimpan produk dalam desikator yang berisi 11 jenis garam yang berbeda tingkat kejenuhannya. Penggunaan 11 garam bertujuan memberikan gambaran secara representatif terhadap setiap RH garam. Selama penyimpanan terjadi proses kenaikan atau penurunan bobot. Proses tersebut merupakan proses adsorbsi atau desorbsi yang bergantung pada kadar air biskuit dan kelembaban relatif pada lingkungan. Proses
desorpsi terjadi pada garam natrium hidroksida dengan nilai kadar air 0,0801 g H2O/ g padatanyang disebabkan oleh nilai kadar air bahan yang lebih
tinggi dari RH lingkungan. Proses adsorpsi terjadi pada semua garam selain y = -0,000x + 0,084 R² = 0,929 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0 100 200 300 400 K ad ar A ir (g H2 O /g p ad atan ) Nilai kerenyahan (gf)
20
NaOH dengan nilai kadar air diatas kadar air produk. Menurut Labuza dan Bilge (2007) proses kenaikan uap air pada produk terjadi ketika kelembaban relatif udara lebih tinggi dari kadar air bahan. Semakin tinggi RH penyimpanan (lingkungan), semakin tinggi kadar air kesetimbangan. Hal ini menunjukkan bahwa proses difusi uap air berlangsung lama untuk mencapai kesetimbangan. Proses penentuan kadar air kesetimbangan disajikan pada Gambar 8.
Gambar 8 Proses penentuan kadar air kesetimbangan pada penyimpanan suhu ruang
Pengujian Nilai Aktivitas Air
Aktivitas air merupakan jumlah air bebas yang dapat digunakan mikroba untuk pertumbuhannya. Aktivitas air menggambarkan derajat keterikatan kandungan air dalam pangan dan berperan dalam reaksi kimia dan biokimia (Labuza 1977). Nilai aw berkisar antara 0 – 1 tanpa satuan. Aktivitas air dapat menggambarkan tingkat kerenyahan produk. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biskuit memiliki nilai aw 0,297. Nilai aw akan mempengaruhi kerenyahan produk. Menurut Katz dan Labuza (1981) kerenyahan produk menurun dengan meningkatnya aw produk. Produk akan berubah menjadi melempem (soggy) atau kehilangan kerenyahan apabila aw produk mencapai 0,35 – 0,5.
Perhitungan Variabel Pendugaan Umur Simpan Kurva sorpsi isotermis
Kurva sorpsi isotermis menggambarkan hubungan antara aktivitas air (aw) atau kelembaban relatif kesetimbangan pada ruang penyimpanan dengan kandungan air per gram suatu bahan pangan (Labuza dan Schmidl 1985). Perbedaan kandungan air pada bahan dengan lingkungan menyebabkan transfer uap air dari lingkungan ke produk (adsorpsi) atau dari produk ke lingkungan (desorpsi) (Labuza dan Bilge 2007). Kadar air kesetimbangan yang diperoleh dari
21
percobaan masing-masing diplotkan dengan nilai aktivitas air atau ERH lingkungan sehingga membentuk kurva sorpsi isotermis, sebagaimana dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9 Hubungan nilai kadar air kesetimbangan dengan aktivitas air Secara umum bentuk kurva sorpsi isotermis khas untuk setiap jenis bahan pangan. Menurut Brunauer et al. (1940) terdapat lima tipe kurva sorpsi isotermis berdasarkan pada kondisi dan proses yaitu tipe 1 kurva langmuir isotermis, tipe 2 kurva sigmoidal sorpsi isotermis, tipe 3 Flort-Huggins isotermis, tipe 4 merupakan gabungan dari tipe 1 dan 2, serta tipe 5 Brunauer-Emmet-Teller (BET) yang merupakan gabungan tipe 2 dan 3. Tipe 2 dan 4 merupakan tipe yang sering ditemukan pada bahan pangan. Kurva sorpsi isotermis hasil penelitian menunjukkan sama dengan tipe 4 yang menggambarkan proses adsorpsi dari bahan hidrofilik sampai batas hidrasi maksimum.
Data hubungan antara nilai aktivitas air atau ERH lingkungan didapatkan persamaan y = 0,014 + 0,339x dengan nilai R2 0,855 yang menggambarkan kesesuaian dengan keadaan alam sebenarnya sebesar 85,5%. Semakin tinggi nilai R2 maka semakin baik kadar air dapat menjelaskan aktivitas air.
Model sorpsi isotermis
Pemodelan sorpsi isotermis dilakukan menggunakan lima model yaitu model Hasley, Chen Clayton, Henderson, Caurie, dan Oswin. Model-model tersebut menggambarkan kurva sorpsi isotermis pada jangkauan nilai aktivitas air yang luas. Pemodelan dilakukan menggunakan persamaan linier y = a + bx untuk mendapatkan kemulusan kurva sorpsi isotermis dan mempermudah perhitungan (Labuza dan Bilge 2007). Persamaan linier dari model kurva sorpsi isotermis disajikan pada Tabel 6.
y = 0,014 + 0,339x R² = 0,855 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 K ad ar ai r (g H2 O /g p ad atan ) Aktivitas air
22
Tabel 6 Persamaan linier model kurva sorpsi isotermis
Model Persamaan MRD
Caurie ln Me = -2,647 + 1,694aw 0,33
Hasley log (ln(1/aw)) = -2,279- 2,631log Me 0,56
Chen Clayton ln (ln(1/aw)) = 1,748-12,47Me 1,02
Henderson log (ln(1/(1-aw))) =1,487+2,214log Me 0,45
Oswin ln Me = -1,785+0,283ln (aw/(1-aw)) 0,16
Nilai MRD yang diperoleh memiliki rentang yang sangat sempit satu sama lain yaitu berkisar antara 0,16 – 1,02. Menurut Tarigan et al. (2006) model kurva sorpsi isotermis menggambarkan keadaan sebenarnya dengan sangat tepat yaitu model yang memiliki nilai MRD di bawah 5. Mean Relative Determination setiap model memiliki nilai di bawah 5 yang mengartikan bahwa persamaan sesuai dengan lingkungannya. Model oswin merupakan model terbaik dibandingkan yang lain karena memiliki nilai MRD paling kecil, sehigga dapat ditarik persamaan ln Me = -1,785+0,283ln (aw/(1-aw)) menjadi persamaan sorpsi isotermis. Selanjutnya penentuan nilai kemiringan yang ditentukan pada daerah linier dari kurva sorpsi isotermis yang melewati kadar air awal. Nilai kemiringan pada kurva sorpsi isotermis model Oswin adalah 0,3390. Kurva sorpsi isotermis model terpilih disajikan pada Gambar 10.
Gambar 10 Kurva sorpsi isotermis berdasarkan model terpilih Me percobaan ( ) dan Me perhitungan ( )
Permeabilitas Uap Air Kemasan
Secara umum kemasan berfungsi mencegah dan menjaga produk dari kontaminasi eksternal seperti memperlambat deteriorasi, memelihara kualitas dan keamanan makanan kemasan, dan memperpanjang umur simpan (Brody et al. 2008). Produk pangan biskuit (kering) bersifat higroskopis yang harus dilindungi terhadap masuknya uap air. Biskuit memiliki kadar air rendah sehingga harus dikemas dengan kemasan yang mempunyai daya tembus atau permeabilitas uap air yang rendah. Permeabilitas uap air kemasan merupakan kecepatan atau laju transmisi uap air melalui suatu unit luasan bahan yang permukaannya rata dengan
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 K ad ar ai r (gH 2O /g p ad atan )
23
ketebalan tertentu sebagai akibat perbedaan unit tekanan uap air antara permukaan produk pada kondisi RH dan suhu tertentu (Robertson 2010). Penelitian ini menggunakan tiga kemasan plastik yang meliputi kemasan Retort pouch,
Polyprophylene (PP), dan High Density Poly Ethylene (HDPE). Permeabilitas kemasan dihitung dengan menentukan nilai Water Vapor Transmission Rate
(WVTR) terlebih dahulu, kemudian dibagi dengan hasil perkalian tekanan uap jenuh pada suhu pengujian dengan nilai RH. Berikut merupakan hasil pengujian permeabilitas kemasan yang disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7 Permeabilitas uap air kemasan
Jenis Kemasan WVTR
(g/m2 hari) k/x (g/m
2 mmHg hari)
Retort Pouch (PET 12/nilon/aluvo 7/LLDPE 40) 0,2248 0,0133 ± 0,0023
Polypropylene (PP) 3,5364 0,1111 ± 0,0209
High Density Polyethylene (HDPE) 1,9171 0,0602 ± 0,0061
Pengukuran permeabilitas uap air kemasan kemasan retort pouch memiliki nilai paling rendah yaitu 0,0133 g/m2 mmHg hari dibandingkan kemasan PP dengan nilai 0,1111 g/m2 mmHg hari dan kemasan HDPE dengan nilai 0,0602 g/m2 mmHg hari. Nilai permeabilitas kemasan yang semakin rendah menunjukkan bahwa uap air berdifusi semakin sedikit sehingga biskuit terjaga dengan baik. Proses difusi secara aktif yaitu uap air terlarut atau melebur pada permukaan polimer, lalu dengan adanya perbedaan tekanan maka terjadi difusi melalui polimer, selanjutnya uap air akan mengalir dan mengalami evaporasi ke sisi yang berlawanan. Nilai permeabilitas kemasan Retort Pouch lebih baik dibandingkan dengan kemasan HDPE dan PP. Hal ini dapat disebabkan nilai permeansi yang rendah lebih dapat menahan masuknya uap ke dalam produk dibandingkan kemasan dengan nilai permeansi yang tinggi (Lange dan Wyser 2003). Menurut Emblem (2000) bahwa kemasan Retort Pouch memiliki sifat yang sangat baik sebagai penghalang kadar air, gas, dan cahaya dibandingkan jenis kemasan HDPE dan PP, serta kemasan HDPE masih lebih baik sebagai penghalang kadar air dibandingkan dengan kemasan PP.
Plastik polypropylene (PP) dan high density polyethylene (HDPE) adalah kemasan thermoplastic yang banyak digunakan sebagai bahan pengemas pangan. Rumus molekol PP yaitu (–CHCH3-CH2-)n yang memiliki karakteristik tahan pada suhu tinggi, transparan, densitas rendah, transmisi uap air rendah, tahan bahan kimia, panas, dan minyak. Selain itu, plastik PP memiliki pengaruh yang rendah terhadap suhu rendah dan permeabilitas gas yang tinggi (Dumont et al. 2007). Plastik HDPE memiliki rumus molekol (-CH2-CH2-)n merupakan jenis plastik turunan polyester dengan kenampakan transparan, lemas, dan meleleh pada suhu 130 °C. Plastik jenis ini dapat mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik dengan produk, tetapi direkomendasikan hanya sekali pakai disebabkan proses pelepasan senyawa antimoni trioksida terus meningkat seiring waktu.
Retort pouch merupakan kemasan multilayer antara polyester (layer bagian luar), nylon (layer kedua), alumunium foil (layer ketiga) dan PP (layer bagian dalam). Polyester berfungsi memberikan ketahanan dan kekuatan pada kemasan sehingga tahan terhadap cetakan. Aluminium foil berfungsi sebagai perlindungan bahan atau produk ketika disimpan, dan permeabilitas rendah terhadap sinar, oksigen, dan uap air. Polypropylene bersifat inert yang bekerja secara adhesif
24
terhadap aluminium foil sehingga dapat ditutup secara kuat dengan pemanasan.
Retort pouch memiliki kelebihan diantaranya tahan panas hingga suhu 138 °C lebih dari suhu sterilisasi, fleksibel (tidak mudah sobek), teknik penutupan mudah, dan ekonomis (Jun et al. 2006).
Variabel lain yang mempengaruhi umur simpan adalah luas kemasan, bobot padatan per kemasan, dan tekanan uap murni. Luas kemasan PP, HDPE dan retort pouch hasil penelitian sebesar 0,045 m2. Semakin luas permukaan kemasan, semakin lama biskuit mencapai titik kritisnya sehingga umur simpan menjadi lebih lama. Bobot padatan per kemasan biskuit 98,87 g berdasarkan perhitungan kadar air awal dan bobot isi produk. Nilai tekanan uap murni 31,824 mmHg berdasarkan pembacaan tabel uap air Labuza dan Bilge (2007) pada suhu 30 ºC yang dapat dilihat pada Lampiran 3.
Umur Simpan Biskuit
Penentuan umur simpan dilakukan untuk mengevaluasi suatu perubahan faktor mutu selama periode tertentu. Umur simpan menggunakan kelembaban relatif berkisar antara 75 - 85% yang disesuaikan dengan keadaan lingkungan. Penghitungan umur simpan biskuit disajikan pada Tabel 8-10. Contoh perhitungan umur simpan dapat dilihat pada Lampiran 4.
Tabel 8 Perhitungan umur simpan biskuit dengan menggunakan kemasan
Retort Pouch pada beberapa RH penyimpanan berdasarkan model Oswin
Parameter RH 75% RH 80% RH 85%
Kadar air awal (g H2O/g solid) 0,0113 0,0113 0,0113
Kadar air kritis (g H2O/g solid) 0,0836 0,0836 0,0836
Model persamaan Oswin ln Me = -1,785+0,283ln (aw/(1-aw)) Slope kurva sorpsi isotermis (b)
a. Slope 1 (b1) 0,3527 0,3527 0,3527
b. Slope 2 (b2) 0,3390 0,3390 0,3390
Kadar air kesetimbangan (g H2O/g solid) 0,2290 0,2484 0,2741 Permeabilitas kemasan (k/x) (g/m2 hari mmHg) 0,0133 0,0133 0,0133
Luas kemasan (A) (m2) 0,045 0,045 0,045
Berat padatan per kemasan (Ws) (g) 98,87 98,87 98,87
Tekanan uap jenuh suhu 30 ºC (Po) (mmHg) 31,824 31,824 31,824 Umur simpan (hari)
a. Slope 1 738,98 665,97 589,06
b. Slope 2 710,28 640,10 566,18
Umur Simpan (bulan)
a. Slope 1 24,63 21,20 19,63
b. Slope 2 23,68 21,34 18,87
Keterangan :
Slope 1 : Perbandingan selisih kadar air kritis dan kadar air awal dengan selisih aw kritis dan aw awal
25
Tabel 9 Perhitungan umur simpan biskuit dengan menggunakan kemasan
Polyprophylene (PP) pada beberapa RH penyimpanan berdasarkan model Oswin
Parameter RH 75% RH 80% RH 85%
Kadar air awal (g H2O/g solid) 0,0113 0,0113 0,0113
Kadar air kritis (g H2O/g solid) 0,0836 0,0836 0,0836
Model persamaan Oswin ln Me = -1,785+0,283ln (aw/(1-aw)) Slope kurva sorpsi isotermis (b)
a. Slope 1 (b1) 0,3527 0,3527 0,3527
b. Slope 2 (b2) 0,3390 0,3390 0,3390
Kadar air kesetimbangan (g H2O/g solid) 0,2290 0,2484 0,2741 Permeabilitas kemasan (k/x) (g/m2 hari mmHg) 0,1111 0,1111 0,1111
Luas kemasan (A) (m2) 0,045 0,045 0,045
Berat padatan per kemasan (Ws) (g) 98,87 98,87 98,87
Tekanan uap jenuh suhu 30 ºC (Po) (mmHg) 31,824 31,824 31,824 Umur simpan (hari)
a. Slope 1 88,46 79,72 70,51
b. Slope 2 85,03 76,63 67,78
Umur Simpan (bulan)
a. Slope 1 2,94 2,65 2,35
b. Slope 2 2,83 2,56 2,26
Tabel 10 Perhitungan umur simpan biskuit dengan menggunakan kemasan
High Density Polyethylene (HDPE) pada beberapa RH penyimpanan berdasarkan model Oswin
Parameter RH 75% RH 80% RH 85%
Kadar air awal (g H2O/g solid) 0,0113 0,0113 0,0113
Kadar air kritis (g H2O/g solid) 0,0836 0,0836 0,0836
Model persamaan Oswin ln Me = -1,785+0,283ln (aw/(1-aw)) Slope kurva sorpsi isotermis (b)
a. Slope 1 (b1) 0,3527 0,3527 0,3527
b. Slope 2 (b2) 0,3390 0,3990 0,3990
Kadar air kesetimbangan (g H2O/g solid) 0,2290 0,2484 0,2741 Permeabilitas kemasan (k/x) (g/m2 hari mmHg) 0,0602 0,0602 0,0602
Luas kemasan (A) (m2) 0,045 0,045 0,045
Berat padatan per kemasan (Ws) (g) 98,87 98,87 98,87
Tekanan uap jenuh suhu 30 ºC (Po) (mmHg) 31,824 31,824 31,824 Umur simpan (hari)
a. Slope 1 163,26 147,13 130,14
b. Slope 2 156,92 141,42 125,09
Umur Simpan (bulan)
a. Slope 1 5,44 4,90 4,33
b. Slope 2 5,23 4,71 4,17
Hasil perhitungan pada Tabel 8-10 menunjukkan bahwa semakin tinggi RH yang digunakan semakin pendek umur simpan produk. Hal ini disebabkan oleh uap air lingkungan yang semakin besar, maka uap air yang masuk ke dalam produk akan semakin besar pula untuk mencapai keseimbangan. Penggunaan kemasan yang berbeda juga menentukan umur simpan produk. Penggunaan kemasan retort pouch pada slope 1 memiliki umur simpan 24,63 bulan pada RH 75%; 21,20 bulan pada RH 80%; dan 19,63 bulan pada RH 85%; Nilai slope 2 memiliki umur simpan berturut-turut 23,68 bulan,; 21,33 bulan; dan 18,87 bulan. Kusnandar et al. (2010) menyatakan bahwa umur simpan produk komersial menggunakan kemasan (retort pouch) selama 18 bulan. Hal ini menunjukkan
26
bahwa umur simpan biskuit KPI dan Spirulina platensis lebih lama dari produk komersial yaitu berkisar antara 18,87 – 23,67 bulan. Umur simpan yang lebih lama disebabkan kandungan kadar air yang lebih rendah. Menurut Kilcast dan Subramaniam (2000) faktor yang mempengaruhi umur simpan yaitu ketersedian air atau aw, nutrisi, dan biokimia formulasi produk.
Pendugaan umur simpan biskuit menggunakan kemasan PP pada RH 75 - 85% berkisar antara 2,83 – 2,26 bulan, lebih singkat dibandingkan dengan umur simpan biskuit menggunakan kemasan HDPE berkisar antara 5,23 – 4,17 bulan. Hal tersebut disebabkan kemasan HDPE memiliki daya penghalang yang baik dibandingkan kemasan PP. Menurut Lopulalan (2008) biskuit yang dikemas menggunakan kemasan PE memiliki umur simpan yang singkat yaitu selama 1,6 bulan, sedangkan biskuit yang dikemas dengan kemasan PP memiliki umur simpan 1,8 bulan. Perbedaan ini dapat disebabkan adanya fenomena adsorpsi dari lingkungan ke dalam produk sehingga produk menjadi lebih basah dan umur simpan menurun. Kemasan retort pouch terbukti dapat menghambat uap air (permeabilitas rendah) yang masuk ke dalam produk dibandingkan kemasan PP dan HDPE. Hal ini menunjukkan bahwa bahan yang tingkat permeabilitasnya semakin rendah maka semakin sedikit uap air yang masuk ke dalam produk sehingga umur simpan lebih lama.