( Arenga pinnata ) INCORPORATION WITH BASIL LEAVES ESSENTIAL OIL
TINJAUAN PUSTAKA
2.2. Komponen Penyusun Edible Packaging
Komponen penyusun edible packaging mempengaruhi secara langsung bentuk morfologi maupun karakteristik pengemas yang dihasilkan. Komponen utama penyusunnya dapat dibagi menjadi tiga kelompok yaitu: hidrokoloid (contoh: polisakarida atau protein), lemak (contoh: asam lemak, asilgliserol, dan lilin) dan komposit serta komponen tambahan yang dapat memodifikasi film (Donhowe andFennema, 1994).
2.2.1. Hidrokoloid
Hidrokoloid dapat digunakan sebagai bahan pembentuk edible packaging apabila pengendalian migrasi uap air tidak menjadi hal yang mempengaruhi atau diperhitungkan. Edible packaging yang dibentuk dari bahan hidrokoloid ini memiliki sifat penghambat yang baik terhadap oksigen, karbondioksida dan lemak. Kebanyakan dari edible packaging yang dihasilkan memiliki sifat mekanis
yang sangat baik sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan perpaduan struktural dari produk yang mudah pecah. Kemudahan larut dalam air edible packaging dari hidrokoloid ini merupakan satu keunggulan yang sangat baik dalam situasi dimana edible packaging tersebut ikut dikonsumsi bersama produk makanannya yang terlebih dahulu harus dipanaskan sebelum dimakan. Selama proses pemanasan produk makanan tersebut, edible packaging dari hidrokoloid akan larut dan idealnya tidak mengubah rasa maupun aroma dari produk makanan tersebut. Untuk dapat meningkatkan kemampuannya menghambat uap air maka diperlukan penambahan komponen lainnya yang bersifat hidrofobik seperti lemak (Bozdemir and Tutas, 2003).
Hidrokoloid yang digunakan dalam pembuatan Edible film dapat berupa protein (kolagen, gelatin, protein kacang kedelai, corn zein dan wheat gluten) atau polisakarida seperti selulosa dan turunannya, pektin, ekstrak ganggang laut (alginat, karagenan, agar), gum (gum arab dan gum karaya), xanthan, kitosan dan lain-lain (Danhowe and fennema, 1994; Broody, 2005). Beberapa polimer polisakarida yang banyak diteliti akhir-akhir ini dalam pembuatan film adalah pati gandum, jagung, kentang dan manan (galaktomanan) yang bersumber dari Locust bean gum (Bozdemir and Tutas, 2003; Aydinli et al., 2004) dan glukomanan dari konjac (Cheng et al., 2007). Ada juga dalam bentuk film campuran antara pati dan konjac glukomanan (Chen et al., 2008) dan glukomanan-kitosan (Li et al., 2006) dan dalam bentuk film komposit antara glukomanan (konjac glukomanan), karboksimetilselulosa dan lipida (Cheng et al., 2008).
2.2.1.1. Polisakarida
Polisakarida yang biasa digunakan sebagai bahan pembuat edible packaging antara lain adalah selulosa dan turunannya, kitosan dan pululan, turunan pati, ekstrak rumput laut, gum dan lain sebagainya (Krochta and De Mulder-Johnson, 1997). Edible packaging yang dihasilkan dari polisakarida memiliki sifat permeabilitas yang sangat baik sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan masa simpan produk makanan. Hal ini disebabkan edible packaging dari polisakarida tidak membentuk kondisi anaerobik pada bahan yang
dikemas sedangkan edible packaging dari lipida umumnya menghasilkan kondisi anaerobik sehingga mengurangi masa simpan produk yang dikemas. Namun demikian karena sifatnya yang hidrofilik maka edible packaging dari polisakarida tidak dapat menghambat migrasi uap air. Apabila edible packaging dari polisakarida ini digunakan untuk membungkus produk daging yang kemudian akan diasapkan atau dikukus maka polisakarida tersebut akan menyatu dengan permukaan daging. Daging yang terlapisi polisakarida tersebut memperlihatkan struktur dan tekstur yang lebih baik serta hanya sedikit mengalami kehilangan berat (Cutter, 2006).
Selulosa dan Turunannya
Selusosa merupakan polimer alami yang banyak dijumpai di alam dan tersedia dalam harga yang murah tetapi sulit untuk digunakan oleh karena sifat hidrofobiknya, sukar larut dalam air dan struktur kristalnya. Untuk meningkatkan kelarutannya dalam air dapat dilakukan dengan menambahkan larutan alkali yang diikuti reaksi dengan asam kloroasetat atau metil klorida atau propilen oksida untuk menghasilkan carboxymethyl cellulose (CMC) atau methyl celluose (MC), atau hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC) atau hydroxypropyl cellulose (HPC). CMC, MC, HPMC dan HPC memiliki karakteristik yang sangat baik, fleksibel, tidak berbau dan tidak berasa, transparan, tahan terhadap minyak dan lemak, mudah larut dalam air, kekuatan serta kecepatan transmisi oksigen dan uap airnya menengah (Krochta and De Mulder-Johnson, 1997). MC dan HPMC banyak digunakan sebagai pelapis dalam produk makanan yang perlu digoreng (deep frying food product) karena dapat mencegah absorpsi minyak kedalam produk (Kester and Fennema, 1986). MC juga telah diaplikasikan dalam produk konfeksionari sebagai penghambat migrasi lemak (Nelson and Fennema, 1991). Pati dan Turunannya
Pati merupakan polimer karbohidrat yang terdiri dari unit-unit anhidroglukosa yang rantainya dapat berbentuk linear (amilosa) atau bercabang (amilopektin). Pati dan turunannya telah banyak digunakan sebagai bahan pembentuk edible packaging oleh karena harganya yang murah dan mudah didapat, bersifat terperbaharui dan memiliki sifat mekanis yang baik (Xu et al., 2005). Pati yang
banyak mengandung amilosa seperti pada jagung merupakan sumber bahan pembuatan edible packaging yang sangat baik. Pati jagung umumnya mengandung 25% amilosa dan 75% amilopektin sedangkan dari varietas hasil mutasi genetik dapat diperoleh sampai 85% amilosa (Whistler and Daniel, 1985). Kompatibilitas merupakan hal utama yang menjadi perhatian bila menggunakan pati sebagai bahan dasar pembuatan edible packaging. Penambahan bahan yang dapat meningkatkan kompatibilitas dan aditif lainnya dapat membantu mengatasi permasalahan tersebut. Penggunaan pemlastis juga diperlukan untuk menurunkan ikatan hidrogen intermolekuler dan meningkatkan kestabilan edible packaging yang dihasilkan. Edible packaging berbahan dasar pati telah diproduksi secara komersial pada beberapa tahun belakangan ini dan penggunaannya mendominasi pasar edible packaging (Van Tuil et al., 2000).
Kitosan dan Pululan
Kitosan merupakan hasil deasetilasi kitin yang banyak ditemukan dialam terutama pada kerangka hewan invertebrata dari kelompok Arthopoda sp, Molusca sp, Coelenterata sp, Annelida sp, dan Nematoda sp, dinding sel jamur dan bahan biologis lainnya (Srinivasa et al., 2002) sedangkan pululan merupakan ekstraselular mikrobial polisakarida yang larut dalam air yang dihasilkan oleh jamur (Kristo and Biliaderis, 2006). Edible packaging yang dihasilkan dari kitosan dan pululan ini memiliki sifat mekanik dan penghambat oksigen yang baik. Namun demikian untuk memperbaiki sifat penghambatan karbondioksida dapat dilakukan melalui metilasi rantai polimernya. Adanya gugus amina dalam kitosan membuat kitosan juga dapat berfungsi sebagai antimikroba. Edible packaging yang dihasilan dari kitosan umumnya digunakan untuk melapisi buah- buahan dan sayuran (El Ghaouth et al., 1991; Kaban, 2007).
Alginat, Pektin, dan Karagenan
Natrium alginat adalah garam turunan dari asam alginat yang diekstraksi dari rumput laut berwarna coklat. Pektin adalah suatu komponen serat yang terdapat pada lapisan lamella tengah dan dinding sel primer pada tanaman sedangkan karagenan diperoleh dari hasil ekstraksi rumput laut berwarna merah. Film dari alginat dibuat dengan cara mencelupkan produk yang ingin dikemas atau plat
cetakan kedalam larutan berair alginat diikuti pengeringan. Film dari pektin diperoleh melalui penyebaran larutan metoksi pektin yang telah ditambahkan garam kalsium sebagai sumber ion pembentuk ikatan silang diikuti pengeringan sedangkan film karagenan dihasilkan melalui pendinginan larutan panas netral atau alkali karagenan untuk membentuk gel yang kemudian diikuti pengeringan. Secara umum film yang dihasilkan dari alginat, pektin dan karagenan ini mudah larut dalam air dan kekuatan mekanisnya lebih lemah dibandingkan jenis polisakarida lainnya. Namun demikian, film yang terbentuk memiliki daya penghambatan oksigen dan lemak yang sangat baik. Edible packaging dari ketiga senyawa ini dapat memperlambat oksidasi dan mencegah migrasi lemak dalam makanan (Kester and Fennema, 1986).
2.2.1.2. Protein
Edible packaging dari protein umumnya dihasilkan dari dispersi larutan protein pada bahan pencetak. Pelarut yang sering digunakan untuk melarutkan protein sangat terbatas, hanya air, etanol atau campuran air-etanol (Kester and Fennema, 1986). Protein terlebih dahulu di denaturasi melalui pemberian panas, asam, basa atau penambahan pelarut membentuk struktur yang lebih panjang yang diperlukan dalam pembuatan film. Setelah di denaturasi, protein akan dapat berinteraksi melalui pembentukan ikatan hidrogen, ionik, hidrofobik dan kovalen. Interaksi antar rantai yang dapat membentuk film dengan gaya tarik kohesi yang sangat kuat dipengaruhi derajat perpanjangan rantai dan asam amino yang terdapat didalamnya. Edible packaging dari polimer ini sangat kuat tetapi kurang fleksibel dan permeabilitas terhadap gas, uap air sangat rendah (Kester and Fennema, 1986). Namun demikian, edible packaging berbahan dasar protein memiliki sifat penghambatan oksigen yang baik oleh karena adanya ikatan hidrogen atau ionik yang terjadi diantara rantai protein tersebut (Salame, 1986). Beberapa jenis protein telah sering digunakan dalam pembuatan edible packaging termasuk didalamnya gelatin, kasein, whey, corn zein, wheatgluten, protein kedelai dan kacang-kacangan (Gennadios et al., 1993)
Gelatin
Gelatin banyak mengandung asam amino glisin, prolin dan hidroksiprolin. Edible packaging berbahan dasar gelatin dapat dibuat dari 20 – 30% gelatin, 10 – 30% pemlastis (gliserol atau sorbitol) dan 40 – 70% air yang selanjutnya diikuti pengeringan membentuk gel gelatin (Guilbert, 1986). Gelatin banyak digunakan untuk enkapsulasi fase minyak dalam makanan dan bahan farmasi. Gelatin memiliki sifat melindungi terhadap oksigen dan cahaya yang sangat baik sehingga banyak digunakan sebagai penyalut obat-obatan. Disamping itu edible packaging berbahan dasar gelatin juga telah banyak diaplikasikan pada daging (Gennadios et al., 1994)
Corn Zein
Zein merupakan protein yang banyak terdapat dalam jagung dalam bentuk prolamin dan larut dalam etanol 70 – 80%. Zein bersifat hidrofobik dan dapat membentuk bahan yang bersifat termoplastik. Sifat hidrofobik dari zein ini disebabkan oleh tingginya kandungan asam amino yang bersifat nonpolar (Shukla and Cheryan, 2001). Edible packaging berbahan dasar zein ini dapat dihasilkan melalui proses pengeringan larutan zein dalam etanol (Gennadios and Weller, 1990). Film yang dihasilkan umumnya rapuh sehingga membutuhkan penambahan pemlastis untuk meningkatkan fleksibilitasnya. Secara umum film berbahan dasar zein memiliki sifat penghambat uap air yang sangat baik sekali dibandingkan film berbahan dasar lainnya (Guilbert, 1986). Sifat penghambatan uap air ini juga dapat ditingkatkan melalui penambahan asam lemak atau zat pembentuk ikatan silang. Edible packaging berbahan dasar zein ini juga diketahui memiliki kemampuan untuk mengurangi penguapan, mempertahankan buah agar tidak mudah lembek dan menghambat perubahan warna melalui pengurangan transmisi oksigen dan karbon dioksida pada buah tomat (Park et al., 1994).
Wheat Gluten
Wheat gluten merupakan protein yang berasal dari tepung terigu dan bersifat tidak larut dalam air. Wheat gluten mengandung asam amino prolamin, glutenin dan gliadin. Gliadin larut dalam etanol 70%. Edible packaging berbahan dasar wheat gluten dapat diperoleh melalui pengeringan larutan etanol berair dari wheat
gluten. Putusnya ikatan disulfida selama proses pemanasan untuk mengentalkan larutan film tersebut dan pembentukan ikatan disulfida baru selama proses pengeringan film dipercaya mempengaruhi struktur film yang terbentuk (Gennadios and Weller, 1990). Penambahan pemlastis seperti gliserol misalnya sangat diperlukan untuk meningkatkan fleksibilitas filmyang dihasilkan (Gennadios et al., 1994). Namun demikian apabila sorbitol yang digunakan sebagai pemlastis maka kekuatan film, elastisitas dan daya hambat uap airnya menjadi berkurang (Gontard et al., 1992).
Protein Kedelai
Protein yang terkandung dalam kedelai berkisar 38 – 44% dan kebanyakan bersifat tidak larut dalam air tetapi larut dalam larutan garam netral. Protein kedelai mengandung konglisinin sebanyak 35% dan glisinin sebanyak 52%. Edible packaging berbahan dasar protein kedelai dapat diperoleh melalui penguapan dan pengeringan larutan susu kedelai atau larutan isolat protein kedelai. Susu kedelai diperoleh dari hasil penggilingan kedelai dengan air diikuti pemisahan susu dari residu. Sifat mekanis yang lemah dan sensitifitas terhadap uap air tinggi, menjadi penyebab terbatasnya penggunaan protein kedelai sebagai edible packaging. Film yang terbentuk dari protein kedelai murni cenderung rapuh. Protein kedelai lebih banyak diaplikasikan pada tinta dan pelapisan kertas (Van Tuil et al., 2000).
2.2.2. Lipida
Kelompok lipida terdiri dari lilin/wax, trigliserida, monogliserida terasetilasi, asam lemak, alkohol asam lemak dan ester sukrosa asam lemak (Danhowe and Fenema, 1994; Broody, 2005). Aplikasi edible packaging berbahan dasar lipida terbatas hanya pada buah-buahan dan daging saja. Oleh karena sifatnya yang hidrofobik maka edible packaging dari lipida memiliki kemampuan penahanan uap air yang baik sekali serta dapat mencegah migrasi komponen lainnya dari produk makanan tersebut. Disamping itu lipida juga memberikan efek mengkilap pada edible packaging yang dihasilkannya sehingga
dapat meningkatkan penampilan visual produk. Namun demikian, kekuatan struktur edible packaging berbasis lipida sangat jelek dan cenderung rapuh sehingga perlu penambahan polisakarida untuk memperbaikinya (Mc Hugh and Krochta, 1994).
Parafin dan lilin telah banyak diaplikasikan sebagai edible packaging pada buah-buahan, sayur-sayuran dan keju. Edible packaging berbahan dasar lilin digunakan untuk menghambat gas dan bahan lainnya yang terdapat pada kulit buah serta untuk meningkatkan penampilan permukaan dari produk makanan tersebut sehingga lebih menarik (Bourtoom, 2008).
Monogliserida terasetilasi diketahui memiliki karakterisitik yang unik yakni bentuknya yang dapat berubah dari cair menjadi padatan. Kebanyakan lipida hanya dapat ditarik sampai dengan 102% dari panjangnya sebelum putus sedangkan monogliserida terasetilasi dapat ditarik sampai dengan 800% dari panjang sesungguhnya tanpa putus. Edible packaging berbahan dasar monogliserida terasetilasi banyak diaplikasikan pada produk makanan ternak dan daging (Kester and Fennema, 1986).
2.2.3. Komposit
Komposit adalah bahan yang didasarkan pada campuran hidrokoloid dan lipida. Kebanyakan film polisakarida dan protein (hidrokoloid) memiliki sifat-sifat penahanan yang jelek terhadap uap air. Hal ini terjadi karena adanya gugus hidroksi bebas pada matriks yang berinteraksi secara kuat dengan molekul air yang bermigrasi. Sifat penahanan uap air yang jelek dapat diperbaiki dengan penambahan bahan hidrofobik dengan cara melapisi lapisan hidrofilik dengan lapisan hidrofobik (lipida) yang disebut sebagai komposit dua lapis (bilayer) ataupun dengan cara pembentukan komposit film, dimana kedua komponen hidrokoloid dan hidrofobik di dispersikan pada pelarut yang kemudian dikeringkan. Meskipun telah terbukti bahwa film bilayer memiliki penahanan yang baik terhadap transmisi uap air, namun film komposit dari hasil pengemulsian lebih menguntungkan dari segi prosedurnya yang sederhana dan
pembuatannya yang mudah, serta memiliki kohesi struktur yang bagus (Cheng et al., 2008; Danhowe and Fennema, 1994).