Tahap III. Pendugaan umur simpan berdasarkan model Arrhenius
HASIL DAN PEMBAHASAN
C. Pendugaan umur simpan beras pratanak berdasarkan metode Arrhenius
Selama penyimpanan produk dikemas dalam plastik PP dan LDPE. Bobot bahan setiap kemasan sebesar 100 gram. Produk disimpan dalam suhu 40, 45, dan 50oC selama 21 hari, pengamatan dilakukan setiap satu minggu sekali. Parameter uji yang dilakukan setiap minggunya adalah nilai TBA dan aroma (ketengikan). Dalam pendugaan umur simpan produk diperlukan adanya titik kritis yang dipilih dari parameter uji yang telah dilakukan. Titik kritis ditentukan dengan parameter yang paling mudah berubah dan berkaitan dengan kerusakan komponen kimia lainnya. Parameter uji yang digunakan selama penyimpanan beras pratanak adalah nilai TBA dan aroma. Nilai TBA merupakan parameter kimiawi yang berhubungan dengan ketengikan beras pratanak, sedangkan aroma sebagai parameter subjektif suatu bahan diterima atau ditolak konsumen. Nilai TBA beras pratanak selama penyimpanan dapat dilihat pada Lampiran 19 dan 20.
Pendugaan umur simpan dibuat dengan menghubungkan waktu penyimpanan dengan nilai TBA masing-masing suhu penyimpanan (40, 45, dan 50oC). Grafik hubungan antara waktu penyimpanan (hari) sebagai absis dan kenaikan nilai TBA sebagai ordinat disajikan pada Gambar 18 dan 19.
Gambar 18 dan 19 menunjukan bahwa selama proses penyimpanan terjadi kenaikan nilai TBA. Kenaikan nilai TBA diduga karena adanya proses oksidasi yang dipengaruhi oleh kenaikan suhu yang berasal dari lingkungan kemasan.
Gambar 18 Grafik peningkatan nilai TBA beras pratanak dalam kemasan PP selama penyimpanan pada suhu 40, 45, dan 50oC. 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0 5 10 15 20 25 TBA (m g Malonaldehide/kg)
Lama penyimpanan (Hari) Suhu 40 oC
Suhu 45 oC Suhu 50 oC
Gambar 19 Grafik peningkatan nilai TBA beras pratanak dalam kemasan LDPE selama penyimpanan pada suhu 40, 45, dan 50oC. 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0 5 10 15 20 25 TBA (m g Malonaldehide/kg)
Lama penyimpanan (Hari) Suhu 40 oC Suhu 45 oC Suhu 50 oC o C o C o C o C o C o C
Peningkatan suhu menyebabkan permeabilitas kemasan meningkat sehingga oksigen dari inkubator masuk ke dalam kemasan. Menurut Setyowati et al.
(2000), peningkatan suhu penyimpanan menyebabkan permeabilitas kemasan semakin besar sehingga oksigen dari lingkungan dapat berdifusi ke dalam kemasan.
Tabel 22 Persamaan regresi linier pada Grafik hubungan antara peningkatan nilai TBA dan lama penyimpanan
Jenis kemasan SuhuoC Regresi linier R2
LDPE 40 y= 0.0014x + 0.0130 0.90 45 y= 0.0017x + 0.0127 0.95 50 y= 0.0049x + 0.0084 0.99 PP 40 y= 0.0014x + 0.0132 0.91 45 y= 0.0018x + 0.0130 0.95 50 y= 0.0055x + 0.0076 0.99
Berdasarkan Tabel 22 Nilai kemiringan masing-masing persamaan merupakan nilai k pada masing-masing suhu penyimpanan. Nilai k menunjukkan laju peningkatan nilai TBA akan semakin besar seiring dengan peningkatan suhu penyimpanan. Hal ini berarti peningkatan suhu penyimpanan akan mempengaruhi nilai TBA pada setiap harinya.
Nilai k yang diperoleh dari persamaan regresi linier di atas, setiap suhunya akan diterapkan dalam persamaan Arrhenius, sehingga akan diperoleh kurva berupa garis linier pada plot ln k terhadap 1/T (satuan suhu dalam derajat Kelvin) seperti yang terlihat pada Gambar 20 dan 21
Gambar 20 Hubungan 1/T dengan nilai ln k beras pratanak pada kemasan -8 -6 -4 -2 0 0.00308 0.00310 0.00312 0.00314 0.00316 0.00318 0.00320 Ln K 1/T
Gambar 20 dan 21 akan menghasilkan persamaan regresi linier y = ax + b. Nilai a dari persamaan regresi linier tersebut merupakan nilai –E/R dari persamaan Arrhenius. Nilai b merupakan nilai ln ko dari persamaan Arrhenius.
Hal ini berarti dengan diketahuinya nilai –E/R dan ln ko maka akan diperoleh nilai
k (konstanta laju penurunan parameter mutu) pada persamaan Arrhenius. Nilai k yang diperoleh dari persamaan Arrhenius nantinya akan digunakan untuk perhitungan umur simpan beras pratanak pada suhu 25 dan 30oC. persamaan regresi linier dan Arrhenius dapat dilihat pada Tabel 23.
Tabel 23 Persamaan regresi linier dan persamaan Arrhenius pada Grafik hubungan 1/T dengan Ln K nilai TBA beras pratanak
Jenis
kemasan Regresi linier R
2 ln ko ko Persamaan Arrhenius LDPE y=-12618x+33.60 0.86 33.60 3.90x1014 3.90x1014e-12618(1/T) PP y=-13786x+37.33 0.88 37.33 1.62x1016 1.62x1016e-13786(1/T)
Tabel 23 menunjukkan persamaan regresi linier dan persamaan Arrhenius untuk grafik hubungan antara 1/T dengan nilai ln k nilai beras pratanak terhadap kemasan LDPE dan PP (Gambar 20 dan 21). Setelah persamaan Arrhenius peningkatan nilai TBA beras pratanak diperoleh, selanjutnya dihitung laju peningkatan nilai TBA pada beberapa suhu dalam kemasan LDPE seperti berikut:
Gambar 21 Hubungan 1/T dengan nilai ln k beras pratanak pada kemasan PP -8 -6 -4 -2 0 0.00308 0.00310 0.00312 0.00314 0.00316 0.00318 0.00320 Ln K 1/T
25oC atau 298 K k = (3.90 x 1014)e -12618 (1/298) k = 1.59 x 10 -4
30oC atau 303 K k = (3.90 x 1014)e -12618 (1/303) k = 3.20 x 10-4
Laju peningkatan nilai TBA pada beberapa suhu dalam kemasan PP adalah seperti berikut.
25oC atau 298 K k = (1.62 x 1016)e -13786(1/298) k = 1.31 x 10 -4
30oC atau 303 K k = (1.62 x 1016)e -13786(1/303) k = 2.82 x 10-4
Setelah didapatkan nilai laju peningkatan nilai TBA beras pratanak, maka dapat dicari umur simpan beras pratanak pada masing-masing suhu berdasarkan persamaan :
……..……….(25)
Titik kritis yang digunakan dalam pendugaan umur simpan produk beras pratanak ditentukan berdasarkan peningkatan nilai TBA melaluli pengujian organoleptik terhadap aroma (ketengikan) beras pratanak. Besarnya titik kritis nilai TBA beras pratanak dalam kemasan PP dan LDPE adalah 0.12 mg malonaldehid/kg dan 0.11 mg malonaldehid/kg. Titik kritis tersebut tercapai pada bahan yang disimpan dalam inkubator suhu 50oC selama 21 hari setelah panelis monolak parameter aroma (ketengikan) beras pratanak dengan skor 2.93 (ketengikan tercium agak kuat). Pendugaan umur simpan beras pratanak pada beberapa suhu penyimpanan dapat dilihat pada Tabel 24.
Tabel 24 Umur simpan beras pratanak pada berbagai suhu penyimpanan Suhu Nilai TBA
kritis Nilai TBA awal k Umur simpan Hari Bulan Kemasan LDPE 25oC (298K) 0.11 0.01 1.59 x 10-4 637.11 21.24 30oC (303K) 0.11 0.01 3.20 x 10-4 316.56 10.55 Kemasan PP 25oC (298K) 0.12 0.01 1.31 x 10-4 848.09 28.27 30oC (303K) 0.12 0.01 2.82 x 10-4 393.97 13.13
Berdasarkan Tabel 24 umur simpan beras pratanak di dalam kemasan LDPE pada suhu 25oC adalah 21.24 bulan dan 10.55 bulan pada suhu 30oC. Untuk kemasan PP umur simpan pada suhu 25oC adalah 28.27 bulan dan pada suhu 30oC adalah 13.13 bulan. Semakin rendah suhu penyimpanan maka umur simpan beras pratanak akan semakin panjang, hal ini disebabkan karena panas merupakan salah satu faktor penyebab proses ketengikan cepat terjadi, sehingga semakin tinggi suhu penyimpanan digunakan akan semakin cepat terjadi proses ketengikan. Menurut Setyowati et al. (2000), peningkatan suhu penyimpanan menyebabkan permeabilitas kemasan semakin besar sehingga oksigen dari lingkungan dapat berdifusi ke dalam kemasan.
Tabel 24 menunjukan juga bahwa jenis kemasan yang berbeda akan memberikan pengaruh yang berbeda pada umur simpan beras pratanak selama penyimpanan. Kemasan PP memiliki kerapatan molekul bahan kemasan yang lebih rapat dibandingkan dengan kemasan LDPE. Menurut Buckle (1985), permeabilitas Oksigen (O2) dan karbon dioksida (CO2) kemasan LDPE lebih
tinggi dibandingkan dengan kemasan PP. Hal ini menyebabkan laju transmisi oksigen pada kemasan LDPE lebih tinggi dibandingkan dengan kemasan PP, sehingga oksigen yang masuk ke dalam kemasan LDPE menjadi menjadi lebih banyak. Adanya gas (oksigen) menyebabkan terjadinya proses oksidasi minyak atau lemak, sehingga terbentuk peroksida dan hidroperoksida. Menurut Ketaren (1989), terurainya asam-asam lemak disertai dengan konversi hidroperoksida menjadi aldehida dan keton serta asam-asam lemak bebas, senyawa aldehida ini akan menimbulkan ketengikan.
