Metode kadar air kritis dapat diterapkan pada produk pangan yang relatif mudah mengalami kerusakan akibat penyerapan kadar air. Dua pendekatan dalam permodelan ini adalah pendekatan kurva sorpsi isotermis dan metode kadar air kritis yang dimodifikasi.
Pada pendekatan pertama, berdasarkan kurva sorpsi isotermis, parameter-parameter persamaan Labuza (1986) dikelompokkan ke dalam tiga unsur, yaitu: unsur sifat fisik produk (Mc, Mi, Mc, Ws, dan b), unsur pengemas (k/x, A) dan lingkungan luar atau dalam pengemas (Po penyimpanan dan b). pendekatan pertama ini digunakan dalam menentukan umur simpan microencapsulated ginger powder-1 yang tidak menggunakan gula sebagai
26
komposisinya. Perhitungan umur simpan microencapsulated ginger powder-1 dapat dilihat pada Lampiran 37.
Produk seasoning dan microencapsulated ginger powder-2 mengandung gula dalam komposisinya, dimungkinkan memiliki kelarutan yang tinggi atau tidak memiliki kadar air kesetimbangan pada kelembaban relatif yang tinggi, sehingga dalam perhitungan umur simpannya, digunakan pendekatan kadar air ktitis termodifikasi, dan data-data yang harus dipenuhi antara lain: kadar air awal (Mi), kadar air kritis (Mc), luas kemasan(A), permeabilitas kemasan (k/x), bobot solid (Ws), aktivitas air (Aw) di awal penyimpanan dan perbedaan tekanan antara di dalam kemasan dan luar kemasan (ΔP= Pout-Pin). Untuk menentukan ∆P diperlukan data aktivitas air (aw) produk, dengan asumsi terjadi kesetimbangan antara RH di dalam kemasan dengan aw produk. Pin atau tekanan uap jenuh di dalam kemasan (Pin= Po*Aw) dipengaruhi oleh tekanan uap jenuh penyimpanan nilai aktivitas air. Sedangkan Pout atau tekanan uap air jenuh ruang penyimpanan didapatkan dari perkalian kelembaban relatif ruang penyimpanan dengan tekanan uap jenuh penyimpanan (Pout= Po*RH). Perhitungan umur simpan seasoning dan microencapsulated ginger powder- 2 dapat dilihat pada Lampiran 32- Lampiran 36.
Gambar 7. Umur Simpan Seasoning dan Microencapsulated Ginger Powder Dapat dilihat pada Gambar 7yang menggambarkan hasil perhitungan sampel dengan tiga kondisi penyimpanan(kondisi gudang, kondisi suhu 30OC RH 80%, dan kondisi suhu 10 OC RH 50%), umur simpan terendah dimiliki oleh sampel Oritasty™-1 (0,46 tahun pada kondisi gudang, 0,18 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 1,80 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50%), diikuti WesternAsia™ (0,64 tahun pada kondisi gudang, 0,24 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 3,08 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50%).
0 5 10 15 20 Oritasty™-1 Barbeunic™ Baladonesia™-1 Baladonesia™-2 WesternAsia™ Cheezychez™ Oceania™ Maniche™ Oritasty™-2 Ginger powder1 Ginger powder2 0.18 0.8 0.83 0.58 0.24 1.15 0.86 0.49 0.68 5.37 0.99 0.46 2.13 2.28 1.5 0.64 3.08 2.23 1.34 1.81 5.52 1.51 1.8 11.38 15.64 6.24 3.08 16.06 9.69 8.22 9.71 8.52 8.21 tahun
Sedangkan umur simpan yang tertinggi adalah sampel CheezyChez™ (3,08 tahun pada kondisi gudang, 1,15 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 16,06 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50%), selanjutnya adalah Baladonesia™-1 (2,28 tahun pada kondisi gudang, 0,83 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 15,64 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50%).
Tabel 4. Perbandingan Umur Simpan Seasoning dan Microencapsulated Ginger Powderdengan Produk Sejenis
Sampel Metoda/ Pendekatan Kondisi Penyimpanan Kemasan Umur simpan Sumber Microencapsulated ginger powder-1 Kadar Air Kritis 29,41°C, RH 73,79% LLDPE 1479,16 Parsetiorini, 2011 Microencapsulated ginger powder-2 Kadar Air Kritis 29,41°C, RH 73,79% LLDPE 549,38 Parsetiorini, 2011 Bubuk Jahe Merah Arrhenius 25°C HDPE 629 Sugiarto, et
al. 2007 Bubuk Jahe Instan Arrhenius 25°C Tidak
diketahui 268
Lilasari dan Estiasih,
2010 Oritasty™-1 Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% LLDPE 166,89
Parsetiorini, 2011 Oritasty™-2 Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 661,74
Parsetiorini, 2011 Barbequnic™ Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 778,32
Parsetiorini, 2011 Baladonesia™-1 Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 832,37
Parsetiorini, 2011 Baladonesia™-2 Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 545,80
Parsetiorini, 2011 Westernasia™ Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% LLDPE 233,33
Parsetiorini, 2011 Cheezychez™ Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 1125,98
Parsetiorini, 2011 Oceania™ Kadar Air
Kritis
21,90°C, RH
71,52% Mettalocene 815,11
Parsetiorini, 2011 Maniche™ Kadar Air
Kritis 21,90°C, RH 71,52% Mettalocene 487,44 Parsetiorini, 2011 Beef Flavor Powder Kadar Air Kritis 30°C, RH 75% PE 65 Subroto, 1997 Seasoning Pizza Kadar Air
Kritis 30°C, RH 75% PE 366
Subroto, 1997 Seasoning Sapi-1 Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 4.157
Murdiati, 2010 Seasoning Sapi-2 Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 4.184
Murdiati, 2010 Seasoning Keju-1 Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 4.369
Murdiati, 2010 Seasoning- Keju-2 Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 4.528
Murdiati, 2010 Seasoning Jagung Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 2.429
Murdiati, 2010 Seasoning Ayam Kadar Air
Kritis 25°C, RH 70% LLDPE 4.750
Murdiati, 2010
28
Sedangkan pada produk microencapsulated ginger powder-1 umur simpannya adalah 5,52 tahun jika disimpan pada kondisi gudang, 5,37 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 8,52 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50% dan umur simpan microencapsulated ginger powder-2 1,51 tahun dengan penyimpanan pada kondisi gudang, 0,99 tahun pada kondisi suhu 30OC RH 80%, dan 8,21 tahun pada kondisi suhu 10 OC RH 50%.
Tabel 4.menunjukkan perbandingan umur simpan antara produk Seasoning dan microencapsulated ginger powderdengan sampel sejenis. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa umur simpan yang dimiliki masing-masing sampel sangat beragam.Microencapsulated ginger powder-1 memiliki masa simpan tertinggi di antara sampel lain, dan Selain karena kondisi penyimpanan dan kemasan yang berbeda, perbedaan umur simpan dipengaruhi oleh formulasi dan proses pengolahan (Labuza, 2002). Selanjutnya formulasi dan proses pengolahan akan mempengaruhi karakteristik produk akhir sebelum produk tersebut disimpan. Sedangkan menurut Robertson (1993), faktor karakteristik produk yang dapat mempengaruhi umur simpan berupa perishability, efek konsentrasi dari bahan- bahan tertentu yang memicu reaksi deterioratif, densitas kamba.
Formulasi dan proses pengolahan yang dapat mempengaruhi umur simpan produk bubuk antara lain adalah mikroenkapsulasi dan anti-caking. Tujuan utama dari mikroenkapsulasi adalah penambahan umur simpan. Dengan mekanisme mengurangiefektivitas interaksi inti dengan faktor lingkungan, menurunkan laju migrasi bahan inti dengan lingkungan luar, mendukung penanganan, mengontrol pelepasan bahan inti, menutupi flavor inti, dan mencairkan bahan inti ketika digunakan dalam jumlah sangat kecil (Hashmi, 2011).
A
nti-cakingditambahkan dengan tujuan pencegahan penggumpalan sehingga dapat menghambat tercapainya titik kritis dan memperpanjang umur simpan. Mekanisme anti-caking adalah: adsorpsi kelebihan uap air, pembentikan lapisan pada permukaan produk, dan mencegah terbentuknya ‘bridge’ antar molekul air (Anonim, 2006).Microencapsulated ginger powder yang diproses dengan mikroenkapsulasi dan ditambahkan anti-caking memiliki rata-rata umur simpan yang lebih tinggi dibandingkan dua sampel ginger powder lain yang diproses tanpa enkapsulasi.Sampel seasoning merupakan sampel yang memiliki komposisi bahan yang kompleks dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Komposisi garam, anti-caking dan bahan- bahan lain yang memicu reaksi deterioratif dapat mempengaruhi umur simpan seasoning. Faktor formulasi tersebut mengakibatkan beragamnya hasil perhitungan umur simpan seasoning(Robertson,1993). Jika dibandingkan dengan sampel microencapsulated ginger powder, rata-rata sampel seasoning memiliki umur simpan yang relatif lebih rendah. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya proses pengeringan pada proses pengolahannya yang mengakibatkan kadar air awal menjadi sangat rendah sehingga selisih antara kadar air awal dan kadar air akhir cukup tinggi dan umur simpannya menjadi lebih panjang.
Perbedaan umur simpan yang cukup besar antara microencapsulated ginger powder-1 dan microencapsulated ginger powder-2 dimungkinkan karena adanya perbedaan densitas kamba. Dengan volume yang sama, sampel microencapsulated ginger powder-2 hanya dapat mengemas 15 kilogram per karton, sedangkan microencapsulated ginger powder-1 dapat dikemas 20 kilogram per karton. densitas yang lebih kecil ini berkaitan denganflowability yang tinggi. Semakin besar flowability suatu produk bubuk, maka ruang gerak dari bubuk menjadi relatif rendah dan produk akan lebih mudah ‘basah’ saat rehidrasi (Robertson, 1993). Oleh karena itu, produk microencapsulated ginger powder-2 dengan densitas yang lebih kecil akan memiliki umur simpan yang relatif lebih pendek.
30
Penggunaan jenis kemasan juga akan mempengaruhi perhitungan umur simpan produk. Terlihat pada hasil perhitungan, produk Oritasty™-1 dan WesternAsia™ yang dikemas dalam plastik LLDPE rangkap dengan nilai k/x sebesar 0,1545 g/m2/hr/mmHg memiliki umur simpan yang lebih pendek daripada seasoning lain yang dikemas dalam plastik metallocene dengan nilai k/x sebesar 0,0634g/m2/hr/mmHg. Begitu pula dengan seasoning lain yang dibandingkan, dengan kemasan OPP (k/x sebesar 0,03g/m2/hr/mmHg), nilai umur simpannya menjadi lebih besar (Murdiati, 2010). Dengan semakin kecil nilai permeabilitas suatu kemasan, maka laju migrasi uap air nya juga akan semakin kecil dan waktu yang digunakan dalam mencapai titik kritis akan semakin lama, sehingga umur simpan semakin panjang.
Semakin tinggi suhu dan kelembaban relatif penyimpanan, maka akan semakin pendek pula umur simpannya. Kelembaban relatif secara langsung akan mempengaruhi penyerapan air, terutama pada produk bubuk, dengan semakin tingginya kelembaban relatif, maka produk akan semakin mudah menyerap air, meningkatkan kadar air, menurunkan flowability dan meningkatkan kohesivitas granular, sehingga mempercepat terjadinya penggumpalan mempermudah pencapaian titik kritis penolakan. Tinggi suhu akan mempengaruhi nilai tekanan uap air dan kelembaban, maka dengan meningkatnya suhu, akan mepercepat pencapaian titik kritis (Ganesan et al., 2008).
Secara umum, perhitungan umur simpan akan dipengaruhi oleh (Kusnandar, 2008): 1) jenis kemasan yang digunakan, jenis kemasan akan menentukan nilai k/x, dimana semakin kecil nilai k/x akan memberikan umur simpan yang lebih lama, penggunaan kemasan ganda mempengaruhi nilai permeabilitas uap air kemasan, sehingga juga mempengaruhi umur simpan produk, 2) kondisi awal dari produk, kadar air kesetimbangan (pada pendekatan kurva sorpsi isotermis), kadar air awal yang semakin tinggi akan memperpendek umur simpan, serta aktivitas air (pada pendekatan yang dimodifikasi) yang semakin kecil akan memperbesar perbedaan tekanan di dan luar kemasan, migrasi uap air akan lebih mudah terjadi, makaumur simpan akan semakin pendek, 3) suhu dan kelembaban penyimpanan, suhu mempengaruhi tekanan udara (Po), semakin tinggi shu penyimpanan, maka umur simpan yang terhitung akan semakin pendek, kelemababan relatif (RH) akan mempengaruhi nilai ΔP, semakin besar nilai ΔP, umur simpan semakin pendek. Perhitungan umur simpan ini bersifat pendugaan, karena kerusakan produk semata-mata didasarkan pada penyerapan air hingga tercapai kondisi kritis.