Mempelajari Formulasi Bahan Penyerap Oksigen dan Laju Penyerapannya di Udara

(1)

(2)

DAN LAlU PENVERAPANNVA

DB

UDARA

1 9 9 1

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN CNSTITUT PERTANIAN BOGOR

(3)

Andhika Indra. F 24.1100. Mempelajari formulasi bahan penyerap oksigen dan laju penyerapannya di udara. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.

Oksigen merupakan salah satu faktor yang banyak menye-

babkan kerusakan bahan pangan seperti oksidasi lemak yang

menyebabkan ketengikan, perubahan warna pigmen dan produk-

produk susu, pertumbuhan kapang dan bakteri aerobik serta

investasi serangga pada biji-bijian dan tepung.

Berbagai teknik untuk menekan konsentrasi oksigen di

udara telah banyak dikembangkan untuk mengawetkan makanan,

terutama makanan yang sensitif terhadap oksigen. Salah

satunya adalah menggunakan penyerap oksigen (oxygen sbsorb-

er) yang bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara.

Tujuan penelitian ini adalah untuk memformulasi bahan

*

yang dapat digunakan untuk menyerap oksigen, indikator yang

dapat mendeteksi perubahan kadar oksigen yang terjadi serta

engukur perubahan kadar oksigen akibat penggunaan penyerap

oksigen tersebut.

Penyerap oksigen yang menggunakan serbuk besi yang

diberi perlakuan dengan asam atau garam dapat menekan kadar

oksigen hingga dibawah 0.1 % . Waktu yang diperlukan oleh

penyerap untuk mencapai kadar oksigen tersebut bervariasi

untuk tiap perlakuan. Perlakuan dengan NaCl memerlukan

waktu 9 jam, 3.5 jam untuk FeC13 dan 2 jam untuk HCl.

(4)

dalam wadah 108 ml yang berisi udara sebanyak 160 ml dan RH

100 % , suhu kamar. Untuk perlakuan pada RH ruang, penyerap

hanya dapat menekan kadar oksigen sampai sekitar 14 % .

Penyerap oksigen yang diformulasi dibagi menjadi dwa

tipe, yaitu tipe untuk makanan kering dengan a, kurang dari

0.8 (yang diberi tepung kedelai bebas lemak) dan tipe untuk

makanan basah dengan aw diatas 0.8. Penggunaannya disesu-

aikan dengan aw dari makanan yang akan diawetkan.

Indikator oksigen yang dibuat dari campuran glukosa,

basa dan biru metilen yang dibentuk menjadi pellet, memper-

lihatkan perubahan warna dari putih atau putih kebiruan

menjadi biru atau ungu pada konsentrasi oksigen diatas 0.05

%. Warna dari indikator tersebut bervariasi tergantung

omposisi bahan yang digunakan. Perubahan warna tersebut

ifat reversibel.

Roti, bakpia, wingko, salam an potato chips yang

simpan dengan menggunakan penyerap oksigen selama dua

ulan masih memperlihatkan kondisi yang baik, sedangkan

kontrol yang tidak diberi penyerap oksigen telah rusak

dalam waktu kurang dari satu minggu, kecuali. potato chips

yang baru rusak setelah disimpan selama 1 bulan. Untuk

serangga pada jagung yang disimpan dengan penyerap oksigen,

mati dalam waktu kurang dari dua hari. Kerusakan yang

terjadi berupa tumbuhnya kapang dan bakteri, bau tengik

(5)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI FORMULASI EAHAN PENYERAP OSSIGEN DAN LAJU PENYERAPANNYA Dl UD'4RA

SKRIPSI

sebagii salali satu syarat untuk melnperoleh gelar SARJANA

TEKNOLOGI

PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakuitas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

F 24.1100

(6)

Segala puji dan syukur bagi Tuhan yang telah member-

kati, mengasihi dengan setia dan rahmatNya, sehingga skrip-

si ini dapat tersusun.

skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan

Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima

kasih kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc. selaku dasen pembim-

bing yang telah memberikan bimbingan selama penelitian

sampai tersusunnya skripsi ini.

2. Ibu Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MSC. dan Ir. Ni Luh Puspi-

tasari, MSc. yang telah turut menguji skripsi ini.

3. Bapak Suwandy dari PT Halim Sakti yang telah banyak

menyediakan sarana, informasi dan saran kepada penulis.

4. Papa, Mama, Maria, Hellen, Santoso dan Lakshmi yang

telah memberikan bantuan serta dorongan moril sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

5. Ibu Effionora yang telah banyak memberikan bimbingan,

dorongan dan bantuan selama penelitian ini.

6. Bapak Hasan Basri, Syarifah dan Yuni yang telah banyak

memberikan bantuan selama ini.

(7)

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan guna penyempurnaan selanjutnya.

Akhirnya penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.

(8)

Halaman

KATA PENGANTAR

. . .

i

DAFTAR IS1

. . .

iii

DAFTAR GAMBAR

...

V DAFTAR TABEL

...

vii

DAFTAR LAMPIRAN

...

viii

I

.

PENDAHULUAN

...

1

I 1

.

TINJAUAN PUSTAKA

. . .

4

A

.

OKSIGEN DAN KERUSAKAN PANGAN

. . .

4

1

.

Oksigen

...

4

2

.

Kerusakan Oksidatif

...

5

3

.

Kerusakan Mikrobial

...

12

4

.

Kerusakan Oleh Serangga

...

14

B

.

PENYEW.P OKSIGEN SEBAGAI PENGAWET

. . .

14

C

.

PENGURANGAN KADAR OKSIGEN SECARA KIMIAWI

. . .

2 1 D

.

BESI AKTIF SEBAGAI PENYERAP OKSIGEN

...

24

I11

.

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

...

30

A

.

BAHAN DAN ALAT

. . .

30

1

.

Bahan

. . .

30

2

.

Alat

...

30

B

.

METODE PENELITIAN

...

31

1

.

Indikator Oksigen

. . .

31

2

.

Penyerap Oksigen

. . .

34

(9)

4

.

Aplikasi Pada Produk Pangan

. . .

IV

.

PEMBAHASAN

. . .

A

.

INDIKATOR OKSIGEN

...

1

.

Bahan dan Prinsip Reaksi

. . .

2

.

Proses Pembuatan

. . .

3

.

Penyimpanan

...

B

.

BAHAN PENYERAP OKSIGEN

1

.

...

2

.

Proses Pembuatan

...

3

.

Penyimpanan

...

C

.

LAJU PENYERAPAN OKSIGEN

...

1

.

Persiapan Sampel

...

2

.

Analisis dengan Oxygen Analyzer

. . .

D

.

APLIKASI PADA PRODUK PANGAN

...

1

.

Roti

...

2

.

Salami

...

3

.

Bakpia

...

4

.

Wingko

...

5

.

Potato chips

...

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

...

A

.

KESIMPULAN

...

5

.

_SARP.N

...

DAFTAR PUSTAKA

...

(10)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Tahap-tahap dalam reaksi peroksid,asi pada

lemak

. . .

6

Gambar 2. Pengaruh tekanan oksigen pada berbagai luas permukaan per unit volume, terhadap kecepa-

[image:10.487.22.454.99.674.2]

tan oksidasi lemak

...

8

Gambar 3. Reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim

polifenol oksidase

. . .

9

Gambar 4. Penurunan kualitas organoleptik pada wortel yang dikeringbekukan pada beberapa konsen-

trasi oksigen yang berbeda

. . .

10

Gambar 5. Kecepatan perubahan warna daging sebagai

fungsi dari tekanan oksigen

. . .

11

Gambar 6. Kerusakan makanan mikrobial

...

13

Gambar 7. Efektivitas penyerap oksigen untuk mencegah

oksidasi minyak yang dikenai cahaya

. . .

16

Gambar 8. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim glukosa

oksidase

...

22

Gambar 9. Diagram alir pembuatan indikator oksigen

dengan CaO

...

32

dengan Ca(OH)2

...

33

Gambar 11. Diagram alir pembuatan tepung kedelai bebas

lemak

...

34

Gambar 12. Diagram alir pembuatan penyerap oksigen

....

35

Gambar 13. Control atmosphere glove box yang digunakan

untuk mendapatkan kondisi ruang yang berkadar oksigen rendah

. . .

45

Gambar 14. Pengaruh berbagai kadar protein kedelai

terhadap daya ikat air

...

50

Gambar 15. Ganbar penyerap oksigen tipe kering (atas)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

(46)

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

(70)

(71)

(72)

(73)

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)

(86)

(87)

(88)

(89)

(90)

(91)

(92)

(93)

(94)

(95)

(96)

(97)

(98)

(99)

(100)

(101)

(102)

(103)

(104)

(105)

(106)

(107)

(108)

(109)

(110)

(111)

DAN LAlU PENVERAPANNVA

DB

UDARA

1 9 9 1

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN CNSTITUT PERTANIAN BOGOR

(112)

Andhika Indra. F 24.1100. Mempelajari formulasi bahan penyerap oksigen dan laju penyerapannya di udara. Di bawah bimbingan Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc.

Oksigen merupakan salah satu faktor yang banyak menye-

babkan kerusakan bahan pangan seperti oksidasi lemak yang

menyebabkan ketengikan, perubahan warna pigmen dan produk-

produk susu, pertumbuhan kapang dan bakteri aerobik serta

investasi serangga pada biji-bijian dan tepung.

Berbagai teknik untuk menekan konsentrasi oksigen di

udara telah banyak dikembangkan untuk mengawetkan makanan,

terutama makanan yang sensitif terhadap oksigen. Salah

satunya adalah menggunakan penyerap oksigen (oxygen sbsorb-

er) yang bereaksi secara kimia dengan oksigen di udara.

Tujuan penelitian ini adalah untuk memformulasi bahan

*

yang dapat digunakan untuk menyerap oksigen, indikator yang

dapat mendeteksi perubahan kadar oksigen yang terjadi serta

engukur perubahan kadar oksigen akibat penggunaan penyerap

oksigen tersebut.

Penyerap oksigen yang menggunakan serbuk besi yang

diberi perlakuan dengan asam atau garam dapat menekan kadar

oksigen hingga dibawah 0.1 % . Waktu yang diperlukan oleh

penyerap untuk mencapai kadar oksigen tersebut bervariasi

untuk tiap perlakuan. Perlakuan dengan NaCl memerlukan

waktu 9 jam, 3.5 jam untuk FeC13 dan 2 jam untuk HCl.

(113)

dalam wadah 108 ml yang berisi udara sebanyak 160 ml dan RH

100 % , suhu kamar. Untuk perlakuan pada RH ruang, penyerap

hanya dapat menekan kadar oksigen sampai sekitar 14 % .

Penyerap oksigen yang diformulasi dibagi menjadi dwa

tipe, yaitu tipe untuk makanan kering dengan a, kurang dari

0.8 (yang diberi tepung kedelai bebas lemak) dan tipe untuk

makanan basah dengan aw diatas 0.8. Penggunaannya disesu-

aikan dengan aw dari makanan yang akan diawetkan.

Indikator oksigen yang dibuat dari campuran glukosa,

basa dan biru metilen yang dibentuk menjadi pellet, memper-

lihatkan perubahan warna dari putih atau putih kebiruan

menjadi biru atau ungu pada konsentrasi oksigen diatas 0.05

%. Warna dari indikator tersebut bervariasi tergantung

omposisi bahan yang digunakan. Perubahan warna tersebut

ifat reversibel.

Roti, bakpia, wingko, salam an potato chips yang

simpan dengan menggunakan penyerap oksigen selama dua

ulan masih memperlihatkan kondisi yang baik, sedangkan

kontrol yang tidak diberi penyerap oksigen telah rusak

dalam waktu kurang dari satu minggu, kecuali. potato chips

yang baru rusak setelah disimpan selama 1 bulan. Untuk

serangga pada jagung yang disimpan dengan penyerap oksigen,

mati dalam waktu kurang dari dua hari. Kerusakan yang

terjadi berupa tumbuhnya kapang dan bakteri, bau tengik

(114)

INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

MEMPELAJARI FORMULASI EAHAN PENYERAP OSSIGEN DAN LAJU PENYERAPANNYA Dl UD'4RA

SKRIPSI

sebagii salali satu syarat untuk melnperoleh gelar SARJANA

TEKNOLOGI

PERTANIAN

pada Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi Fakuitas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

F 24.1100

(115)

Segala puji dan syukur bagi Tuhan yang telah member-

kati, mengasihi dengan setia dan rahmatNya, sehingga skrip-

si ini dapat tersusun.

skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Jurusan

Teknologi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima

kasih kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Dedi Fardiaz, MSc. selaku dasen pembim-

bing yang telah memberikan bimbingan selama penelitian

sampai tersusunnya skripsi ini.

2. Ibu Dr. Ir. C. Hanny Wijaya, MSC. dan Ir. Ni Luh Puspi-

tasari, MSc. yang telah turut menguji skripsi ini.

3. Bapak Suwandy dari PT Halim Sakti yang telah banyak

menyediakan sarana, informasi dan saran kepada penulis.

4. Papa, Mama, Maria, Hellen, Santoso dan Lakshmi yang

telah memberikan bantuan serta dorongan moril sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

5. Ibu Effionora yang telah banyak memberikan bimbingan,

dorongan dan bantuan selama penelitian ini.

6. Bapak Hasan Basri, Syarifah dan Yuni yang telah banyak

memberikan bantuan selama ini.

(116)

Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat penulis harapkan guna penyempurnaan selanjutnya.

Akhirnya penulis mengharapkan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi yang memerlukannya.

(117)

Halaman

KATA PENGANTAR

. . .

i

DAFTAR IS1

. . .

iii

DAFTAR GAMBAR

...

V DAFTAR TABEL

...

vii

DAFTAR LAMPIRAN

...

viii

I

.

PENDAHULUAN

...

1

I 1

.

TINJAUAN PUSTAKA

. . .

4

A

.

OKSIGEN DAN KERUSAKAN PANGAN

. . .

4

1

.

Oksigen

...

4

2

.

Kerusakan Oksidatif

...

5

3

.

Kerusakan Mikrobial

...

12

4

.

Kerusakan Oleh Serangga

...

14

B

.

PENYEW.P OKSIGEN SEBAGAI PENGAWET

. . .

14

C

.

PENGURANGAN KADAR OKSIGEN SECARA KIMIAWI

. . .

2 1 D

.

BESI AKTIF SEBAGAI PENYERAP OKSIGEN

...

24

I11

.

BAHAN DAN METODE PENELITIAN

...

30

A

.

BAHAN DAN ALAT

. . .

30

1

.

Bahan

. . .

30

2

.

Alat

...

30

B

.

METODE PENELITIAN

...

31

1

.

Indikator Oksigen

. . .

31

2

.

Penyerap Oksigen

. . .

34

(118)

4

.

Aplikasi Pada Produk Pangan

. . .

IV

.

PEMBAHASAN

. . .

A

.

INDIKATOR OKSIGEN

...

1

.

. . .

2

.

Proses Pembuatan

. . .

3

.

Penyimpanan

...

B

.

BAHAN PENYERAP OKSIGEN

1

.

...

2

.

Proses Pembuatan

...

3

.

Penyimpanan

...

C

.

LAJU PENYERAPAN OKSIGEN

...

1

.

Persiapan Sampel

...

2

.

Analisis dengan Oxygen Analyzer

. . .

D

.

APLIKASI PADA PRODUK PANGAN

...

1

.

Roti

...

2

.

Salami

...

3

.

Bakpia

...

4

.

Wingko

...

5

.

Potato chips

...

V

.

KESIMPULAN DAN SARAN

...

A

.

KESIMPULAN

...

5

.

_SARP.N

...

DAFTAR PUSTAKA

...

(119)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Tahap-tahap dalam reaksi peroksid,asi pada

lemak

. . .

6

Gambar 2. Pengaruh tekanan oksigen pada berbagai luas permukaan per unit volume, terhadap kecepa-

[image:119.487.22.454.99.674.2]

tan oksidasi lemak

...

8

Gambar 3. Reaksi oksidasi yang dikatalisis oleh enzim

polifenol oksidase

. . .

9

Gambar 4. Penurunan kualitas organoleptik pada wortel yang dikeringbekukan pada beberapa konsen-

trasi oksigen yang berbeda

. . .

10

Gambar 5. Kecepatan perubahan warna daging sebagai

fungsi dari tekanan oksigen

. . .

11

Gambar 6. Kerusakan makanan mikrobial

...

13

Gambar 7. Efektivitas penyerap oksigen untuk mencegah

oksidasi minyak yang dikenai cahaya

. . .

16

Gambar 8. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim glukosa

oksidase

...

22

dengan CaO

...

32

dengan Ca(OH)2

...

33

Gambar 11. Diagram alir pembuatan tepung kedelai bebas

lemak

...

34

Gambar 12. Diagram alir pembuatan penyerap oksigen

....

35

Gambar 13. Control atmosphere glove box yang digunakan

untuk mendapatkan kondisi ruang yang berkadar oksigen rendah

. . .

45

Gambar 14. Pengaruh berbagai kadar protein kedelai

terhadap daya ikat air

...

50

Gambar 15. Ganbar penyerap oksigen tipe kering (atas)