Aplikasi Prinsip Kinetika untuk Penentua

(1)

Aplikasi Prinsip Kinetika

t k

untuk

Penentuan Masa Simpan

Produk Pangan

Purwiyatno Hariyadi/ I TP/ Fateta/ I PB/ 19 April 2012 I TP530-2011

(2)

(3)

(4)

(5)

••

Penelitian &

pengujian

UMUR SI MPAN

PENENTUAN UMUR SI MPAN

••

pengalaman

empiris

I nformasi yang diperlukan:

y

g

p

y

g

p

•• I dentifikasi faktor kritis

I dentifikasi faktor kritis

•• batasan mutu dan batas mutu minimum yang

batasan mutu dan batas mutu minimum yang

diharapkan/ dijanjikan (masih layak dijual?)

•• parameter kinetika penurunan mutu (E

parameter kinetika penurunan mutu (E

_a_a

, Q

₁₀₁₀

, dll)

•• kondisi mutu awal

kondisi mutu awal

KI NETI KA PENURUNAN MUTU

-- dQ/ dt = kQ

dQ/ dt = kQ

n

Q = kualitas (mutu)

t = waktu

k = konstanta laju penurunan mutu

(6)

100

100 Penurunan Mutu Ordo Nol ( n= 0)

Penurunan Mutu Ordo Nol ( n= 0)

-- dQ/ dt = k

dQ/ dt = k

atau

Q

_tt

= Q

₀

-- kt

kt

20 Waktu penyimpanan ( bulan)

Waktu penyimpanan ( bulan)

K

Penurunan Mutu Ordo Nol ( n= 0)

-- dQ/ dt = k

dQ/ dt = k

atau

Q

_tt

= Q

₀

-- kt

kt

Jika ditentukan bahwa Q

_s

adalah mutu akhir (mutu

produk saat harus ditarik dari pasaran), maka

Q

_s

= Q

₀

-- kt

kt

_s

atau

tt

_s

= (Q

₀

--Q

Q

_s

)/ k

dimana t

(7)

100

100 Penurunan Mutu Ordo Satu ( n= 1)

Penurunan Mutu Ordo Satu ( n= 1)

-- dQ/ dt = kQ

dQ/ dt = kQ

atau

ln ( Q

_tt

/ Q

₀

) =

) = -- kt

kt

20 Waktu penyimpanan ( bulan)

Waktu penyimpanan ( bulan)

K

Penurunan Mutu Ordo Satu ( n= 1)

-- dQ/ dt = kQ

dQ/ dt = kQ

atau

ln ( Q

_tt

/ Q

₀

) =

) = -- kt

kt

Jika Q

_s

adalah mutu akhir, maka

ln (Q

atau

tt

_{1/ 2}

= 0,693/ k

dimana t

(8)

BEBERAPA PENURUNAN MUTU PRODUK

PANGAN SELAMA PENYI MPANAN

Orde Nol

• Mutu (overall quality) pangan beku

• Pencoklatan Non-enzimatis

Orde Pertama

• Kehilangan/ kerusakan vitamin

• I naktivasi/ pertumbuhan mikroba

• Kerusakan warna oksidatif

• Kerusakan tekstur karena panas

Orde Nol

Atau

Orde

Pertama??

(9)

Orde Nol

Atau

Orde

Pertama??

Penurunan mutu selama

penyimpanan : Perbedaan

antara model kinetika orde

nol dan orde pertama.

Orde Nol

Atau

Orde

Pertama??

(10)

Orde Nol

Atau

Orde

Pertama??

Penurunan mutu selama

penyimpanan : Perbedaan

antara model kinetika orde

nol dan orde pertama.

Orde Nol

Atau

Orde

Pertama??

(11)

Orde Nol

Penurunan mutu selama

penyimpanan : Perbedaan

antara model kinetika orde

nol dan orde pertama.

x

p

ordo 0 dan ordo 1

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

(12)

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

MODEL ARRHENI US

: mempercepat umur simpan dengan

i

k tk

h

t

k

meningkatkan suhu secara terukur

Rumus umum penurunan mutu:

-dQ/ dt = kQ

n

Nilai k dipengaruhi oleh suhu :

k = k

₀

.exp

-Ea/ RT

dimana:

k = konsntanta laju penurunan mutu

k

₀

= konstanta (faktor frekuensi, tidak tgt suhu)

Ea = energi aktivasi

T = suhu mutlak (K)

R = konstanta gas; 1,986 kal/ mol (8.314 J/ mol.K)

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

k

R

T

Perubahan nilai k terhadap perubahan suhu (T) yang

dinyatakan sebagai hubungan Arrhenius

(13)

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

Ln k

o

Lnk = Ln k

o

- (Ea/ R)(1/ T)

Ln k

Kemiringan

- Ea/ R

(1/ T)

Hubungan Arrhenius

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

Kenali produk Anda!

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami

kristalisasi pada suhu rendah

.

Retrogradasi

• tekstur keras

• membebaskan air

(14)

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

Kenali produk Anda!

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami

kristalisasi pada suhu rendah

Laju “staling”

meningkat dengan

(

Accelerated Shelf Life Test

)

Berdasarkan Suhu ( Metode Arrhenius)

Anomali Arrhenius

L

n

(

Anomali Arrhenius.

Pengaruh suhu pada laju

“bread staling” : typical

negative

Ea" = - 9 kcal/ mol..

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

(15)

100 I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius

80

0 Dengan melakukan pengujian laju kerusakan mutu pada

-paling tidak-

3 suhu yang berbeda; yaitu :

• Suhu yg lbh tinggi daripada suhu penyimpanan normal

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1

• Suhu yg tidak menyebabkan perubahan mekanisme

kerusakan/ penurunan mutu produk

• Kenali produk Anda

Æ

hub Arrhenius:

ln k

(16)

Tiga ( 3) suhu berbeda yang mana?

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 2

Jenis/ Tipe

Chilled Products

5, 10, 15, 20

0

0 Pangan beku

Pangan beku

--5,

5, --10,

10, --15

15 <

< --40

40 I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3a

Penentuan frekuensi pengambilan contoh :

(17)

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3b

Penentuan frekuensi pengambilan contoh :

Masa simpan pada suhu 5

o

_{C= 12 bulan}

Jika Q

₁₀

= 2 Æ

ASLT (pada suhu 25

o

_{C) : 3 bulan}

Jika Q

₁₀

= 3 Æ

ASLT (pada suhu 25

o

_{C) : 1.3 bulan}

Jika Q

₁₀

= 4 Æ

ASLT (pada suhu 25

o

_{C) : 23 hari}

Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal :

dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius

k = k

_o_o

.exp

--Ea/ RTEa/ RT

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 4

o

(18)

Tentukan Qs.

••

Standard of identity, SNI , dll

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 5

••

Sensory

••

Rule 80/ 80

Waktu kadaluw arsa dapat diduga dengan :

tt

_s_s

= ( Q

₀₀

-- Q

Q

_s_s

) / k, untuk laju reaksi ordo nol

s

( Q

00

Q

ss

) / ,

j

tt

_s_s

= [ ln( Q

₀₀

/ Q

_s_s

) ] / k : untuk laju reaksi ordo I

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 6

(19)

I lustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 7

I lustrasi

Penggunaan

Model

Arrhenius

8

(20)

I lustrasi

Penggunaan

Model

Arrhenius

9 I lustrasi

Penggunaan

Model

Arrhenius

10

(21)

I lustrasi

Penggunaan

Model

Arrhenius

11 I lustrasi

Penggunaan

Model

Arrhenius

12

(22)

menggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnya

Jumlah kehilangan ( % ) setelah

Jenis

Diduga dengan

Hasil

model Arrhenius

Analisis

Vitamin C

( asam askorbat)

24,0

23,0

Vitamin A

15,0

10,0

Asam Folat

8,1

7,4

Vitamin B12

9,2

7,7