BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tomat
Tomat (Lycopersicum esculentun Mill) merupakan salah satu dari jenissayuran buah yang dapat tumbuh di seluruh dunia termasuk Indonesia. Berdasarkan data Kementerian Pertanian tahun 2017, produksi tomat di Indonesia pada tahun 2015 mencapai 877.792 ton dan pada tahun 2016 sebesar 883.233 ton yang artinya semakin meningkat konsumsi masyarakat terhadap buah tomat (Kaimudin, 2016).
Tomat (Lycopersicon esculentum Miller) merupakan jenis sayuran buah yang mengandung protein, karbohidrat, lemak, mineral, dan vitamin yangmempunyai prospek perkembangan agribisnis yang baik karena nilai ekonomisnya yang tinggi (Sabahannur & Lingga, 2017).
Tomat memiliki zat lycopen yang tinggi, lycopene dapat membuat tomat berwarna merah yang termasuk golongan karotenoid dan berkhasiat untuk mencegah kanker paru- paru, kanker prostat, kanker rahim, tumor pankreas, dan tumor tenggorokan (Santi, dkk. 2016).
Varietas tomat yang ditanam di dataran rendah meliputi arietas Intan, Berlian, Idola, Ratna, Niki, Permata, Montero, dan Mutiara (Kaimudin, 2016).
Tomat tumbuh pada berbagai jenis tanah, dari tanah berpasir hingga tanah liat yang mengandung bahan organik dengan kisaran pH ideal 6.0 – 6.5. Tomat dapat mengalami defesiensi mineral dan keracunan pada suhu yang terlalu tinggi. Suhu yang optimum untuk pertumbuhan tomat berkisar antara 21 – 24°C. Jika melebihi suhu 26°C, terkena hujan lebat dan mendung dapat menyebabkan dominasi pertumbuhan vegetatif dan mengalami serangan penyakit tanaman, serta suhu di malam hari dapat menentukan pembentukan buah.
Pigmen warna merah pada kulit buah tomat berkembang pada suhu diatas 15-30°C, sedangkan tomat akan berwarna kuning pada suhu di atas 30°C. Tanaman tomat fase vegetatif memerlukan curah hujan yang cukup, sedangkan pada fase generatif membutuhkan curah hujan yang sedikit. Padatanaman tomat ideal, membutuhkan curah hujan sekitar 750 – 1.250 mm per tahun. Penyinaran matahari sepanjang hari dapat menguntungkan tanaman tomat, tetap sinar yang terik dapat meningkatkan transpirasi dan memperbanyak gugur bunga dan gugur buah (Kaimudin, 2016).
Tomat (Lycopercium esculentum Mill) termasuk ke dalam golongan buah klimaterik, yaitu buah yang dapat mengalami kenaikan respirasi setelah dipanen sehingga dapat matang sempurna setelah dipanen. Pola respirasi pada tomat ditandai dengan peningkatan laju respirasi klimaterik, yaitu terjadinyapeningkatan laju respirasi dan produksi etilen secara cepat bersamaan dengan pemasakan. Respirasi merupakan proses metabolisme menggunakan oksigen dalam pembakaran senyawa (pati, gula, asam organik) yang kompleks yang menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh sel untuk reaksi kimia. Tomatyang merupakan buah klimakterik mengalami kenaikan CO2 secara mendadakdan penurunan secara cepat setelah terjadinya proses pematangan. hal ini ditandai dengan adanya proses waktu pematangan yang cepat dan peningkatanrespirasi yang meningkat serta adanya perubahan waktu, cita rasa, dan tekstur dari tomat. Laju respirasi merupakan penentuan yang baik untuk daya simpan sayuran, serta menjadi penentuan untuk mutu dan nilai sebagai bahan pangan (Sabahannur, 2017).
Komponen tertinggi yang terkandung dalam buah tomat adalah air (lebih dari 93%), tingginya kandungan air dalam buah tomat mengakibatkan buah tomat mudah mengalami kerusakan. Selama proses pematangan pada buah akan terjadi peningkatan respirasi, kadar gula reduksi dan kadar air, sedangkan tingkat keasaman turun,
dan tekstur buah menjadi lunak. Buah tomat yang telah matang sempurna akan lebih cepat rusak atau busuk yakni setelah 3-4 hari penyimpanan pada suhu kamar sehingga diperlukan adanya penanganan khususagar dapat memperpanjang umur simpan buah tomat (Krochta, 1994).
2.2 Jamur Tiram
Jamur tiram (Pleurotus ostreatus) merupakan salah satu jenis tanaman yangtidak memiliki klorofil atau zat hijau daun sehingga tidak bisa melakukan proses fotosintesis untuk menghasilkan makanan sendiri. Jamur dapat bertahan hidup dengan cara mengambil zat-zat makanan dari organisme lain seperti glukosa, selulosa, protein, lignin, dan senyawa pati dari organisme lain (Achmad et al., 2011). Secara morfologi, jamur tiram memiliki tangkai yang bercabang dan berwarna putih dengan tudung bulat besar antara 3-15 cm. Jamur tiram dapat tumbuh dan berkembang dengan baik pada kayu-kayu lunak biasanya pada ketinggian sekitar 600 meter dari permukaan laut. Jamur ini hidup pada suhu 15- 30o C, pH 5,5-7 dan kelembaban 80%-90% serta intensitas cahaya yang rendah karena jika intensitas cahaya tinggi dapat merusak miselia jamur (Achmad et al., 2011). Kandungan yang terkandung pada jamur tiram diantaranya adalah sumber vitamin terutama B1, B2, provitamin D2, sembilan asam- asam amino esensial yang penting bagi tubuh serta sumber mineral terutama kalium dan fosfor (Connie, 2008).
Jamur tiram memiliki siklus hidup yang hampir sama dengan siklus hidup jenis jamur dari kelas Basidiomycetes. Tahap-tahap pertumbuhan jamur tiram diantaranya adalah sebagai berikut.
(Pardosi, 2006)
a. Spora (basidiospora) yang sudah masak dan berada di tempat lembab akan tumbuh dan membentuk serat-serat kasar yang disebut miselium.
b. Kumpulan miselium akan membentuk bakal tubuh buah jamur jika keadaa lingkungan tempat miselium baik, dalam arti temperatur, kelembaban, substrat tempat tumbuh memungkinkan
c. Bakal tubuh buah jamur kemudian membesar dan pada akhirnya membentuk tubuh buah jamur yang kemudian dipanen.
d. Tubuh buah jamur dewasa akan membentuk spora, jika spora sudah matangatau dewasa akan jatuh dari tubuh buah jamur.
Klasifikasi jamur tiram putih dalam dunia fungi adalah sebagai berikut: Regnum: Fungi, Phylum: Basidiomycota, Classis:
Homobasidiomycetes, Ordo:Agaricales, Familia: Tricholomataceae, Genus: Pleurotus, Species: Pleurotus ostreatus (Achmad et al., 2011).Jamur dapat berkembang biak melalui dua cara, yaitu secara aseksual dan seksual. Reproduksi secara aseksual terjadi melalui jalur spora yang terbentuk secara endogen dikantong spora sementara reproduksi secara seksual biasanya terjadi secara alam yaitu terjadi melalui penyatuan dua jenis hifa yang bertindak sebagai gamet jantan dan betinamembentuk zigot yang kemudian tumbuh menjadi tubuh buah dewasa (Bustaman, 1989). Jamur tiram media tanam yang biasa disebut dengan Baglog.Baglog ini terdiri dari serbuk kayu, bekatul, tepung jagung, kapur CaCO3 dan air yang dicampur menjadi satu sesuai dengan takaran kemudian dimasukkan dalam plastik polipropilen.
Produksi kitosan dari kitin krustasea kurang ramah lingkungan, hal inikarena kitin krustasea memiliki CaCO3 dalam jumlah yang tinggi yang akan melepaskan CO2 dan dapat mencemari lingkungan selama proses ekstraksi. ketersediaan cangkang krustasea pada periode tertentu dan bergantung pada letak geografis hal ini menyebabkan masalah variabilitas dalam produksi kitosan. oleh karena itu diperlukan pendekatan lain untuk produksi polisakarida kitin yang ramah lingkungan. maka penelitian ini difokuskan pada produksi kitosan dari jamur tieam yang mudah didapat dan
aplikasinya dalam menghambat laju pembusukan pada buah tomat (Kabir, 2020).
Tabel 2.1 Kandungan Kitin pada Jamur Tiram dan Produksi Kitosan
No Jumlah
awal (g)
Crude Chitin Produksi Kitosan
DD kitosan (%) (g) (%) (g) (%)
1 20 4.81 24.05 3.27 16.35 72.73
2 20 4.98 24.90 3.49 17.45 74.73
3 20 4.68 23.40 3.04 15.20 72.81
Rata- rata
20 4.82 24.11 3.26 16.33 73.42
2.3 Edible coating
Edible coating merupakan lapisan tipis yang terbuat dari bahan yang dapat dimakan, dibentuk untuk melapisi makanan (coating) dan diletakkan antara komponen makanan (film) sebagagai penghalang transfer massa serta untuk meningkatkan penanganan makanan. Edible coating dapat berfungsi sebagai penahan dalam pemindahan panas, uap air, O2, dan CO2 dengan adanya bahan tambahan pengawet dan zat antioksidan, sehingga edible ini dapat berfungsi sebagai antimikroba (Connie, 2008).
Pembuatan edible coating menggunakan golongan polisakarida yaitu, pati dan turunannya, selulosa dan turunannya (metil selulosa), hidroksi propil metil (selulosa), pectin ekstak ganggang laut (alginate, karagenan, agar), gum arab dan kitosan (Rendy et al, 2014). Edible coating untuk buah dapat menggunakan selulosa, kasein, protein, dan kitosan, karena karakteristik dari bahan ini tidak berbau, tidak berasa, dan transparan, tetapi tidak mudah untuk mengukur sifat fermentasi gas pada coating setelah
diaplikasikan pada buah (Park, 2002). Edible coating yang diaplikasikan untuk buah maupun sayur dapat mengurangi kelembaban, memperbaiki penampilan, antifugal, antibakteri, dan memperbanyak umur simpan, pengaplikasian ini tidak membahayakan kesehatan manusia karena dapat langsung dimakan dan mudah terurai oleh alam(biodegrable) (kaimudin, 2016).
Edible coating memiliki komponen penyusun utama yang terbagi menjadi 3 golongan, yaitu lipid, hidrokoloid, dan komposit (campuran). Lipid berfungsi sebagai bahan edible coating seperti protein (protein jagung, protein kedelai, gelatin, gluten gandum dan kasein) serta polisakarida gum arab, alginate, pati, pectin, serta karbohidrat lain. Bahan baku yang digunakan dapat berupa antioksidan, flavour, pewarna, plasticizer, dan mikroba (Kaimudin, 2016).Edible coating dari hidrokoloid dapat melindungi produk dari karbondioksida, oksigen, lipida, mampu membentuk sifat mekanis dan mampu meningkatkan kesatuan structural produk (Andoko, 2007). Metode pengaplikasian edible coating pada buah maupun sayuran dapat dengan pencelupan (dripping), pembusaan, penyemprotan (spraying), penuangan (casting), dan penetesan control. Untuk metode dripping paling banyak digunakan untuk sayuran, buah,daging, dan ikan (Kim, 2002).
2.4 Kitosan
Kitosan merupakan biopolymer alami yang bahannya berlimpah yang merupakan produk deasetilasi kitin melalui proses teknik kimia maupun reaksienzimatis. Kitosan dapat ditemukan pada cangkang udang, kepiting, kerang, serangga, annelida serta sel jamur dan alga.
Kitosan terdiri dari unit N-asetil glukosamin dan N- glukosamin.
Kitosan memiliki hasil modifikasi yaitu sifat dan manfaar yang spesifik, seperti adanya sifat bioaktif, biokompatibel, pengkelat, dan
anti bakteri serta dapat terbiodegrasi dengan adnaya gugus rektif amino oada atom C- 2 dan gugus hidroksil pada atom C-3 dan C-6.
Kitosan merupakan bahan yang baik digunakan dalam bidang aplikasi, yaitu dari kesanggupan pembentukan film dan sifat mekanik yang baik (Djarijah, 2001).
Kitosan dengan rumus kimia poli (2-amino-2-dioksi-β-(1-4)-D- glukosa) yang dihasilkan dari proses hidrolisis kitin yang menggunakan basa kuat.Kitosan dapat digunakan di bidang pertanian dan holtikultura sebagai pertahanan tanaman dan peningkatan hasil yang berdasar kepada polimer kitosan yang mengandung glucosamine yang berpengaruh terhadap sifat biokimia dan biologi molekuler dari sel tumbuhan (Djarijah, 2001).
Kitosan bermanfaat sebagai pengawet hasil perikanan, penstabil warna makanan, sebagai flokulan dan pada proses reverse osmosis untuk penjerihan air, digunakan sebagai bahan aditif untuk produk agrokimia dan pengawet benih. Kitosan yang diaplikasikan pada berbagai bidang diklasifikasikan berdasarkan karakterisasinya, sifat intrisiknya yang derajat deasetilasi, kelarutan, viskositas, dan berat molekul. Pengaplikasian kitosan juga didukungoleh kualitas kitosan dari sifat intrisiknya, yaitu kemurnian, massa molekul danderajat deasetilasi. Derajat deasetilasi kitosan umumnya berkisar antara 75- 100% (Fauziati, 2016).
Proses pembuatan kitosan melibatkan proses deproteinasi (penghilangan fraksi protein), demineralisasi (penghilangan fraksi mineral), dan proses deasetilasi (penghilangan gugus asetil). Kualitas kitosan dapat dipengaruhi dariproses pembuatan kitin. Jika kitosan dibuat tanpa melalui proses deproteinasi akan menghasilkan derajat deasetilasi yang rendah dan berat molekul yang tinggi dibandingkan dengan tanpa tahap deproteinasi. Proses deproteinasi padatahap awal dapat memaksimalkan hasil dan mutu protein, serta mencegah
kontaminasi pada proses demineralisasi. Proses deasetilasi dapat mengguankan alkali yang konsentrasi nya tinggi daripada deproteinasi yang berfungsi untuk memutuskan ikatan hidrogen yang kuat antara atom nitrogen dengan gugus karboksil dalam struktur kristal kitin (Achmad et al., 2011).
2.5 Rice Brand Wax
Rice bran wax adalah Lilin keras kekuningan sampai kecoklatan yang dapat digunakan sebagai komponen dalam formulasi seperti stensil, lilin , dasar kertas karbon dan lain lain (Lathifa, 2013). Rice bran wax adalah limbah bahan proses dewaxing dalam penyulingan minyak (Novaldy, 2016). Dewaxing dilakukan dengan pendinginan dan penyaringan untuk memisahkan lilin dari minyak untuk menghindari kekeruhan di produk akhir. Residu dewaxing mungkin memiliki 20 hingga 80 wt% minyak, diikuti oleh fraksi utama lilin, bebas lemak alkohol, asam lemak bebas dan hidrokarbon. Rice bran wax memiliki aplikasi luas dalam berbagai macam makanan sebagai pengental, bahan pengikat, plasticizer, kosmetik, bahan pelapis dan pembentuk gel. Rice bran wax terdiri dari high monoester berat molekul mulai dari C-46 hingga C-66. Rice bran wax domestik yang murni di dalam negeri merupakan bukan pelarut yang diekstraksi, dan diberi warna menggunakan karbon alami dan tanah liat (Pardosi,2014).
Komponen utama Rice bran wax adalah asam alifatik (asam lilin) dan ester alkohol yang lebih tinggi. Asam alifatik terdiri dari asam behenic (C22), lignoceric, asam (C24), asam palmitat (C16), asam lilin tinggi lainnya. Ester alkohol yang lebih tinggi terutama terdiri dari ceril alkohol (C26) dan melissil alkohol (C30). Rice bran wax juga mengandung konstituen seperti asam lemak bebas (palmit, asam), squalene dan fosfolipid (Pardosi. 2016).
Rice Brand Wax digunakan dalam pelapis kertas, tekstil, bahan peledak, pelapis buah dan sayuran, obat-obatan, lilin, barang baru yang
dicetak, isolasi listrik, tekstil dan textile waterproofing, ukuran kulit, pita mesin tik, percetakan, tinta, kertas karbon, perekat, permen karet, pelumas, krayon dan kosmetik (Purwadi, 2007). Selain itu Rice bran wax digunakan sebagai emolien, dan merupakan bahan dasar untuk beberapa partikel pengelupasan. Rice bran wax pada konsentrasi serendah 1%
berat dalam trigliserida dapat mengkristal membentuk gel yang stabil (Zhang, 2016).
Rice bran wax memiliki kelebihan yaitu murah, stabil dan memilikikemampuan pembentukan film yang baik. Penggunaan rice brand wax untuk mengawetkan buah memiliki potensi yang baik.
Kekencangan pada buah merupakan komponen tekstur yang penting yang menunjukkan bahwa pelapisanrice bran wax dapat menghambat laju perubahan tekstur pada buah tomat dan penurunan berat badan yang lebih sedikit pada akhir penyimpanan. selain itu, pelapisan buah menggunakan rice bran wax dapat menghambat pelunakan buahdan dapat menghambat degradasi rantai CSP (chelate-soluble pectin). Rice brand wax memiliki potensi sebagai organogellator, dan organogel dengan konsentrasi wax 9% wt dapat digunakan untuk menghasilkan emulsi W/O tanpa penambahanemulsifier atau stabilizer. Kristal lemak dari organogel rice bran wax memiliki efisiensi dalam membentuk dan mengembangkan jaringan kristal, yangmembatasi koalesensi tetesan air dan menghasilkan stabilisasi emulsi yang tinggi. Partikel kristal dapat menyerap dan membentuk jaringan partikel dalam fase minyak kontinu, yang menahan tetesan air; oleh karena itu hal ini dapat membantu mencegah sedimentasi dan pemisahan fase (Zhang, 2016).
Setelah fase minyak jenuh dikristalkan, kristal trigliserida berinteraksi dan berkumpul untuk membentuk jaringan, yang memberikan stabilitas jangka panjang dengan tetesan air dalam fase terdispersi dan membuat tekstur seperti padatan. Selain itu, rice bran wax yang dilapisi dapat menyerap ke antarmuka minyak-air, yang memberikan penghalang sterik untuk menjatuhkan fusi (Zhang,2016).
2.6 Grafting
Metode grafting digunakan untuk meningkatkan kekuatan adhesif polimer, biodegradasi polimer, dan memberikan sifat penghantar proton sebagai membransel bahan bakar. Pada proses pencangkokan kitosan (grafting chitosan) akan terjadi pembentukan turunan fungsional melalui ikatan kovalen dari molekul yang tercangkok pada batang tubuh kitosan (chitosan backbone). Struktur kitosanmemiliki dua gugus reaktif yaitu gugus amino bebas dan gugus hidroksil yang dapat dicangkok (poly-β-(1 4)-2-amino-2-deoxyD-glucose). (Kittur, 1998) Penggunaan polisakarida alam untuk preparasi hidrogel telah mendapat perhatianluar biasa karena memiliki sifat hidrophilik yang merupakan karakteristik paling disenangi untuk berbagai aplikasi (Budiman, 2011).
Kitosan digambarkan dengan mudah sebagai material yang berprospek bagus, tidak hanya karena sifat-sifat fisika yang dimilikinya seperti struktur makromolekular, tidak beracun, biokompatibel, biodegradabel, avirulence dan penggunaannya dalam banyak bidang seperti bioteknologi, kedokteran, membran, kosmetik, industri makanan, agrikultur tetapi juga potensial untuk proses adsorpsi (Kittur, 1998).
Metode grafting dapat dilakukan dengan polimerisasi ionik ysng dilakukan dengan polimerisasi grafting kationik dan anionik.
Polimerisasi grafting katonik merupakan penyambungan isobutilena dan a-metil stirena yang mula-mula secarakatonik ke substrat. sistem katalis yang kompleks yang dihasilkan melalui kopolimerisasi grafting dengan mereaksikan selulosa reaktif dengan a-metil stirena. Sifat selulosa yang dihasilkan menunjukkan sifat tahan air yang sangat baik (Roy et al., 2009).
Polimerisasi grafting anionik merupakan grafting dari akrilonitril, metakrilonitril dan metil metaklirat ke selulosa yang telah dibuat
dengan polimerisasi grafting anionik. inisiator polimerisasi grafting anionik berupa alkoksida logam alkali dari tulang punggung selulosa.
polimerisasi ini dilakukandalam amonia cair dan pelarut inert pada suhu yang rendah. homopolimerisasi yang besar terjadi melalui transfer berantai ke monomer atau pelarut. rantai samping terisolasi dari selulosa yang digrating pendek. pada polimerisasi grafting anionik propilen sulfida ke selulosa terjadi reaksi homopolimerisasi secara ekstensif pada konversi monomer tingkat tinggi. maka berat molekul rantai yang digrafting meningkat seiring dengan waktu reaksi dan dengan konversi monomer menunjukkan bahwa rantai polimer yang digrafting masih ada. oleh karena itu metode grafting polimer merupakan cara yang efektif untuk membantu pembentukan matriks polimer antara kitosan dan rice brand wax karena sifatkimia dan fisika dapat dibentuk sesuai dengan yang diinginkan (Roy et al., 2009).
Ketika monomer anionik seperti acrylic acid dan monomer acrylonitrile dicangkokkan pada kitosan dengan penambahan agen ikatan silang (crosslinking agent), maka hidrogel ampholitik yang mengandung muatan kationik dan anionik dapat dipreparasi. Jadi dengan memasukkan muatan anionik ( -COO- ) pada kitosan, maka hidrogel dengan kemampuan swelling pada berbagai pH dapat dipreparasi (Harris, 2001)
Sonikasi merupakan cara yang sangat efektif untuk membantu proses graftingmatriks polimer. Gelombang ultrasonik yang dihasilkan oleh sonikator akan memberikan panas sebagai inisiator untuk pembentukan grafting pada matriks polimer. Dalam sonikasi terjadi sintesis struktur polimer ikatan silang didasarkanpada pemanasan yang diinduksi oleh ultrasound yang akan menghasilkan disosiasi termal dari inisiator, yang pada gilirannya menginisialisasi polimerisasi ikatan silang dalam media yang tidak berair (Rokita, 2009).
