Berpotensi meningkatkan umur simpan 50

(1)

MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING

Tujuan Instruksional Khusus



Mahasiswa mampu merancang kemasan modifikasi

atmosfir untuk produk hortikultura.

DEFENISI :



Pengemasan

produk

dengan menggunakan

bahan

kemasan yang dapat menahan keluar masuknya gas

sehingga konsentrasi gas di dalam kemasan berubah dan

ini menyebabkan laju respirasi menurun, mengurangi

pertumbuhan mikroba, mengurangi kerusakan oleh enzim

serta memperpanjang masa simpan.

Alasan Perkembangan MAP



Perubahan pola makan



Perubahan gaya hidup



Kebutuhan akan produk yang aman



Memperpanjang umur simpan



Perluasan pasar



Perkembangan teknologi kemasan



Penggunaan fasilitas produksi dan distribusi yang

terpusat



Penerapan MAP :



Shipping container



Retail packages for sliced commodity



Retail packages for individual units of commodity



(2)



Keuntungan :Keuntungan : 

Menunda proses kematanganMenunda proses kematangan 

Menurunkan laju respirasiMenurunkan laju respirasi 

Mengurangi produksi etilenMengurangi produksi etilen 

Mengurangi sensitivitas produk terhadap kerja etilenMengurangi sensitivitas produk terhadap kerja etilen 

Mengurangi perubahan komposisi akibat pematanganMengurangi perubahan komposisi akibat pematangan

 Kerugian :Kerugian :



[ ] CO[ ] CO22 > batas toleransi > batas toleransi  kerusakan fisiologiskerusakan fisiologis



[ ] O[ ] O22 < batas toleransi < batas toleransi  respirasi anaerobrespirasi anaerob

Keuntungan MAP



Berpotensi meningkatkan umur simpan

Berpotensi meningkatkan umur simpan 50

50--400%

400%



Mengurangi kehilangan



Produk dapat didistribusikan pada area

pemasaran yang lebih luas



Menyediakan produk bermutu tinggi



Memudahkan penanganan



Memperbaiki penampilan



Sedikit atau bahkan tidak memerlukan pengawet

Kelemahan MAP



Biaya tambahan



Memerlukan kontrol suhu



Diperlukan formulasi gas yang berbeda



Peralatan dan training khusus



Perhatian terhadap kemananan pangan



Meningkatkan volume kemasan



Keuntungan akan hilang jika kemasan

terbuka atau bocor



 Masa simpan relatif produk yang dikemas dengan MAP 2 x > dari Masa simpan relatif produk yang dikemas dengan MAP 2 x > dari produk yang disimpan pada kondisi udara biasa, dan pada suhu produk yang disimpan pada kondisi udara biasa, dan pada suhu optimal masa simpannya 4 x > panjang.

optimal masa simpannya 4 x > panjang.

20-25o_C

Suhu Opt. Udara

MA

Udara

MA

1 2 3 4

Masa Simpan Relatif

(3)

Gambar 1. Pertukaran gas dalam kemasan MAP dari produk segar



 Pengaruh kemasan terhadap produk segar :Pengaruh kemasan terhadap produk segar :

-- Barrier bagi pergerakan uap airBarrier bagi pergerakan uap air

-- Membantu mempertahankan RH yang tinggi Membantu mempertahankan RH yang tinggi  menyebabkan menyebabkan kondensasi air di permukaan

kondensasi air di permukaan  kondisi yang sesuai untuk kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan jamur

pertumbuhan jamur

-- Mempertahankan turgor buah dan sayuranMempertahankan turgor buah dan sayuran

-- Melindungi produk dari kontaminasiMelindungi produk dari kontaminasi

-- Melindungi produk dari cahayaMelindungi produk dari cahaya

-- Melindungi produk dari benturanMelindungi produk dari benturan



Faktor

Faktor--faktor yang mempengaruhi permeabilitas film

faktor yang mempengaruhi permeabilitas film

kemasan :



Nature of gas



Structure and thickness of material



Temperature



Relative humidity for some materials



(4)

TAHAPAN

TAHAPAN--TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP

TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP

UNTUK SATU KOMODITI :



Penentuan laju respirasi dari produkPenentuan laju respirasi dari produk 

Penentuan konsentrasi OPenentuan konsentrasi O22 dan COdan CO22 optimumoptimum 

Penentuan jenis film kemasanPenentuan jenis film kemasan 

Desain Kemasan atmosfir termodifikasiDesain Kemasan atmosfir termodifikasi

1. PENENTUAN LAJU RESPIRASI



Dapat

Dapat dilakukan

dilakukan dengan

dengan sistem

sistem tertutup

tertutup ((closed system

closed system))



Data yang

Data yang diperoleh

diperoleh (% O

(% O

22

dan

dan CO

CO

22

)

) ditransfer

ditransfer ke

ke dalam

dalam

satuan

satuan ml/kg

ml/kg--jam

jam

R

Rrr = laju produksi CO= laju produksi CO22 atau laju konsumsi Oatau laju konsumsi O22

M

Mww = berat molekul (CO= berat molekul (CO22 = 44, dan O= 44, dan O22 = 32)= 32) 

CC = perbedaan konsentrasi O= perbedaan konsentrasi O22 atau COatau CO22 (%) antara dua pengukuran(%) antara dua pengukuran

V

V = volume kemasan (l)= volume kemasan (l) R

R = konstanta gas (0.0821 dm= konstanta gas (0.0821 dm33_.atm/K/mol)_.atm/K/mol)

W

W = berat contoh (kg)= berat contoh (kg)  = kerapatan jenis contoh (kg/l)= kerapatan jenis contoh (kg/l) to

to = suhu penyimpanan (= suhu penyimpanan (oo_C)_C) 

TT = interval pengamatan (jam)= interval pengamatan (jam)

)

273

(

)

(

100

10

3 o w r

t

Tx

RxWx

W

V

x

C

x

xM

R













2. PENENTUAN KONSENTRASI O

22

DAN CO

22

OPTIMUM



 Dilakukan dengan menyimpan produk pada komposisi udara Dilakukan dengan menyimpan produk pada komposisi udara (konsentrasi O

(konsentrasi O22 dan COdan CO22 yang berbedayang berbeda--beda)beda) 

 Kombinasi gas OKombinasi gas O22 dan COdan CO22 yang dapat memberikan umur simpan yang dapat memberikan umur simpan

yang panjang merupakan daerah MA yang optimum untuk produk yang panjang merupakan daerah MA yang optimum untuk produk tersebut. tersebut. Contoh : Contoh : Campuran gas

Campuran gas : 1: 1--3% O3% O22 dan 5dan 5--7% CO7% CO22

11--3% O3% O22 dan 8dan 8--10% CO10% CO22

33--5% O5% O22 dan 5dan 5--7% CO7% CO22

33--5% O5% O22 dan 8dan 8--10% CO10% CO22

Udara biasa sebagai kontrolUdara biasa sebagai kontrol

SuhuSuhu : 0,5 dan 10: 0,5 dan 10oo_C_C

Lama Penyimpanan : 5,10,15 and 20 hariLama Penyimpanan : 5,10,15 and 20 hari

(5)

3. PENENTUAN JENIS FILM KEMASAN



Faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis kemasan Faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis kemasan untuk MAP adalah koefisien permeabilitas dari film kemasan. untuk MAP adalah koefisien permeabilitas dari film kemasan. 

Yang paling banyak digunakan adalah LDPE dan PVCYang paling banyak digunakan adalah LDPE dan PVC

Jenis Film

Jenis Film Permeabilitas*Permeabilitas* Perbandingan COPerbandingan CO22 : O: O22

CO

CO22 OO22

LDPE

LDPE 7,7007,700--77,00077,000 3,9003,900--13,00013,000 2.02.0--5.95.9

PVC

PVC 4,2634,263--8,1388,138 620,2,248620,2,248 3.63.6--6.96.9

Polipropilen

Polipropilen 7,7007,700--21,00021,000 1,3001,300--6,4006,400 3.33.3--5.95.9

Polistiren

Polistiren 10,00010,000--26,00026,000 2,6002,600--7,7007,700 3.43.4--3.83.8

Saran

Saran 5252--150150 88--2626 5.85.8--6.56.5

Poliester

Poliester 180180--390390 5252--130130 3.03.0--3.53.5

Tabel 1. Jenis dan permeabilitas film yang tersedia sebagai bahan Tabel 1. Jenis dan permeabilitas film yang tersedia sebagai bahan

pengemas produk segar pengemas produk segar

*) dalam ml/m2_{/mil/hari-1 atm}

PEMILIHAN FILM KEMASAN BERDASARKAN MANNAPERUMA PEMILIHAN FILM KEMASAN BERDASARKAN MANNAPERUMA et al.,et al.,



Mannaperuma

Mannaperuma et al.,

et al., (1989) memilih film kemasan

(1989) memilih film kemasan

berdasarkan metode grafik dengan persamaan :

x

22

= c

22

+



//



(c

11

–– x

x

11

))

x

= konsentrasi gas di dalam kemasan

cc

= konsentrasi gas di luar kemasan



= perbandingan laju produksi CO

22

dengan laju

konsumsi O

22



= perbandingan koef.permeabilitas film kemasan

terhadap CO

22

de

dengan O

ngan O

22

Angka subskrip 1 menyatakan O

22

dan 2 unuk CO

22

Grafik Pemilihan Jenis Film Kemasan (Gunadnya, 1993)

Tabel 2. Koefisien permeabilitas film kemasan hasil perhitungan dan penetapan (ml-mil/m2_-jam-atm)

Jenis Tebal (mil)

10o_C* ₁₅o_C* ₂₅o_C** __***

O2 CO2 O2 CO2 O2 CO2

LDPE 0.99 - - - - 1002 3600 3.59

PP 0.61 265 364 294 430 229 656 2.86

SF 0.57 342 888 473 748 4143 6226 1.56

WSF 0.58 226 422 291 412 1464 1470 1.00

*) Hasil Perhitungan

**) Hasil penetapan metode ASTM 1413 ***) pada suhu 25o_C

(6)

Tabel 3. Jenis film kemasan dan keadaan MA optimal untuk buah-buahan

Komodita s

Keadaan MA opt

Jenis Film Masa Simpan (Hari) Suhu (o_C)

MA Tanpa MA

Salak Pondoh

2-6% O2, 10-28% CO2

SF 30 28 10

Belimbing 3-10% O2, 3-7% CO2

PP,0.04 mm 44 8 10

Sawo 3-5% O2, 8-10% CO2

SF 0.057 mm 15 5 15

Rambuta n Binjai

3-5% O2, 12-15% CO2

SF 0.057 mm 16 4 15

Arben Chandler

2-5% O2, 13-17% CO2

SF 0.057 mm 10 5 10

Arben Oso

2-5% O2, 13-17% CO2

SF 0.057 mm 10 5 10

Jamur Merang

4-8% O2, 13-17% CO2

WSF 6 2 10

4. DESAIN KEMASAN ATMOSFIR TERMODIFIKASI

Berat buah yang dikemas dan luas permukaan kemasan diperoleh dengan menggunakan persamaan keseimbangan sebagai berikut :

b x c PA WR ( 2 2)

2

 

W = berat buah (kg) R = laju respirasi (ml/kg.jam)

P = permeabilitas kemasan (ml.mil/m2_.jam.atm)

A = luas kemasan (m2₎

b = ketebalan kemasan (m) c = komposisi udara normal x = komposisi udara dalam kemasan Sub skrip 1 = konsentrasi O2 dan 2 = [ ] CO2

Contoh :



Dari hasil penentuan laju respirasi dan komposisi atmosfir optimum untuk

penyimpanan buah jambu mete pada suhu 10

o

C diperoleh hasil sebagai

berikut :

−

Laju respirasi (konsumsi O

2

) = 10.15 ml/kg-jam

−

Laju respirasi (produksi CO

2

) = 27.47 ml/kg-jam

−

Daerah MA optimum = 4-6% O

2

, 5-9% CO

2

−

Film kemasan terpilih = Polipropilen, dengan permeabilitas terhadap O

2

= 265 ml.mil/m

2

.jam atm, dan terhadap CO

2

= 364

ml.mil/m

2

.jam.atm

−

Jika luas permukaan kemasan dibuat tetap yaitu 0.0187 m

2

dan tebal

kemasan = 0.58 mil

Maka dengan menggunakan rumus di atas, jambu mete yang dapat

dikemas adalah :

b x c PA

WR (2 2)

2

 

W. 10,15 = 265.0,0187 (0,21-0,04)/0,58

W. 10,15 = 4.9555 (0,293)

W. 10,15 = 1,4525

W = 0,14 kg

W. 27,47 = 364.0,0187 (0,21-0,05)/0,58

W. 27,47 = 6.8068 (0,276)

W. 27,47 = 1,8787

W = 0,06 kg

(7)

Daerah MA jambu mete

Cara pengemasan

:

• Buah/sayur yang segar dengan tingkat kematangan relatif seragam dibersihkan, ditimbang dan dimasukkan ke dalam trayfoam

• Kemasan kontrol tidak ditutup dengan film kemasan, sedang yang lainnya ditutup

• Caranya : pinggirian trayfoam diberi double tape dan pada badan trayfoam digunakan cellophan tape untuk melekatkan film kemasan

• Film kemasan tidak menutupi bagian bawah trayfoam

PERKEMBANGAN MAP



Intelligent packaging/Active packaging :



Kemasan yang mempunyai kemampuan untuk menghilangkan atau

mengabsorbsi gas dan uap sesuai dengan kebutuhan



Kategori active packaging :



Oxygen scavenging



Carbon dioxida formation



Aroma removal



Off-flavor removal



Ethylene removal



Ethanol removal



Water removal



Edible films

Oxygen Scavenger System

•

Pengertian : penyerap oksigen di dalam kemasan

•

Contoh jenis bahan : besi (dalam bentuk bubuk),

asam askorbat, sulfit, enzim.

•

Bahan penyerap dan penambah oksigen (absorber

(8)

Mekanisme Oksidasi dari Bubuk Besi

Contoh Oxygen Adsorber Komersial

Jenis penyerap etilen

 KMnO4, karbon aktif dan mineral lain yang dimasukkan ke sachet

dan diserapkan pada silika gel.

Permanganat mengoksidasi etilen membetuk etanol dan asetat

 penyerap berbentuk katalis logam seperti pallaidum

 karbon aktif yang mengandung bromin, tetapi penggunaannya harus hati-hati  gas Bromin

 mineral –mineral yang mempunyai kemampuan menyerap etilen seperti zeolit, tanah liat dan batu Oya dari Jepang

(9)

Mekanisme oksidasi etilen oleh KMnO

4

ABSORBER AIR DAN UAP AIR

•

Karbon aktif, zeolit, silika gel

•

granula-granula polimer superabsorbent

•

film dilaminasi dengan propilen glikol dan

polivinil alkohol (PVA)

•

penambahan bahan anti kabut (anti fog) yang

dicampur dengan resin polimer

•

garam poliakrilat dan kopolimer graft dari pati

ETHANOL EMITTERS

•

Etanol merupakan bahan pengawet

•

Dalam konsentrasi tinggi dapat mendenaturasi

protein dari kapang dan ragi



antimikroba

(10)