View
254
Download
22
Category
Preview:
Citation preview
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 1
Aplikasi Prinsip Kinetika t kuntuk
Penentuan Masa SimpanProduk Pangan
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 2
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 3
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 4
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 5
•• Penelitian & Penelitian & pengujian pengujian UMUR SIMPANUMUR SIMPAN
PENENTUAN UMUR SIMPANPENENTUAN UMUR SIMPAN
•• pengalaman pengalaman empirisempiris
Informasi yang diperlukan:Informasi yang diperlukan:
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
y g py g p•• Identifikasi faktor kritisIdentifikasi faktor kritis•• batasan mutu dan batas mutu minimum yang batasan mutu dan batas mutu minimum yang
diharapkan/dijanjikan (masih layak dijual?)diharapkan/dijanjikan (masih layak dijual?)•• parameter kinetika penurunan mutu (Eparameter kinetika penurunan mutu (Eaa, Q, Q1010, dll), dll)•• kondisi mutu awalkondisi mutu awal
KINETIKA PENURUNAN MUTUKINETIKA PENURUNAN MUTU
--dQ/dt = kQdQ/dt = kQnn
Q = kualitas (mutu)Q = kualitas (mutu)t = waktut = waktuk = konstanta laju penurunan mutuk = konstanta laju penurunan mutu
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
k konstanta laju penurunan mutuk konstanta laju penurunan mutun = ordo reaksi penurunan mutun = ordo reaksi penurunan mutu
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 6
100100
Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)
--dQ/dt = kdQ/dt = k atauatau QQtt = Q= Q00 -- ktkt
100100
8080
6060
4040
2020alit
as (
mut
u) r
elat
ifal
itas
(m
utu)
rel
atif
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
2020
00
0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10
Waktu penyimpanan (bulan)Waktu penyimpanan (bulan)
Kua
Kua
Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)
--dQ/dt = kdQ/dt = k atauatau QQtt = Q= Q00 -- ktkt
Jika ditentukan bahwa QJika ditentukan bahwa Qss adalah mutu akhir (mutu adalah mutu akhir (mutu produk saat harus ditarik dari pasaran), makaproduk saat harus ditarik dari pasaran), maka
QQss= Q= Q00 -- ktktssatauatau
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
atauatauttss = (Q= (Q00--QQss)/k)/k
dimana tdimana tss adalah waktu kadaluwarsaadalah waktu kadaluwarsa
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 7
100100
Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)
--dQ/dt = kQdQ/dt = kQ atauatau ln (Qln (Qtt/Q/Q00) = ) = -- ktkt
100100
8080
6060
4040
2020alit
as (
mut
u) r
elat
ifal
itas
(m
utu)
rel
atif
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
2020
00
0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10
Waktu penyimpanan (bulan)Waktu penyimpanan (bulan)
Kua
Kua
Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)
--dQ/dt = kQdQ/dt = kQ atauatau ln (Qln (Qtt/Q/Q00) = ) = -- ktkt
Jika QJika Qss adalah mutu akhir, makaadalah mutu akhir, makaln (Qln (Qss/Q/Q00) = ) = -- ktktss
atauatauttss = [ln(Q= [ln(Q00/Q/Qss)]/k)]/k
atauatau
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
atauatautt1/21/2 = 0,693/k= 0,693/k
dimana tdimana tss adalah waktu kadaluwarsaadalah waktu kadaluwarsa
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 8
BEBERAPA PENURUNAN MUTU PRODUK PANGAN SELAMA PENYIMPANAN
Orde NolOrde Nol• Mutu (overall quality) pangan beku• Pencoklatan Non-enzimatis
Orde Pertama • Kehilangan/kerusakan vitamin
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
• Inaktivasi/pertumbuhan mikroba• Kerusakan warna oksidatif• Kerusakan tekstur karena panas
Orde Nol AtauOrde Pertama??
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama.
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 9
Orde Nol AtauOrde Pertama??
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama.
Orde Nol AtauOrde Pertama??
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama.
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 10
Orde Nol AtauOrde Pertama??
xDaerah yangMemungkinkanpembedaan antara
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama.
xx
pordo 0 dan ordo 1
Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)
Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 11
Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)
Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)
MODEL ARRHENIUS : mempercepat umur simpan dengan i k tk h t kmeningkatkan suhu secara terukur
Rumus umum penurunan mutu: -dQ/dt = kQn
Nilai k dipengaruhi oleh suhu :
k = k0.exp-Ea/RT
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
dimana: k = konsntanta laju penurunan mutuk0 = konstanta (faktor frekuensi, tidak tgt suhu)Ea = energi aktivasiT = 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 TRaE
eokk-
=
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Perubahan nilai k terhadap perubahan suhu (T) yang dinyatakan sebagai hubungan Arrhenius
(1/T)
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 12
Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)
Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)
Ln ko
Lnk = Ln ko - (Ea/R)(1/T)
Ln kKemiringan
- Ea/R
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
(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
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
• tekstur keras• membebaskan air• pada roti staling
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 13
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”
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
meningkat dengan menurunnya suhu (4°C - 40°C)Laju “staling” maksimum : 4°C.
Kenali produk Anda!
Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)
Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)
Anomali Arrhenius Ln (
stal
ing
rate
)
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Anomali Arrhenius. Pengaruh suhu pada laju “bread staling” : typical negative
Ea" = - 9 kcal/mol..
3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
1/T x 103
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 14
100100
8080elat
ifel
atif T1 > T2 > T3
Ilustrasi Penggunaan Model ArrheniusIlustrasi Penggunaan Model Arrhenius
8080
6060
4040
2020
Kual
itas
(mut
u) r
eKu
alita
s (m
utu)
re
T1
Jumlah & frekuensi sampling!
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
00
0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10
Waktu penyimpanan (bulan)Waktu penyimpanan (bulan)
KK T2T3
Dengan melakukan pengujian laju kerusakan mutu pada -paling tidak- 3 suhu yang berbeda; yaitu :
• Suhu yg lbh tinggi daripada suhu penyimpanan normal
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1
• Suhu yg tidak menyebabkan perubahan mekanisme kerusakan/penurunan mutu produk
• Kenali produk Anda hub Arrhenius:
ln k
Kisaran suhu
penyimp normal
KisaranSuhuASLT
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
A
B
1/T
Maksimum suhu
untuk ASLT
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 15
Tiga (3) suhu berbeda yang mana?Tiga (3) suhu berbeda yang mana?
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 2Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 2
Jenis/Tipe Jenis/Tipe ProdukProduk
Suhu Pengujian Suhu Pengujian ((°°C)C)
Suhu Kontrol Suhu Kontrol ((°°C)C)
Makanan dalam Makanan dalam KalengKaleng
30, 35, 40, 4530, 35, 40, 45 44
Pangan keringPangan kering 30, 35, 40, 4530, 35, 40, 45 --1818
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Chilled ProductsChilled Products 5, 10, 15, 205, 10, 15, 20 00
Pangan bekuPangan beku --5, 5, --10, 10, --1515 < < --4040
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3a
Penentuan frekuensi pengambilan contoh :
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 16
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3b
Penentuan frekuensi pengambilan contoh :
Masa simpan pada suhu 5oC= 12 bulan
Jika Q10=2 ASLT (pada suhu 25oC) : 3 bulan
Jika Q10=3 ASLT (pada suhu 25oC) : 1.3 bulan
Jika Q10=4 ASLT (pada suhu 25oC) : 23 hari
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal :Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal :dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius
k = kk = koo.exp.exp--Ea/RTEa/RT
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 4Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 4
oo pp
ln k = ln kln k = ln koo –– Ea/R (1/T)Ea/R (1/T)
Ln kDan, lakukan Dan, lakukan esktrapolasi untukesktrapolasi untuk
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Ta(suhu peryimpanannormal)
Ln k
1/TDaerah experiment -accelerated
T1 T2 T3
esktrapolasi untuk esktrapolasi untuk menentukan menentukan nilai k pada suhu nilai k pada suhu penyimpanan normal :penyimpanan normal :
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 17
Tentukan Qs.Tentukan Qs.•• Standard of identity, SNI, dllStandard of identity, SNI, dll
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 5Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 5
•• SensorySensory•• Rule 80/80Rule 80/80
Waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan :Waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan :
ttss = (Q= (Q00--QQss)/k, untuk laju reaksi ordo nol)/k, untuk laju reaksi ordo nol
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ss (Q(Q00 QQss)/ , j)/ , jttss = [ln(Q= [ln(Q00/Q/Qss)]/k : untuk laju reaksi ordo I)]/k : untuk laju reaksi ordo I
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 6Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 6
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 18
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 7Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 7
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius8
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 19
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius9
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius10
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 20
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius11
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius12
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
ITP530
Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 21
Jumlah kehilangan beberapa vitamin diduga dengan Jumlah kehilangan beberapa vitamin diduga dengan menggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnyamenggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnya
Jumlah kehilangan (%) setelahJumlah kehilangan (%) setelahJenisJenis 6 bulan, pd 206 bulan, pd 20ooC, RH 75%C, RH 75%Jenis Jenis 6 bulan, pd 206 bulan, pd 20 C, RH 75%C, RH 75%Vitamin Vitamin
Diduga denganDiduga dengan HasilHasilmodel Arrheniusmodel Arrhenius AnalisisAnalisis
Vitamin CVitamin C(asam askorbat)(asam askorbat) 24,024,0 23,023,0
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
Vitamin AVitamin A 15,015,0 10,010,0
Asam FolatAsam Folat 8,18,1 7,47,4
Vitamin B12Vitamin B12 9,29,2 7,77,7
Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530
terimakasih
Recommended