Upload
vankhuong
View
229
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
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 :Penerapan MAP :
Shipping containerShipping container
Retail packages for sliced commodityRetail packages for sliced commodity
Retail packages for individual units of commodityRetail packages for individual units of commodity
Keuntungan & kerugian sama seperti pada CAKeuntungan & kerugian sama seperti pada CA
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 MAPKeuntungan MAP
Berpotensi meningkatkan umur simpan Berpotensi meningkatkan umur simpan 5050--400%400%
Mengurangi kehilanganMengurangi kehilangan
Produk dapat didistribusikan pada area Produk dapat didistribusikan pada area pemasaran yang lebih luaspemasaran yang lebih luas
Menyediakan produk bermutu tinggiMenyediakan produk bermutu tinggi
Memudahkan penangananMemudahkan penanganan
Memperbaiki penampilanMemperbaiki penampilan
Sedikit atau bahkan tidak memerlukan pengawetSedikit atau bahkan tidak memerlukan pengawet
Kelemahan MAPKelemahan MAP
Biaya tambahanBiaya tambahan
Memerlukan kontrol suhuMemerlukan kontrol suhu
Diperlukan formulasi gas yang berbedaDiperlukan formulasi gas yang berbeda
Peralatan dan training khususPeralatan dan training khusus
Perhatian terhadap kemananan panganPerhatian terhadap kemananan pangan
Meningkatkan volume kemasanMeningkatkan volume kemasan
Keuntungan akan hilang jika kemasan Keuntungan akan hilang jika kemasan terbuka atau bocorterbuka 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.
20-25oC
Suhu Opt.
Udara
MA
Udara
MA
1 2 3 4
Masa Simpan Relatif
Suhu opt = 0oC untuk produk yang tidak
sensitif terhadap
chilling injury dan 5-14oC untuk produk
yang sensitif terhadap chilling injury
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 jamurpertumbuhan 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
FaktorFaktor--faktor yang mempengaruhi permeabilitas film faktor yang mempengaruhi permeabilitas film kemasan :kemasan :
Nature of gasNature of gas
Structure and thickness of materialStructure and thickness of material
TemperatureTemperature
Relative humidity for some materialsRelative humidity for some materials
Partial pressuresPartial pressures
4
TAHAPANTAHAPAN--TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP UNTUK SATU KOMODITI :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 RESPIRASI1. PENENTUAN LAJU RESPIRASI
DapatDapat dilakukandilakukan dengandengan sistemsistem tertutuptertutup ((closed systemclosed system))
Data yang Data yang diperolehdiperoleh (% O(% O22 dandan COCO22) ) ditransferditransfer keke dalamdalam satuansatuan ml/kgml/kg--jamjam
RRrr = laju produksi CO= laju produksi CO22 atau laju konsumsi Oatau laju konsumsi O22
MMww = 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
VV = volume kemasan (l)= volume kemasan (l)
RR = konstanta gas (0.0821 dm= konstanta gas (0.0821 dm33.atm/K/mol).atm/K/mol)
WW = berat contoh (kg)= berat contoh (kg)
= kerapatan jenis contoh (kg/l)= kerapatan jenis contoh (kg/l)
toto = suhu penyimpanan (= suhu penyimpanan (ooC)C)
TT = interval pengamatan (jam)= interval pengamatan (jam)
)273(
)(100
103
o
w
rtTxRxWx
WVx
CxxM
R
2. PENENTUAN KONSENTRASI O2. PENENTUAN KONSENTRASI O22 DAN CODAN CO22 OPTIMUMOPTIMUM
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 10ooCC
Lama Penyimpanan : 5,10,15 and 20 hariLama Penyimpanan : 5,10,15 and 20 hari
5
3. PENENTUAN JENIS FILM KEMASAN3. 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 FilmJenis Film Permeabilitas*Permeabilitas* Perbandingan COPerbandingan CO22 : O: O22
COCO22 OO22
LDPELDPE 7,7007,700--77,00077,000 3,9003,900--13,00013,000 2.02.0--5.95.9
PVCPVC 4,2634,263--8,1388,138 620,2,248620,2,248 3.63.6--6.96.9
PolipropilenPolipropilen 7,7007,700--21,00021,000 1,3001,300--6,4006,400 3.33.3--5.95.9
PolistirenPolistiren 10,00010,000--26,00026,000 2,6002,600--7,7007,700 3.43.4--3.83.8
SaranSaran 5252--150150 88--2626 5.85.8--6.56.5
PoliesterPoliester 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 segarpengemas 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 :berdasarkan metode grafik dengan persamaan :
xx22 = c= c22 + + // (c(c11 –– xx11)) xx = konsentrasi gas di dalam kemasan= konsentrasi gas di dalam kemasan cc = konsentrasi gas di luar kemasan= konsentrasi gas di luar kemasan = perbandingan laju produksi CO= perbandingan laju produksi CO22 dengan laju dengan laju konsumsi Okonsumsi O22 = perbandingan koef.permeabilitas film kemasan = perbandingan koef.permeabilitas film kemasan
terhadap COterhadap CO22 dedengan Ongan O22 Angka subskrip 1 menyatakan OAngka subskrip 1 menyatakan O22 dan 2 unuk COdan 2 unuk CO22
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)
10oC* 15oC* 25oC** ***
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 25oC
LDPE = Low Density Polyethylen
SF = Stretch Film
PP = Polipropilen
WSF = White Stretch Film
6
Tabel 3. Jenis film kemasan dan keadaan MA optimal untuk buah-buahan
Komoditas
Keadaan MA opt
Jenis Film Masa Simpan (Hari) Suhu (oC)
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
Rambutan 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
xcPAWR
)( 222
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 10o C diperoleh hasil sebagai berikut :
− Laju respirasi (konsumsi O2) = 10.15 ml/kg-jam
− Laju respirasi (produksi CO2) = 27.47 ml/kg-jam
− Daerah MA optimum = 4-6% O2, 5-9% CO2
− Film kemasan terpilih = Polipropilen, dengan permeabilitas terhadap O2 = 265 ml.mil/m2.jam atm, dan terhadap CO2 = 364 ml.mil/m2.jam.atm
− Jika luas permukaan kemasan dibuat tetap yaitu 0.0187 m2 dan tebal kemasan = 0.58 mil
Maka dengan menggunakan rumus di atas, jambu mete yang dapat dikemas adalah :
b
xcPAWR
)( 222
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
Jadi berat jambu mete yang dapat dikemas dengan luas permukaan 187 cm2 = 60-140 gr
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
dan emitters CO2 : Asam askorbat dan besi karbonat
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
Kombinasi diena dan triena yang defisien elektron pada bahan kemasan
9
Mekanisme oksidasi etilen oleh KMnO4 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
• Memperpanjang umur simpan
10
Antimicrobial Packaging