Aplikasi Prinsip Kinetika untuk Penentuan Masa Simpan Produk Pangan

ITP530

Aplikasi Prinsip Kinetika untuk t k Penentuan Masa Simpan Produk Pangan

Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011


ITP530-2011

Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB

1

ITP530


ITP530-2011


ITP530-2011


2

ITP530


ITP530-2011


ITP530-2011


3

ITP530


ITP530-2011


ITP530-2011


4

ITP530

PENENTUAN UMUR SIMPAN

• Penelitian & pengujian • pengalaman empiris

UMUR SIMPAN

Informasi yyang g diperlukan: p • Identifikasi faktor kritis • batasan mutu dan batas mutu minimum yang diharapkan/dijanjikan (masih layak dijual?) • parameter kinetika penurunan mutu (Ea, Q10, dll) • kondisi mutu awal Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011

KINETIKA PENURUNAN MUTU -dQ/dt = kQn Q t k n

= kualitas (mutu) = waktu = konstanta laju penurunan mutu = ordo reaksi penurunan mutu



ITP530-2011

5

ITP530

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0) atau

Kua alitas (mutu) relatif

-dQ/dt = k

Qt = Q0 - kt

100 80 60 40 20 0 0

2

4

6

8

10

Waktu penyimpanan (bulan) Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0) atau

-dQ/dt = k

Qt = Q0 - kt

Jika ditentukan bahwa Qs adalah mutu akhir (mutu produk saat harus ditarik dari pasaran), maka Qs= Q0 - kts

atau

ts = (Q0-Qs)/k dimana ts adalah waktu kadaluwarsa Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

6

ITP530

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)

Kua alitas (mutu) relatif

-dQ/dt = kQ

atau

ln (Qt/Q0) = - kt

100 80 60 40 20 0 0

2

4

6

8

10

Waktu penyimpanan (bulan) Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1) -dQ/dt = kQ

atau

ln (Qt/Q0) = - kt

Jika Qs adalah mutu akhir, maka ln (Qs/Q0) = - kts atau ts = [ln(Q0/Qs)]/k atau t1/2 = 0,693/k dimana ts adalah waktu kadaluwarsa Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

7

ITP530

BEBERAPA PENURUNAN MUTU PRODUK PANGAN SELAMA PENYIMPANAN Orde Nol • Mutu (overall quality) pangan beku • Pencoklatan Non-enzimatis Orde Pertama • Kehilangan/kerusakan vitamin • Inaktivasi/pertumbuhan mikroba • Kerusakan warna oksidatif • Kerusakan tekstur karena panas Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011

Orde Nol Atau Orde Pertama??

Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama. Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

8

ITP530



ITP530-2011




ITP530-2011

9

ITP530



ITP530-2011




ITP530-2011

10

ITP530


Daerah yang Memungkinkan p pembedaan antara ordo 0 dan ordo 1 Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama. Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

x

x

ITP530-2011

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test) Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)



ITP530-2011

11

ITP530

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test) Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius) MODEL ARRHENIUS : mempercepat umur simpan dengan meningkatkan i k tk suhu h secara tterukur k Rumus umum penurunan mutu:

-dQ/dt = kQn

Nilai k dipengaruhi oleh suhu : k = k0.exp-Ea/RT dimana: k = konsntanta laju penurunan mutu

k0 = 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)


ITP530-2011


k = ko e

k

-

Ea RT

(1/T)

Perubahan nilai k terhadap perubahan suhu (T) yang dinyatakan sebagai hubungan Arrhenius Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

12

ITP530

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test) Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius) Ln ko

Ln k Kemiringan

- Ea/R

Lnk = Ln ko - (Ea/R)(1/T)

(1/T) Hubungan Arrhenius Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011

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 • pada roti Æ staling



ITP530-2011

13

ITP530

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 menurunnya suhu (4°C - 40°C) Laju “staling” maksimum : 4°C. Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012

ITP530-2011


Anomali Arrhenius Arrhenius. Pengaruh suhu pada laju “bread staling” : typical negative

Ln (staling rate)

Kenali produk Anda!

3.2

Ea" = - 9 kcal/mol..



3.3

3.4

3.5

3.6

1/T x 103

ITP530-2011

14

ITP530

Kualitas (mutu) re K elatif

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius 100

T1 > T2 > T3 80 60

Jumlah & frekuensi sampling

T1

40

!

20 T3

0 0

T2

2

4

6

8

10

Waktu penyimpanan (bulan)


ITP530-2011

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1 Dengan melakukan pengujian laju kerusakan mutu pada -paling tidak- 3 suhu yang berbeda; yaitu : • Suhu yg lbh tinggi daripada suhu penyimpanan normal • Suhu yg tidak menyebabkan perubahan mekanisme kerusakan/penurunan mutu produk • Kenali produk Anda Æ hub Arrhenius: Kisaran Suhu ASLT

ln k Maksimum suhu untuk ASLT

Kisaran suhu penyimp normal

A B

1/T Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

15

ITP530

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 2 Tiga (3) suhu berbeda yang mana? Jenis/Tipe Produk

Suhu Pengujian (°C)

Suhu Kontrol (°C)

Makanan dalam Kaleng

30, 35, 40, 45

4

Pangan kering

30, 35, 40, 45

-18

Chilled Products

5, 10, 15, 20

0

-5, -10, -15

< -40

Pangan beku


ITP530-2011

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3a Penentuan frekuensi pengambilan contoh :



ITP530-2011

16

ITP530

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3b Penentuan frekuensi pengambilan contoh : Masa simpan pada suhu 5oC= 12 bulan Jika Q10=2 Æ

ASLT (pada suhu 25oC) : 3 bulan

Jika Q10=3 Æ

ASLT (pada suhu 25oC) : 1.3 bulan

Jika Q10=4 Æ

ASLT (pada suhu 25oC) : 23 hari


ITP530-2011

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 4 Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal : dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius k = ko.exp p-Ea/RT ln k = ln ko – Ea/R (1/T)

Dan, lakukan esktrapolasi untuk menentukan nilai k pada suhu penyimpanan normal :

Ln k Ta

T1

T2 T3

Daerah experiment accelerated Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


(suhu peryimpanan normal)

1/T

ITP530-2011

17

ITP530

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 5 Tentukan Qs. • Standard of identity, SNI, dll • Sensory • Rule 80/80 Waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan : ts = (Q0-Qs)/ )/k,, untuk laju j reaksi ordo nol ts = [ln(Q0/Qs)]/k : untuk laju reaksi ordo I


ITP530-2011

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 6



ITP530-2011

18

ITP530

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 7


ITP530-2011




ITP530-2011

19

ITP530



ITP530-2011




ITP530-2011

20

ITP530



ITP530-2011




ITP530-2011

21

ITP530

Jumlah kehilangan beberapa vitamin diduga dengan menggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnya

Jenis Vitamin

Jumlah kehilangan (%) setelah 6 bulan, pd 20oC, RH 75% Diduga dengan model Arrhenius

Hasil 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


ITP530-2011

terimakasih Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/19 April 2012


ITP530-2011

22

Aplikasi Prinsip Kinetika untuk Penentuan Masa Simpan Produk Pangan

Recommend Documents