Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X PENGGUNAAN METODE AKSELERASI PADA PENENTUAN UMUR SIMPAN PISANG SALE DENGAN PENGEMAS YANG BERBEDA-BEDA Ummi Habibah, Fachraniah, Zahra Fona, Elwina*) ABSTRAK Pisang sale merupakan suatu produk makanan setengah basah (Intermediaete Moisture Foods) yang dibuat dari buah pisang matang dan banyak diproduksi oleh industri kecil di Nanggroe Aceh Darussalam. Suatu produk pangan selalu mengalami reaksi deteriorasi yang terjadi akibat faktor instrinsik atau faktor ekstrinsik tertentu. Reaksi deteriorasi atau penurunan mutu pisang sale terjadi akibat faktor fisik yaitu peningkatan kadar air dari lingkungan ke dalam bahan dan hal ini dapat dikurangi dengan menggunakan pengemas yang sesuai. Umur simpan pisang sale dapat ditentukan dengan suatu penelitian di laboratorium dengan memperhatikan perbedaan sifat-sifat produk dari awalnya dengan cara menentukan kriteria penurunan mutu kerusakan, menggunakan metode studi yang sesuai, mengukur peningkatan kadar air, dan pengujian organoleptik pada jangka waktu tertentu hingga diperoleh umur simpannya sebagai waktu kadaluarsa. Penentuan umur simpan tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan metode mempercepat reaksi deteriorasi atau metode konvensional. Terdapat beberapa model persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan umur simpan produk pangan akibat peningkatan kadar air yaitu persamaan Heiss-Eichener, Rudolph, Labuza, dan Syarief. Kata Kunci: Pisang sale, umur simpan, reaksi deteriorasi, permeabilitas uap air, pengujian organoleptik
PENDAHULUAN Pisang sale merupakan produk makanan tradisional khas daerah Aceh yang dapat menggantikan kue dan saat ini perlu dikembangkan dan disesuaikan dengan kebutuhan pasar. Produk pisang sale khas Aceh yang ada di pasaran sekarang masih memiliki banyak kekurangan seperti belum adanya standarisasi produk, jaminan keawetan produk, tidak menggunakan pengemas yang sesuai dan tidak adanya penganggalan batas kadaluarsa. Pisang sale dibuat dari buah pisang matang dan diawetkan dengan cara pengasapan atau pengeringan. Pisang sale memiliki rasa yang khas dan umur simpan yang cukup lama bila dilakukan dengan cara yang tepat. Mutu pisang sale sangat dipengaruhi oleh warna, pengemasan, daya simpan, dan rasanya. Umur simpan pisang sale dapat dipengaruhi oleh lingkungan tempat penyimpanan produk tersebut. Umur simpan ini dapat diperpanjang dengan menggunakan pengemas yang tepat, karena dengan pengemasan akan mengurangi kontak langsung antara bahan pangan dengan lingkungan, sehingga penurunan mutu dari bahan pangan dapat dihambat. *)
Staf Pengajar Politeknik Negeri Lhokseumawe
Reaksi deteriorasi sebagai kriteria kerusakan suatu bahan pangan berbeda-beda, tergantung dari jenis bahan pangan tersebut. Oleh karena itu yang menjadi kriteria kerusakan pisang sale golongan makanan setengah basah adalah peningkatan kadar air (Arpah, 2003). Sehingga untuk mencegah terjadinya peningkatan kadar air pisang sale dari lingkungan sangatlah diperlukan pengemasan yang barier terhadap uap air misalnya dari jenis plastik fleksibel seperti Polyethylene meliputi LDPE (Low Density Polyethylene), MDPE (Medium Density Polyethylene), HDPE (Hight Density Polyethylene), atupun jenis Polypropylene (PP). Setelah pisang sale dilaminasi atau dikemas dengan masing-masing jenis plastik, kemudian dilakukan penentuan reaksi deteriorasi sebagai kriteria kerusakan dengan menggunakan metode ASS atau metode ESS selanjutnya dilakukan penentuan umur simpan sebagai batas kadaluarsanya dengan menggunakan model yang sesuai dengan kriteria kerusakan tersebut. Metode ASS (Accelerated Storage Studies) dengan kondisi lingkungan yang dapat mempercepat reaksi deteriorasi produk pangan tersebut dan
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X
metode ESS (Extended Storage Studies) yang dikenal dengan metode konvensional secara alamiah (Arpah, 2003). Beberapa model persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan umur simpan produk pangan akibat kriteria kerusakan karena pengaruh peningkatan kadar air yaitu persamaan Heiss-Eichener, Rudolph, Labuza, dan Syarief.
Pisang Sale Pisang termasuk famili Musaceae yang dibagi menjadi tiga golongan besar yaitu pisang buah (Musa Paradisiaca), Pisang yang hanya diambil pelepah batangnya sebagai serat (Musa Textilis Noe), dan pisang hias (Heliconia Indica Lamk). Kandungan gizi dari beberapa jenis pisang di Indonesia dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan gizi beberapa jenis pisang di Indonesia Varietas Kalori Karbohidrat Pisang (%) Ambon 99 25,80 Angleng 68 17,20 Lampung 99 25,60 Mas 127 33,60 Raja 120 31,80 Raja Sere 118 31,10 Raja Uli 146 38,20 (Sumber: Suryanti Satuhu, 2002) Buah pisang banyak digunakan sebagai makanan seperti tepung, anggur, sale, sari buah, pisang gorengan, dan dimakan tanpa diolah. Tidak semua jenis pisang enak diolah menjadi pisang sale. Warna pisang sale yang baik adalah coklat kekuningan atau coklat utuh dan baunya normal. Bila pengolahan baik, daya simpan dapat mencapai lebih kurang dua bulan (Suyanti
Vitamin A (SI) 146 76 61,80 79 950 112 75
Air (%) 72 80,30 72,10 64,20 65,80 67,00 59,10
Satuhu, 2002). Di samping jenis pisang, tingkat ketuaan dan kematangan buah sangat mempengaruhi mutu pisang sale. Pisang sale dari buah yang kurang matang akan menyebabkan warna tanpak keputihan, dan rasa salenya kurang enak. Adapun komposisi kimia beberapa jenis pisang sale tiap 100 gram dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Komposisi kimia beberapa jenis pisang sale tiap 100 gram Komposisi Jenis Pisang Lilin Ambon Raja Kadar air (%) 18,5 20,30 17,5 Karbohidrat 66,8 68,8 70,2 Lemak 0,6 0,8 1,2 Protein 1,8 5,2 4,3 Kalsium 52 42 39 Fosfor (mg) 61 104 96 Besi (mg) 1,8 1,4 1,6 Vit. A (SI) 149 156 160 Vit. B (mg) 0,3 0,32 0,21 Vit. C (mg) 40,15 13,1 16,1 Warna Coklat tua Coklat tua Coklat muda Rasa Manis Manis Manis (Sumber: Suyanti Satuhu, 2002)
Wak (Susu) 19,1 65,9 1,3 3,8 61 81 2,2 143 0,28 25,2 Coklat muda Manis
Emas 16,8 74,5 0,7 2,9 30 75 1,5 136 0,14 30,1 Coklat tua Manis
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X Pembuatan pisang sale dapat dilakukan secara tradisional maupun moderen. Pembuatan pisang sale secara tradisional dilakukan dengan menggunakan pengeringan pisang sale di atas rak bambu atau diasapkan selama 3-4 hari dengan kayu bakar, selanjutnya dikemas. Sedangkan Tabel 3. Standar mutu pisang sale Nomor Jenis 01 Keadaan - Bau - Rasa - Warna 02 Air 03 Abu 04 Gula sebagai sakarosa 05 Zat pengawet (SO2) 06 Cemaran logam - Timal (Pb) - Tembaga (Cu) - Seng (Zn) - Air raksa (Hg) - Timah (Sn) - Arsen (As) 07 Cemaran mikroba - E. Coli - Anka lempeng total - Kapang
pembuatan pisang sale secara moderen, menggunakan pengeringan khusus memakai bahan kimia sodium meta bisulfit dan belerang. Adapun syarat mutu pisang sale yang sesuai dengan standar SNI dapat dilihat pada Tabel 3.
Satuan
Persyaratan
% b/b % b/b % b/b mg/kg
Normal Manis khas Normal khas Maks 40 Maks 2,0 Min 35 Maks 500 (menkes)
mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg
Maks 2,0 Maks 5,0 Maks 40 Maks 0,03 Maks 40 Maks 1,0
per gr per gr per gr
Negatif 1,0 x 106 1,0 x 104
(Sumber: Departemen Perindustrian, 1996) Pengemasan Bahan pengemas sangat beragam, tetapi dalam memilih jenis pengemas yang akan digunakan haruslah memenuhi syarat-syarat sebagai berikut (1) Harus dapat mempertahankan produk dalam keadaan bersih dan memberikan perlindungan dari kotoran dan pencemaran lainnya; (2) Memberikan perlindungan terhadap produk dari kerusakan fisik karena penembusan uap air, oksigen, dan sinar; (3) Dapat berfungsi secara efisien dan ekonomis dalam proses pengepakan produk pangan; (4) Mudah dibentuk dan sesuai rancangan; (5) Dapat memberikan pengenalan, keterangan, dan daya tarik penjualan (Buckel, 1987). Plastik tipis fleksibel mempunyai sifat yang tahan terhadap daya tembus gas, nitrogen, oksigen, dan uap air. Jenis ini sangat sesuai sebagai bahan pengemas untuk pisang sale, karena kerusakan pisang sale disebabkan oleh peningkatan kadar air akibat penembusan uap air dari lingkungan ke dalam produk. Sifat-sifat daya
tembus plastik dipengaruhi oleh suhu, ketebalan plastik, kelembaban (RH), dan faktor lainnya. Penggunaan laminasi plastik sangat besar pengaruhnya terhadap daya simpan makanan. Suatu contoh (Winarno, 1993) menyebutkan bahwa kertas alumunium yang mempunyai satu lubang jarum (pin hole) dengan garis tengah 0,0025 cm akan mampu menyalurkan uap air sebesar 5 x 10-15 cm3/det. Bila dilaminasi dengan plastik jenis LDPE laju pemindahan uap air kedalam kemasan akan turun sampai 5 x 10-13 cm3/det pada RH kamar, ini berarti meningkatkan masa simpan bahan yang dikemas seratus ribu kali. Dari beragam jenis plastik fleksibel maka dipilih beberapa diantaranya seperti Polyethylene meliputi LDPE (Low Density Polyethylene), MDPE (Medium Density Polyethylene), HDPE (Hight Density Polyethylene) ), atupun jenis Polypropylene (PP).
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X Tabel 4. Ketahanan plastik tipis terhadap bahan-bahan kimia Bahan plastik Lemak dan Pelarut Air tipis minyak organik Polyethylene 1. LDPE 2. MDPE 3. HDPE
Kurang baik Sangat baik Sangat baik
Polypropylene Sangat baik (PP) (Sumber: Buckel, 1987)
Asam
Basa
Baik Baik Baik
Sangat baik Sangat baik Sangat baik
Sangat baik Sangat baik Sangat baik
Sangat baik Sangat baik Sangat baik
Sangat baik
Sangat baik
Sangat baik
Sangat baik
Reaksi Deteriorasi dan Perubahan Mutu National Food Processor Association (1978) mendefinisikan bahwa umur simpan suatu produk pangan dikatakan berada pada kisaran umur simpannya bila kualitas produk secara umum dapat diterima untuk tujuan seperti yang diinginkan oleh konsumen dan selama bahan pengemas masih memiliki integritas serta memproteksi isi kemasan. (Arpah, 2003). Reaksi deteriorasi atau penyimpangan suatu produk dari mutu awalnya dapat terjadi segera setelah produk diproduksi. Reaksi tersebut dimulai dengan persentuhan produk dengan udara, oksigen, uap air, cahaya, atau akibat perubahan suhu. Reaksi ini dapat pula diawali oleh hentakan mekanis seperti vibrasi, kompresi, dan abrasi. Tingkat deteriorasi produk dipengaruhi oleh lamanya penyimpanan, sedangkan laju deteriorasi dipengaruhi oleh kondisi lingkungan tempat penyimpanan produk tersebut. Reaksi deteriorasi pada produk pangan dapat disebabkan oleh faktor instrinsik karena pengaruh komposisi bahan dan faktor ekstrinsik karena pengaruh lingkungan yang selanjutnya akan memicu reaksi di dalam produk berupa reaksi kimia, reaksi enzimatis, atau reaksi lainnya seperti proses fisik dalam bentuk penyerapan uap air atau gas dari lingkungan sekeliling. Reaksi ini akan menyebabkan perubahan-perubahan terhadap produk yang meliputi perubahan tekstur, flavor, warna, penampakan fisik, nilai gizi, mikrobiologis maupun makrobiologis. Reaksi deteriorasi yang disebabkan oleh faktor ekstrinsik atau lingkungan dapat diperlambat dalam jangka waktu yang diinginkan dengan menggunakan pengemas yang tepat. Pengemasan merupakan suatu cara dalam memberikan kondisi sekeliling yang tepat bagi produk pangan sehingga membatasi antara bahan pangan dan keadaan normal sekelilingnya (Buckel, 1987).
Model umur simpan Terdapat dua konsep studi yang dapat digunakan untuk penentuan reaksi deteriorasi sebagai kriteria kerusakan produk pangan yaitu Ekstended Storage Studies (ESS) dan Accelerated Storage Studies (ASS). ESS sering juga disebut metode konvensional yaitu penentuan umur simpan produk pangan dengan jalan penyimpanan suatu jenis produk pada kondisi normal seharihari sambil dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya (usable quality) hingga dicapai tingkat mutu kadaluarsanya. Metoda ini akurat dan tepat, namun pada awal-awalnya metode ini dianggap memerlukan waktu yang panjang dan analisa parameter mutu yang relatif banyak. Dewasa ini metode ini sering digunakan pada produk yang mempunyai umur simpan kurang dari tiga bulan. Sedangkan metode ASS menggunakan suatu kondisi lingkungan yang dapat mempercepat (Accelerated) reaksi deteriorasi atau penurunan mutu produk pangan. Keuntungan dari metoda ini membutuhkan waktu pengujian yang relatif singkat namun tetap memiliki ketepatan dan akurasi yang tepat. Selanjutnya menggunakan model yang sesuai dengan reaksi penurunan mutu produk pangan yang ada dalam penentuan umur simpan sebagai waktu kadaluarsa produk pangan tersebut. Terdapat beberapa model persamaan penentuan umur simpan yaitu model Heiss dan Eichner (1971); Rudolp (1986); Labuza (1982); Syarief (1986). Model-model tersebut disusun secara terpisah berdasarkan perubahan fisik untuk menentukan waktu kadaluarsa produk pangan yang sensitif terhadap perubahan kadar air. Peningkatan dan penurunan kadar air produk didasarkan hukum ficks undireksional. Hasil penetapan umur simpan produk pangan harus memiliki prosedur dan standar tertentu guna menghasilkan tanggal, bulan, dan tahun kadaluarsa. Diperlukan lima kelompok data dan informasi dalam penetapan tersebut yaitu (OTA-Report, 1979):
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X -
Ukuran faktor mutu yang dapat digunakan untuk menduga penurunan penerimaan konsumen disebut juga kriteria kadaluarsa. - Metode pengukuran faktor mutu yang handal berdasarkan kaidah statistik. - Jumlah (batas) penurunan faktor mutu yang dianggap batas kadaluarsa atau tidak layak digunakan maupun diperdagangkan. - Sistem dan kondisi distribusi - Rata-rata waktu penyimpanan sebelum dikonsumsi. Floros (1993) menyatakan bahwa umur simpan adalah waktu yang diperlukan oleh produk pangan dalam suatu kondisi penyimpanan untuk sampai pada suatu level atau tingkat degradasi mutu tertentu. Dalam bentuk persamaan umum penurunan mutu produk pangan sebagai berikut:
dC f (I , E) dt dC adalah perubahan degradasi mutu, I adalah dt pengaruh faktor intrinsik (komposisi), E adalah pengaruh faktor ekstrinsik (lingkungan) PEMBAHASAN Pisang sale yang telah dikemas atau dilaminasi dengan masing-masing jenis plastik, dilakukan penentuan reaksi deteriorasi sebagai kriteria kerusakan dengan menggunakan metode ASS (Accelerated Storage Studies) yaitu menggunakan suatu kondisi lingkungan yang dapat mempercepat reaksi deteriorasi produk pangan. Hal ini didasarkan pada umur simpan pisang sale relatif lama. Dengan menggunakan metode ini pengujian dapat dilakukan dalam waktu yang relatif singkat namun tetap memiliki ketepatan dan akurasi yang tepat. Selanjutnya dari keempat model pendugaan umur simpan maka dipilih persamaan Labuza (1982) pada penetapan umur simpan produk pisang sale, hal ini didasarkan karena persamaan Labuza menggunakan bantuan kurva sorbsi isotermis dalam perhitungan umur simpan lain halnya dengan persamaan-persamaan yang lain, hal ini memberikan kesan over simplifikasi dan nantinya memberikan hasil perhitungan waktu kadaluarsa yang lebih rendah (Arpah, 2001). Juga persamaan ini memperhitungkan faktor tekanan uap air jenuh pada suhu penyimpanan produk makanan, yang berpengaruh terhadap nilai permeabilitas dari kemasan atau
terhadap laju transfer uap air dari lingkungan ke dalam kemasan. Penggunaan persamaan Labuza dalam menentukan umur simpan produk pisang sale diperlukan beberapa faktor diantaranya: - Penentuan kadar air awal, dihitung segera pada saat pisang sale baru dikemas dengan menggunakan metode AOAC (Assosiacion Of Official Analytical Chemistry). - Pembuatan kurva sorbsi isotermis. Kurva sorbsi isotermis digunakan untuk menunjukkan hubungan kadar air bahan dengan kelembaban relatif kesetimbangan tempat penyimpanan bahan (%RH) atau aktivitas air (aw) pada suhu tertentu. - Penentuan kadar air kritis (Mc), dilakukan dengan cara mengukur kadar air pisang sale setiap hari dan pada saat bersamaan dilakukan pengujian organoleptik dengan parameter pengujian pembedaan (difference test). - Penentuan kadar air kesetimbangan (Me), dilakukan dengan meletakkan pisang sale dalam desikator pada RH 100% sampai equibrium atau setimbang dengan RH lingkungan. - Penentuan permeabilitas uap air (k/x) dari pengemas adalah jumlah air yang dapat melewati satu unit permukaan luas dari suatu bahan selama satu satuan waktu pada suhu dan RH yang relatif konstan. Tabel 5. Harga permeabilitas uap air kemasan (k/x) dari beberapa jenis pengemas Jenis pengemas Harga k/x Polyethylene - LDPE 0,5 gr/(m2 hari mm Hg) - MDPE 0,3 gr/(m2 hari mm Hg) - HDPE 0,1 gr/(m2 hari mm Hg) Polypropylene(PP)
0,185 gr/(m2 hari mm Hg)
(Sumber: Perry, 1997) Setelah semua data yang dibutuhkan diperoleh dimasukkan ke dalam persamaan Labuza, maka akan diperoleh umur simpan pisang sale sebagai waktu kadaluarsanya yang berbeda-beda tergantung dari harga permeabilitas bahan penegemasnya. KESIMPULAN Dari pembahasan di atas dapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu: - Kriteria kerusakan pisang sale terjadi akibat perubahan fisik yaitu kenaikan kadar air.
Jurnal Reaksi (Journal of Science and Technology) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Lhokseumawe Vol. 4 No. 7, Juni 2006 ISSN 1693-248X -
-
-
Metode studi penentuan umur simpan pisang sale menggunakan metode ASS (Accelerated Storage Studies). Model persamaan untuk menentukan umur simpan pisang sale menggunakan persamaan Labuza. Penentuan waktu kadaluarsa menggunakan persamaan Labuza harus ditentukan terlebih dahulu kadar air awal, kadar air kesetimbangan, kadar air kritis, pembuatan kurva sorbsi isotermis, penentuan permeabilitas uap air kemasan, dan menguji ketepatan model sorbsi isotermis yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA Arpah, 2001, Buku dan Monograf Penentuan Kadaluarsa Pangan, Diktat Kuliah Program Pasca Sarjana, IPB. Arpah, 2003, Penentuan Kadaluarsa Pangan (bahan pelatihan/magang, buku I: Pengantar Teori), Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, FATETA-IPB, Bogor. Arpah, 2003, Penentuan Kadaluarsa Pangan (bahan pelatihan/magang, buku II: Penuntun Praktikum), Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, FATETA-IPB, Bogor. Arpah, 2003, Penentuan Waktu Kadaluarsa pada Produk Pangan, Makalah disampaikan pada pelatihan teknis penentuan waktu kadaluarsa makanan, Pendidikan dan Pelatihan Ekspor Indonesia – Bahan Pengembangan Ekspor Nasional, Jakarta. Buckle, 1987, Ilmu Pangan, UI – Press, Jakarta. Perry, 1985, Chemicals ngineers Hand Book, Mc Graw_Hill Book-Co, Singapura. Satuhu, Suyanti, 2002, Pisang: Budidaya, Pengolahan, dan Prospek Pasar, Penebar Swadaya, Jakarta. Suwarno, 1997, Organoleptik, Diktat kuliah program studi ilmu pangan, IPB, Bogor. Syarief, 1986, Teknologi Pengemasan Pangan (Penuntun Praktikum), Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, FATETAIPB, Bogor. Syarief, 1992, Teknologi Pengemasan Pangan, Monograf, PAU Pangan dan Gizi, Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, FATETA-IPB, Bogor. Winarno, 1993, Pangan, Gizi, Teknologi, dan Konsumen, PT.Gramedia, Jakarta.
