Pengemasan Dan Penyimpanan Pangan.pdf

Buku Ajar Ajar Buku Pengemasan & Penyimpanan Pangan ( Teori & Aplikasinya Pada Industri ) Iman Basriman

Penerbit PT Kreasi Prima Jaya Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

i

Hak Penerbitan PT KREASI PRIMA JAYA Jl. Paseban Raya No. 3, Salemba, Jakarta Pusat 10440 E-mail

: [email protected]

Homepage : http://www.kreasiprimajaya.com ISBN 978-979-99570-9-2 Cetakan pertama

Desember 2011

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari penerbit, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, photoprint, microfilm dan sebagainya.

ii

KATA PENGANTAR

Dengan mengucapkan Alhamdulillah, puji syukur kepada Allah SWT., penulis dapat menyelesaikan penulisan buku ini. Buku dengan judul “Pengemasan dan Penyimpanan Pangan, Teori dan Aplikasinya Pada Industri” disusun untuk memenuhi kekurangan buku yang berkaitan dengan masalah pengemasan dan penyimpanan pangan, khususnya pada industry pangan. Topik-topik yang dipilih memberikan bekal yang cukup bagi mahasiswa dan para praktisi di bidang pangan dengan penekanan pentingnya teknologi pengemasan dan penyimpanan yang dapat diaplikasikan di industri pangan agar mutu dan keawetan pangan dapat terjaga dengan baik. Buku ini dapat juga dipergunakan oleh kalangan lain yang tertarik dengan masalah keawetan makanan. Terima kasih diucapkan kepada Rektor Universitas Sahid Jakarta atas dorongannya untuk penulisan buku-buku pegangan yang diperlukan oleh mahasiswa. Khususnya kepada Istriku tercinta Zulfia Artiza dan anak-anakku (Ilma, Fifi, Kiki, Ghina, Syifa dan Adikta) ucapan terima kasih diucapkan atas dorongan moril, cinta, dan kasih sayangnya, sehingga buku ini dapat disusun dengan baik. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada berbagai pihak atas segala masukan dan dorongan moril. Penulis menyadari bahwa buku ini masih banyak kekurangannya, terutama karena masih banyak topic-topik penting lainnya yang berkaitan dengan pengemasan dan penyimpanan pangan belum tercakup dalam buku ini. Untuk itu penulis mengharapkan saran-saran bagi perbaikan dan penyempurnaan buku ini.

Jakarta, November 2011 Penulis

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ……………………………………………………………. iii DAFTAR ISI ……………………………………………………………………… iv DAFTAR TABEL ………………………………………………………………... viii DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………….. x Bab 1. PENDAHULUAN ……………………………………………………….. 1 A. Pengertian Umum.................................................................. ................... 1 B. Fungsi dan Peranan Kemasan ................................................................. 3 C. Syarat Kemasan ……………………………………………………….. 7 D. Klasifikasi Kemasan ............................................................................... 11 E. Jenis-Jenis Kemasan Untuk Bahan Pangan ............................................ 12 Latihan Soal .................................................................................................. 13 Bab 2. PENYIMPANGAN MUTU DAN KERUSAKAN PANGAN...................... 14 A. Penyimpangan Mutu ............................................................................... 14 B. Perubahan Bahan Pangan Selama Penyimpanan…………………………. 15 C. Perpinhana Air dan Gas............................................................................... 16 D. Perubahan Suhu ...................................................................................... 26 E. Pengaruh Cahaya .................................................................................... 27 Latihan Soal .................................................................................................. 28 Bab 3. KEMASAN GELAS ................................................................................... 29 A. Pendahuluan ................................................................. 29 B. Sifat Kimia dan Fisik ................................................................. 30 C. Jenis-Jenis Gelas ………………………………………………………. 34 D. Proses Pembuatan Wadah ....................................................................... 35 E. Kemasan Gelas Ringan ........................................................................... 37 F. Teknik Menutup Wadah ……………………………………………….. 40 Latihan Soal .................................................................................................. 41 Bab 4. KEMASAN KERTAS DAN KARTON…………………………………… 42 A. Proses Pembuatan Kertas...........………………………………...………. 42 B. Jenis-Jenis Kertas ................................................................................... 45 C. Karton Lipat dan Kardus ................................................. ....................... 49 D. Karton Kerdut (Corrugated Fibreboard) ………………………………. 51 E. Kertas/Karton Kompositdan Tube Karton................................................... 55 Latihan Soal .................................................................................................. 58 Bab 5. KEMASAN LOGAM ................................................................................ 59 A. Sejarah Perkembangan Logam ………………………………………… 59 B. Karakteristik Logam …………………………………………………... 59 C. Kaleng Plat Timah dan Baja Bebas Timah ............................................. 60 D. Kemasan Aluminium ............................................................................. 73 E. Kemasan Aerosol .................................................................................. 76 F. Drum dan Wadah Lain .......................................................................... 77 Latihan Soal .................................................................................................. 77 Bab 6. KEMASAN KAYU ………………………………………………………. 78 iv

A. Latar Belakang ………………………………………………………… 78 B. Jenis-Jenis Kayu Untuk Kemasan ……………………………………. 80 C. Perencanaan Disain Kemasan ………………………………………… 81 D. Kesalahan-Kesalahan Bahan Kayu dan Perbaikannya………………... 87 E. Konversi Kayu ……………………………………………………….. 92 F. Perakitan Kemasan Kayu dan Metoda Pengikat ……………………… 95 G. Jenis-Jenis Kotak Kayu dan Palet Kayu …………………………….... 98 Latihan Soal .................................................................................................. 104 Bab 7. KEMASAN PLASTIK …………………………………………………… 105 A. Sejarah Perkembangan Plastik ................................................................ 106 B. Klasifikasi Plastik ……………………………………………………... 106 C. Sifat-Sifat Plastik ……………………………………………………… 108 D. Komponen Plastik …………………………………………………..… 108 E. Jenis dan Sifat Plastik ……………………………………………….… 111 F. Identifikasi Plastik ……………………………………………………. 123 G. Bentuk-Bentuk dan Cara Pembuatan Plastik .......................................... 125 H. Pemilihan Kemasan Plastik Untuk Bahan Pangan ................................. 127 Latihan Soal .................................................................................................. 129 Bab 8. PENGEMASAN ASEPTIK …………………………………………….. 130 A. Pendahuluan …………………………………………………………… 130 B. Proses Aseptis ………………………………………………………..... 130 C. Proses Pengemasan Aseptis …………………………………………… 132 D. Rangkaian Proses Pengemasan Aseptik ………………………………. 134 E. Pengujian Kemasan Aseptik ................................................................... 135 F. Efektivitas Sterilisasi................................................................................ 135 Latihan Soal .................................................................................................. 138 Bab 9. TEKNIK PENGEMASAN KHUSUS.............................................……… 139 A. Pengemasan Dengan Udara Termodifikasi………………………….….. 139 B. Pengemasan Aktif ……………………………………………………... 143 Latihan Soal .................................................................................................. 158 Bab 10. DISAIN DAN LABELING KEMASAN ………………………………. 159 A. Disain Kemasan ..................................................................................... 159 B. Bahasa Disain Grafis ............................................................................... 162 C. Labelling ……………………………………………………………… 166 D. Proses Pencetakan ................................................................................... 169 E. Pencetakan Kemasan ............................................................................... 172 Latihan Soal .................................................................................................. 174 Bab 11. PENDUGAAN UMUR SIMPAN PRODUK PANGAN ……………… 175 A. Kriteria Kedaluwarsa …………………………………………………. 175 B. Parameter Umur Simpan ……………………………………………… 176 C. Prinsip Pendugaan Umur Simpan …………………………………….. 178 D. Penentuan Umur Simpan ……………………………………………… 179 E. Kriteria Kemasan ……………………………………………………… 181 F. Memperpanjang Umur Simpan ……………………………………….. 182 Latihan Soal .................................................................................................. 184 Bab 12. HAMA PENYIMPANAN DAN PENGENDALIANNYA………….…...185 A. Serangga Hama Gudang ..........................................................................186 Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

v

B. Tikus (Rodentia) Hama Gudang ..............................................................193 C. Aspek Mikrobiologi Penyimpanan...........................................................196 Latihan Soal..............................................................................................201 Bab 13. TEKNIK PENYIMPANAN BAHAN PANGAN..................…………… 202 A. Penyimpanan Bahan Pangan Suhu Rendah .............................................202 B. Penyimpanan Atmosfir Terkendali ..........................................................207 Latihan Soal..............................................................................................211

vi

DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Aktivitas air (aw) minimun untuk pertumbuhan mikroorganisme ........ 18 Tabel 2.2. Hubungan jenis makanan dengan ERH dan pertumbuhan mikroba... ... 21 Tabel 3.1. Susunan Kimia Untuk Kemasan Gelas Jenis White Flint ..................... 31 Tabel 3.2. Berbagai Bahan Kimia yang Ditambahkan Untuk Memberi Warna Gelas ..................................................................................................... 32 Tabel 3.3. Daya tahan relatif dari berbagai bentuk gelas ....................................... 33 Tabel 3.4. Karakteristik teknis kemasan gelas ringan dibandingkan kemasan gelas konvensional ................................................................................ 39 Tabel 5.1. Karakteristik logam dibandingkan bahan non logam ........................... 60 Tabel 5.2. Komposisi kimia (kisaran dan persentase maksimum) dari beberapa jenis kaleng ........................................................................................... 62 Tabel 5.3. Jenis kaleng berdasarkan jumlah timah dan cara melapisi ................... 63 Tabel 5.4. Pemilihan tipe kaleng untuk pengemasan makanan dan minuman ....... 63 Tabel 5.5. Jenis-jenis enamel dan aplikasinya ....................................................... 65 Tabel 5.6. Dimensi nominal kaleng silinder dari plat timah …………………….. 66 Tabel 5.7. Distribusi Sn dalam fraksi padatan dan cairan dari sayuran dan buah dalam kaleng ......................................................................................... 73 Tabel 5.8. Batas maksimum Sn di dalam makanan ............................................... 74 Tabel 6.1. Hubungan antara RH dan EMC kayu gergajian pada suhu 20o C ……. 85 Tabel 6.2. Hubungan antara RH dan EMC kayu lapis pada suhu 20o C ………… 85 Tabel 6.3. Sifat pengkaratan pada beberapa jenis kayu …………………………. 87 Tabel 6.4. Sifat-sifat khusus pengikat non-logam ………………………………. 96 Tabel 6.5. Sifat daya regang (tensile) pengikat baja …………………………….. 96 Tabel 7.1. Hubungan antara Density dan modulus of elasticity ………………… 113 Tabel 7.2. Beberapa perbedaan sifat LDPE dan HDPE …………………………. 114 Tabel 7.3. Permeabilitas gas LDPE dan HDPE …………………………………. 114 Tabel 7.4. Perubahan Sifat PVC Setelah Ditambah Pemplastik ………………… 118 Tabel 7.5. Toksisitas dari Stabilizer …………………………………………….. 118 Tabel 7.6. Tipe, Pemakaian dan Sifat dari Selofan …………………………….... 120 Tabel 7.7. Beberapa Sifat Kemas Bentuk ………………………………………. 123 Tabel 7.8. Film Yang Mudah Ditarik ……………………………………………. 123 Tabel 7.9. Film Yang Tidak Mudah Ditarik .......................................................... 124 Tabel 7.10 Densitas Beberapa Film Plastik ……………………………………… 124 Tabel 7.11 Kelarutan Dalam Pelarut Dari Beberapa Jenis Film Plastik ................. 125 Tabel 8.1. Berbagai cara sterilisasi wadah pengemas ........................................... 133 Tabel 8.2. Spora bakteri yang digunakan dalam pengujian efektivitas sterilisasi ... 135 Tabel 9.1. Keuntungan (+) dan kelemahan (-) teknik absorber oksigen, vakum dan gas (Hurme et al., 2002)………………………………………………….......146 Tabel 9.2. Perusahaan dan nama dagang oksigen absorber (Hurme et al, 2002) ……... 147 Tabel 9.3. Indikator eksternal dan internal yang digunakan pada kemasan aktif (Hurme et al., 2002) ……………………………………………………. 154 Tabel 9.4. Perusahaan dan nama dagang dari indikator pintar komersial (Hurme et al., 2002) ……………………………………………………... 154 Tabel 11.1. Umur simpan beberapa produk coklat olahan berdasarkan kondisi normal (subtropis) dan kondisi tropis ………………………………… 176 Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

vii

Tabel 11.2. Kriteria kedaluwarsa beberapa produk pangan ...................................... 177 Tabel 11.3. Kandungan mikroba yang dipersyaratkan pada produk pangan siap saji (UK Public Health Laboratory Service) ………….………………. 178 Tabel 11.4. Kriteria mutu fisik beberapa produk pangan pada kadar air kritis …… 180 Tabel 11.5. Penentuan suhu pengujian umur simpan produk …………………….. 181 Tabel 11.6. Nilai konstanta beberapa jenis kemasan plastik ……………………… 182 Tabel 11.7. Beberapa produk susu dan daya awetnya melalui beberapa proses pengolahan untuk memperpanjang masa simpan ……………………. 183 Tabel 12.1. Kadar air dan kerusakan bahan pangan......................................................186 Tabel 12.2. Spesies beberapa serangga dari ordo Coleoptera, Lepidoptera dan Psocoptera...........................................................................................189 Tabel 12.3. Kapang dan produksi mikotoksin ............................................................198 Tabel 12.4. Kondisi Optimum untuk Pertumbuhan A. flavus ......................................199

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bentuk Umum Kurva Isotermi Sorpsi Air Bahan Pangan................…………. 20 Gambar 2.2. Kurva sorpsi isotermik ........................................................................ 22 Gambar 2.3. Hubungan antara kelembaban relatif dengan aktivitas reaksi 23 Browning non enzimatik .................................................................... Gambar 3.1. Perubahan sifat kekentalan gelas dan logam karena perubahan suhu. 33 Gambar 3.2. Skema Pembuatan Wadah Gelas......................................................................................... 37 Gambar 4.1. Penampang melintang serat kayu.......................................................... 42 Gambar 4.2. Molekul selulosa................................................................................... 43 Gambar 4.3. Pola-pola dasar untuk membuat daluang lipat ......................... 52 Gambar 4.4. Model kotak karton lipat dari pengembangan pola dasar..................... 53 Gambar 4.5. Berbagai jenis kotak karton kerdut................................................ ...... 54 Gambar 4.6. Bentuk-bentuk lembaran karton kerdut................................................. 54 Gambar 4.7. Berbagai bentuk kotak karton aseptik................................................... 56 Gambar 4.8. Kotak karton aseptik dan bagian-bagiannya......................................... 57 Gambar 5.1. Penampang melintang lembaran kaleng (Syarief et al., 1989).............. 61 Gambar 5.2. Contoh berbagai bentuk kemasan bebas timah (TFS)………………... 62 Gambar 5.3. Tahap-tahap pembentukan kaleng.......................................................... 67 Gambar 5.4. Urutan proses pembuatan kaleng lembar ganda tipe DWI.................... 68 Gambar 5.5. Tahapan proses pembuatan kaleng lembar ganda dengan sistem DRD...... 69 Gambar 6.1. Penyimpangan melalui pengeringan dan penyusutan………………..... 86 Gambar 6.2. Pengkelasan knot dalam kayu………………………………………..... 88 Gambar 6.3 Cacat jenis Splits & Shake…………………………………………....... 88 Gambar 6.4. Cacat jenis susut……………………………………………………...... 89 Gambar 6.5. Cacat jenis sudut serat kayu……………………………………….….... 89 Gambar 6.6. Pengukuran kecepatan pertumbuhan ………………………………. 90 Gambar 6.7. Proses pengupasan log kayu lapis ………………………………….. 93 Gambar 6.8. Jenis-jenis paku …………………………………………………….. 97 Gambar 6.9. Konstruksi kotak sisi logam yang dilipat ……………...…………… 102 Gambar 6.10 Konstruksi kotak sisi logam yang rigid …………………………….. 102 Gambar 6.11 Palet sekali pakai ( Expendable pallets) ……………………………. 103 Gambar 6.12 Beberapa tipe palet ………………………………………………… 104 Gambar 7.1. Beberapa struktur polimer (plastik) ………………………………… 106 Gambar 7.2. Diagram Stress-Strain beberapa jenis plastik (Wittcoff dan Reuben, 1980)………........................................................................................ 107 Gambar 7.3. Skema kelompok thermoplastic etilen ……………………………… 109 Gambar 7.4. Hubungan antara suhu dan waktu kelim panas untuk PE ………….. 115 Gambar 7.5. Perbandingan kurva beberapa sifat Poly Ethylene ............................. 116 Gambar 8.1. Proses pemanasan UHT dengan cara : a) langsung dan b) tidak langsung.............................................................................................. 131 Gambar 8.2. Hubungan antara suhu dengan waktu dalam : a) sterilisasi UHT dan b) Sterilisasi konvensional di dalam wadah……………………........ 132 Gambar 8.3. Diagram alir pengujian efektivitas sterilisasi terhadap produk ......... 136 Gambar 8.4. Bagan Cara pengujian efektivitas sterilisasi Wadah kemasan ……… 137 Gambar 8.5. Bagan cara pengujian efektivitas sterilisasi sistem pengisian dan Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

ix

penutupan............................................................................................ 137 Anatomi barcode ………………………………………………………. 157 Label RFID pada kemasan …………………………………………. 158 Proses Cetak Flexographic ……………….………………………… 170 Proses Cetak Photogravure/Rotogravure ........................................... 170 Proses Cetak Offset Lithography ....................................................... 171 Proses Cetak Silk Screen/Sablon ........................................................ 171 Proses Cetak Ink-Jet Printing /Metal Decorating ............................... 172 Tahapan penentuan umur simpan produk pangan (Floros dan Gnanasekharan 1993)…….................................................................. 179 Gambar 11.2. Penentuan umur simpan produk pangan berdasarkan kadar air dan kadar air kritis (Syarief et al. 1989) ………………………………… 180 Gambar 11.3. Perpanjangan masa kedaluwarsa produk pangan dengan peningkatan mutu awal (kiri) dan perlambatan laju penurunan mutu awal (kanan), (Hariyadi, 2004b)…………………………………………………... 183 Gambar 12.1. Morfologi eksternal serangga Coleoptera........................................... 186 Gambar 12.2. Siklus hidup metamorfosis sempurna kumbang.................................. 187 Gambar 12.3. Siklus hidup metamorfosis sempurna ngengat..................................... 187 Gambar 12.4. Siklus hidup metamorfosis tak sempurna kutu..................................... 187 Gambar 12.5. Rusty Grain Beetle............................................................................... 190 Gambar 12.6. Bentuk dan Ukuran Kumbang Tepung Merah (Red flour Beetle)........ 190 Gambar 12.7. Bentuk telur, larva, pupa dan dewasa kumbang pengger Jagung......... 191 Gambar 12.8. Bentuk dewasa kumbang penggerek padi (sebelah kiri : Rhizo-pertha dominica, sebelah kanan : Prostephanus truncates).......................... 191 Gambar 12.9. Ngengat Beras (Rice moth).................................................................. 192 Gambar 12.10. Tikus hama gudang............................................................................. 193 Gambar 12.11. Berbagai cara pengendalian hama tikus............................................. 196 Gambar 12.12. Kapang A. flavus................................................................................. 199 Gambar 12.13. Kapang A. flavus pada jagung............................................................ 199 Gambar 9.1. Gambar 9.2. Gambar 10.1. Gambar 10.2. Gambar 10.3. Gambar 10.4. Gambar 10.5. Gambar 11.1.

x

BAB 1 PENDAHULUAN K ompetensi

Umum

: Setelah membaca Bab ini, mahasiswa diharapkan mampu gambaran umum pengemasan & penyimpanan pangan.

mengetahui

Khusus : 1. Mahasiswa dapat mengetahui ruang lingkup mata kuliah. 2. Mahasiswa dapat mengetahui sistem pembelajaran. 3. Mahasiswa dapat mengetahui sistem pengemasan dan penyimpanan pangan.

A. PENGERTIAN UMUM Pengertian pengemasan, pembungkusan, pewadahan atau pengepakan, dalam artian yang sederhana adalah salah satu cara pengawetan bahan pangan, karena pengemasan dapat memperpanjang umur simpan bahan pangan dengan cara membantu mencegah atau mengurangi terjadinya kerusakan-kerusakan pada bahan yang dikemas/ dibungkusnya.Pengemasan tidak hanya merupakan salah satu cara pengawetan, tetapi juga pelengkap dari cara pengawetan lain, penunjang bagi transportasi dan distribusi, serta bagian penting dari usaha yang dilakukan untuk mengatasi persaingan dalam pemasaran. Menurut catatan sejarah, pengemasan telah ada sejak 4000 SM. Pada waktu itu peradaban manusia telah tinggi dengan disertai adanya pertukaran barang niaga antara Mesir dan Mesopotamia,serta Cina dan India. Secara tradisional nenek moyang kita menggunakan bahan kemasan alami untuk mewadahi bahan pangan seperti buluh bambu, daun-daunan, pelepah atau kulit pohon, kulit binatang, rongga batang pohon, batu, tanah liat, tulangdan sebagainya. Di alam sebenarnya sudah tersedia kemasan untuk bahan pangan, diantaranya jagung dengan kelobotnya, buah-buahan dengan kulitnya, buah kelapa dengan sabut dan tempurung, polong-polongan dengan kulit polong dan lain-lain, begitu juga manusia menggunakan kemasan berupa pakaian untuk melindungi tubuh dari gangguan cuaca, serta agar tampak anggun dan menarik. Dalam menangani masalah kemasan, usaha yang dilakukan tidak hanya menyangkut hal-hal yang ada hubungannya dengan bahan kemasan seperti sifat-sifat bahan kemas atau cara membuatnya, tetapi juga menyangkut peralatan dan mesin-mesin yang digunakan untuk memproduksi atau memodifikasi bahan kemas tertentu untuk membentuk kemasan; membagi, menimbang, mengangkut, menghampa-udarakan bahan kemasan; serta mengalirkan gas pengisi ke dalam kontainer pada akhir pengemasan. Demikian juga masalah ketahanan kemasan terhadap sterilisasi yang Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

1

menggunakan panas dan tekanan tinggi, pembekuan dan thawing, serta pemanggangan perlu diperhitungkan dengan seksama. Dewasa ini kemasan telah berkembang demikian pesatnya dan berkembang menjadi sangat kompleks, sehingga tiap industri yang maju dituntut untuk membuat suatu bagian khusus yang diserahi tugas untuk menangani masalah kemasan. Disamping itu masalah kemasan sudah merupakan masalah yang menyangkut banyak segi, baik dalam ilmu maupun teknologinya seperti banyak menyangkut ilmu matematika, kimia, fisika dan biologi terapan, teknologi mesin dan peralatan produksi serta teknologi desain; sehingga di beberapa perguruan tinggi telah menyusun suatu program khusus untuk menghasilkan sarjana dalam bidang kemasan. Pada dasarnya, walaupun para ahli teknologi yang ahli dalam bidang proses pengolahan produk pangan selalu berhadapan dengan masalah kemasan dan tidak dapat menghindar dari keterlibatannya dalam kemasan, mereka tidak perlu untuk menjadi ahli khusus kemasan, karena di dalam usahanya untuk memecahkan masalah kemasan, mereka akan selalu mendapat bantuan dari penyalur atau produsen bahan kemasan baik berupa informasi mengenai bahan kemasan maupun teknik-teknik pengemasannya. Sebaliknya mereka yang ahli di bidang kemasan tidak perlu ahli dalam bidang pengolahan produk pangan, karena informasi mengenai apa yang harus dilakukan dalam pengemasan akan diperoleh dari mereka yang ahli dalam bidang pengolahan. Oleh karena itu untuk mendapatkan hasil pengemasan yang memuaskan harus terjalin kerjasama antara ahli kemasan dengan ahli pengolahan untuk dapat mengisi kekurangan masing-masing. Bidang pengemasan mempunyai ruang lingkup yang luas yaitu dari mulai jenis bahan yang sangat bervariasi sampai dengan model atau bentuk yang menarik serta teknologi pengemasan yang semakin canggih. Variasi bahan kemasan sangat banyak dari mulai bahan kertas, plastik, gelas, logam, fiber sampai dengan bahan-bahan yang dikombinasikan dari dua atau lebih bahan kemasan. Pemakaian bahan kemasan dari bahan dasar pertanian seperti papan kayu, karung goni, kain, kulit kayu, daun-daunan dan pelepah masih banyak digunakan, begitu pula bahan kemas dari barang-barang bekas seperti koran dan plastik bekas yang dapat dikatakan tidak etis dan hiegenis juga masih digunakan di beberapa lapisan masyarakat. Variasi dalam hal bentuk dan teknologi kemasan juga menyebabkan jenis kemasan menjadi lebih banyak lagi, seperti kemasan botol, kaleng, tetrapak, corrugated box, kemasan vakum, kemasan aseptik, kaleng bertekanan, kemasan tabung sampai dengan kemasan aktif dan pintar (active and intelligent packaging) yang dapat menyesuaikan kondisi lingkungan di dalam kemasan dengan kebutuhan produk yang dikemas. Susunan konstruksi kemasan yang semakin kompleks dari tingkat primer, sekunder, tertier sampai konstruksi yang tidak dapat lagi dipisahkan antara fungsinya sebagai pengemas atau sebagai unit penyimpanan, misalnya pada peti kemas yang dilengkapi dengan pendingin (refrigerated container) berisi udang beku untuk ekspor, menjadikan masalah pengemasan dan penyimpanan dua hal yang tidak dapat dipisahkan. Industri bahan kemasan di Indonesia juga sudah semakin banyak, seperti industri penghasil kemasan karton, kemasan gelas, kemasan plastik, kemasan laminasi yang produknya sudah mengisi kebutuhan masyarakat dan dunia industri. Di samping itu hingga saat ini di pedesaan masih banyak dijumpai masyarakat yang hidup dari bahan pengemas tradisional, seperti penjual daun pembungkus (daun pisang, daun jati, daun waru dan sebagainya), atau untuk tingkat industri rumah tangga terdapat pengrajin 2

industri keranjang besek, kotak kayu, anyaman serat, wadah dari tembikar dan lain-lain. Industri kemasan di negara-negara maju telah lama berkembang menjadi perusahaan- perusahaan besar yang bergerak dalam usaha produksi bahan atau produk pengemas seperti kaleng (American Can Co), karton (Pulp and Paper Co), plastik (Clearpack), botol plastik PET (Krones), kemasan kotak laminasi (Tetrapak, Combibloc), gelas, kertas lapis, kertas alumunium dan lain-lain yang produknya diekspor ke berbagai belahan dunia. Industri lain yang berkaitan dengan pengemasan adalah industri penutup kemasan seperti penutup botol (Bericap), industri sealer meachine dan industri pembuat label dan kode pada kemasan. Di sisi lain penyimpanan yang tepat bagi makanan sebelum dan sesudah diolah (preprocessed & postprocessed) adalah faktor kunci dalam mempertahankan masa simpan makanan. Bahan baku harus disimpan dengan benar sebelum digunakan dalam pengolahan, misalkan buah-buahan dan sayuran masak harus disimpan dalam krat plastik bersih di ruangan dingin, ketika bahan-bahan tersebut perlu menunggu untuk diproses. Bahan kering seperti rempah-rempah harus disimpan di daerah-daerah kering berventilasi baik. Produk dalam kemasan harus ditempatkan dalam kardus dan ditempatkan pada palet, tidak pernah secara langsung diletakkan di lantai, jauh dari dinding, dan untuk memastikan menempatkan secara efektif umpan untuk pengendalian hama di gudang. Penyimpanan produk dalam kemasan secara berkala harus diperiksa untuk memastikan bahwa produk-produk tersebut masih utuh dan bila terjadi tumpahan, maka area harus segera dibersihkan. Bahan baku dan produk jadi keduanya harus dirotasi dan digunakan dasar sistem "first in-first out" (FIFO), hal ini akan memastikan bahwa bahan-bahan yang lebih dulu masuk yang digunakan terlebih dahulu. Bahan kemasan seperti kaleng, stoples, tutup, karton, semua harus disimpan di area kering dan bersih serta sedapat mungkin bebas dari debu. Kemasan tidak perlu dibuka sampai bahan atau produk dalam kemasan siap untuk digunakan di ruang pengolahan. B.

FUNGSI DAN PERANAN KEMASAN

Fungsi paling mendasar dari kemasan adalah untuk mewadahi dan melindungi produk dari kerusakan-kerusakan, sehingga lebih mudah disimpan, diangkut dan dipasarkan. Secara umum fungsi pengemasan pada bahan pangan adalah : 1.

Mewadahi produk selama distribusi dari produsen hingga ke konsumen Fungsi kemasan disini adalah untuk memudahkan penyimpanan barang agar tidak berserakan dan bilamana akan dipindahkan atau diangkut, pekerjaan dapat dilakukan dengan mudah. Tidak semua barang dapat dipegang satu persatu untuk dipindahkan, bahkan ada yang sama sekali tidak dapat dipegang, sehingga adanya kemasan sangat dibutuhkan, karena bila tidak pemindahan barang tersebut tidak mungkin dapat dilaksanakan. Barang-barang yang dimaksud adalah barang-barang yang berupa tepung, butiran, cairan dan gas. Sebagai contoh, tepung tapioka atau tepung terigu, kacang-kacangan atau serealia, berbagai jenis minyak dan makanan cair lainnya, gas elpiji dan sejenisnya. Untuk menyimpan barang-barang tersebut kemasan mutlak diperlukan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

3

2.

4

Melindungi dan mengawetkan produk, Dalam hal ini kemasan berfungsi tidak hanya sebagai pelindung bahan yang dikemas, tetapi juga merupakan pelindung bagi lingkungannya dimana bahan yang dikemas tersebut berada. Pada pengangkutan dan penyimpanan asam keras akan sangat berbahaya bila dilakukan dengan menggunakan bahan kemas yang tidak tahan terhadap asam. Di samping itu kemasan yang tidak memenuhi persyaratan akan menurunkan kualitas bahan yang dikemas, dan bila terjadi kebocoran dapat menimbulkan malapetaka seandainya bahan yang dikemas adalah bahan beracun atau bahan yang mudah terbakar. Jadi agar kemasan dapat memenuhi fungsinya dengan baik, bahan kemas yang digunakan harus sesuai dengan bahan yang dikemas dan sifat perlindungan yang diinginkan yang dapat diuraikan sebagai berikut : a. Perlindungan bagi bahan yang kadar airnya harus dipertahankan Untuk dapat mempertahankan kadar air, kemasan harus dibuat dari bahan kedap air agar uap air tidak dapat bebas keluar masuk kemasan mempengaruhi kadar air bahan yang dikemas. Bahan yang disimpan kering, kadar airnya harus tetap rendah untuk menghindarkan terjadinya reaksi-reaksi kimia atau kerusakan yang disebabkan oleh mikroorganisme. Sebaliknya bahan yang seharusnya mengandung cukup air bila dikemas dengan bahan kemas yang tidak kedap air, kadar airnya akan turun dan menjadi lebih kering sehingga akhirnya akan rusak. Sebagai contoh, bahan makanan kering akan rusak bila kadar airnya bertambah karena mikroba dapat berkembang biak dengan pesat dalam keadaan cukup air; buah-buahan akan cepat layu/rusak bila kehilangan airnya tidak ditahan. b. Perlindungan bagi bahan yang mengandung zat volatil dan yang mudah menyerap bau yang tidak diinginkan. Untuk mengemas bahan jenis ini diperlukan bahan kemasan yang kedap gas dan uap air. Bahan seperti rempah-rempah, wangi-wangian banyak mengandung zat volatil yang menentukan kualitas bahan tersebut. Perlindungan bagi bahan ini adalah mencegahnya hilangnya zat volatil. Bagi bahan yang mudah menyerap bau, seperti susu dan produknya, kemasan harus mampu mencegah masuknya zat yang baunya tidak disenangi ke dalam kemasan. c. Perlindungan bagi bahan yang sensitif terhadap oksigen Bahan yang mudah bereaksi dengan oksigen harus dikemas dengan bahan yang tidak dapat ditembus oksigen, baik kemasan yang dihampaudarakan maupun kemasan yang diberi gas pengisi. Kerusakan bahan seperti ini biasanya disebabkan karena terjadinya reaksi oksidasi. Contoh bahan yang rusak karena oksidasi yang sering ditemukan dalam kehidupan sehari-hari adalah makanan gorengan. Makanan ini akan cepat menjadi tengik bila dibiarkan berhubungan langsung dengan udara bebas. d. Perlindungan bagi bahan yang mengalami proses karbonisasi Untuk memberikan perlindungan bagi bahan yang mengalami proses karbonisasi, ada dua hal yang perlu diperhatikan. Yang pertama kemasan yang digunakan harus kedap CO2 dan yang kedua kemasan tersebut harus mampu melawan tekanan yang ditimbulkan oleh adanya CO2 di dalam bahan tersebut. Tekanan CO2 akan meningkat bila suhu bahan tadi meningkat dan demikian juga bila bahan tadi terkocok. Pada umumnya bahan yang mengalami proses

karbonisasi adalah bahan minuman seperti bir, minuman ringan (soft drink) seperti coca cola, fanta, sprite dan sejenisnya. e. Perlindungan bagi bahan yang sensitif terhadap cahaya Beberapa bahan akan rusak bila langsung kena cahaya terutama sinar ultra violet dari cahaya matahari, misalnya daging, saus tomat, wortel, susu dan produknya serta minuman ringan. Perubahan/kerusakan yang terjadi antara lain: pemudaran warna antara lain pada daging dan saus tomat, ketengikan pada mentega (terutama jika terdapat katalis Cu), browning pada anggur dan jus buah-buahan, perubahan bau (menjadi rusak) kerena menurunnya vitamin A, D, E, K dan C, serta penyimpangan aroma bir. Perlindungan produk terhadap cahaya dapat dilakukan dengan menggunakan kemasan berwarna gelap seperti botol berwarna coklat atau hijau, aluminium foil dan lain-lain. f. Perlindungan terhadap serangga dan tikus Untuk menghindari serangan serangga, kemasan yang harus digunakan adalah kemasan yang tidak dapat dilubangi atau ditembus oleh serangga, tetapi bila bahan yang dikemas telah diserang atau telah kena investasi sebelum dikemas, maka jenis kemasan macam apapun tidak dapat mencegah kerusakan yang disebabkan oleh serangan serangga. Jadi dalam hal ini harus ada kombinasi antara perlakuan untuk membasmi serangga dengan jenis kemasan yang dapat mencegah serangan serangga dari luar. Sedangkan untuk mencegah serangan tikus, kemasan yang digunakan sebaiknya kemasan yang tahan terhadap gigitan tikus dengan jalan permukaan kemasan dibuat sedemikian rupa sehingga tidak ada bagian-bagian yang dapat dijadikan pangkal tempat gigitan, seperti sisi-sisi yang tajam dan celah-celah pada sambungan. g. Perlindungan bagi bahan yang rapuh (mudah pecah) Bahan-bahan yang mudah pecah seperti bahan-bahan terbuat dari keramik, bahan-bahan yang mudah hancur seperti biskuit dan telur, pengemasannya harus dilakukan dengan menggunakan kemasan yang tahan akan benturan mekanik dan dapat mengurangi guncangan akibat bantingan atau kekasaran pekerja dalam memperlakukan kemasan tersebut selama transportasi atau waktu menaikkan dan menurunkannya ke dan dari kendaraan. Tidak jarang barang-barang menjadi rusak karena ulah pekerja yang tidak berhati-hati dalam menanganinya dan kemasan yang digunakan tidak cukup kuat untuk menahan bantingan. 3.

Sebagai identitas produk, Dalam hal ini kemasan dapat digunakan sebagai alat komunikasi dan informasi kepada konsumen melalui label yang terdapat pada kemasan.

4.

Meningkatkan efisiensi Dengan bertambah luasnya pemasaran dan besarnya jumlah produk yang dipasarkan, masalah kemasan tidak lagi merupakan masalah yang mudah dipecahkan. Barang-barang yang akan dipasarkan biasanya tidak langsung dibawa dari pabrik ke pengecer, tetapi melalui saluran pemasaran yang agak panjang. Beberapa bahan ada yang harus disimpan dulu sebelum dijual untuk pengontrolan kualitasnya agar pemasarannya dapat dilakukan dengan aman. Sehubungan dengan hal tersebut di atas kemasan harus dibuat sedemikian rupa agar efesien dalam penggunaan ruangan tempat penyimpanan yaitu dapat

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

5

memberikan perbandingan maksimum antara berat atau jumlah bahan yang disimpan per satuan luas dari bangunan yang ditempati untuk penyimpanan, sehingga makin tinggi kemasan dapat ditumpuk semakin tinggi efesiensinya. Kemasan harus dapat ditumpuk dengan teratur dan baik sehingga dapat memudahkan penumpukan dan pengambilannya baik dilakukan dengan cara manual ataupun dengan alat-alat yang lebih maju. Pembuatan kemasan harus selaras dengan kemajuan dalam bidang teknologi dan transportasi, bentuk dan ukurannya harus cocok dengan kemampuan dan ukuran alat-alat yang digunakan. Misalnya, bila barang yang dikemas akan diangkut dengan kapal terbang, ukuran dan bentuknya harus sesuai dengan ukuran pintu kapal terbang, kalau pengangkatannya akan dilakukan dengan menggunakan forklift, maka dasar kemasan harus mempunyai bagian yang renggang dari lantai. Disain kemasan yang tepat dengan sendirinya akan menunjang transportasi untuk dapat dilakukannya dengan cepat. 5.

Memperluas pemakaian dan pemasaran produk, Dalam memasarkan suatu produk, langkah pertama adalah menarik perhatian calon pembeli untuk mau melihatnya. Cara ini adalah cara yang paling umum dilakukan untuk mempromosikan suatu produk. Biasanya bila calon pembeli telah tergerak hatinya untuk memperhatikan produk tersebut, akan timbul keinginan lebih lanjut untuk mendapatkan informasi yang lebih mendalam dan kalau perlu mencobanya, kemudia setelah merasa cocok dalam semua segi dan dianggap akan menguintungkan maka akan terjadilah transaksi jual beli antara pemilik barang dengan pembeli. Proses ini adalah proses yang wajar, sehingga usaha pertama yang dilakukan oleh pemilik atau produsen barang adalah menarik perhatian dari calon pembeli. Cara menarik perhatian ini mempunyai banyak cara diantaranya adalah memasangkan sesuatu yang menarik pada kemasan yang dipergunakan sebagai kemasan produk tersebut. Objek yang dipasangkan pada kemasan tersebut tergantung pada banyak hal dan pelaksanaannya mungkin berupa gambar yang menarik. Contohnya pasta gigi akan memperlihatkan gigi yang putih, pada makanan bayi akan memunculkan gambar bayi yang sehat, Jadi disini jelaslah bahwa kemasan selain mempunyai fungsi yang telah disebutkan terdahulu, juga mempunyai peranan penting dalam menarik pembeli. Bila langkah pertama ini telah berhasil, yaitu calon pembeli terpancing perhatiannya, peluang untuk menang dalam persaingan sudah menjadi besar, hanya tinggal tergantung pada produk itu sendiri, apakah harganya terjangkau, keadaannya sesuai dengan selera calon pembeli, serta kualitasnya baik dan sesuai dengan informasi yang diberikan, yang semuanya ini adalah diluar tanggung jawab kemasan.

6.

Sarana informasi dan iklan Dengan adanya kemasan yang pada labelnya mencantumkan nama, merk, masa pakai, dan komposisi produk yang dikemas serta nama dan alamat industri yang memproduksi, maka hal tersebut menginformasikan kepada konsumen tentang berbagai hal mengenai produk yang akan dikonsumsi, sekaligus menjadi sarana iklan yang sangat efektif bagi industri yang memproduksi produk yang dikemas tersebut, semakin menarik bentuk, informasi dan penampilan kemasan produk tersebut maka semakin tinggi nilai efektivitas iklannya.

6

7. Memberi kenyamanan bagi pemakai Kemasan dengan dilengkapi dengan cara pembukaan yang mudah, sifat perlindungan terhadap produk yang kuat, serta bentuk dan besaran yang proporsional akan memberikan kenyamanan bagi pemakai produk yang dikemas, baik kenyamanan dalam penggunaannya maupun kenyamanan dalam perasaan aman untuk memakai produk tersebut. Fungsi ke-5, 6 dan 7 merupakan fungsi tambahan dari kemasan, akan tetapi dengan semakin meningkatnya persaingan dalam industri pangan, fungsi tambahan ini justru lebih ditonjolkan, sehingga penampilan kemasan harus betul-betul menarik bagi calon pembeli, dengan cara membuat cetakan yang multi warna dan mengkilat sehingga menarik dan berkesan mewah serta dapat mengesankan berisi produk yang bermutu dan mahal, desain teknik dari wadahnya memudahkan pemakai untuk membuka dan menutup dan desain teknik wadahnya selalu mengikuti teknik mutahir sehingga produk yang dikemasnya terkesan mengikuti perkembangan terakhir. Di samping fungsi-fungsi di atas, kemasan juga mempunyai peranan penting dalam industri pangan, yaitu pengenal jatidiri/identitas produk, penghias produk, piranti monitor produk, media promosi, media penyuluhan atau petunjuk cara penggunaan dan manfaat produk yang ada di dalamnya. Bagi pemerintah kemasan dapat digunakan sebagai usaha perlindungan konsumen, dan bagi konsumen kemasan dapat digunakan sebagai sumber informasi tentang isi/produk, dan ini diperlukan dalam mengambil keputusan untuk membeli produk tersebut atau tidak. Selain sisi positif, kemasan juga mempunyai sisi negatif/hitam, karena sering disalahgunakan oleh produsen untuk menutupi kekurangan mutu atau kerusakan produk, mempropagandakan produk secara tidak proporsional atau menyesatkan sehingga menjurus kepada penipuan atau pemalsuan. Pengemasan bahan pangan juga dapat menambah biaya produksi, dan ada kalanya biaya kemasan dapat jauh lebih tinggi dari harga isinya. Untuk produk yang dikonsumsi oleh kelompok konsumen yang mengutamakan pelayanan, maka hal ini tidak menjadi masalah, akan tetapi untuk produk- produk yang dikonsumsi oleh masyarakat umum maka biaya pengemasan yang tinggi perlu dihindari. Biaya pengemasan utama sekitar 10-15% dari biaya produk dan biaya kemasan tambahan sekitar 5-15% dari biaya produk. C. SYARAT KEMASAN Setelah diketahui fungsinya, maka untuk menentukan pilihan, harus diketahui jenis bahan kemas mana yang dapat memenuhi syarat agar fungsi kemasan tersebut dapat dipenuhi dengan baik. Disamping syrat-syarat yang telah dikemukakan di atas sesuai dengan fungsinya, beberapa syarat kemasan dan bahan kemas yang digunakan harus dipenuhi agar bahan yang dikemas dapat sampai kepada konsumen dalam keadaan baik, bersih dan tidak membahayakan kesehatan. Beberapa syarat berikut penting untuk dipertimbangkan dalam menentukan pilihan mengenai jenis dan bahan kemasan yang akan dipergunakan :

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

7

1.

Tidak beracun Salah satu syarat yang sangat penting bagi kemasan yang digunakan untuk mengemas bahan yang ada hubungannya atau akan menyangkut kesehatan manusia secara langsung atau tidak langsung adalah tidak toksik. Salah satu contoh, untuk membuat kemasan yang akan digunakan untuk mengemas bahan pangan atau obat-obatan adalah tidak boleh mengandung timbal (Pb), karena bersifat racun bagi manusia.

2.

Kemasan harus cocok dengan bahan yang dikemas Keharusan ini terutama berlaku bagi kemasan yang kontak langsung dengan isinya yang mudah bereaksi dengan bahan yang digunakan untuk kemasan. Kesalahan memilih kemasan dapat berakibat sangat merugikan, misalnya mengemas bahan yang peka cahaya dengan kemasan yang transparan, mengemas bahan pangan yang asam (pH rendah) dengan kemasan kaleng yang tidak dilapisi, atau mengemas bahan yang seharusnya dilakukan dengan kemasan yang transparan dilakukan dengan kemasan yang tidak tembus cahaya sehingga untuk mengetahui isinya kemasan harus dibuka terlebih dahulu. Membuka kemasan ini dapat merugikan karena dapat merusak segel yang dapat menimbulkan prasangka bahwa barang tersebut sudah tidak asli lagi. Jadi kemasa tersebut dapat memenuhi fungsinya sebagai kemasan, penggunaannya juga harus sesuai dengan bahan yang dikemas.

3.

Kemasan harus menjamin sanitasi dan syarat-syarat kesehatan. Kalau di atas dikatakan bahwa kemasan tidak boleh toksik yang berarti bahwa kesehatan konsumen tidak boleh terganggu oleh bahan yang digunakan untuk kemasan. Walaupun bahan kemasan tidak toksik dan bahan yang dikemas tidak menunjukkan kerusakan atau terjadinya pembusukan karena serangan mikroba, bahan kemas tetap tidak boleh digunakan apabila dianggap tidak dapat menjamin sanitasi atau syarat-syarat kesehatan. Contoh karung adalah kemasan yang paling banyak digunakan, tetapi penggunaan karung untuk mengemas langsung bahan yang penggunaannya tidak mengalami pencucian atau pemasakan terlebih dahulu, tidak dapat dibenarkan, umpamanya karung digunakan untuk mengemas kurma. Tidak dibenarkannya penggunaan karung dalam hal ini walaupun bahan dikemas tidak rusak, tetapi dalam penyimpanan atau transportasi sebelum sampai kepada konsumen kemungkinan besar kemasan tersebut telah dikotori oleh tikus atau binatang lainnya, baik kotoran maupun air kencingnya yang dapat menembus ke dalam isinya. Keadaan ini dianggap tidak memenuhi syarat-syarat kesehatan karena pada umumnya korma dimakan tanpa dicuci, apalagi dimasak terlebih dahulu.

4.

Mencegah pemalsuan Pemalsuan adalah hasil orang yang tidak bertanggung jawab untuk memperoleh keuntungan sebesar-besarnya dengan tidak mengindahkan kerugian orang lain. Biasanya yang dipalsukan adalah barang-barang yang mempunyai pasar yang baik sehingga merupakan daya tarik yang tinggi bagi orang-orang tadi untuk menggunakan keadaan ini. Akibatnya banyak pihak yang dirugikan, diantaranya adalah konsumen, pemerintah dan produsen. Untuk mencegah terjadinya hal ini kemasan dapat bertindak sebagai pengaman. Caranya adalah pembuatan kemasan khusus yang sulit untuk dipalsukan, dan akan rusak bila

8

isisnya dikeluarkan, sehingga bila terjadi pemalsuan dengan menggunakan kemasan yang telah digunakan akan mudah sekali dikenali. Contoh pemalsuan cocacola sangat sukar dilakukan karena tutup botol akan rusak bila dibuka, dan sukar sekali untuk dibetulkan seperti utuh kembali. Untuk mendapatkan tutup botol baru secara sah sulit dilakukan, karena pembuatan tutup botol biasanya dilakukan oleh perusahaan itu sendiri atau oleh perusahaan besar yang tidak mungkin untuk melayani pesanan yang dilakukan oleh orang yang bukan dari perusahaan asli. 5.

Kemudahan pembukaan dan penutupan kemasan. Kadang-kadang dalam keadaan tertentu orang tidak mau bersusah payah untuk membuka tutup kemasan, seperti bila dalam perjalanan, orang akan lebih memilih susu dalam karton, misalnya susu Ultra untuk dibawa dalam perjalanan bila dibandingkan dengan susu yang dikemas dalam botol. Hal ini terjadi karena untuk membuka kemasan karton akan lebih mudah dan tidak memerlukan alat untuk keperluan itu, sedangkan untuk membuka tutup botol lebih sukar dan memerlukan alat khusus yang setiap orang akan merasa enggan untuk membawanya kemana-mana. Pembukaan kaleng susu bubuk yang dilengkapi dengan lapisan logam tipis (foil logam) sebagai segelnya adalah lebih mudah bila dibandingkan dengan pembukaan kaleng susu bubuk yang cara menyegelnya menggunakan pita logam yang disolderkan di sekelilingnya dan harus dibuka dengan menggunakan kunci yang disediakan. Tutup wadah yang dilengkapi dengan ulir akan lebih baik bila dibandingkan dengan tutup wadah yang pembukaannya harus dilakukan dengan mencongkel, karena penutupan kembali wadah dengan tutp yang dilengkapi ulir akan lebih mudah dan baik, sedangkan pada wadah yang membukanya dengan mencongkel akan timbul keengganan untuk menutup rapat-rapat agar pembukaan berikutnya dapat dilakukan dengan mudah. Akibat dari hal tersebut, sebagian isi wadah yang masih berada di dalamnya dengan penutupan yang tidak rapat akan mudah terkontaminasi.

6.

Kemudahan dan keamanan dalam mengeluarkan isi Mudah dan aman mengeluarkan isi merupakan salah satu syarat penting yang perlu diperhatikan. Isi kemasan harus dapat diambil dengan mudah dan aman, dalam arti tidak banyak tercecer, terbuang atau tersisa di dalamnya, dan tidak membahayakan keselamatan yang mengeluarkannya. Bila kemasan tersebut merupakan sebuah wadah, maka besar mulutnya harus sesuai dengan butiran atau bentuk bahan yang ada di dalamnya. Bila untuk mengeluarkannya diperlukan alat, maka besar mulut wadah tersebut harus dapat dilewati alat tersebut dengan bebas, baik dalam keadaan kososng maupun dalam keadaan isi. Bila untuk mengeluarkan isinya harus dilakukan dengan jalan menuangkan, mulut wadah harus tidak mempunyai bagian yang mengarah ke dalam yang akan menahan sebagian isinya untuk tetap berada di dalam karena sulit untuk dikeluarkan. Wadah yang berisi cairan akan lebih mudah dan baik untuk mengeluarkan isinya bila wadah tersebut dilengkapi dengan corong atau dipasangkan pompa.

7.

Kemudahan pembuangan kemasan bekas Kemasan bekas pada umumnya merupakan sampah yang pembuangannya menjadi masalah dan memerlukan biaya yang tidak sedikit untuk pengelolaannya.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

9

Pada masa kini kemasan yang pembuangannya menjadi masalah dalah behan kemasan yang terbuat dari plastik, karena bahan ini tidak dapat hancur bila dibuang ke tempat sampah dan bila dibakar. Walaupun bahan tersebut akan habis terbakar banyak pihak yang merasa keberatan untuk melakukan pembakaran plastik bekas kemasan, karena dianggap menyebabkan polusi udara, terutama di negara-negara yang telah maju. Bahan kemasan lainnya seperti yang terbuat dari logam, keramik dan bahan nabati tidak begitu menjadi masalah. Logam dan keramik sebagian besar dapat diproses kembali, sedangkan bahan nabati akan mudah dalam pengolahan sampahnya. Pada saat ini ada upaya untuk mengembangkan suatu kemasan plastik yang dapat dengan mudah sampahnya diuraikan oleh mikroorganisme, yaitu kemasan plastik biodegradabel. Kemasan ini merupakan hasil proses pencampuran antara plastik dengan bahan nabati atau hasil proses fermentasi yang menghasilkan jenis plastik tersebut, misalnya jenis plastik pululan (hasil proses fermentasi) dan plastik PE-Pati (campuran satu jenis plastik dengan bahan nabati). 8.

Ukuran, bentuk dan berat Ukuran kemasan perlu mendapat perhatian, karena mempunyai hubungan yang erat dengan penanganan selanjutnya, baik dalam penyimpanan, pengangkutan, maupun sebagai suatu alat untuk menarik perhatian konsumen. Biasanya kemasan akan disesuaikan dengan sarana yang ada, misalnya bila pengangkutannya akan dilakukan dengan menggunakan kapal terbang, tinggi dan lebarnya tidak boleh melebihi ukuran pintu pesawat terbang yang akan mengangkutnya. Bila isi kemasan tersebut untuk keperluan rumah tangga, hendaknya mempunyai ukuran standard yang dapat dilewatkan pada pintu rumahrumah tempat barang itu dipasarkan. Hal ini perlu diperhatikan agar pembukaan kemasan dapat dilakukan di dalam rumah Sebagai alat untuk menarik perhatian konsumen, ada kalanya kemasan didisain sedemikian rupa sehingga bentuknya sangat indah dan menarik, efesien dalam penyimpanan, dan kemudahan dalam pembuatan. Banyak konsumen yang tertarik pada produk yang dikemas dengan kemasan yang aneh-aneh , misalnya wadah yang berbentuk oval, berbentuk seperti patung dan sebagainya, walaupun bagi produsen sebenarnya lebih menyukai bentuk-bentuk yang mudah dalam pembuatannya dan efesien dalam penggunaan ruangan. Pada saat ini dimana hemat energi selalu didengung-dengungkan, produsen selalu berusaha untuk mengurangi berat kemasan yang digunakan, karena dengan berkurangnya berat berarti energi yang diperlukan untuk pengangkutan akan berkurang, sehingga akan menurunkan harga jual dari produk yang bersangkutan. Hal ini akan lebih menarik bagi konsumen, sehingga dapat diharapkan dapat memenangkan persaingan pasar. Karena itu produsen akan memilih bahan yang lebih ringan walaupun harga per satuan unit kemasan tidak berbeda.

9.

Penampilan dan pencetakan Kemasan harus memiliki penampilan yang lebih baik ditinjau dari segala segi, baik dari segi bahan, estetika maupun dekorasi. Dalam hal penampilan, produsen harus tahu dengan tepat kemana produk itu akan dipasarkan, karena selera masyarakat tidak akan sama. Misalnya selera masyarakat Asia dan Afrika akan jauh berbeda dengan masyarakat Eropa, demikian pula selera masyarakat

10

Jawa akan berbeda dengan masyarakat di luar Jawa, selera masyarakat kota berbeda dengan masyarakat desa. Demikianlah seterusnya sehingga penampilan kemasan tidak kalah pentingnya dibanding syarat-syarat kemasan lainnya. Masalah pencetakan sangat erat hubungannya dengan dekorasi dan label yang merupakan sarana komunikasi antara produsen dan konsumen, produsen dan distributor, serta produsen dan pengecer. Beberapa bahan ada yang perlu mengalami pencetakan label dan atau dekorasi. Untuk keperluan ini bahan kemasan harus memiliki sifat mudah dalam pencetakan, dan hasil cetakan dapat dipertahankan/tidak luntur atau hilang. Jenis kemasan lain ada yang harus mudah dicat atau ditempeli label dan bisa bertahan dalam jangka waktu tertentu atau paling tidak harus sampai ke tangan konsumen terakhir dalam keadaan baik dan utuh. Tiap kemasan tidak harus memiliki seluruh sifat-sifat yang dikemukakan, tetapi cukup memiliki sifat yang diperlukan. D. KLASIFIKASI KEMASAN 1.

Klasifikasi kemasan berdasarkan frekwensi pemakaian : a. Kemasan sekali pakai (disposable) , yaitu kemasan yang langsung dibuang setelah dipakai. Contoh bungkus plastik untuk es, permen, bungkus dari daundaunan, karton dus minuman sari buah, kaleng hermetis. b. Kemasan yang dapat dipakai berulangkali (multitrip), contoh : botol minuman dan botol kecap. Penggunaan kemasan secara berulang berhubungan dengan tingkat kontaminasi, sehingga kebersihannya harus diperhatikan. c. Kemasan atau wadah yang tidak dibuang atau dikembalikan oleh konsumen (semi disposable), tapi digunakan untuk kepentingan lain oleh konsumen, misalnya botol untuk tempat air minum dirumah, kaleng susu untuk tempat gula, kaleng biskuit untuk tempat kerupuk, wadah jam untuk merica dan lainlain. Penggunaan kemasan untuk kepentingan lain ini berhubungan dengan tingkat toksikasi.

2.

Klasifikasi kemasan berdasarkan kontak produk dengan kemasan : a. Kemasan primer, yaitu kemasan yang langsung mewadahi atau membungkus bahan pangan. Misalnya kaleng susu, botol minuman, bungkus tempe. b. Kemasan sekunder, yaitu kemasan yang fungsi utamanya melindungi kelompok kemasan lain. Misalnya kotak karton untuk wadah susu dalam kaleng, kotak kayu untuk buah yang dibungkus dan keranjang tempe. c. Kemasan tersier, kuartener yaitu kemasan untuk mengemas setelah kemasan primer, sekunder atau tersier. Kemasan ini digunakan untuk pelindung selama pengangkutan, contoh jeruk yang sudah dibungkus dimasukkan ke dalam kardus kemudian dimasukkan ke dalam kotak dan setelah itu ke dalam peti kemas.

3.

Klasifikasi kemasan berdasarkan sifat kekakuan bahan kemasan : a. Kemasan fleksibel yaitu bahan kemasan yang mudah dilenturkan tanpa adanya retak atau patah. Misalnya plastik, kertas dan foil. b. Kemasan kaku yaitu bahan kemas yang bersifat keras, kaku, tidak tahan lenturan, patah bila dibengkokkan relatif lebih tebal dari kemasan fleksibel. Misalnya kayu, gelas dan logam.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

11

c. Kemasan semi kaku/semi fleksibel yaitu bahan kemas yan memiliki sifat-sifat antara kemasan fleksibel dan kemasan kaku. Misalnya botol plastik (susu, kecap, saus), dan wadah bahan yang berbentuk pasta. 4.

Klasifikasi kemasan berdasarkan sifat perlindungan terhadap lingkungan a. Kemasan hermetis (tahan uap dan gas) yaitu kemasan yang secara sempurna tidak dapat dilalui oleh gas, udara atau uap air sehingga selama masih hermetis wadah ini tidak dapat dilalui oleh bakteri, kapang, ragi dan debu. Misalnya kaleng, botol gelas yang ditutup secara hermetis. Kemasan hermetis dapat juga memberikan bau dari wadah itu sendiri, misalnya kaleng yang tidak berenamel. b. Kemasan tahan cahaya yaitu wadah yang tidak bersifat transparan, misalnya kemasan logam, kertas dan foil. Kemasan ini cocok untuk bahan pangan yang mengandung lemak dan vitamin yang tinggi, serta makanan hasil fermentasi, karena cahaya dapat mengaktifkan reaksi kimia dan aktivitas enzim. c. Kemasan tahan suhu tinggi, yaitu kemasan untuk bahan yang memerlukan proses pemanasan, pasteurisasi dan sterilisasi. Umumnya terbuat dari logam dan gelas.

5.

Klasifikasi kemasan berdasarkan tingkat kesiapan pakai (perakitan) a. Wadah siap pakai yaitu bahan kemasan yang siap untuk diisi dengan bentuk yang telah sempurna. Contoh : botol, wadah kaleng dan sebagainya. b. Wadah siap dirakit / wadah lipatan yaitu kemasan yang masih memerlukan tahap perakitan sebelum diisi. Misalnya kaleng dalam bentuk lembaran (flat) dan silinder fleksibel, wadah yang terbuat dari kertas, foil atau plastik. Keuntungan penggunaan wadah siap dirakit ini adalah penghematan ruang dan kebebasan dalam menentukan ukuran.

E.

JENIS KEMASAN UNTUK BAHAN PANGAN

Dewasa ini berbagai jenis bahan kemasan digunakan untuk keperluan pengemasan, diantaranya bahan yang terbuat dari logam, baik yang kaku seperti kaleng atau drum maupun yang fleksibel seperti aluminium foil atau baja foil; gelas baik yang bening maupun yang berwarna; kertas baik karton maupun kertas biasa; kayu; serta plastik baik yang fleksibel, setengah kaku, maupun yang kaku. Bahan kemasan dapat terdiri dari dua lapis atau lebih yang merupakan kombinasi dari bahan-bahan seperti kertas, plastik, foil logam dengan maksud untuk memperoleh sifat yang lebih baik yang tidak mungkin dihasilkan bila hanya menggunakan satu jenis bahan kemasan yang manapun. Selain jenis-jenis kemasan di atas saat ini juga dikenal kemasan edible dan kemasan biodegradable. Kemasan edible adalah kemasan yang dapat dimakan karena terbuat dari bahan-bahan yang dapat dimakan seperti pati, protein atau lemak, sedangkan kemasan biodegradable adalah kemasan yang jika dibuang dapat didegradasi melalui proses fotokimia atau dengan menggunakan mikroba penghancur. Saat ini penggunaan plastik sebagai bahan pengemas menghadapi berbagai persoalan lingkungan, yaitu tidak dapat didaur ulang dan tidak dapat diuraikan secara alami oleh mikroba di dalam tanah, sehingga terjadi penumpukan sampah palstik yang menyebabkan pencemaran dan kerusakan bagi lingkungan. Kelemahan lain adalah bahan utama pembuat plastik yang berasal dari minyak bumi, yang keberadaannya 12

semakin menipis dan tidak dapat diperbaharui. Seiring dengan kesadaran manusia akan persoalan ini, maka penelitian bahan kemasan diarahkan pada bahan-bahan organik, yang dapat dihancurkan secara alami dan mudah diperoleh. Kemasan ini disebut dengan kemasan masa depan (future packaging). Sifat-sifat kemasan masa depan diharapkan mempunyai bentuk yang fleksibel namun kuat, transparan, tidak berbau, tidak mengkontaminasi bahan yang dikemas dan tidak beracun, tahan panas, biodegradable dan berasal dari bahan-bahan yang terbarukan. Bahan-bahan ini berupa bahan-bahan hasil pertanian seperti karbohidrat, protein dan lemak. Pemilihan jenis kemasan untuk produk pangan ini lebih banyak ditentukan oleh preferensi konsumen yang semakin tinggi tuntutannya. Misalnya kemasan kecap yang tersedia di pasar adalah kemasan botol gelas, botol plastik dan kemasan sachet, atau minuman juice buah yang tersedia dalam kemasan karton laminasi atau gelas palstik, sehingga konsumen bebas memilih kemasan mana yang sesuai untuknya, dan masingmasing jenis kemasan mempunyai konsumen tersendiri. Tingginya tuntutan konsumen terhadap produk pangan termasuk jenis kemasannya ini disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu : 1) Faktor Demografi (umur), dengan adanya program pengaturan kelahiran dan dengan semakin baiknya tingkat kesehatan maka maka laju pertambahan penduduk semakin kecil tetapi jumlah penduduk yang mencapai usia tua semakin banyak. Hal ini mempengaruhi perubahan permintaan akan pangan. 2) Pendidikan yang semakin meningkat, termasuk meningkatnya jumlah wanita yang mencapai tingkat pendidikan tinggi (universitas), menyebabkan tuntutan akan produk pangan yang berkualitas semakin meningkat. 3) Imigrasi dari satu negara ke negara lain akan mempengaruhi permintaan pangan di negara yang dimasuki. Misalnya migrasi kulit hitam ari Afrika dan Asia ke Eropa atau Amerika mempengaruhi jenis produk pangan di Eropa dan Amerika. 4) Pola konsumsi di tiap negara, misalnya konsumsi daging sapi di Amerika lebih tinggi daripada di negara-negara Asia. 5) Kehidupan pribadi (lifestyle). Saat ini jumlah wanita yang bekerja sudah lebih banyak, sehingga kebutuhan akan makanan siap saji semakin tinggi, dan ini berkembang ke arah tuntutan bagaimana menemukan kemasan yang langsung dapat dimasukkan ke oven tanpa harus memindahkan ke wadah lain, serta permintaan akan single serve packaging juga menjadi meningkat karena dianggap lebih praktis. LATIHAN SOAL : 1. Sebutkan syarat dan fungsi kemasan (masing-masing minimal 5) ! 2. Jelaskan klasifikasi kemasan berdasarkan kontak bahan dengan kemasan? 3. Bagaimana cara melakukan penyimpanan pangan yang baik di industri?

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

13

BAB 2 PENYIMPANGAN MUTU DAN KERUSAKAN BAHAN PANGAN

K ompetensi Umum

: Mahasiswa memahami penyimpangan mutu dan susut produk pangan.

Khusus : 1. Mahasiswa dapat mengetahui penyimpangan mutu dan penyusutan 2. Mahasiswa dapat memahami kerusakan kimiawi, biokimiawi, mikrobiologis dan mekanis 3. Mahasiswa dapat memahami perpindahan/perubahan air, suhu dan oksigen

A. PENYIMPANGAN MUTU

Penyusutan produk merupakan ciri dari penyimpangan produk pangan yang terdiri dari dua bagian besar yaitu penyusutan kualitatif dan penyusutan kuantitatif. Apabila produk pangan mengalami penurunan mutu sehingga tidak layak lagi untuk dikonsumsi manusia seperti terjadinya perubahan cita rasa, nilai gizi dan keamanan pangan, maka dapat dikatakan produk tersebut mengalami penyusutan kualitatif. Makanan rusak adalah makanan yang sudah kadaluarsa atau melampaui masa simpan (shelf-life). Makanan kadaluarsa terlihat masih tampak bagus, akan tetapi mutu dan nilai gizinya sudah menurun. Walaupun penyimpangan mutu dapat berarti positif yaitu secara subjektif bahan pangan menjadi lebih baik, akan tetapi pada umumnya penyimpangan mutu produk pangan diartikan negatif yaitu makanan menjadi rusak atau kadaluarsa. Produk pangan yang mengalami penurunan jumlah, bobot atau volume yang disebabkan oleh penanganan yang kurang baik ataupun gangguan biologi (proses fisiologi, serangan serangga dan tikus) disebut produk yang mengalami penyusutan kuantitatif. Susut kualitatif dan kuantitatif sangat penting dalam proses pengemasan. Apabila dibandingkan antara kedua jenis susut tersebut, maka susut kualitatif lebih berperan dalam pengemasan pangan. Pengemasan sebagai bagian integral dari proses produksi dan pengawetan bahan pangan dapat pula mempengaruhi mutu seperti : 1. Perubahan fisik dan kimia karena migrasi zat-zat kimia dari bahan kemas (monomer plastik, timah putih, timbal, korosi, dan lain-lain) 2. Perubahan aroma (flavour), warna, dan tekstur yang dipengaruhi oleh perpindahan uap air dan oksigen melalui dinding kemasan. 14

B.

PERUBAHAN BAHAN PANGAN SELAMA PENYIMPANAN

Selama penyimpanan bahan pangan akan mengalami perubahan-perubahan yang dapat terjadi pada bahan pangan segar maupun yang sudah mengalami pengolahan. Perubahan yang terjadi dapat berupa akibat dari kerusakan biokimia, kimia atau migrasi unsur-unsur kemasan ke dalam bahan pangan, mikrobiologis serta fisik dan mekanis. 1. Kerusakan Biokimiawi

Kerusakan biokimiawi terutama terjadi karena adanya reaksi kompleks pada komoditi pangan segar (belum diolah), setelah bahan-bahan ini dipanen atau dipisahkan dari induknya misalnya biji-bijian, sayur, buah, daging segar dan susu. Reaksi kompleks terjadi akibat aktivitas enzim yang ditunjang oleh kadar air yang tinggi, menyebabkan perubahan warna, tekstur, aroma dan nilai gizi. Daging segar yang rusak berwarna hijau dan bau bususk, atau perubahan warna menjadi coklat pada buah yang memar merupakan contoh kerusakan biokimiawi. 2.

Kerusakan Kimiawi dan Migrasi Unsur Bahan Kemasan Kerusakan kimiawi yang terjadi pada bahan pangan disebabkan oleh adanya migrasi komponen kemasan diantaranya penggunaan antioksidan, plastisizer, bahan pewarna serta migrasi bahan pembasmi organisme pengganggu selama penyimpanan diantaranya fungisida, dan pestisida. Pengemasan yang baik seharusnya dapat mecegah terjadinya migrasi bahan-bahan ini ke dalam bahan pangan. a. Keracunan Logam Logam-logam seperti timah, besi, timbal dan alumunium dalam jumlah yang besar akan bersifat racun dan berbahaya bagi kesehatan manusia. Batas maksimum kandungan logam dalam bahan pangan menurut FAO/WHO adalah 250 ppm untuk timah dan besi, serta 1 ppm untuk timbal. Logam-logam lain yang mungkin mencemari bahan pangan adalah air raksa/merkuri (Hg), kadmiun (Cd), arsen (Ar), antimoni (At), tembaga (Cu) dan seng (Zn) yang dapat berasal dari wadah dan mesin pengolahan atau dari campuran bahan kemasan. Logam besi masuk ke dalam makanan salah satunya akibat dari korosif yang dapat ditimbulkan/dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya asam organik, kadar nitrat, zat pengoksida atau pereduksi, lama penyimpanan, suhu, kelembaban, ada atau tidaknya bahan pelapis seperti lacquer dan enamel. Keracunan yang diakibatkan logam-logam ini dapat berupa keracunan ringan atau berat seperti mual-mual, muntah, pusing dan keluarnya keringat dingin yang berlebihan. b. Komponen Plastik

Komponen plastik dan bahan-bahan tambahan untuk pembuatan plastik (plasticizer, stabilizer, antioksidan) sering dijumpai penyebab keracunan dan pencemaran makanan terutama sifat organoleptik. Salah satu contoh plastik yang dapat menyebabkan keracunan pada makanan adalah plastik dari jenis vinil chlorida dan akrilonitril. Monomer Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

15

vinil klorida dan akrilonitril berpotensi untuk menyebabkan kanker pada manusia.

Kedua monomer ini dapat bereaksi dengan komponen-komponen DNA seperti guanin dan citosin pada vinil chlorida atau adenin pada akrilonitril (vinil cianida). Metabolit vinil chlorida berupa senjawa epoksi kloretilin oksida sangat reaktif dan bersifat karsinogenik. Tetapi metabolit ini hanya bereaksi dengan DNA bila adenin tidak berpasangan dengan citosin. Vinil asetat menimbulkan kanker tyroid, uterus dan liver pada hewan percobaan. Vinil chlorida dan vinil sianida keduanya bersifat mutagenik terhadap mikroba Salmonella typhimurium. Akrilonitril mampu menimbulkan cacat lahir pada tikus-tikus yang memakannya. Monomer-monomer lain seperti akrilat, stirena, dan metakrilat serta senjawa-senjawa turunannya seperti vinil asetat, polivinil chlorida, kaprolaktam, formaldehida, kresol, isosianat organik, heksa metil lendiamin, melamin, epidilorohidrin, bispenol dan akrilonitril dapat menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan terutama mulut, tenggorokan dan lambung. Plastisizer seperti ester posporik, ester ptalik, glikolik, chlorinated aromatik dan ester asam adipatik dapat menyebabkan iritasi. Plastisizer DBP (Dibutil Ptalat) pada PVC termigrasi cukup banyak yaitu 55-189 mg ke dalam minyak zaitun, minyak jagung, minyak biji kapas dan minyak kedele pada suhu 30oC selama 60 hari kontak. Plastisizer DEHA (Di 2-etilheksil adipat) pada PVC termigrasi ke dalam daging yang dibungkusnya (yang mengandung kadar lemak 20-90%) sebanyak 14.5-23.5 mg/dm2 pada suhu 4oC selama 72 jam.

Beberapa Plasticizer dinyatakan tidak berbahaya untuk kemasan makanan. Jenis Plasticizer ini antara lain heptil ptalat, dioktil adipat, dimetil heptil adipat, di-N-desil adipat, benzil aktil adipat, ester dari asam stearat, oleat dan sitrat. Stabilizer seperti garam-garam Ca, Mg dan Na pada umumnya digunakan sedangkan antioksidan jarang digunakan mengingat sifat karsinogenik. Toleransi maksimal yang ditetapkan di Belanda adalah 60 ppm migran di dalam makanan atau 0,12 mg per cm2 permukaan plastik, sedangkan di Jerman 0,06 mg per cm2 lembaran plastik. Bahan berbahaya setingkat dengan monomer vinil chlorida tidak boleh lebih dari 0,05 ppm, di Swedia hanya mengizinkan monomer vinil chlorida maksimal 0,01 ppm, di Jepang 0,05 ppm. Laju migrasi monomer ke dalam bahan yang dikemas tergantung dari lingkungan. Konsentrasi residu vinil klorida awal 0.35 ppm termigrasi sebanyak 0.020 ppm selama 106 hari kontak pada suhu 25oC. Monomer akrilonitril keluar dari plastik dan masuk ke dalam makanan secara total setelah 80 hari kontak pada suhu 40oC. Semakin tinggi suhu maka semakin banyak monomer plastik yang termigrasi ke dalam bahan yang dikemas. Oleh karena itu perlu penetapan tanggal kadaluarsa pada bahan yang dikemas dengan kemasan plastik. Metode dan alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan menganalisa migrasi komponen plastik dalam bahan pangan adalah pelabelan radioaktif, termogravimetri, spektrofotometer, Gas Chromatography (GC), High Performance 16

Liquid Chromatography (HPLC) dan Gas Chromatography-Mass Spectrometer (GC-MS), yang dapat mendeteksi migran dengan kadar 10-20 gram – 10-6 gram. Selain monomer plastik, timah putih (Sn) juga dapat bermigrasi pada makanan kaleng dengan batas maksimum 250 mg/kg. Sn merupakan mineral yang secara alami terdapat pada bahan pangan yaitu sebesar 1 mg/kg dan dibutuhkan oleh manusia dalam jumlah kecil. Dosis racun dari Sn adalah 5-7 mg/kg berat badan. Sn dapat mengkontaminasi bahan pangan melalui wadah/kaleng dan peralatan pengolahan. Ozon (O3) adalah senyawa pengoksidasi kuat yang umum digunakan untuk desinfeksi air minum. Sejak tahun 1982, FDA memasukkan ozon ke dalam kategori GRAS (Generally Recognized As Safe) untuk air minum dalam kemasan (AMDK). Jika praktek pengolahan AMDK dilakukan sesuai dengan GMP, maka konsentrasi ozon yang dibutuhkan pada waktu pembotolan maksimal 0.4 mg/kg. Masalah yang timbul pada proses pembuatan AMDK dengan teknik ozonisasi adalah adanya komplain dari konsumen tentang penyimpangan bau dan rasa air yang dikemas. Hal ini diduga karena adanya interaksi antara residu ozon di dalam air dengan ikatan rangkap dari polimer kemasan (plastik), yang mengakibatkan degradasi polimer menjadi komponen-komponen yang selanjutnya bermigrasi ke dalam air yang dikemas sehingga menyebabkan penyimpangan bau dan rasa. Steiner (1991) yang disitasi Song et al (2003) melaporkan bahwa kontak antara film low-density polyethylene (LDPE) dengan larutan ozon 3.6 mg/kg selama 10 menit, dapat menyebabkan terbentuknya komponen-komponen hasil degradasi film, diantaranya komponen butylated hydroxytoluene (BHT) dan butylated hydroxyanisole (BHA) teroksidasi, ester asam ptalat, alkana, keton dan peroksida. Komponen hasil degradasi ini bisa menyebabkan penyimpangan bau dan rasa pada pangan. Dekomposisi ozon di dalam air akan menghasilkan produk intermediat reaktif seperti radikal hidroksil dan superoksida. Menurut Kim et al (1999) dalam Song et al (2003), sifat reaktif ozon mungkin disebabkan oleh kemampuan oksidasi dari radikal-radikal bebas yang dihasilkan ini. Karena radikal bebas bisa langsung menyerang ikatan karbon-karbon, maka efek degradasi yang terjadi pada LDPE menjadi sangat besar. Pengaruh ozon terhadap jenis film yang lain mungkin bervariasi. Saat ini, polimer dari jenis polyethylene terephthalate (PET), high-density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP) and ethylene vinyl acetate (EVA) digunakan secara luas oleh industri AMDK untuk membuat botol maupun tutup kemasan AMDK. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa perlakuan ozon dapat mengoksidasi dan mendegradasi polimer PET, HDPE, dan PP tidak hanya di permukaan tetapi sampai ke bagian dalam dan memodifikasi sifat fungsionalnya. Ozon diduga juga memfasilitasi migrasi dari komponen residu maupun hasil dekomposisi polimer botol. Pembentukan dan migrasi komponen hasil degradasi ke dalam AMDK akan menyebabkan perubahan karakteristik sensorik produk juga masalah kesehatan pada konsumen. Song et al (2003) telah meneliti migrasi produk-produk volatil hasil degradasi dari botol PET dan HDPE serta tutup PP dan liner dari jenis EVA ke dalam air yang diproses dengan teknik ozonisasi. Strip polimer direndam dalam air destilasi bebas ion yang diberi perlakuan ozon dengan konsentrasi 0.5. 2.5 dan/atau

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

17

5 mg/kg di dalam vial ukuran 35 ml yang tertutup rapat. Selanjutnya, vial disimpan pada suhu 40oC selama 10 hari. Hasil penelitian Song et al (2003) menunjukkan bahwa migrasi komponen volatil terjadi pada sampel polimer HDPE, PP dan EVA, tetapi tidak terdeteksi pada polimer PET. Komponen volatil yang ditemukan adalah aldehid dan keton dengan panjang rantai C4-C9, yaitu butanal, pentanal, heksanal, heptanal, oktanal, nonanal, 2,2-dimetil propanal, 3-heksanon, 2-heksanon, dan heptanon. Secara umum, terjadi peningkatan konsentrasi komponen-komponen volatil dengan meningkatnya lama waktu kontak dengan ozon. Komponen volatil yang paling banyak bermigrasi adalah heksanal (14.1  0.6 µg/kg) dan berasal dari tutup PP yang diberi perlakuan ozon dengan konsentrasi 5 mg/kg dan disimpan pada suhu 40oC selama 10 hari. Penelitian ini mengindikasikan bahwa tutup PP dengan liner jenis EVA merupakan sumber utama dari terbentuknya penyimpangan bau dan rasa pada air yang di ozonisasi. Konsentrasi komponen terekstrak yang ditemukan di dalam air masih lebih rendah dari batas maksimal yang diijinkan oleh FDA (maksimal 14.9 µg/kg). Walaupun demikian, komponen-komponen volatil memiliki ambang batas organoleptik yang rendah sehingga menyebabkan penyimpangan bau dan rasa pada AMDK yang dikemasnya. 3.

Kerusakan mikrobiologis Kerusakan karena jasad renik menentukan pilihan jenis kemasan yang cocok untuk suatu produk. Kemasan yang baik akan mencegah pencemaran mikroba dan menekan pertumbuhannya dalam kemasan. Hal ini ada hubungannya dengan aktivitas air. Hubungan antara aktivitas air (aw) dengan jenis mikroba dapat dilihat pada Tabel 2.1. Tabel 2.1. Aktivitas air (aw) minimun untuk pertumbuhan mikroorganisme Mikroorganisme aw minimum Bakteri 0.90 Khamir 0.62 Kapang 0.62 Bakteri Osmofilik 0.75 Ragi Osmofilik 0.61 Faktor-faktor yang mempengaruhi kontaminasi mikroorganisme pada bahan pangan diantaranya : a. Kontaminasi dari udara atau air melalui lubang pada kemasan yang ditutup secara hermetis. b. Penutupan (proses sealer) yang tidak sempurna c. Panas yang digunakan dalam proses sealer pada film plastik tidak cukup karena sealer yang terkontaminasi oleh produk atau pengaturan suhu yang tidak baik. d. Kerusakan seperti sobek atau terlipat pada bahan kemasan. Keawetan dari bahan pangan yang sudah disterilisasi, diiradiasi atau dipanaskan dengan pemanasan Joule atau ohmic sangat dipengaruhi oleh kemasan

18

bahan pangan. Permeabilitas kemasan terhadap uap air dan gas akan mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme, terutama terhadap mikroorganisme yang anaerob patogen. Untuk melindungi bahan pangan yang dikemas terhadap kontaminasi mikroorganisme, maka perlu dipilih jenis kemasan yang dapat melindungi bahan dari serangan mikroorganisme. Faktor-faktor yang perlu

dipertimbangkan dalam seleksi jenis kemasan antara lain : a. Perlindungan isi produk terhadap kontaminasi mikroba dari luar ke dalam b. Kemungkinan berkembangbiaknya mikroba di ruangan antara produk dengan tutup (head space). c. Serangan mikroba terhadap material kemasan. 4.

Kerusakan Fisik dan Mekanis

Beberapa komoditi pangan seperti telur, buah-buahan segar, biskuit, produk-produk kering sangat memerlukan perlindungan terhadap faktorfaktor mekanis. Faktor-faktor mekanis tersebut yaitu : a. Stress atau tekanan fisik Kerusakan ini disebabkan oleh jatuh (dropping), gesekan (shunting) dan tumbukan. b. Vibrasi (getaran) Vibrasi dapat mengakibatkan kerusakan kemasan dalam perjalanan dan distribusi (penyok, isi berhamburan). Penggunaan bahan anti getaran sangat diperlukan untuk menanggulanginya. Tumpukan barang atau kemasan, jenis transportasi (darat, laut, udara) dan jenis barang sangat menentukan macam perlindungan yang harus diberikan untuk mencegah hancurnya bahan. Selain itu perlu perlindungan terhadap debu, sengatan panas dan serangan serangga. Debu berupa partikel halus atau kasar yang lebih ringan dari udara. Jika partikel-partikel ini bersatu, makin lama makin besar sehingga mengendap dan mengotori produk. Beberapa bahan pangan misalnya buah-buahan yang segar, telur dan biskuit merupakan produk yang sangat mudah rusak dan memerlukan tingkat perlindungan yang lebih tinggi untuk mencegah gesekan antara bahan, seperti penggunaan kertas tissue, lembaran plastik, kertas yang dibentuk sebagai kemasan individu (misalnya karton untuk telur, wadah buah dan lain-lain). Bahan- bahan pangan lain, dilindungi dengan cara mengemasnya dengan kemasan yang kaku dan pergerakannya dibatasi dengan dengan kemasan plastik atau stretch/shrink film yang dapat mengemas produk dengan ketat. Peti kayu atau drum logam merupakan kemasan dengan perlindungan mekanis yang baik Kemasan ini sekarang sudah digantikan dengan bahan komposit yang lebih murah yang terbuat dari kotak serat (fiberboard) dan polipropilen.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

19

C. PERPINDAHAN AIR DAN GAS Perpindahan air dan gas yang merupakan proses kehilangan atau peningkatan air/gas merupakan faktor yang penting dalam penentuan masa simpan dari produk pangan. Kemasan memberikan kondisi mikroklimat bagi bahan yang dikemasnya, dan kondisi ini ditentukan oleh tekanan uap air/gas dari bahan pangan pada suhu penyimpanan dan permeabilitas kemasan. Pengendalian kadar air/gas pada kemasan dan bahan pangan dapat mencegah kerusakan oleh mikroorganisme dan enzim, menurunnya nilai penampilan (tekstur) bahan, kondensasi di dalam kemasan yang mengakibatkan pertumbuhan mikroba atau mencegah freezer burn pada bahan pangan beku. 1. Perpindahan Air Mekanisme perpindahan air pada bahan pangan ditunjukkan oleh kurva isotermi sorpsi air yang menggambarkan hubungan antara kadar air bahan pangan dengan kelembaban relatif keseimbangan ruang tempat penyimpanan bahan atau akivitas air (aw) pada suhu tertentu. Pada umumnya kurva isotermi sorpsi bahan pangan berbentuk sigmoid (menyerupai huruf S) dan isotermi sorpsi ini dapat menunjukkan pada kadar air berapa dicapai tingkat aw yang diinginkan ataupun dihindari, serta terjadinya perubahan-perubahan penting kandungan air yang dinyatakan dalam aw. Bentuk kurva isotermi sorpsi adalah khas untuk setiap bahan pangan, dan daerah isotermiknya dapat dibagi menjadi 3 bagian seperti terlihat pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1. Bentuk Umum Kurva Isotermi Sorpsi Air Bahan Pangan Daerah I merupakan absorpsi air yang bersifat satu lapis air (monolayer) dan berada pada RH antara 0-20%, daerah II menyatakan terjadinya pertambahan lapisan di atas satu lapis molekul air (multilayer) yang terjadi pada RH antara 2070%, dan daerah III merupakan daerah dimana kondensasi air pada pori-pori mulai terjadi (kondensasi kapiler). Secara analogi kesetimbangan kelembaban relatif (ERH) dapat dinyatakan sebagai berikut : ERH = aw x 100 …………………………..…...............………..(1) aw = P/P0………………………………………………............(2) dimana : P = tekanan uap air pada suhu tertentu P0 = tekanan uap air jenuh pada suhu yang sama

20

Apabila tidak terjadi kesetimbangan, misalnya terdapat perbedaan kelembaban relatif antara produk dengan lingkungannya atau antara satu produk dengan produk lainnya, maka terjadi perpindahan uap air. Perpindahan uap air ini berlangsung dari produk yang mempunyai tekanan uap air lebih tinggi ke produk yang bertekanan rendah. Di samping itu sifat hidrofilik dan hidrofobik dari bahan pangan akan mempengaruhi perpindahan air. Produk yang hidrofilik tidak mungkin melepaskan air sedangkan yang bersifat hidrofobik dapat melepaskan air bebasnya dengan mudah. Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya aktivitas air (aw) bahan pangan berperan sangat penting pada kerusakan mikrobiologis, seperti ditunjukkan pada Tabel 2.2 dikemukakan contoh jenis mikroba pada berbagai kondisi ERH atau aw. Tabel 2.2. Hubungan jenis makanan dengan ERH dan pertumbuhan mikroba No

Jenis Makanan

1 2

Makanan yang mudah rusak (daging segar, buah, sayuran, krim) Daging asin, kornet

3

Produk bakery

4

Selai (jam)

5 6

Produk manisan Kue kering

ERH (%) 100 95 90 85 80 75 70 65 60

Jenis Mikroba Mikroba penghasil racun, bakteri Mikrococcus, ragi, Staphylococcus aureus Kapang Kapang Ragi, bakteri osmofilik Ragi, bakteri osmofilik

Untuk mencari besarnya kesetimbangan kadar air dapat diuraikan seperti contoh soal berikut ini : Produk A dan B mempunyai RH yang berbeda (B>A), sehingga terjadi transfer uap air dan terjadilah kesetimbangan kadar air produk. Jika kadar air awal A dan B (berat kering) adalah MA1, MB1 dan Kelembaban relatif A dan B adalah RA, RB serta kadar air pada saat kesetimbangan MA2 dan MB2, tentukan besarnya ERH yang dilambangkan dengan R ? Jawab :

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

21

Dimana :

Berat A = WA Berat B = WB Diasumsikan antara fungsi RA dan R serta RB dan R adalah linier dengan demikian : MA2 – MA1 Arah Y1 =

= SA R – RA

SA (R – RA) = (MA2 – MA1) WA Kenaikan berat A =

SA.WA (R-RA) (MA2 – MA1) =

100 Penurunan berat B = kenaikan berat A - SB.WB (R-RB)

SA.WA (R-RA) =

100

100

R.WA.SA + R.WB.SB = WA.SA.RA + WB.SB.RB WA.SA.RA + WB.SB.RB ERH = R = WA.SA + WB.SB 2.

Grafik Sorpsi Isotermik Untuk Pengemasan

Gambar 2.2. Kurva sorpsi isotermik

22

100

a. Daerah monolayer Kisaran RH daerah ini adalah 0 – 20 %, disebut daerah ambang batas ketengikan, karena air yang ada sangat terbatas terikat pada permukaan, hanya cukup untuk melindungi produk dari serangan oksigen. Selama air masih melindungi produk, oksigen tidak akan bereaksi. Jika air dikurangi, grup polar dari produk dalam keadaan terbuka sehingga O2 bereaksi dan menyebabkan ketengikan. Bila produk pangan disimpan pada kelembaban relatif di bawah daerah monolayer akan terjadi : (1). Kenaikan peroksida karena dekomposisi ikatan hidroperoksida dengan ikatan hidrogen. (2). Hilangnya warna merah muda (pink) karena rusaknya pigmen. (3). Berkurangnya air yang tersedia untuk membentuk hidrasi dari trace metal sehingga reaksi katalisa aktif. Contoh produk yang harus dijaga RH-nya agar tetap berada di daerah monolayer adalah tepung putih telur, pangan semi basah seperti dodol, produk spray dried seperti susu bubuk. b. Daerah Multilayer Daerah multilayer berada pada kisaran RH : 20 – 70 %. Daerah teraman berada pada kisaran 20 – 55 %. Kenaikan kelembaban relatif tidak berpengaruh nyata terhadap ERH. Apabila produk pangan disimpan pada kondisi daerah multilayer teraman akan terbebas dari kemungkinan reaksi pencoklatan non enzimatik (reaksi Maillard). Begitu RH meningkat melebihi 60 % maka aktivitas reaksi pencoklatan non enzimatik mulai meningkat pula. Hubungan antara kelembaban relatif (RH) dengan aktivitas reaksi pencoklatan non enzimatik dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini :

Gambar 2. 3. Hubungan antara kelembaban relatif dengan aktivitas reaksi browning non enzimatik Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

23

Kenaikan uap air disertai suhu yang tinggi menaikkan laju reaksi Maillard, disebabkan oleh reaksi antara karbonil dengan gugusan amino dari protein yang mengembang. Selain itu pada akhir daerah (lebih dari 60 % RH), kemungkinan terjadi ketengikan yang disebabkan oleh hidrolisa lemak menjadi asam lemak bebas karena hadirnya air bebas dan suhu tinggi. Hidrolisa tersebut diaktifkan oleh lipase, liposidase dan sebagainya. c. Daerah kondensasi kapiler Daerah ini mempunyai RH di atas 70 %, air bebas yang tersedia cukup banyak sehingga sangat optimal bagi beberapa reaksi seperti : (1). Reaksi kimia : reaksi pencoklatan yang disebabkan oleh aktivitas enzim (2). Kerusakan yang disebabkan oleh mikroorganisme (3). Kerusakan tekstur dan sifat-sifat reologi dari produk. Untuk dapat menentukan daerah monolayer pada kurva sorpsi isotermik dapat digunakan metode BET (Branaun, Emmet, dan Teller) dengan persamaan-persamaan berikut ini. p 1 (c-1) p = + x …………………………………………(3) a(p0-p) amc amc 100 dimana : p = tekanan uap air produk p0 = tekanan uap air jenuh a = kadar air amc = kadar air monomoleculer layer p Jika RH =

p x 100 dan persamaan (3) dibagi dengan

p0 RH

1 =

a(100-RH)

24

, maka 100

(c-1) RH +

amc

amc 100

bila digambarkan dalam bentuk fungsi linier, maka

Bila 1/amc dan arah garis tan  = (c-1)/amc100 diketahui, maka nilai c dapat dicari. Dengan demikian diperlukan pengamatan mengenai : (1). Kadar air produk untuk setiap tingkat kelembaban relatif (2). Membuat grafik hubungan antara RH dengan RH a(100-RH) (3). Mencari intersept = 1/amc, sehingga kadar air monomoleculer layer dapat dicari (% amc) 3. Cara-cara Perlindungan Produk Dalam Kemasan Berpedoman pada uraian sebelumnya maka langkah-langkah untuk dapat melakukan perlindungan produk pangan atau hasil pertanian dalam kemasan dari kemungkinan perpindahan air antara lain sebagai berikut : a. Mencegah masuknya uap air Produk kering terutama yang bersifat hidrofilik harus dilindungi terhadap masuknya uap air. Umumnya produk-produk ini memiliki ERH yang rendah, sebab itu harus dikemas dalam wadah yang mempunyai nilai permeabilitas air rendah untuk mencegah produk yang berkadar gula tinggi merekat, atau produk tepung menjadi basah sehingga tidak lagi bersifat mawur (free flowing). b. Mencegah keluarnya uap air Untuk komoditi yang memiliki kadar air tinggi seperti buah, sayur dan daging penguapan air dari bahan yang dikemas harus dijaga supaya tetap segar, atau tidak mengerak di bagian atasnya. Untuk mencegah keluarnya uap air dari produk dapat dilakukan dengan mengatur sirkulasi udara di luar kemasan. c. Mengontrol uap air Untuk produk-produk yang dapat berkeringat jika hari panas dan berkondensasi jika dingin, maka kontrol uap air harus dijaga. Misalnya untuk produk pangan semi basah (Intermediate Moisture Food) dikemas dengan jenis pengemas semi-permeabel. 4. Perpindahan Gas Bahan pangan yang mengandung lemak atau komponen lain yang sensitif terhadap oksigen memerlukan kemasan yang permeabilitasnya terhadap oksigen rendah. Bahan pangan segar dengan tingkat respirasi dan kelembaban relatif yang tinggi membutuhkan derajat permeabilitas yang tinggi untuk memungkinkan perpindahan oksigen dan karbon dioksida ke lingkungan atmosfir di sekitarnya tanpa kehilangan kadar air yang menyebabkan kehilangan berat dan penyusutan/ pengeriputan bahan. Bahan pangan yang didinginkan membutuhkan pengontrolan terhadap pergerakan uap air keluar dari kemasan untuk mencegah terjadinya kondensasi di dalam kemasan jika suhu penyimpanan berubah.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

25

Kemasan harus impermiabel terhadap aroma yang diinginkan dari bahan pangan, misalnya kopi dan makanan ringan juga untuk mencegah masuknya bau seperti pada tepung atau makanan berlemak. Kemasan juga harus dapat mencegah masuknya warna dari plastisizer, tinta pencetak kemasan, perekat atau pelarut yang digunakan dalam pembuatan kemasan. Kemasan gelas dan logam kedap terhadap gas dan uap, sedangkan film plastik mempunyai kisaran permeabilitas yang luas tergantung pada ketebalan, komposisi kimia serta struktur dan orientasi molekul di dalam film plastik. Bau yang berasal dari kemasan plastik dapat timbul dari : 1) Pembentukan gugus karbonil apabila plastik polietilen dipanaskan pada suhu tinggi. 2) Zat antioksidan yang dapat mengadakan interaksi dan membentuk produk yang berbau. 3) Pecahan-pecahan molekul pada kemasan. Oksigen dapat menyebabkan terjadinya proses oksidasi yang tidak diinginkan bagi produk- produk yang peka terhadap oksigen seperti vitamin A dan C. Pencegahan reaksi oksidasi dapat dilakukan dengan cara : a) Pengaturan kadar oksigen Konsentrasi oksigen pada ruang penyimpanan atau di dalam kemasan untuk produk yang peka terhadap oksigen adalah 3-5%. Konsentrasi oksigen di bawah 2% menyebab-kan terjadinya respirasi anaerob yang dapat mengakibatkan kebusukan pada bahan. b) Pengaturan kadar CO2 Konsentrasi CO2 untuk penyimpanan komoditi pertanian adalah 5-10% (kecuali untuk penyimpanan apel, tomat dan jeruk). c) Pengemasan dalam kemasan kedap udara Kemasan kedap udara (vakum) digunakan untuk mengemas keju dan makanan bayi. Penyimpanan dengan cara pengaturan komposisi udara atau pengaturan konsentrasi oksigen dan karbondioksida dikenal dengan penyimpanan dengan pengendalian atmosfir. Ada beberapa metode penyimpanan dengan pengendalian atmosfir , yaitu Controlled Atmosphere Storage (CAS), Modified Atmosphere Storage (MAS), dan Hypobaric Storage. Controlled amosphere storage adalah metode penyimpanan dengan pengendalian konsentrasi oksien dan karbondioksida secara terus menerus sesuai dengan konsentrasi yang diinginkan. Modified Amosphere Storage adalah penyimpanan dimana perubahan komposisi udara disebabkan oleh aktivitas respirasi dari produk yang dikemas. Hypobaric Storage adalah penyimpanan dengan tekanan rendah sehingga terjadi penurunan konsentrasi oksigen dan peningkatan konsentrasi karbon dioksida. D. PERUBAHAN SUHU Pengaruh insulasi dari kemasan ditentukan oleh konduktivitas panas dan reflektivitas dari kemasan. Bahan kemasan yang konduktivitas panasnya rendah misalnya kotak karton, polystirene atau poliuretan akan mengurangi pindah panas konduksi dan bahan kemasan yang reflektif seperti alumunium foil akan merefleksikan panas. Pengendalian suhu penyimpanan merupakan hal penting untuk dapat menjaga bahan pangan dari perubahan suhu. Jika kemas-an dipanaskan misalnya sterilisasi dalam kemasan atau makanan siap saji yang dipanaskan di dalam microwave, maka kemasan yang digunakan harus tahan terhadap suhu tinggi.

26

E.

PENGARUH CAHAYA

Transmisi cahaya ke dalam kemasan dibutuhkan agar kita dapat melihat isi dari kemasan tersebut. Tetapi untuk produk-produk yang sensistif terhadap cahaya, misalnya lemak yang akan mengalami oksidasi dengan adanya cahaya atau kerusakan riboflavin dan pigmen alami, maka harus digunakan kemasan yang opaq (berwarna gelap) sehingga tidak dapat dilalui oleh cahaya. Jumlah cahaya yang dapat diserap atau ditransmisikan tergantung pada bahan kemasan, panjang gelombang dan lamanya terpapar oleh cahaya. Beberapa bahan kemasan seperti polietilen densitas rendah (LDPE) mentransmisikan cahaya tampak (visible) dan ultraviolet, sedangkan kemasan polivinil klorida (PVC) mentransmisikan cahaya tampak tapi cahaya ultraviolet akan diabsorbsi. Perubahan yang terjadi akibat cahaya antara lain adalah : 1) Pemudaran warna, seperti pada daging dan saus tomat. 2) Ketengikan pada mentega (terutama jika terdapat katalis Cu). 3) Pencoklatan pada anggur dan jus buah-buahan. 4) Perubahan bau dan menurunnya kandungan vitamin A,D,E,K dan C, serta penyimpangan aroma bir.

LATIHAN SOAL : 1. Penyusutan kualitatif pada bahan pangan lebih penting daripada penyusutan kuantitatifnya, jelaskan mengapa? 2. Perubahan yang terjadi pada bahan pangan selama penyimpanan terdiri atas perubahan biokimia, kimia, migrasi unsur dalam kemasan, dan perubahan fisik. Sebutkan perubahan fisik yang terjadi pada bahan pangan selama penyimpanan, dan jelaskan penyebab dan dampaknya?

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

27

BAB 3 KEMASAN GELAS K ompetensi Umum

: Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis kemasan gelas produk pangan

Khusus :

1. Mahasiswa mengetahui sejarah perkembangan kemasan gelas 2. Mahasiswa memahami karakteristik kimia dan fisik gelas 3. Mahasiswa mampu mengenal proses pembuatan dan teknik penutupan wadah gelas

A. PENDAHULUAN Wadah gelas telah digunakan selama berabad-abad lamanya dan tetap merupakan media pengemasan yang penting saat ini. Secara fisik, gelas adalah suatu cairan dengan viskositas sangat tinggi yang mengalami pendinginan. Secara kimia, wadah gelas adalah suatu campuran oksida anorganik dari berbagai jenis komposisi. Sebagian besar wadah gelas adalah dari tipe soda-kapur-silika. Dari hasil penelitian diketahui unsur-unsur yang terdapat pada gumpalan bening tersebut adalah silika oksida (SiO2), kalsium oksida (CaO) dan natrium oksida (Na2O). Dari proses kejadiannya yaitu perapian di atas pasir putih yang banyak mengandung kulit kerang, serta bongkahan soda abu, maka diketahui bahwa bahan gelas dapat dibuat dengan cara mereaksikan atau meleburkan bahan campuran pasir pantai sebagai sumber silika (SiO2), kulit kerang sebagai sumber kapur (CaO), dan abu kayu atau soda abu sebagai sumber natrium (Na2O). Atas dasar penemuan itu, bangsa Asiria dan Mesir Kuno membuat gelas dari pasir kuarsa, kulit kerang dan arang kayu. Tetapi gelas yang dihasilkan ternyata sangat kental sehingga sangat sulit dibentuk dengan cara tiup, sehingga hanya dapat digunakan untuk membuat manik-manik dan gelang untuk perhiasan. Hal ini kemudian diketahui bahwa pada arang kayu yang mereka gunakan mengandung unsur kalium oksida (K2O) dan bukan natrium oksida (Na2O). Bangsa Venesia mengembangkan pembuatan gelas menggunakan arang rumput laut sebagai sumber natrium oksida, sehingga gelas yang dihasilkan lebih encer dan mudah dibentuk dengan cara ditiup. Oleh karena itu, bangsa Venesia dapat membuat bejana dari gelas untuk keperluan sehari-hari dan gelas seni yang indah. Pada saat itu gelas masih berwarna hijau dan coklat yang disebabkan karena tingginya kadar besi dan adanya pewarna lain dalam bahan baku. Perkembangan teknologi dalam proses peleburan gelas menggunakan suhu yang lebih tinggi, karena adanya penemuan bahan tahan api untuk bejana peleburan gelas. Dengan adanya penemuan ini maka pembuatan berkembang dengan pesat serta menggunakan bahan-bahan lain seperti pasir kuarsa, batu kapur dan bahan kimia lainnya. 28

Kota-kota pusat gelas di dunia adalah Alexandria, Tyre dan Sidon. Seni membuat gelas berkembang pada pemerintahan Julius Caesar di Romawi , dimana pada zaman itu barang-barang gelas biasa digunakan di rumah tangga. Pada abad ke XVI perdagangan glass blower yaitu alat untuk membuat perkakas gelas secara tradisional sangat maju. Gelas yang dihasilkan dari alat ini disebut flint glass yaitu gelas dari silika murni hasil karya pengrajin Venezia. Saat ini penggunaan glass blower terbatas di laboratorium aau industri kerajinan. Di beberapa negara glass blower ini sudah dimusiumkan untuk promosi parawisata seperti gelas atau kristal Stourbridge di Dudby yang diiklankan untuk parawisata tahun 1908. Wadah gelas dalam bentuk botol dikenalkan oleh seorang dokter untuk sistem distribusi susu segar yang bersih dan aman pada tahun 1884. Mekanisasi pembuatan botol gelas besar-besaran pertama kali tahun 1892. Wadah-wadah gelas terus berkembang hingga saat ini, mulai dari bejana-bejana sederhana hingga berbagai bentuk yang sangat menarik. Sebagai bahan kemasan, gelas mempunyai kelebihan dan kelemahan. Kelebihan kemasan gelas adalah :  Kedap terhadap air, gas , bau-bauan dan mikroorganisme  Inert dan tidak dapat bereaksi atau bermigrasi ke dalam bahan pangan  Kecepatan pengisian hampir sama dengan kemasan kaleng  Sesuai untuk produk yang mengalami pemanasan dan penutupan secara hermetis  Dapat didaur ulang  Dapat ditutup kembali setelah dibuka  Transparan sehingga isinya dapat diperlihatkan dan dapat dihias  Dapat dibentuk menjadi berbagai bentuk dan warna  Memberikan nilai tambah bagi produk  Rigid (kaku), kuat dan dapat ditumpuk tanpa mengalami kerusakan Kelemahan kemasan gelas :  Berat sehingga biaya transportasi mahal  Resistensi terhadap pecah dan mempunyai thermal shock yang rendah  Dimensinya bervariasi  Berpotensi menimbulkan bahaya yaitu dari pecahan kaca. B.

SIFAT KIMIA DAN FISIK

Secara fisika gelas dapat didefinisikan sebagai cairan yang lewat dingin (supercolled liquid), tidak mempunyai titik lebur tertentu dan mempunyai viskositas yang tinggi (> 103 Poise) untuk mencegah kristalisasi. Secara kimia gelas didefinisikan sebagai hasil peleburan berbagai oksida anorganik yang tidak mudah menguap yang berasal dari peruraian senyawa-senyawa kimia dimana struktur atomnya tidak menentu. 1. Komposisi Kimia Gelas terdiri dari oksida-oksida logam dan non logam. Bahan baku pembuatan gelas adalah :  Pasir silika (SiO2)  Soda abu (Na2CO3) yang dengan pembakaran pada suhu tinggi akan terbentuk Na2O sehingga gelas tampak jernih . Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

29

 Batu kapur (CaO) yang berfungsi untuk memperkuat gelas  Pecahan gelas (kaca) disebut cullet (calcin), untuk memudahkan proses peleburan. Cullet kadang-kadang ditambahkan dengan persentase 15-20%.  Al2O3 dan boraksida (B2O3), titanium dan zirconium untuk meningkatkan ketahanan dan kekerasan gelas.  Borax oksida pada gelas boroksilikat seperti pyrex berfungsi agar gelas lebih tahan pada suhu tinggi.  Na2SO4 atau As2O3 untuk menghaluskan dan menjernihkan. Senyawa-senyawa kimia ini dapat dibagi menjadi 3 bagian besar, yaitu: 1) Bahan pembentuk gelas (glass former) mempunyai sifat membentuk gelas. 2) Bahan antara (Intermediate) mempunyai sifat pembentuk gelas, tetapi tidak mutlak. 3) Bahan pelengkap (modifier) tidak mempunyai sifat membentuk gelas. Berdasarkan jumlahnya, maka bahan dasar pembentuk gelas dapat dibedakan menjadi : a) Major material (berjumlah besar), yaitu pasir silika, soda abu, batu kapur, feldspar dan pecahan gelas (cullet). b) Minor material (berjumlah kecil), yaitu natrium sulfat, natrium bikroma, selenium dan arang. Pasir silika tanpa bahan lain dapat dibuat menjadi wadah gelas tapi tidak praktis karena untuk peleburannya diperlukan suhu 1760-1870oC. Penambahan soda abu akan menurunkan suhu peleburan pada keadaan yang mudah dipraktekkan yaitu 1426-1538oC, sehingga soda abu disebut juga FLUXING AGENT. Untuk membuat agar kemasan gelas bersifat inert dan netral maka gelas dicelupkan dalam larutan asam. Untuk melindungi permukaan kemasan gelas maka diberi laminasi silikon polietilen glikol atau polietilen stearat. Susunan Kimia secara lenkap kemasan gelas jenis white flint dapat pada tabel 3.1. Tabel 3.1. Susunan Kimia Kemasan Gelas Jenis White Flint Komposisi Kimia Rumus Kimia Silika SiO2 Soda Abu Na2O Potasium Oksida

Persentase 73.0 13.0 0.44

Batu Kapur (Kalsium Oksida) Magnesium Oksida Alumunium Oksida

K2O CaO MgO Al2O3

Besi Oksida

Fe2O3

0.049

SO3

0.19

Belerang Tri Oksida

11.7 0.19 1.43

Sifat gelas yang stabil menyebabkan gelas dapat disimpan dalam jangka waktu panjang tanpa kerusakan, namun kadang-kadang jika kondisi gudang kurang baik maka dapat merusak label dan sumbat. Wadah gelas inert dalam penggunaan bahan yang mengandung asam kuat atau alkali, tetapi dengan air dapat terjadi pengikisan komponen tertentu, misalnya : 30

 Air destilata (aquadest) dalam wadah gelas flint akan mengikis 10-15 ppm NaOH selama 1 tahun.  Penambahan boron 6% dalam gelas borosilikat mengurangi pengikisan hingga 0.5 ppm selama 1 tahun. Gelas yang disimpan pada kondisi dimana suhu dan RH berfluktuasi maka terjadi kondensasi air dari udara sehingga garam-garam dapat terlarut keluar gelas, peristiwa ini disebut blooming. 2.

Warna Gelas Warna gelas dapat diatur dengan menambahkan sejumlah kecil oksidaoksida logam seperti Cr, Co dan Fe. Sifat semi opaq diberikan dengan penambahan florin. Penambahan senyawa-senyawa tersebut dilakukan pada proses pembuatan wadah gelas. Daftar bahan tambahan untuk memberikan warna pada gelas dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 3.2. Berbagai Bahan Tambahan Kimia untuk Memberi Warna Gelas Warna Bahan Tambahan Merah Tembaga, Tembaga Oksida, Kadmium Sulfida Kuning Besi Oksida, Antimon Oksida Kuning Kehijauan Krom Oksida Hijau Besi Sulfat, Krom Oksida Biru Kobalt Oksida Ungu Mangan Hitam Besi Oksida dalam jumlah banyak Opaq Kalsium Florida Abu-abu Karbon dan Senyawa Belerang

3.

Sifat Kedap Gas dan Pelapisan Gelas Wadah gelas kedap terhadap semua gas sehingga menguntungkan bagi minuman berkarbonasi karena kecepatan difusinya sama dengan 0. Wadah gelas barrier terhadap benda padat, cair dan gas sehingga baik sebagai pelindung terhadap kontaminasi bau dan cita rasa. Sifat-sifat ketahanan gelas dapat diawetkan dengan cara memberi lapisan yang tidak bereaksi dengan gelas, misalnya minyak silikon, oksida logam, lilin. Resin, belerang, polietilen.

4.

Sifat Tahan Panas Gelas bukan benda padat, tapi benda cair dengan kekentalan yang sangat tinggi dan bersifat termoplastis. Sifat fluida gelas bervariasi menurut suhu. Titik lebur dan titik beku tidak diketahui, dan ini merupakan keadaan kaca. Bahan gelas sesuai digunakan untuk produk pangan yang mengalami pemanasan seperti pasteurisasi atau sterilisasi. Gelas jenis pyrex tahan terhadap suhu tinggi. Umumnya perbedaan antara suhu bagian luar dan bagian dalam gelas tidak boleh lebih dari 27oC, sehingga pemanasan botol harus dilakukan perlahanlahan. Konduktivitas panas gelas 30 kali lebih kecil dari pada konduktivitas panas besi, hal ini dapat digambarkan dalam grafik pada Gambar 3.1.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

31

Gambar 3. 1. Perubahan sifat kekentalan gelas dan logam karena perubahan suhu 5.

Sifat Mekanis Walaupun mudah pecah tetapi gelas mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi. Wadah gelas lebih tahan terhadap kompresi dari dalam dibandingkan tekanan dari luar. Sifat seperti ini penting untuk pembotolan minuman berkarbonasi. Daya tahan gelas dapat mencapai 1,5 x 105 kg/cm2. Daya tahan ini dipengaruhi oleh komposisi, ketebalan dan bentuk dari wadah gelas. Daya tahan relatif dari berbagai bentuk gelas dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3. Daya tahan relatif dari berbagai bentuk gelas. Bentuk Kemasan Ratio Kekuatan Relatif Silinder 10 Ellips (2:1) 5 Persegi dengan sudut bulat 2.5 Persegi dengan sudut tajam 1

Gelas tidak tahan vibrasi serta perbedaan tekanan dan suhu yang besar. Untuk menghitung besarnya tekanan (stress) yang menyebabkan gelas menjadi pecah/retak maka digunakan persamaan Griffith sebagai berikut :

 = tekanan yang dapat menyebabkan gelas pecah (Nm-2) f G = kerja untuk memecahkan gelas (Jm-2) E = Modulus Young (Nm-2) L = Panjang retakan (mm) Contoh : Kekuatan untuk dapat memecahkan wadah dari suatu gelas adalah 2 x 108 Nm-2 dan tetapan Modulus Young 5 x 109, jika diasumsikan besarnya kerja untuk memecahkan gelas = 1.3 Jm-2 maka panjangnya retakan = 0.325 mm. 32

C. JENIS-JENIS GELAS Berdasarkan komponen-komponen penyusunnya yang terdiri dari oksida-oksida, baik logam maupun non logam, maka dikenal berbagai jenis gelas yaitu : a)

Fused Silica Gelas fused silica dibuat dengan meleburkan pasir. Ciri-ciri gelas ini adalah koefisien ekspansinya rendah dan titik lunaknya cukup tinggi sehingga memberikan tahanan terhadap panas yang baik. Gelas ini juga memberikan transmisi terhadap cahaya ultra violet yang baik.

b)

Alkali Silika Gelas alkali silikat mudah larut dalam air dan banyak digunakan sebagai perekat karton atau melapisi kulit telur supaya tahan terhadap serangan bakteri. Konstituen penyusunnya terutama adalah pasir dan soda abu.

c)

Gelas Soda-Kapur Silikat Gelas ini merupakan gelas yan paling banyak diproduksi. Komposisinya membuat gelas ini mempunyai titik lebur yang tidak terlalu tinggi dan cukup kental sehingga tidak mengkristal dan mempunyai daerah kekentalan yang baik untuk proses pembuatannya. Bahan utama gelas soda kapur silikat adalah SiO2, CaO, Na2O, Al2O3, MgO dan K2O. Gelas ini mempunyai tingkat ketahanan kimia yang rendah atau tingkat alkalinitasnya tinggi.

d)

Gelas Barium Gelas barium banyak digunakan untuk pembuatan gelas optik karena mempunyai indeks reflaksi yang tinggi, sehingga banyak digunakan untuk pembuatan lensa kacamata bifokus dan panel layar monitor televisi atau komputer.

e)

Gelas Borosilikat Gelas borosilikat mempunyai koefisien ekspansi terhadap goncangan rendah, tahan terhadap serangan kimia, dan mempunyai tahanan listrik yang tinggi. Kandungan gelas borosilikat adalah 13-28% B2O3 dan 80-87% silika. B2O3 bertindak sebagai fluks terhadap silika. Gelas borosilikat banyak digunakan untuk keperluan industri dan laboratorium. Contohnya gelas email yang merupakan gelas pelapis, mempunyai titik lebur yang rendah, sehingga aplikasi pelapisan dapat dilakukan pada suhu yang rendah dan tidak melebihi titik lunak gelas.

f)

Gelas Aluminosilikat Gelas aluminosilikat mengandung  20% alumina, sejumlah kecil CaO atau MgO dan kadang- kadang menggunakan sedikit B2O3 sebagai fluks. Proses peleburan dan pembuatan gelas tipe ini lebih sukar daripada gelas borosilikat. Gelas tipe ini mempunyai titik lunak yang tinggi dan koefisien ekspansi yang rendah sehingga sering digunakan untuk pembuatan termometer suhu tinggi, pipa-pipa pembakaran dan lain-lain.

g)

Gelas Spesial Yang termasuk gelas spesial adalah gelas spesial adalah gelas yang berwarna, gelas oval, gelas foto sensitif, gelas pengaman (safety glass), gelas optik, fiber glass dan gelas keramik.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

33

h)

Gelas Kristal Gelas kristal disebut juga lead glass, memiliki tingkat kecemerlangan yang tinggi sehingga banyak digunakan sebagai gelas seni (art glass). Gelas kristal mengandung timbal (PbO) antara 20-74%, sehingga tidak bisa digunakan untuk makanan dan minuman, melainkan hanya untuk barang hiasan dan barang teknis. Tingkat kecemerlangan gelas kristal sesuai dengan tingginya kadar timbal. Gelas ini juga mempunyai densitas yang lebih besar dari gelas soda kapur silikat, sehingga dengan kadar PbO yang lebih tinggi, maka gelas kristal dapat digunakan sebagai perisai nuklir, pada alat-alat yang menggunakan teknologi nuklir. Contoh produk gelas kristal adalah gelas seni dan berbagai jenis lensa, gelas elekronika, dan gelas solder yaitu bahan penyambung dua jenis gelas.

D. PROSES PEMBUATAN WADAH 1.

Bahan Dasar Bahan dasar dalam pembuatan gelas adalah : a. Oksida Pembentuk Gelas Bahan pembentuk gelas yang terbaik adalah pasir kuarsa yang merupakan sumber SiO2. Silika adalah bahan yang sulit untuk melebur serta memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk meleburkannya, yang tidak mungkin dapat ditahan oleh dapur pelebur. Jika silika sudah dapat dilebur maka kekentalannya sangat tinggi dan gelembung-gelembung yang timbul selama peleburan sulit untuk dikeluarkan.

2.

34

b.

Bahan Pelebur Bahan pelebur berfungsi untuk mengurangi kekentalan silika yang telah dileburkan dan memungkinkan suhu peleburan silika yang lebih tinggi hingga 1000oC, memberikan sifat alir dan sifat muai pada hasil peleburan gelas, memungkinkan gelembung-gelembung yang terjadi selama proses peleburan dapat keluar dengan sendirinya.

c.

Bahan Stabilisasi Gelas yang dihasilkan dari hasil peleburan silika merupakan gelas yang larut dalam air sehingga tidak dapat digunakan untuk keperluan industri. Gelas ini biasanya digunakan untuk perekat karton atau untuk melapisi kulit telur masak agar terlindung dari serangan bakteri. Untuk membuat agar gelas menjadi tidak larut dalam air dan tahan terhadap zat-zat kimia maka perlu ditambahkan bahan stabilisasi yaitu CaCO3, MgCO3 dan Al2O3.

d.

Bahan Penyempurna Bahan penyempurna dalam pembuatan gelas terdiri dari :  Bahan pelembut untuk menghilangkan bliser atau seed (seperti berbiji) pada gelas yang dihasilkan. Bahan pelembut yang digunakan adalah sulfat atau arsen oksida bergantung pada jenis gelas.  Bahan pewarna sperti oksida cobalt, chrom dan oksida besi.

Proses Pembuatan Kemasan Botol Gelas Tahapan dalam proses pembuatan kemasan gelas sebagai berikut :  Bahan baku dicampur merata secara otomatis.

 Kemudian dimasukkan ke dalam tanur untuk dilelehkan dengan suhu 15001600oC ada yang 1300oC).  Tungku pembakaran membara terus menerus dan dikendalikan oleh sistem (panel) pengendali.  Sebelum dicetak suhu diturunkan hingga 1000-1200oC dan lelehan gelas didiamkan beberapa saat.  Cairan gelas dialirkan ke dalam mesin pembuat botol  Lelehan dipotong-potong dengan ukuran yang ditetapkan dalam bentuk gumpalan kasar.  Gumpalan meluncur ke pencetakan pertama (cetakan Parison).  Pembentukan dan pencetakan dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu : 1) Hembus Ganda (Blow and Blow) untuk gelas berleher sempit (botol) 2) Tekan dan Hembus (Press and Blow) untuk gelas berleher lebar.  Dipindahkan ke cetakan akhir atau cetakan wadah yaitu cetakan yang sebenarnya dengan ukuran tertentu  Dibawa ke ruang “lehr” pendingin yang bersuhu 450oC.  Wadah dipanaskan kembali (proses annealing).  Kemudian perlahan-lahan didinginkan dari suhu 575-600oC menjadi 450oC dengan adanya aliran udara. Proses ini bertujuan untuk membuat wadah gelas menjadi tidak rapuh atau mudah pecah.  Dilakukan pengawetan gelas dengan cara pre-cooling yang berfungsi untuk menjaga kompresor agar udara yang terhisap hanya udara yang dalam keadaan bersih dan tidak mengandung air. Di Indonesia teknologi pre-cooling pertama kali ditemukan oleh PT.Iglas (Persero).  Dilakukan pengawasan mutu ketika botol keluar dari cetakan, yang terdiri dari uji coba mekanis, elektris dan visual di pabrik atau di laboratorium.

Bahan Baku Tungku Pembentukan Gumpalan Cetakan Parison Cetakan Wadah Pelapisan Wadah Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

35

Pelapisan Permukaan Annealing Lehr

Gambar 3. 2. Skema Pembuatan Wadah Gelas 3.

Pengujian Mutu Kemasan Gelas a. Hot end Checker Melaksanakan pengujian muttu gelas end hot, untuk mengetahui secara dini cacatcacat botol yang terjadi dan langsung diinformasikan ke unit forming untuk dilakukan perbaikan agar produk yang dihasilkan sesuai dengan persyaratan mutu yang telah ditetapkan. Cacat tersebut melipui cacat visual dan cacat dimensional. b. Cold end Checker Melakukan pengujian botol yang keluar dari Annealing lehr baik yan polos maupun yang ber- ACL secara visual dengan pengamatan dan secara dimensional dengan menggunakan peralatan.

E.

KEMASAN GELAS RINGAN

Kemasan gelas ringan merupakan gagasan dari produsen kemasan gelas untuk mengadakan inovasi terutama pada botol minuman ringan berkarbonasi (carbonated drinks) agar dapat bersaing dengan kemasan plastik, kemasan karton dan kaleng yang lebih praktis, lebih ringan dan lebih murah. Berat kemasan gelas ringan (light weight bottle) yang volume 425 g adalah 180 g, dan ini berarti terjadi pengurangan berat sebesar 57.6% jika dibandingkan dengan kemasan botol konvensional yang beratnya mencapai 425 g. Hal ini memungkinkan penanganan yang lebih mudah dan biaya transportasi yang lebih murah. 1.

Kekuatan Kemasan Gelas Ringan Untuk menjamin kekuatan kemasan gelas ringan yang bertanya kurang dari 50% dari kemasan gelas konvensional, maka dilakukan tambahan proses yang disebut Hot Ending Coating dan Cold End Coating. Hot end coating adalah suatu proses penyemprotan botol-botol yang suhunya masih sekitar 600oC dengan suatu bahan kimia (senyawa tin –organis) untuk menguatkan botol tersebut, sedangkan cold end coating adalah suatu proses penyemprotan botol-botol pada suhu sekitar 80oC dengan suatu senyawa organis yaittu Carbonax 4000 yang merupakan nama dagang dari Poly ethylene Glikol atau asam oleat, agar botol-botol menjadi lebih licin, sehingga mempunyai daya tahan terhadap goresan. Dengan adanya proses tambahan ini, maka kemasan gelas ringan menjadi lebih kuat dari kemasan gelas konvensional.

2.

Teknik Hot End Coating dan Cold End Coating Botol-botok kemasan yang baru keluar dari cetakan suhunya masih tinggi yaitu sekitar 550oC. Botol-botol yang masih berada di atas conveyor mesin yaitu di

36

antara mesin cetakan dan annealing lehr diberi proses coating dengan cairan Tin Tetra Chloride atau larutan senyawa Tin organis maupun senyawa tin organis padat dengan cara menyemprotkan atau menguapkan. Hasil akhir dari lapisan coating ini berupa Tin oksida yang terikat kuat pada permukaan botol. Tebal lapisan coating yang diperlukan adalah 20-60 c.t.u. (coating-thickness-unit). Pada ketebalan lapisan tersebut, dengan mata telanjang tidak dapat terlihat adanya lapisan di permukaan botol. Keebalan lapisan lebih dari 60 c.t. u. tidak bermanfaat lagi sehingga merupakan pemborosan dari material yang cukup mahal. Di samping itu lapisan coating yang terlalu tebal menyebabkan dapat terlihat oleh mata telanjang adanya lapisan tersebut. Lapisan coating yang berupa tin oksida ini berfungsi menambah kekuatan (mechanical strength) dari botol, namun dapat mengurangi kelicinan permukaan botol, sehingga tidak tahan terhadap goresan. Untuk itu diperlukan coating yang kedua yaitu Cold End Coating. Botol-botol yang telah mengalami Hot End Coating, terus melewati Annealing Lehr (proses pendi-nginan lambat). Pada suhu sekitar 130oC botol-botol disemprot dengan Carbowax 4000 (nama dagang dari Polyhylene Glikol atau Asam Oleat). Cold End Coating ini dilakukan dengan cara menyemprotkan cairan Carbowax 4000 dengan menggunakan spray gun di atas conveyor Annealing Lehr. Selain Cold End Coating dengan cara penyemprotan, juga dilakukan pembentukan kabut dari Carbowax 4000 oleh suatu atomizer (air operated venturi system). Kabut tersbut kemudian dialirkan ke bagian Annealing lehr dimana terdapat botol-botol dengan suhu sekitar 120-140oC. Lapisan Cold End Coating ini menempel dengan kuat ke permukaan botol dan juga tidak terlihat oleh mata telanjang. Fungsi lapisan cold end coating adalah menjadikan permukaan botol licin, sehingga mengurangi koefisien geseran (coeficient of friction). 3.

Karakteristik Kemasan Gelas Ringan Jika dibandingkan kemasan gelas konvensional, maka kekuatan fisik kemasan glas ringan sudah cukup memadai, seperti terlihat pada Tabel 3.4. Proses lain yang dapat diberikan untuk kemasan gelas ringan adalah plastishield coating sebagai pengganti cold end coating. Pada umumnnya plastishield coating ini juga berfungsi sebagai decorating, karena plastishield yang dipakai adalah decorated plastishield. Proses decorating plastishield ini adalah pross menyelubungi botol dengan selubung dari decorationg plastishield pada suhu kamar, kemudian dilanjutkan dengan proses shrinking pada suhu 60oC sehingga decorating plastishield melekat kuat pada permukaan luar botol. Tabel 3.4.

Karakteristik teknis kemasan gelas ringan dibandingkan kemasan gelas konvensional

Produk yang Kapasitas dikemas (ml) Cola

1000

Berat Kemasan (g) Gelas Ringan

Gelas konvensional

580

740

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Rasio Pengurangan Berat (%) 21,6

Kekuatan Gelas Gelas Ringan konvensional 650

34,4 lb-in

37

0range Ade

1000

395

650

39,2

464

12,4 lb-in

Sake

1800

535

1050

49.0

396

10.0kg-cm

Sake

1800

450

1050

57.1

330

8.0 kg-cm

sake

900

350

450

22.2

456

8.3 kg-cm

Orange Juice

1000

305

700

56.4

435

10.4 kg-cm

Soy Sauce

1000

265

700

62.1

364

7.8 kg-cm

Sumber : PT.Iglas (1989) 4.

Keuntungan Kemasan Gelas Ringan Pada umumnya kemasan gelas ringan digunakan untuk sekali pakai, sehingga perusahaan pembotolan tidak menerima kembali botol bekas pakai tersebut, dan mereka tidak memerlukan waktu dan biaya untuk mengumpulkan botol-botol bekas dari tempat yang jauh dengan resiko yang besar. Perusahaan pembotolan juga idak memerlukan biaya untuk investasi mesin pencuci botol bekas, sehingga bebas dari biaya pencucian dan resiko pecah pada waktu proses pencucian. Keuntungan bagi konsumen makanan dan minuman adalah mereka selalu menerima kemasan makanan/minuman yang senantiasa baru, bersih, mulus dan indah. Bagi produsen kemasan gelas yang sering mengalami kesulitan dalam suplay cullet (pecahan beling), bisa tertolong dengan sistem one-way-bottle ini karena mudah mengumpukan botol-botol bekas untuk digiling menjadi cullet. Di samping itu dengan pengurangan berat sekitar 30-50%, maka produsen kemasan gelas dapat memanfaatkan penambahan produknya dalam unit pada kapasitas terpasang yang sama. Dengan pengurangan berat ini juga produsen dapat menjual produknya lebih murah, dan hal ini dapat menguntungkan pihak perusahaan pembotolan. Sifat-sifat kemasan gelas konensional juga terdapat pada kemasan gelas ringan, yaitu bersifat inert, kuat terhadap gaya himpitan (tidak penyot), tahan pada suhu relatif tinggi sehingga dapat dipasteurisasi serta bersifat transparan.

F.

TEKNIK MENUTUP WADAH

Penutupan wadah merupakan bagian penting dalam proses pengemasan. Bagian penutup sering merupakan bagian terlemah dari sistem perlindungan terhadap gangguan dari luar. Cara penutupan dapat menyebabkan tutup (sumbat) sebagai pembawa jasad renik. Bahan yang umum digunakan sebagai penutup :  Besi (kaleng)  Alumunium  Gabus  Plastik Bahan-bahan penutup ini dapat bersifat kaku atau flexibel. Sumbat dari kaleng atau besi dilapisi dengan sejenis vernis untuk menghindari kontak langsung dengan bahan pangan. Penutup seperti ini digunakan untuk menahan tekanan dalam minuman bergas, bir dan makanan yang dipanaskan dalam wadah tertutup. Sumbat alumunium 38

digunakan untuk air mineral, minuman tanpa gas, susu, yoghurt dan sebagainya. Sumbat dari plastik digunakan untuk minuman yang tidak bergas dan makanan dalam bentuk krim atau tepung (powder). Berdasarkan fungsinya penutup wadah gelas di bagi atas 3 golongan, yaitu : 1) Penutup yang dirancang untuk menahan tekanan dari dalam wadah gelas (Pressure Seal) Tipe ini digunakan untuk minuman-minuman berkarbonasi, dan mencakup :  Screw in-Screw Out atau Screw On-Screw Off  Crimp On Lever Off, Crimp On Screw Off atau Crimp On Pull Off  Roll On (Spin On) Screw Off Contoh tipe ini adalah : sumbat gabus atau penutup polietilen atau penutup sekrup, penutup mahkota (penutup dari timah yang dilapisi dengan gabus atau polivinil klorida) atau penutup sekrup dari aluminium. 2) Penutup yang dapat menjaga keadaan hampa udara di dalam wadah gelas (Vacuum Seals). Penutup ini mencakup :  Screw on twist off  Press on Prise Off atau Press On Twist Off  Two-piece screw on screw off, atau Roll on Screw off  Crimp on Prise off Tipe ini digunakan untuk penutup kemasan hermetis atau bahan-bahan pangan yang diawetkan dan kemasan pasta. 3) Penutup yang dirancang semata-mata untuk mengamankan produk pangan yang ada di dalam wadah (Normal Seals) Penutup ini mencakup :  One or Two piece-pre threaded, screw on, screw off  Lug type screw on, twist off  Roll on (spin on), screw off  Press on, prise off  Crimp on prise off, atau crimp on screw off  Push in pull out, atau Push on pull off Contoh penutup tipe ini adalah gabus atau gabus sintetis yang dipasang pada penutup timah, penutup polyetilen atau alumunium, penutup plastik atau logam dan alumunium foil. LATIHAN SOAL : 1. Sebutkan kelebihan dan kelemahan kemasan gelas dibandingkan dengan kemasan lainnya? 2. Senjawa kimia pembentuk kemasan gelas di bagi dalam tiga bagian, sebutkan ! 3. Untuk memberikan warna pada gelas menjadi kuning dan hijau ditambahkan bahan kimia apa saja, sebutkan! 4. Bila diketahui kekuatan untuk dapat memecahkan wadah dari suatu gelas adalah 3 x 108 Nm-2 dan tetapan Modulus Young 5 x 109, jika diasumsikan besarnya kerja untuk memecahkan gelas = 2.3 Jm-2 maka menurut persamaan Griffith, tentukan panjang retakan gelas? 5. Gambarkan skema proses pembuatan gelas! 6. Berdasarkan fungsinya penutup gelas dibagi dalam tiga golongan, sebutkan!

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

39

BAB 4 KEMASAN KERTAS DAN KARTON

K ompetensi Umum

40

: Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis kemasan kertas dan karton produk pangan

Khusus :

4. 5. 6. 7.

Mahasiswa mengetahui sejarah perkembangan kertas Mahasiswa mengetahui proses pembuatan dan jenis kertas Mahasiswa mampu mengenal amplop, kantong dan karton Mahasiswa mampu mengenal kertas komposisi dan tube karton

MBUATAN KERTAS 1. Bahan baku

A. PRO SES PE

Pada umumnya kertas dibuat dari selulosa kayu atau merang padi . Selulosa tersebut diberi perlakuan kimia, dihancurkan dan dipucatkan. Kemudian dibentuk lapisan dan akhirnya dikeringkan. Bila dilihat dari komposisinya, kayu terdiri dari 50% selulosa, 30% lig-nin, dan bahan yang bersifat adhesif dalam lamela tengah (lihat Gambar 4.1); serta 20% karbohidrat seperti xylan, mannan, resin, tanin dan gum. Serat kayu lunak Lamella Serat kayu keras Lumen

0,33 cm 0,11 cm

Gambar 4.1. Penampang melintang serat kayu

OH

OH

CH2OH O

Gambar 4.2. Molekul selulosa Dalam pembuatan kertas dari kayu, serat dipisahkan dan disusun kembali secara acak, membentuk suatu lembaran dengan ukuran dan sifat-sifat tertentu . Cara pembuatan kertas tergantung pada type kayu dan lembaran akhir yang diingini. Karena kayu merupakan bahan alami, maka susunan seratnya sangat Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

41

beragam. Perbedaan jenis kayu dan perbedaan dalam kondisi pertumbuhannya akan menyebabkan keragaman yang besar dalam struktur seratnya. Kayu lunak adalah istilah yang digunakan dalam industri kertas untuk pohon yang berdaun jarum, sedangkan kayu keras yaitu untuk pohon yang berganti daun dimana daunnya brjatuhan pada musim tertentu. Perbedaan utama pada pembuatan kertas dari panjang seratnya. Kayu keras panjang seratnya kurang dari 0,25 cm sedangkan kayu lunak panjang seratnya dapat ebih dari 0,625 cm (lihat gambar). Maka kayu keras dapat dijadikan lembaran halus tetapi tidak sekuat yang terbuat dari kayu lunak. Iklim selama pertumbuhan juga mempengaruhi kwalitas pulp. 2. Proses Pemisahan Selulosa Kayu a. Pulp kayu dasar Kayu gelondongan dibawa ke penggilingan pulp, kulit kayu dikeluarkan dan dibuang atau digunakan sebagai bahan bakar. Tiga macam metoda digunakan untuk memisahkan kayu gelondongan menjadi pulp. Metoda pertama yaitu pulp kayu dasar dibuat dengan menghancurkan kayu gelondongan dengan gilingan batu sambil air disemprotkan kepermukaan gilingan batu untuk mengeluarkan material yang telah digiling. Gilingan batu berbentuk silinder dan kayu gelondongan diletakkan pada suatu sisi paralel dengan sumbu batu gilingan, agar keseluruhan panjang kayu gelondogan hancur dalambeberapa saat. Metoda ini hanya digunakan untuk kayu lunak, karena kayu keras umumnya akan berubah menjadi serbuk yang tak berguna ketika dilakukan dengan penggilingan dengan cara ini. Semua komponen kayu digunakan dalam proses ini, seperti lignin dan karbohidrat yang menyusun separuh dari kayu, tidak terbuang. Hal ini berlawanan dengan proses yang menggunakan bahan-bahan kimia, dimana elemen-elemen ini terbuang. b. Pulp Kimiawi Metode kedua untuk membuat pulp adalah dengan proses kimia, yang memberikan hasil lebih baik daripada cara mekanis lansung. Kayu dimasukkan dalam bahan kimia untuk mengeluarkan lignin dan karbohidrat, hasilnya mempunyai kwalitas yang lebih tinggi. Metoda kimia yang tertua adalah “proses soda” yang ditemukan di Inggris pada tahun 1851 dan masih banyak digunakan ( kurang lebih 2% dari produksi pulp. Dalam metoda ini soda kaustik (sodium hidroksida) dan soda abu (sodium karbonat) digunakan untuk melarutakan komponen-komponen kayu yang tak diinginkan. Proses soda umumnya digunakan untuk pulp dari kayu keras. Proses sulfat juga dikenal sebagai “proses kraft”, digunakan pertama kali untuk kayu lunak. Sodium sulfit menggantikan sodium karbonatyang dipakai pada proses sebelumnya, proses-proses lainnya hampir sama. Produk pulp yang paling kuat dengan metoda ini dan dinamai “kraft” (kuat sangat deskriptif). Pulp sulfat berwarna coklat dan sukar diputihkan, sebaliknya pulp soda warnanya lebih terang dan teksturnya lebih halus. Kekuatan pulp sulfat berada antara pulp

42

kayu dasar dan pulp “kraft”. Lebih jauh persentase terbesar dari pulp kertas dibuat dengan proses sulfat Proses sulfit adalah suatu reaksi asam, berbeda dengan proses soda dan proses sulfat yang bersifat alkali. Cairan yang dimasak adalah larutan kalsium atau magnesium bisulfit dan asam sulfit. Metoda ini umumnya digunakan untuk kayu lunak dan hasilnya berupa pulp yang warnanya lebih terang, kekuatannya lebih tinggi daripada pulp soda tetapi tidak sekuat pulp kraft. Kira-kira 15 % produksi pulp dibuat dengan cara ini. c. Pulp semi kimiawi Merupakan kombinasi cara kimia dan alat-alat mekanis yang digunakan untuk membuat pulp dari kayu.. Perendaman dalam soda kaustik atau sodium sulfit netral adalah untuk melunakkan lignin dan karbohidrat yang terikat bersama-sama serat-serat, kemudian digiling dalam piringan penghalus. Metoda semi kimiawi ini umumnya digunakan untuk kayu keras, biaya untuk menghasilkan pulp rendah dengan sebagian besar lignin tertahan . Pulp semikimiawi sukar diputihkan dan dapat berubah menjadi kuning bila dikenai sinar matahari. Penggunaannya untuk bahan yang membutuhkan kekuatan dan kekakuan dan warna dipentingkan. Misalnya untuk media kardus. Kira-kira 10% dari keseluruhan pulp dihasilkan dengan cara kimiawi. 3. Pembuatan pulp Alat penghancur yang digunakan untuk memasak pulp dioperasikan pada suhu 150 C, dibawah tekanan kira-kira 7 kg per cm (100 psi). Kayu yang telah dijadikan potongan-potongan kecil, dimasak beberapa jam kemudian ditutup keras-keras membentuk “blow pit” dimana bahan ini dibersihkan. Selanjutnya diputihkan dengan satu atau lebih bahan kimia , seperti kalsium hipoklorit, hidrogen peroksida atau kalsium dioksida. Setelah pemucatan atau pemutihan (bleaching) menurunkan kekuatan pulp, penting dipertimbangkan antara kecerahan lembaran akhir atau sifat daya rentang. Kehilangan kekuatan kertas dapat dibuat sekecil mungkin dengan cara bertingkat yaitu menggunakan bahan kimia dan tahap-tahap pemucatan. 4. Pembuatan kertas “Slurry” untuk membuat kertas mengandung 96 % air dan 4 % padatan. Bahan ini dimasukkan dalam pengaduk, berkas-berkas serat terpisah dan terjadi hidrasi fibril dimana fibril yang berikatan secara fisik dan kimia dengan air menjadi basah keseluruhannyasupaya mengembang. Lapisan kambium yang mengelilingi setiap serat pecah, karena serat-serat membesar dan fibril membuka yang dalam proses ini disebut fibrilisasi. Beberapa penyusutan atau pemecahan serat tak dapat dihindari, tetapi berbagai usaha memungkinkan dilakukan untuk mempertahankan panjang serat.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

43

Sedikit pengadukan akan menghasilkan kertas dengan daya serap tinggi dan daya robek tinggi. Dengan pengadukan lebih lanjut kertas menjadi lebih padat, tetapi daya robek menurun. Bahan-bahan perekat seperti resin, pati dan tawas pembuat kertas ditambahkan kedalam alat pengaduk untuk memberikan daya tahan air dan daya ikat tinta. Tanpa bahan perekat tersebut sukar dilakukan pencetakan pada kertas karena tinta menyebar dan terendam dalam lembaran. Peranan lain dari bahan perekat juga mempengaruhi sifat adhesif yang selanjutnya berperan dalam kemasan. Bahan-bahan lain yang dapat ditambahkan kedalam pengaduk adalah bahan untuk warna, kecerahan, kekakuan dan untuk sifat-sifat khas yang sama. Hal ini didapat dengan memasukkan titanium dioksida, sodium silikat, tanah diatome, kasein, lilin dan kapur. Dari pengaduk adonan kemudian dibawa ke silinder penyadap setelah terlebih dahulu dijernihkan pada “refiner jordan”. Silinder penyadap dengan seperangkat pisau-pisau tertutup rapat berputar dengan cepat bersama-sama memecah serat. Dari sini, campuran pulp dengan perekat dan bahan-bahan pengisi (sebagai bahan pelengkap) dimasukkan kedalam “headbox”, yang diteruskan pada mesin pembuat kertas. B. JENIS-JENIS KERTAS 1. Karakteristik umum Ada dua jenis kertas yang utama digunakan sekarang yaitu kertas kasar dan kertas halus. Semua kertas yang digunnakan untuk kemasan diklasifikasikan sebagai kertas kasar. Kertas halus yang digunakan sebagai kertas tulis surat obligasi, buku besar, buku dan kertas sampul. Kertas yang paling kuat dan paling banyak digunakan untuk kemasan adalah yang kita kenal sebagai kertas sebagai kertas kraft dengan warna alami. Kertas kraft dibuat dari kayu lunak dengan proses sulfat, beratnya bervariasi mulaidari 7 sampai 41 kg. Karakteristik berbagai jenis kertas dapat dilihat pada Tabel 15. Kertas kraft jarang dibuat tanpa calendering, sehingga ketika dijadikan tas, permukaan kasar akan mencegah atau melindunginya dari kerusakan mekanis dalam tumpukan. Sering kertas diberi penghalusan akhir dalam “calender stack” pada mesin kertas. Kertas krep (kerisut) dibuat dengan menurunkan tekanan rol dan kecepatan wire sehingga kertas ini terbentuk dan keriput pada rol penekan. Sudut pisau yang menggores kertas pada rol juga membantu kerisut pada kertas. Sampai 300 % kerutan dalam satu arah dapat dibuat dengan cara ini. Perpanjangan kertas dibuat dengan membawa lapisan tipis kertas kering diantara lapisan karet dibawah pengaruh tekanan, dan memungkinkan lapisan tersebut mengendur sampai mereka dibawa ke mesin pembuat kertas. Kertas yang dibuat dengan cara ini akan merenggang sebanyak 7 % pada arah mesin dan 5 % pada arah melintang, ini sangat berguna untuk tas yang dindingnya berlapis-lapis dan untuk penggunaan lain yang membutuhkan benturan kuat. Kraft yang dipucatkan dan setengah dipucatkan adalah kertas-kertas putih yang sangat kuat walaupun mereka kehilangansebagian sifat kekuatan lengketnya selam proses pemutihan. Kekuatan basah dari kertas diperoleh dengan menambahkan formaldehida atau 44

urea-formaldehida resin pada bahan kertasnya. Setelah perendaman dengan panas selama beberapa menit atau pada suhu kamar selama beberapa minggu, kertas yang diperlakukan dengan cara ini, daya rentang keringnya bertahan 20– 40% ketika air jenuh 2. Kertas glasin dan kertas tahan minyak. Kedua jenis kertas ini dibuat dengan memperpanjang pengocokan pulp dalam persiapannya sebelum ke mesin pembuat kertas. Penampakan dan sifatsifat kertas ini seluruhnya harus dibuat dari pulp tanpa suatu bahan tambahan. Kertas glasin sama dengan kertas tahan minyak, dengan permukaan seperti gelas, dan transparan. Istilah “greaseproof” digunakan untuk kertas dari bahan yang berhubungan dengan sifat-sifat tahan minyak itu. Seperti halnya glasin, “greaseproof”, mempunyai daya tahan yang tinggi terhadap lemak, gemuk dan minyak. Tidak tahan terhadap air walaupun permukaannya telah dilapisi dengan bahan tahan air seperti lak dan lilin. Kertas glasin dijadikan bahan dasar untuk laminat. Bahan-bahan lain dapat dimasukkan untuk tujuan tertentu seperti plasticizer untuk kelembutan dan kelenturan kertas yang digunaakan untuk produk-produk yang lengket, antioksidan digunakan untuk memperlambat ketengikan dan sebagai penghambat untuk mencegah pertumbuhan kapang dan khamir. 3. Kertas perkamen (perchament). Walaupun kertas tahan lemak kadang-kadang dinamakan “perkament mekanis”, akan tetapi perkamen biasanya ditujukan untuk “vegetable perchement”. Jenis kertas ini dibuat dengan melewatkan air dimana pulp kimia yang bermutu tinggi melalui suatu bak asam sulfat, kemudian dicuci seluruhnya dan dikeringkan dengan alat pengering kertas. Asam menyerang permukaan serat selulosa membentuk amiloid seperti jeli, sejenis pati keras yang diisikan diantara serat dan menghasilkan bahan yang mempunyai daya sobekan yang tinggi dengan sifat-sifat khas yang lebih kuat ketika basah daripada ketika kering. Kertas perkamen ini mempunyai ketahanan lemak yang baik, khususnya pada berat yang lebih tinggi dan mempunyaai kekuatan basah (wet sterngth) yang baik sekali walaupun dalam air mendidih. Kertas ini mempunyai permukaan bebas serat, tidak berbau dan tidak berasa. Kertas perkamen sering disebutkertas glasin karena sifatnya yang transparan atau translusid. Vegetable perchement tidak mempunyai daya hambat yang baik untuk gas-gas, kecuali mungkin pada berat yang lebih tinggi, kecuali bila dilapisi dengan bahan-bahan yang tertentu. Kertas ini umumnya digunakan untuk kemasan mentega, margarin, biskuit yang berkadar lemak tinggi, keju, ikan (basah, kering, digoreng), daging (segar, kering, diasap, dimasak), hasil ternak lainnya, teh dan kopi. 4. Kertas lilin (wax). Hampir semua jenis kertas dapat diberi lilin dan yang menjadi masalah adalah jenis lembaran kertas dasar apa yang sesuai untuk digunakan . Untuk itu Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

45

dibutuhkan dibutuhkan kertas sulfit bermutu tinggi untuk bahan makanan atau yang mutunya lebih rendah untuk mengemas bahan-bahan yang kurang peka. Dalam hal ini dilakukan beberapa cara penggabungan lilin dengan kertas. Lilin dapat ditambahkan dalam jumlah sedikit dalam proses pembuatan kertas atau dapa ditambahkan pada lembaran akhir dengan perlakuan lilin kering atau lilin basah. Bahan dasarnya adalah lilin parafin yang mempunyai titik cair 46 – 740 C dicampur dengan salah satu bahan berikut : microcrystalline wax yang mempunyai titk cair 54 – 880 C, polietilen (titik cair 100 – 1240 C) atau petrolatum (titik cair 40 – 520 C). Kertas wax adalah salah satu penghambat air dengan biaya rendah dan mempunyai ketahanan yang baik terhadap gemuk dan karakteristik daya rekat panas yang baik, sangat berguna untuk mengemas bendabenda seperti makanan, sabun, tembakau dan produk-produk sejenisnya. Pada proses pelapisan lilin pada kertas yang kemudian dibawa keatas rol pemanas sehingga lilin tetap cair dan masuk kedalam kertas, maka produknya dinamakan kertas wax kering. Jika rol pemanas dihilangkan, lilin memadat pada permukaan kertas, maka disebut kertas wax basah. Lilin dapat digunakan pada satu sisi atau kedua sisi kertas. Umumnya kertas wax kering tidak disarankan sebagai pelindung air, seperti halnya kertas wax basah. 5. Daluang (Containerboard). Dua jenis “containerboard” yang banyak digunakan untuk membuat karton beralur yaitu “lineboard” dan “corrugating medium”. Containerboard adalah salah satu jenis kertas yang banyak dibuat oleh industri-industri (Hanlon, l971). Corrugating medium dibuat dengan berat 13 kg dengan ketebalan 0,023 cm. Umumnya dibuat dari kayu keras dengan proses sulfat, walaupun beberapa jenis merang masih sering digunakan. Lineboard berasal dari kayu cemara atau kayu lunak lainnya. Pembuatannya menggunakan mesin “fourdrineir” dan jenis lineboard ini disebut juga kertas Kraft. 6. Chipboard. Dalam pembuatan chipboard kertas koran bekas dan sisa-sisa kertas lainnya dimasukkan ke dalam pengaduk dengan berbagai ukuran bahan dan bahan pengisi. Bahan yang telah tersedia ini dimasukkan ke alat pemnuat kertas dengan proses yang teratur menghasilkan berbagai macam kertas dan kotak karton (boxboard). Jika bahan ini dijadikan kertas kelas ringan , dikenal dengan nama perdagangannya yaitu “bogus”. Kertas jenis ini kadang-kadang digunakan sebagai pelindung atau bantalan yang secara luas diguanakan untuk melindungi barang pecah belah dan barang yang mudah pecah lainnya dalam distribusi. Kertas bogus dapat digunakan juga sebagai kertas pembungkus, mempunyai daya rentang yang rendah dan sering digunakan sebagai pemisah atau dikerutkan dan diisikan kedalam ruang kosong sebagai pengisi. Dalam pembuatan karton lipat bahan-bahan tertentu harus ditambahkan untuk memberikan karakteristik pembungkusan yang diperlukan dan biasanya bagian atau pulp asal yang diputihkan dilekatkan pada suatu sisi dalam mesin pembuat kertas. Kadang46

kadang bagian belakang juga dibuat dari pulp bermutu baik serta kandungan pulp kimia yang tinggi, ini berbeda dengan pulp mekanis yang merupakan komponen utama bahan pengisi yang dinamakan “newsback”. Lapisan putih dapat dilekatkan pada bagian depan, jika ini diinginkan dengan menggunakan pulp yang telah diputihkan, dicampurkan untuk mendapatkan kecerahan yang diinginkan. Kemasan karton lipat dibuat dengan ketebalan yang berbeda-beda mulai dari 13 point (0,013 in = 0,0033 cm ) sampai 53 point (0,053 in = 0,135 cm). Sebagian besar dari jenis karton ini mempunyai ketebalan mulai dari 16 point. Kotak karton yang paling berat dibuat dari “nonbending chipboard”. Paling banyak digunakan untuk pembungkus buku dan kotak sepatu. Kecerahan kotak karton dinyatakan dalam nilai reflektif yang dibandingkan dengan kecerahan magenesium oksida yang diberi nilai 100. Kecerahan yang tinggi diinginkan dalam bahan pengemas, dalam hal ini kotak karton tergantung pada kualitas bahan dan metode pemutihan bersama-sama dengan pengisi dan pelapis yang digunakan. Pada tabel 4.1 dapat dilihat tingkat kecerahan dalam persen berbagai jenis kotak karton. Permintaan untuk “solid bleached sulfate” meningkat terutama untuk penggunaan tertentu seperti karton untuk pembungkus mentega, pembungkus bacon pengemas produk-produk makanan beku dan kemasan kosmetika Tabel 4.1. Kecerahan dari berbagai jenis Boxboard Persentase Jenis Kotak Karton Refleksif *) Single manila-lined chip 42 – 46 Bleached manila-lined chip 56 – 60 White patent-coated news 66 – 70 Super white patent-coated news 71 – 75 Machine clay-coated news 74 – 78 Brush clay-coated (off machine) 78 - 80 *) Magnesium oksida diberi nilai 100 7. Tyvek Suatu jenis kertas dalam bentuk yang terikat dengan polietilen densitas tinggi (HDPE), dibuat pertama kali oleh Du Pont dengan nama tyvex. Tampak seperti kertas licin dengan derajat keputihan yang baik serta mempunyai kekuatan yang tinggi. Kertas jenis ini disebut “no grain”, Tidak menyusut atau mengembang bila terjadi perubahan kelembaban. Tahan terhadap kotoran, bahan kimia, bebas dari kemungkinan kontaminasi kapang serta mempunyai kemampuan untuk menghambat kemungkinan lewatnya bakteri kedalam kemasan steril. Berbagai macam tinta cocok untuk kertas tyvex dan dapat digunakan untuk foto. Contoh karakteristik tyvex type 1073, yaitu titik leburnya 1660 C, daya robek (metoda elemendorf) 0,6 kg, laju transmisi uap air 850 g/m dan porositas 13 detik/100 ml udara. 8. Kertas solubel

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

47

Suatu jenis kertas yang dapat larut dalam air telah diperkenalkan pertama kali oleh Gilberth Company, Pensylvania dengan nama dagang “Dossolvo”. Penampakan dan teksturnya seperti kertas kuat dan ini dapat dicetak dan dibuat dengan beberapa cara. Kertas ini tidak terpengaruh secara nyata dengan kelembaban yang tinggi, tetapi larut dengan cepat dalam air. Kertas ini digunakan untuk tulisan dan tidak diperkenankan (oleh FDA) untuk pengemas makanan. Dalam proses pencetakan untuk label hanya dibutuhkan sedikit air dan kwalitas tinta yang tidak tinggi. Satu jenis yang khas adalah “Dissolvo-A”, larut dalam larutan alkali 2 – 5 persen, tetapi tidak larut dalam air yang tidak mengandung alkali. 9. Kertas plastik. Beberapa percobaan telah menghasilkan kertas plastik, khususnya di Jepang dimana sumber selulosa untuk kertas sangat terbatas. Tambahan untuk tyvex yang telah dijelaskan diatas, lembaran stirena telah dihasilkan dalam dua bentuk oleh Japan Synthetic Paper Company. Lembaran ini dikenal sebagai “QKote” yang dilapisi kedua sisinya dan “Q-Per” yang tidak dilapisi, tetapi dioleskan larutan pada permukaannya. Mempunyai daya sobek dan ketahanan lipatan yang lebih baik. Daya kaku kertas ini lebih kecil daripada kertas selulosa sehingga seringkali dapat menimbulkan masalah pada proses pencetakan label. Kekuatan basah sama dengan kekuatan kering, dan tidak mengalami perubahan ukuran apabila terjadi perubahan kelembaban. Mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap lemak dan air, serta tidak dapat ditumbuhi kapang. Kertas plastik dapat dicetak dengan memperhatikan suhu agar senantiasa dijaga pada keadaan yang rendah, mengingat bahwa polistirena akan lunak pada suhu sekitar 80 C. Kertas ini sering disebut pula kertas sintetik C. KARTON LIPAT DAN KARDUS 1. Karton lipat. Karton lipat atau daluang lipat merupakan jenis pengemas yang populer karea sifat praktis dan harganya relatif lebih murah. Mudah dilipat sehingga hanya memerlukan sedikit tempat dalam pengangkutan dan penyimpanan. Demikian juga dalam pencetakan dan penggrafiran, dapat dilakukan untuk meningkatkan penampilan produk. Pemakaian yang luas dari jenis kemasan ini disebabkan oleh banyaknya variasi dalam hal model, bentuk dan ukuran dengan karakteristik yang khusus. Dalam perdagangan karton lipat dikenal dengan nama FC, yaitu singkatan dari kata folding carton. Penggunaannya sangat luas , selain untuk mewadahi hasil pertanian dan bahan pangan juga digunakan untuk mengemas paket dari berbagai jenis barang. Di stasiun-stasiun kereta api di Eropa dapat diperoleh berbagai ukuran karton lipat untuk mengemas sepeda dan sepeda motor untuk dibawa dengan kereta api. Tekstil, obat-obatan dan berbagai produk kosmetika,

48

bahkan telur paskah banyak banyak yng dikemas dengan karton lipat, terutama sebagai kemasan sekuder. Penggunaan daluang, sebagai bahan pengemas dicatat pertama kali pada abad XIX. Mula-mula sejenis karpet ditempatkan pada kerangka kotak dari kayu, ditautkan satu sama lain dengan tali. Umumnya dikenal sebagai “paper of tacks”, yang merupakan cikal bakal dari karton yang kita kenal saat ini. Paper boxis yang digunakan pada sekitar tahun 1840 membutuhkan banyak potomgan dan perekat, serta terbatas untuk mengemas barang mewah. Kesalahan yang dilakukan oleh pencetak dalam mencetak cap (kantong) untuk biji-bijian. Menyebabkan timbulnya tehnik yang kita kenal sekarang sebagai tehnik potong dan lipat. Kesalahan dalam pencetakan menyebabkan timbulnya lekukan pada kertas disamping gambar. Hal tersebut ditemukan oleh Robert Gair Company, dan setelah dilakukan beberapa percobaan maka pada tahun 1879 berkembang metode untuk memotong dan menggolongkan kotak-kotak oleh mesin yang sebelumnya dilakukan secara manual. Karton yang digunakan untuk FC dirancang dengan daya lentur yang cukup sehingga dapat dilipat tanpa sobek pada garis lipatannya. Terdapat beberapa ketebalan dan tingkat atau “grade” dari lembaran kertas karton. Untuk produk makanan atau produk-produk yang lain yang memerlukan kualitas tinggi, paling baik digunakan bahan yang murni. Bahan yang paling digunakan untuk karton lipat adalah “cylinder board”, yang terdiri dari beberapa lapisan. Bagian inti (tengah) biasanyaterbuat dari kertas-kertas sisa yang telah mengalami daur ulang, dengan lapisan kertas koran murni pada satu sisinya, dan lapisan dari bahan murni yang dipucatkan disisi lainnya. Jenis yang lebih baik juga dicampuri kaseinpada permukaannya untuk memberikan permukaan cetak yang lebih halus dan putih. Kertas sulfat atu sulfit disebut juga "solid sulfat” atau “solid sulfit”, yang berwarna putih atau krem, dapat pula digunakan untuk kemasan makanan. Lembaran plastik dapat digunakan untuk pengembangan mutu karton lipat.. Jenis karton lipat dengan selulosa asetat dan polivinil khlorida yang telah diplastisasi akan membuat pengemas menjadi lebih baik.. Walaupun mempunyai kecendungan untuk sobek pada bagian-bagian tertentu, akan tetapi kotak dari karton lipat tetap mempunyai keuntungan dalam pengangkutan bahan-bahan bahkan sering dianggap memiliki kelebihan yang besar dalam hal transpoaransi barang-barang mewah agar penampilannya sangat menarik. Dapat dijumpai pula variasi penggunaan plastik untuk membuat kemasan bentuk yang kemudian dikombinasikan dengan kertas karton menghasilkan “two-piece slide box”. Laminasi plastik atau foil dengan karton akan memberikan hasil cetak label yang menarik pada bagian luar kemasan. Untuk meningkatkan daya tahan minyak atau fungsi penahan yang lain, dapat dilakukan laminasi serupa pada bagian dalam. Model atau jenis yang paling umum dari bentuk kemasan karton lipat adalah: (a). lipatan terbalik, (b) dasar menutup sendiri (auto reserve tuck), (c) model pesawat terbang (air plane style), (d) lipatan lurus, (e) model perekatan ujung (seal end) dan (f) model perkakas dasar (hardware bottom), seperti terlihat pada Gambar 4.3. Dari keenam model dasar ini dikembangkan model-model lain yaitu a) model mailing locks; b) perekatan ujung dengan telinga van Buren; c) model Cracker; d) perekatan ujung yang dapat menutup; e) breakaway fliptop; Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

49

dan f) model kemasan es krim seperti diperlihatkan pada Gambar 4.4. Untuk kenyamanan bagi pemakai, pengemas harus mudah diangkat dan dibawa. Untuk kotak yang berat dapat dilengkapi dengan pegangan.. Sebuah jendela memperlihatkan isi atau gambaran keadaan produk dapat membantu penjualan. Karton dapat dicetak, dilukis timbul, “hot stamp”, saringan sutera atau dihiasi dengan berbagai jenis pelapis. Yang paling umum yaitu dengan cetakan sederhana menggunakan letter press, ofset atau grafir. 2. Kardus (Setup Boxis) Kardus sebenarnya menyerupai kotak karton lipat terutama apabila dilihat bentuk-bentuk yang ada. Akan tetapi jeniskemasan kardus mempunyai keluwesan dalam pemakiannya, karena itu jenis kemasan ini lebih sering digunakan untuk barang-barang berharga atau mewah. Bahan kardus adalah kertas karton yang berukuran 0,4 – 1,5 mm (caliper). Seringkali dilaminasi oleh kertas putih. Pada bagian dalam kardus dipasang bagian-bagian tertentu untuk meletakkan barang-barang yang dikemas dengan stabil. Bagian-bagian tersebut dapat dirakit sesuai dengan penggunaannya, karena itu disebut “setup box”. Barang-barang elektronik, pecah belah atau alat rumah tangga dapat dikemas dengan kardus ini. Pada gambar diperlihatkan beberapa contoh model kardus, yang masih perlu dicarikan terminologi dalam bahasa Indonesia secara tepat. D. KARTON KERDUT (CORRUGATED FIBREBOARD) Banyak istilah atau penamaan lain bagi pengemas karton kerdut. Nama lain yang populer yaitu karton bergelombang dan karton beralur. Sering juga disebut daluang bergelombang atau daluang beralur. Diciptakan pertama kali di Inggris tahun 1856, sedangkan di Amerika Serikat penemu pertama adalah A.L. Jones tahun 1871 untuk mengemas corong lampu dan barang-barang rapuh lainnya. Industri yang pertama menggunakan bentuk kotak dari karton kerdut alur ganda (double lined corrugated board) adalah industri biji-bijian, yang pada tahun 1903 mendapat pengesahan menjadi anggota “freight classication” untuk jenis wadah pengemas. Akhir dari perang dunia I sekitar 20 % dari wadah kotak adalah beralur atau serat-serat yang solid, dan 80 % adalah wadah kayu. Akhir dari pada Perang Dunia II bentuk-bentuk tersebut berubah menjadi 80 % kotak karton kerdut, dan 20 % wadah kayu.

50

A. Lipatan Terbalik

C. Model Pesawat Terbang

E. Model Perekatan Ujung

B. Dasar Menutup Sendiri

D. Lipatan Putus

F. Model Perkakas Dasar

Gambar 4.3. Pola-pola dasar untuk membuat daluang lipat

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

51

a

b

c

d

e

f

Gambar 4.4. Model kotak karton lipat dari pengembangan pola dasar Jenis kotak atau peti karton kerdut yang paling umum yaitu jenis RSC (reguler slotted container) atau disebut juga wadah celah teratur, karena kedua tutup sama panjang dan bertemu ditengah pada saat menutup. Berbagai jenis karton kerdut dapat dilihat pada Gambar 4.5.

52

Keterangan : A = Wadah Celah Teratur (RSC) B = Wadah Celah Terpusat (CSSC) C = Wadah Celah Tumpang Tindih (FOL) D = Bliss Box No. 4 E = Pembungkus Buku F = Kotak Laci Tiga

Gambar 4.5. Berbagai jenis kotak karton kerdut Karton kerdut dibentuk dengan merekat lembaran datar ke bagian yang bergelombang. Apabila hanya satu lembar datar yang direkatkan maka disebut karton kerdut satu muka (single face atau half wall), sedangkan bila dua lembar yang direkatkan pada karton yang bergelombang disebut karton kerdut muka ganda (double face atau single wall). Selanjutnya dikenal nama-nama dinding ganda (double wall atau triple face) dan dinding tiga (triple face atau quadruple face) yang mungkin diberi lapisan tambahan. Bentuk-bentuk lembaran karton kerdut dapat dilihat pada Gambar 4.6. single face atau half wall

double face atau single wall double wall atau triple face

triple face atau quadruple face

Gambar 4.6. Bentuk-bentuk lembaran karton kerdut

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

53

RSC adalah singkatan dari regular slotted container, CSSC dari center special slotted container sedangkan FOL adalah full overlap slotted container. Bahan baku untuk pembuatan karton kerdut yaitu kertas kraft, bogus atau karton dari merang. Karton kerdut jenis tidak berlembar datar digunakan untuk pembungkus dan bantalan. Jenis yang satu muka umumnya sebagai bantalan dalam kemasan. Sedangkan karton muka ganda (dinding tunggal) digunakan untuk berbagai jenis kotak (peti daluang). Karton ganda sesungguhnya terdiri dari tiga lapis yaitu karton satu muka yang direkatkan pada karton muka ganda. Arah mesin merupakan hal yang diperhatikan untuk membuat kartonberserat (fibre board). Berdasarkan dimensi alur dan bagian karton yang datar serta jumlah alur untuk satuan panjang tertentu dikenal berbagai jenis karton yang dalam istilah perdagangan disebut “flute”. Setiap flute mempunyai ketahanan terhadap getaran, tekanan, kerapuhan, tumpukan dan daya jatuh yang berbeda-beda. Arah peletakan alur pada kotak, bisa vertikal, atau horizontal tergantung dari jenis penggunaannya. Dengan demikian dikenal Flut A vertikal dan Flute A horizontal , Flute B vertikal dan Flute B horizontal dan seterusnya hingga Flute E. Pada bagian dalam pengemas karton kerdut bisa dipasang berbagai bentuk atau jenis pengaman untuk menjaga kerusakan produk yang dikemas (gambar). Misalnya model A, model B dan model C umumnya digunakan untuk mengemas gelas Bagian-bagian ujung atau sudut dari wadah direkat dengan menggunakan lem, pita perekat atau mungkin juga di jahit. Dewasa ini ada sejenis staples (pengait) yang dapat digunakan untuk merekat karton. Banyak jenis pelapis dapat digunakan untuk kemasan karton kerdut untuk memperkecil getaran, untuk perabotan atau peralatan rumah tangga, atau mencegah pengaruh air agar wadah lebih bersifat tahan air. Alasan lain pelapisan , mungkin untuk memperbaiki penampakan, melindungi cetakan, mencegah luntur pada permukaan yang dicetak untuk memberi daya tahan atau memperbaiki kekuatan mekanik pada kondisi kelembaban tinggi. Dijumpai juga kemasan karton kerdut dalam bentuk baku yang diberi lilin (dengan proses perembesan), khusus untuk produk sayuran segar. E. KERTAS/KARTON KOMPOSIT DAN TUBE KARTON Apabila kertas atau karton diolah bersama-sama bahan baku kemasan lainnya (plastik, logam) disebut kertas komposit. Kadang-kadang juga disebut kaleng komposit bagi kertas yang dicampur logam dan dibentuk menjadi semacam kaleng. Jenis kemasan ini banyak digunakan untuk jus sitrun, wadah rempah-rempah (bumbu), kotak coklat, sop kering, juga untuk bahan-bahan kimia dan obat-obatan untuk tanaman. Manfaat yang diharapkan dari pencampuran kertas menjadi kemasan komposit ini antara lain untuk memperbaiki terhadap daya rapuh, daya kaku dan kekuatan bahan lainnya. Tube karton atau tube kertas pertama kali digunakan untuk mengemas amunisi selama Perang Sipil. Pada pertengahan abad XIX selain digunakan untuk mesiu dan dinamit, dipakai juga untuk garam, berbagai biji-bijian dalam volume kecil dan produk-produk kering lainnya.. Sekitar akhir tahun 1950 kaleng kertas 54

lomposit digunakan untuk biskuit, kemudian konsentrat sitrun. Penggunaan untuk bahan pelumas pernah diperkenalkan pada tahun-tahun tersebut, akan tetapi hasilnya kurang mmemuaskan. Penyempurnaan wadah komposit terus dilakukan dengan jalan pemberian laminasi baik dengan foil atau bahan-bahan lain. Beberapa industri kemasan telah membuat ketas kaleng komposit yang mampu menjaga keadaan tekanan vakum dan menahan suhu sekitar 49oC. Kondisi ini memungkinkan penggunaan wadah komposit untuk pengawetan selai (jam). Sementara tube karton digunakan untuk margarin dan es krim. Dikenal tiga jenis konstruksi umum bahan komposit yaitu bentuk spiral, cuping dijahit (lap seam) dan komposit gulung (convolute). Bentuk spiral pada umumnya terdiri dari beberapa lapis bahan yang berbeda dengan sudut sambungan yang bertumpang tindih. Badan komposit cuping dijahit, dibuat dari bahan yang dilaminasi, dipotong menurut pola dan disambung pada bagian tepinya. Sedangkan jenis komposit gulung terdiri dari beberapa lapisan kumparan. Tube karton adalah kemasan yang berbentuk tube dari bahan kertas atau karton. Bentuk lain yang mempunyai ukuran lebih besar dari tube yaitu drum karton. Berbagai jenis dan ukuran tube dan drum karton dapat dijumpai di pasaran. Contoh kemasan tube karton yang paling umum adalah wadah untuk kok bulultangkis dan berbagai jenis keripik. Bentuk yang lebih besar seperti drum, umumnya digunakan untuk mengemas bahan kimia dan bahan industri lainnya, terutama untuk diangkut menggunakan kapal laut. Bahan-bahan dalam bentuk bubuk atau produk kering cocok dikemas dengan tube atau drum karton. Untuk mewadahi bahan cair atau pasta kemasan karton ini dilapisi plastik. Keuntungan dari tube atau drum karton yaitu bobotnya ringan, mudah dibuka dan ditutup, bila diperlukan dapat dilapisi bahan lainpada bagian luar kemasan agar diperoleh sifat kedap air. Seperti juga kertas komposit tube dan drum karton seringkali dicampur dengan bahan logam atau dilaminasi dengan plastik atau foil. Bentuk lain dari karton komposit yang saat ini semakin luas penggunaannya, terutama untuk kemasan minuman adalah kotak karton aseptik. Berbagai produk minuman awet dalam kemasan kotak karton aseptik telah amat lazim dan mudah ditemukan di pasaran. Paling tidak terdapat 3 jenis kotak karton aseptik yang berbeda bentuknya satu sama lainnya, yaitu berbentuk kotak persegi panjang (bentuk I), limas sisi segitiga (bentuk II) dan prisma (bentuk IIIa dan IIIb) seperti terlihat pada Gambar 4.7.

(a) Bentuk I

Bentuk II

(b) Bentuk III

Gambar 4.7. Berbagai bentuk kotak karton aseptik Jika kotak karton aseptik dibuka lipatan-lipatannya maka akan diperoleh bentuk seperti yang disajikan pada Gambar 4.8. Jika diamati penampang melintang Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

55

kotak karton maka dapat diketahui adanya daerah tumpang tindih (overlap) yang lebarnya berkisar 4-9 mm, tergantung pada volume kotak karton. Untuk menghindari kebocoran cairan melalui celah pada lokasi tumpang tindih tersebut, maka tepat pada sambungan ditambahkan lapisan plastik yang dapat direkatkan dengan induksi panas. Lapisan plastik tersebut dikenal dengan nama longitudinal strip atau LS strip. Peranan LS strip yang lain adalah mencegah merembesnya cairan ke dalam karton melalui celah antar lapisan. Kotak karton terdiri dari lapisan-lapisan dimana lapisan paling luar terdiri dari plastik atau lilin. Bagian bawahnya adalah lapisan yang bergambar (label), selanjutnya terdapat lapisan kertas tunggal atau ganda. Pada bagian bawahnya terdapat lapisan laminasi dari plastik tempat melekatnya lapisan aluminium foil. Bagian sebelah bawah lagi terdapat satu atau dua lapisan polietilen yang diekstrusi pada permukaan aluminium foil. 1 2 Keterangan : 1. Sambungan transversal bagian atas 2. Tempat memasukkan sedotan 3. Sambungan longitudinal 4. Sambungan transversal bagian bawah 5. Lapisan sambungan longitudinal 3

4 5

penampang melintang kotak karton Gambar 4.8. Kotak karton aseptik dan bagian-bagiannya 56

Bagian-bagian kotak karton yang perlu diperhatikan adalah bagian sambungan dan bagian tempat memasukkan sedotan. Kuat tidaknya sambungan kertas yang diinduksi dengan panas sangat menentukan mutu kotak karton yang dihasilkan. Tempat memasukkan sedotan adalah lubang yang dibuat dengan menghilangkan lapisan-lapisan di atas aluminium foil, sehingga pada tempat tersebut aluminium foil tidak terlindung sama sekali. Karena itu, pada penyimpanan karton perlu dihindari jangan sampai tempat memasukkan sedotan tersebut terkena benda-benda tajam yang akan menyebabkan kebocoran. LATIHAN SOAL 1. Terdapat tiga metode pembuatan pulp kertas, sebutkan dan jelaskan? 2. Apa jenis kertas yang dibuat dari koran bekas dan sisa-sisa kertas? dan sebutkan karakteristiknya 3. Terdapat 6 model dasar yang paling umum untuk karton lipat, sebutkan! 4. Terdapat 3 macam Corrugated Sheet, sebutkan! 5. Apa yang dimaksud dengan kertas komposit?

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

57

BAB 5 KEMASAN LOGAM

K ompetensi Umum

: Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis kemasan logam untuk produk pangan

Khusus : 1. Mahasiswa mengetahui sejarah perkembangan logam 2. Mahasiswa mengetahui karakteristik logam 3. Mahasiswa mampu mengenal jenis-jenis kemasan logam

A. SEJARAH PERKEMBANGAN

Wadah logam dalam bentuk kotak atau cangkir emas digunakan pada zaman kuno sebagai lambang prestise. Teknik pengalengan makanan sebagai upaya pengawetan bahan pangan pertama sekali dikembangkan pada tahun 1809 yaitu pada zaman pemerintahan Napoleon Bonaparte yaitu dari hasil penemuan Nicholas Appert. Aspek legislasi pengalengan makanan ditetapkan tahun 1810 yang dikenal dengan ”l’art de conserver”. Tahun 1810 Peter Duran dari Ingris menciptakan kaleng. Tahun 1817 William Underwood (imigran asal Inggris) mendirikan industri pengalengan makanan yang pertama di Amerika Serikat. Kapten Edward Perry yang melakukan ekspedisi ke kutub utara pada tahun 1819, 1824 dan 1826 telah menggunakan makanan kaleng sebagai logistik mereka. Alumunium foil (alufo) diproduksi secara komersial pertama kali pada tahun 1910. Kaleng aluminium untuk kemasan bir digunakan pertama sekali tahun 1965. Awalnya pembuatan kaleng dilakukan secara manual yaitu hanya dihasilkan 5-6 kaleng per jam. Akhir tahun 1900 ditemukan cara pembuatan kaleng termasuk cara pengisian dan penutupannya yang lebih maju dan bersih. Kaleng alumunium awalnya diperkenalkan sebagai wadah pelumas. Tahun 1866

58

ditemukan alat pembuka kaleng yang berupa kunci pemutar untuk menggantikan paku atau pahat. Tahun 1875 ditemukan alat pembuka kaleng dengan prinsip ungkit. Tahun 1889 ditemukan kalengkaleng aerosol, tetapi saat ini kaleng aerosol banyak ditentang karena dapat merusak lapisan ozon. B. KARAKTERISTIK LOGAM

Karakteristik bahan logam dibandingkan bahan non logam dapat dilihat pada Tabel 5.1. Tabel 5. 1. Karakteristik logam dibandingkan bahan non logam Logam

Non Logam

a. Penghantar (konduktor) panas dan listrik yang baik b. Dapat ditempa atau dibengkokkan dalam keadaan padat

Konduktor yang buruk, isolator yang baik Rapuh dan tidak dapat ditempa

c. Mempunyai kilap logam d. Tidak tembus pandang

Kilap non logam Beberapa jenis bersifat tembus pandang (translusid) Densitas rendah Berbentuk padat, cair atau gas

e. Densitas tinggi f. Berbentuk padat (kecuali merkuri)

Keuntungan wadah kaleng untuk makanan dan minuman : • Mempunyai kekuatan mekanik yang tinggi • Barrier yang baik terhadap gas, uap air, jasad renik, debu dan kotoran sehingga cocok untuk kemasan hermetis. • Toksisitasnya relatif rendah meskipun ada kemungkinan migrasi unsur logam ke bahan yang dikemas. • Tahan terhadap perubahan-perubahan atau keadaan suhu yang ekstrim  Mempunyai permukaan yang ideal untuk dekorasi dan pelabelan. Bentuk kemasan dari bahan logam yang digunakan untuk bahan pangan yaitu : • bentuk kaleng tinplate • kaleng alumunium • bentuk alumunium foil Kaleng tinplate banyak digunakan dalam industri makanan dan komponen utama untuk tutup botol atau jars. Kaleng alumunium banyak digunakan dalam industri minuman. Alumunium foil banyak digunakan sebagai bagian dari kemasan bentuk kantong bersama-sama/dilaminasi dengan berbagai jenis plastik, dan banyak digunakan oleh industri makanan ringan, susu bubuk dan sebagainya. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

59

C. KALENG PLAT TIMAH DAN BAJA BEBAS TIMAH Plat timah (tin plate) adalah bahan yang digunakan untuk membuat kemasan kaleng, terdiri dari lembaran baja dengan pelapis timah. Plat timah ini berupa lembaran atau gulungan baja berkarbon rendah dengan ketebalan 0.15-0.5 mm dan kandungan timah putih berkisar antara 1.0-1.25% dari berat kaleng. Digunakan untuk produk yang mengalami sterilisasi.

1. Pembuatan Tin Plate Wadah kaleng pada awalnya terbuat dari plat timah (tin plate) yang terdiri dari : lembaran dasar baja dilapisi timah putih (Sn) dengan cara pencelupan dalam timah cair panas (hot dipping) atau dengan elektrolisa. Pelapisan kaleng dengan cara hot dipped merupakan cara yang lama dimana lembaran baja dicelupkan ke dalam cairan timah panas, sehingga diperoleh lapisan timah yang terlalu tebal dan tidak menarik. Pelapisan dengan cara elektrolisa adalah cara yang lebih moderen yaitu pelapisan dengan menggunakan listrik galvanis sehingga dihasilkan lapisan timah yang lebih tipis dan rata. Pembuatan kaleng plat timah secara tradisional dilakukan dengan memukul besi hingga gepeng dan tipis kemudian direndam dalam larutan asam hasil fermentasi, sehingga prosesnya disebut dengan pickling. Pada pembuatan kaleng plat timah secara mekanis , pengasaman dilakukan dengan menggunakan asam sulfat, sedangkan proses pelembaran dengan menggunakan tekanan tinggi. Lembaran plat timah ini dapat dibuat menjadi kaleng yang berbentuk hollow (berlubang), atau flat can yaitu kaleng yang digepengkan baru kemudian dibentuk kembali.

2. Jenis-Jenis Kaleng Plat Timah Di dalam perkembangannya ada beberapa jenis kaleng yaitu : • kaleng baja bebas timah (tin-free steel) • kaleng 3 lapis (three pieces cans) • kaleng lapis ganda (two pieces cans) Plat timah atau tin plate adalah lembaran atau gulungan baja berkarbon rendah dengan ketebalan 0.15-0.5 mm. Kandungan timah putih pada kaleng plat timah berkisar antara 1.0-1,25% dari berat kaleng, seperti terlihat pada Gambar 5.1. Kandungan timah putih ini bisanya dinyatakan dengan TP yang diikuti dengan angka yang menunjukkan banyaknya timah putih, misalnya pada TP25 mengandung timah putih sebanyak 2.8 g/m2, TP50 = 5.6 g/m2, TP75 = 8.4 g/m2 dan TP100 =11.2 g/m2.

60

Minyak Minyak 10 106 mm6 mm Lapisan pasif 10Lapisan pasif 1066 mmmm

Minyak Kromium oksida

Timah 108 mm Kromium FeSn2 104 mm

baja

Baja 0,15-0,4 mm FeSn2 104 mm Timah 108 mm Lapisan pasif 106 mm Minyak 106 mm A. Plat Timah (Tin Plate=TP)

Kromium Kromium oksida

Minyak B. Baja bebas timah (Tin-Free Steel=TFS)

Gambar 5.1. Penampang melintang lembaran kaleng (Syarief et al., 1989) Kaleng bebas timah (tin-free-steel=TFS) adalah lembaran baja yang tidak dilapisi timah putih. Jenis TFS yang paling banyak digunakan untuk pengalengan makanan adalah jenis Tin Free Steel Chrome Type (TFS-CT), yaitu lembaran baja yang dilapisi kromium secara elektris, sehingga terbentuk khromium oksida di seluruh permukaannya. Jenis ini memiliki beberapa keunggulan, yaitu harganya murah karena tidak menggunakan timah putih, dan daya adhesinya terhadap bahan organik baik. Tetapi kelemahannya peluang untuk berkarat lebih tinggi, sehingga harus diberi lapisan pada kedua belah permukaannya (permukaan dalam dan luar). Contoh jenis kaleng bebas timah (TFS) dapat dilihat pada Gambar 5.2. Berdasarkan komposisi lapisan kaleng tersebut, cara melapisi dan komposisi baja penyusun kaleng, maka kaleng dibedakan atas beberapa tipe seperti terlihat pada Tabel 5.2, dan Tabel 5.3.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

61

Gambar 5.2. Contoh berbagai bentuk kemasan bebas timah (TFS) Tabel 5.2. Komposisi kimia (kisaran dan persentase maksimum) dari beberapa jenis kaleng Tipe Kaleng No

Unsur Kimia

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Karbon Mangan Belerang Phosphor Silikon Tembaga Nikel Khromium Molibdenum Arsen

L 0,05-0,12 0,25-0,60 0,05 0,015 0,01 0,06 0,04 0,06 0,05 0,02

MS 0,05-0,12 0,25-0,60 0,05 0,015 0,01 0,10-0,20 0,04 0,06 0,05 0,02

MR 0,05-0,12 0,25-0,60 0,05 0,020 0,01 0,2 (-) (-) (-) (-)

MC 0,05-0,12 0,25-0,60 0,05 0,07-0,11 0,01 0,2 (-) (-) (-) (-)

Kaleng Tipe L = Low Metalloids adalah kaleng yang mempunyai daya korosif rendah, sehingga dapat digunakan untuk makanan yang berasam tingi. Kaleng tipe MR (Medium Residual) dan tipe MC (Medium Metalloids Cold Reduces) adalah kaleng yang mempunyai daya korosif rendah sehingga digunakan untuk makanan berasam rendah. Kaleng dengan lapisan timah yang tebal digunakan untuk makanan dengan daya korosif yang tinggi. Tabel 5.3. Jenis kaleng berdasarkan jumlah timah dan cara melapisi

62

No

Nama Perdagangan

Jumlah Timah (lb/base box)*)

Cara Melapis

1 2 3

No 10 No 25 No 50

0,10 0,25 0,50

elektrolisis elektrolisis elektrolisis

4 No 75 0,75 5 No 100 1,00 6 No 135 1,35 7 No 100-25 Sebelah 1,00 dan sebelah 0,25 8 Common coke 1,25 9 Standard coke 1,50 10 Best coke 1,70 11 Canners special coke 2,00 12 Charcoal > 2,00 Keterangan : Sumber : National Canners Association Research Laboratories (1968) *) 1 base box = 112 lembar tinplate dengan ukuran 14 x 20 inci

elektrolisis elektrolisis elektrolisis elektrolisis Hot dipped Hot dipped Hot dipped Hot dipped Hot dipped

Kemasan plat timah mempunyai daya tahan terhadap karat yang rendah, tetapi daya tahannya terhadap reaksi-reaksi dengan bahan pangan yang dikemasnya lebih lambat dibanding baja. Kaleng dengan lapisan timah yang tebal digunakan untuk mengalengkan bahan makanan yang mempunyai daya korosif lebih tinggi. Dalam memilih kemasan kaleng untuk pengemasan bahan pangan, maka perlu dipertimbangkan hal-hal sebagai berikut : • sifat korosif kaleng • sifat keasaman makanan • kekuatan kaleng (daya tahan terhadap tekanan dalam retort atau keadaan vakum) 

Ukuran kaleng Tabel 5.4. Pemilihan tipe kaleng untuk pengemasan makanan dan minuman Klasifikasi Makanan

Sifat Keasaman

Jenis kaleng

Sangat Korosif

Keasaman tingi atau sedang (jus apel, ceri, acar)

Tipe L

Korosif Sedang

Keasaman sedang (sayur asin, aprikot, anggur, pir)

Tipe MS Tipe MR

Sedikit Korosif Tidak Korosif

Keasaman rendah (kapri, jagung, daging, ikan) Makanan yang tidak asam (produk kering, makanan yang tidak diproses, makanan beku)

Tipe MR Tipe MC Tipe MR Tipe MC

Kelebihan dari tin plate adalah mengkilap, kuat, tahan karat dan dapat disolder. Tetapi kekurangannya adalah terjadi penyimpangan warna permukaan tin plate karena bereaksi dengan makanan yang mengandung sulfur, yang disebut dengan sulphur staining/feathering (terbentuknya noda Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

63

sulfur pada permukaan tin plate). Kekurangan ini dapat diatasi dengan proses lacquering dan pasivitasi yaitu melapisi tin plate dengan lapisan krom setebal 1-2 mg/m2. Proses lacquering dan pasivitasi dapat memperpanjang daya simpan tin plate dan mencegah terjadinya sulphur staining. Pelapisan tin plate dengan pelumas seperti minyak biji kapas, minyak sintetis (parafin oil) dan dibutil sebakat aman untuk kesehatan manusia. Lapisan tipis dari minyak diserap oleh film lacquer. Sebagian besar proses pasivitasi dilakukan secara cathodis dichromate, dimana lapisan dalam lebih tebal dari lapisan luar. Pelapisan dengan elektrolit diberi kode D, misalnya D11.2/5.6 menunjukkan sebelah dalam dilapisi 11.2 g Sn/m2 dan lapisan luar 5.6 g Sn/m2. Tin plate juga dapat dibedakan atas beberapa tipe, berdasarkan perlakuan pelapisan yang diberikan, yaitu : • CDC = Cathodic Dichromate Chemical Treatment • SDC = Sodium Dichromate Chemical Treatment • GP = General Purpose Lacquer • Sr = Lacquer with sulphur resisting properties. Masalah dalam penggunaan kemasan plast timah (tin plate) sebagai bahan kemasan pangan adalah terjadinya migrasi (perpindahan) logam berat yaitu Pb dan Sn dari kaleng ke makanan yang dikemas. Batas maksimum Sn yang diperbolehkan dalam bahan pangan adalah 200 mg/kg makanan.

3. Coating (Lapisan Enamel) Untuk mencegah terjadinya kontak langsung antara kaleng pengemas dengan bahan pangan yang dikemas, maka kaleng plat timah harus diberi pelapis yang disebut dengan enamel. Interaksi antara bahan pangan dengan kemasan ini dapat menimbulkan korosi yang menghasilkan warna serta flavor yang tidak diinginkan, misalnya : • Terbentuknya warna hitam yang disebabkan oleh reaksi antara besi atau timah dengan sulfida pada makanan berasam rendah (berprotein tingg). • Pemucatan pigmen merah dari sayuran/buah-buahan seperti bit atau anggur karena reaksi dengan baja, timah atau aluminium. Untuk mencegah terjadinya korosi ini maka kaleng lapisan enamel. Jenisjenis lapisan enamel yang digunakan adalah : • Epoksi-fenolik, merupakan pelapis yang banyak digunakan, bersifat tahan asam serta mempunyai resistensi dan fleksibilitas terhadap panas yang baik. Digunakan untuk pengalengan ikan, daging, buah, pasta dan produk sayuran. Pada pelapisan dengan epoksi fenolik juga dapat ditambahkan zink oksida atau logam aluminium bubuk untuk mencegah sulphur staining pada produk daging, ikan dan sayuran. 64

• Komponen Vinil, yang mempunyai daya adhesi dan fleksibilitas tinggi,

•

•

•

•

•

•

tahan terhadap asam dan basa, tapi tidak tahan terhadap suhu tinggi pada proses sterilisasi. Digunakan untuk produk bir, juice buah dan minuman berkarbonasi. Phenolic lacquers, merupakan pelapis yang tahan asam dan komponen sulfida, digunakan untuk kaleng kemasan pada produk daging, ikan, buah, sop dan sayuran. Butadiene lacquers, dapat mencegah kehilangan warna dan mempunyai resistensi terhadap panas yang tinggi. Digunakan untuk bir dan minuman ringan. Acrylic lacquers, merupakan pelapis yang berwarna putih, digunakan sebagai pelapis internal dan eksternal pada produk buah. Pelapis ini lebih mahal dibanding pelapis lainnya dan dapat menimbulkan masalah pada beberapa produk. Epoxy amine lacquers, adalah pelapis yang mempunyai daya adhesi yang baik, tahan terhadap panas dan abrasi, fleksibel dan tidak menimbulkan offflavor, tetapi harganya mahal. Digunakan untuk bir, minuman ringan, produk hasil ternak, ikan dan daging. Alkyd lacquers, adalah pelapis yang murah dan digunakan sebagai pelapis luar, tidak digunakan sebagai pelapis dalam karena dapat menimbulkan masalah off-flavor. Oleoresinous lacquers, digunakan untuk berbagai tujuan, harganya murah, pelapis dengan warna keemasan. Digunakan untuk bir, minuman sari buah dan sayuran. Pelapis ini dapat digabung dengan zink oksida (C’enamel) yang digunakan untuk kacang-kacangan, sayur, sop, daging dan bahan pangan lain yang mengandung sulfur.

Berdasarkan aplikasinya pada kaleng, maka enamel dibedakan atas 2 (dua) jenis yaitu : lapisan pelindung dalam (LPD) dan lapisan pelindung luar (LPL). LPL dapat diaplikasikan untuk mencegah terjadinya korosi atau sebagai dekorasi, sedangkan aplikasi LPD dapat dilihat pada Tabel 5.5. Tabel 5.5. Jenis-jenis enamel dan aplikasinya. No

Jenis enamel

1

Enamel buah

2

Enamel C

3

Enamel jenuh

Penggunaan Buah-buahan berwarna gelap (arbei, ceri) dan buah yang perlu dilindungi dari garam metal Jagung, kacang polong dan bahan yang mengandung sulfida termasuk bahan dari laut Produk-produk konsentrat

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Bahan dasar Oleoresin

Oleoresin dengan pigmen ZnO yang disuspensikan Oleoresin dimodifikasi

yang

65

4

Enamel makanan laut Enamel daging

Produk dari ikan pasta dan daging

Phenol

Daging dan produk-produknya

6 7

Enamel susu Enamel minuman tak berkarbonat

8

Enamel Bir

Susu, telur dan produk dari susu Sari sayuran, sari buah berwarna merah, buah-buahan yang sangat korosif, minuman yang tidak mengandung gas karbon Bir dan minuman penyegar mengandung gas karbonat

Epoksi yang dimodifikasi dengan pigmen Al Phenol Sistem dua lapis yang terdiri dari oleoresin yang dilapisi dengan vinil

5

Sistem dua lapis yaitu oleoresin atau polibutadiena yang dilapisi dengan vinil

4. Ukuran kaleng Ukuran kaleng dapat dinyatakan dengan penomoran sebagai berikut : Tiga digit yang pertama menyatakan diameter kaleng sedangkan 3 digit terakhir menyatakan tinggi kaleng. Angka pertama dari diameter kaleng atau tinggi kaleng menyatakan satuan inchi, sedangkan 2 angka terakhir menunjukkan 1/16 inchi. Contoh kaleng dengan ukuran 211 x 300, menunjukkan diameter kaleng adalah 2 11/16 inchi dan tinggi 3 inchi. Kaleng dengan ukuran 202 x 214 mempunyai diameter 2 2/16 inchi dan tinggi 2 14/16 inchi. Ukuran kaleng yang berbentuk silinder dicirikan oleh dua dimensi yaitu diameter dan tinggi, dengan nilai nominal tertentu seperti pada Tabel 5.6. Tabel 5.6. Dimensi nominal kaleng silinder dari plat timah Nama No 1 No 2 No 2,5 No 3 No 10

Ukuran 211 x 400 307 x 409 401x411 404x414 663x700

Kapasitas (ons udara) 10,94 20,55 29,70 53,00 109,43

5. Pembuatan Kemasan Kaleng dari Tin Plate Secara umum proses pembuatan kaleng terdiri dari printing/coating, slitting/shearing, pressing dan assembly. Printing dilakukan dengan tujuan untuk pembuatan : dekorasi dan melindungi kaleng dari karat atau untuk mencegah reaksi antara tinplate dengan bahan yang dikemas.

66

Slitting/Shearing adalah proses memotong tinplate menjadi body blank atau strip yang digunakan untuk pembuatan komponen-komponen kaleng sesuai kebutuhan. Pressing adalah proses pembuatan komponen-komponen kaleng seperti tutup atas/bawah atau body kaleng pada two pieces. Jumlah proses pembuatan komponen tergantung dari bentuk kaleng yang akan dibuat. Pada pembuatan tutup latex sebagai bahan pengisi sambungan body dengan tutup membuat kaleng kedap udara. Assembly adalah proses menyatukan badan dan tutup kaleng dengan menggunakan mesin-mesin soudronic, soldering atau mesin lain. Pembuatan kemasan kaleng dilakukan dengan menyambung lembaran plat timah hingga membentuk kaleng . Proses penyambungan dilakukan dengan cara soldering (patri), cementing dan welding. Soldering adalah cara perekatan dengan panas pada metal solid (tin plate) dengan metalic boundary agent dengan menggunakan fluks pada suhu 45oC. Cementing adalah perekatan dengan menggunakan bahan perekat berupa poliamida dan polyester. Teknik cementing tidak tahan sterilisasi dan biasanya digunakan untuk kaleng – kaleng minyak goreng.

a. Pembuatan Kemasan kaleng Secara Konvensional (Threepiece-cans) Kaleng tiga lembar (Three- piece-cans) adalah kaleng yang mempunyai satu lingkaran dan dua tutup. Bahan baku kaleng tiga lembar ini adalah plat timah (TP) atau baja bebas timah (TFS). Urutan pembuatan kemasan kaleng dari plat timah secara konvensional adalah sebagai berikut (Syarief et al., 1989) : - Pemberian lapisan enamel pada lembar plat timah - Pencetakan disain grafis - Pemotongan lembaran plat timah menjadi body blank yang disebut proses slitting - Pembentukan badan kaleng (body making) - Pembentukan leher kaleng (necking) untuk beberapa jenis kaleng Pembentukan body hood (flanging) untuk semua bentuk kaleng. - Pembersihan permukaan dalam kaleng dengan menggunakan sikat dan hembusan udara. - Pelapisan enamel kedua (enamel ganda), yaitu untuk kaleng kemasan minuman berkarbonasi. Proses pelapisan enamel kedua ini dilakukan dengan cara pengabutan bahan pelapis (sprayed coating). - Pemasangan tutup kaleng dengan mesin seamer. Tahap-tahap pembentukan kaleng ini dapat dilihat pada Gambar 5.3.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

67

G A. B. C. D. E. F. G.

Lembaran badan kaleng dengan sudut bercelah Lembaran badan kaleng berkait Pembentukan silinder Kaitan didatarkan, dilas bagian luar dan dalam Strip bagian luar Pembentukanbody hook(flanging) Model lipatan sambungan Gambar 5.3. Tahap-tahap pembentukan kaleng

Saat ini pembuatan kaleng plat timah sudah lebih moderen dimana kaleng dibuat di pabrik kaleng sedangkan penutupan dilakukan di pabrik pengalengan makanan.

b. Pembuatan kaleng Dua Lembar (Two piece-cans) Kaleng dua lembar adalah kaleng yang dibuat dari bahan baku plat timah, aluminium atau lakur (alloy). Pembuatan kaleng dua lembar dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu proses draw-and- wall-iron (DWI) dan proses drawandredraw (DRD). Proses DWI menghasilkan kaleng dengan dinding yang tipis dan digunakan untuk memproduksi kaleng aluminium untuk minuman berkarbonasi dimana bahan pengemas mendapat tekanan setelah pengisian. Kaleng DRD mempunyai dinding yang lebih tebal dan dapat digunakan untuk mengemas bahan pangan yang disterilisasi dimana diperlukan adanya ruang vakum (head-space) pada kaleng selama pendinginan.

1) Kaleng DWI (Draw and Wall Iron) Urutan proses pembuatan kaleng DWI dapat dilihat pada Gambar 5.4, dan dapat dijelaskan sebagai berikut :

68

Gambar 5.4. Urutan proses pembuatan kaleng lembar ganda tipe DWI a) Bahan pembuat kaleng adalah plat timah dan aluminium dengan b) c)

d) e)

ketebalan masing-masing 0.3 dan 0.42 mm (1). Sekeliling lembaran ditekan ke dalam berbentuk mangkuk atau lekukan untuk memperoleh lekukan yang dangkal (2-3). Lekukan dilewatkan berturut-turut pada lingkaran logam (annular rings) untuk mengurangi ketebalan dinding lekukan sampai kira-kira 1/3 dari ketebalan awal dan tingginya tiga kali tinggi semula. Proses ini disebut dengan Wall Ironed (4-5). Setelah bentuk dasar terbentuk, maka kaleng dipotong sesuai dengan ukuran yang diinginkan (6-7). Penutupan dengan cara double seaming setelah pengisian.

Sistem pelapisan bagian dalam dilakukan dengan cara spray dan oven. Jenis enamel yang digunakan tergantung dari bahan pembuat kaleng dan produk yang akan dikemas, dan biasanya berupa epoksi fenolik, epoksiamin dan senyawasenyawa vinil. Modifikasi dari proses DWI dapat dilakukan dengan cara : a) Memperkecil ukuran diameter dari leher kaleng yang dapat memperbaiki penampilan dan kekuatan kaleng untuk ditumpuk, serta menghemat penggunaan logam. b) Ring-pull-tabs atau full-aperture untuk memudahkan membuka kaleng. c) Disain cetakan dengan menggunakan komputer dan penggunaan tinta yang tahan terhadap abrasi, yang memungkinkan badan kaleng dicetak sebelum dibentuk. Tinta kemudian ditarik dengan logam selama proses DWI untuk menghasilkam disain yang diinginkan pada produk akhir.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

69

2) Kaleng DRD (Draw and Re-Draw) Proses DRD pada prinsipnya sama dengan DWI, dan perbedaannya hanya terletak pada proses ironing, dimana pada DWI proses ironing bertujuan untuk mengurangi ketebalan dari kaleng, sedangkan pada proses DWD tidak terdapat proses ironing sehingga dihasilkan kaleng yang lebih tebal. Bahan pembuat kaleng DRD adalah plat timah dengan ketebalan 0.2 mm. Tahap-tahap pembuatan kaleng DRD dapat dilihat pada Gambar 5.5.

Gambar 5.5. Tahapan proses pembuatan kaleng lembar ganda dengan sistem DRD Keuntungan dari kaleng dua lembar adalah mempunyai integritas yang besar, lapisan penutup yang lebih seragam, menghemat penggunaan logam dan mempunyai bentuk yang lebih menarik bagi konsumen, dibandingkan dengan sistem solder maupun penyambungan pada kaleng lembar tiga (TPC). Hal ini disebabkan karena : a. Lembar ganda hanya mempunyai satu sambungan double seam sehingga mudah dibentuk dan dikontrol, dibandingkan TPC dengan sambungan pada sisi badan dan double seam yang kompleks. b. Lapisan pelindung bagian dalam tidak perlu melindungi sambungan yang mudah korosi an kontak dengan produk sebagaimana pada kaleng TPC. c. Tidak diperlukan adanya penyolderan sehingga bahan dapat dihemat. d. Menyediakan tempat yang lebih luas karena tidak terdapat sambungan sehingga dapat dicetak (diprinting) lebih indah dan lebih lengkap misalnya untuk pelabelan pada produk.

6. Proses Pengalengan Bahan Pangan Proses pengalengan makanan secara garis besar meliputi operasi-operasi berikut: a. Pembersihan dan persiapan bahan bahan baku. b. Blansing, dengan cara mencelup di dalam air mendidih atau menggunakan uap panas, yang bertujuan untuk menginaktifkan enzim, menghilangkan gelembunggelembung udara yang terperangkap di dalam 70

bahan sehingga memudahkan dalam proses pengisian dan memudahkan dalam proses sterilisasi. c. Pengisian dan exhausting. Kaleng terbuka yang bersih diisi dengan bahan pangan secara otomatis. Untuk sayuran maka ditambahkan cairan pengisi berupa larutan garam, sedang untuk buah-buahan ditambahkan cairan pengisi berupa sirup gula. Cairan ditambahkan sampai 1 cm dari bagian atas kaleng. Setelah pengisian, kaleng dipindahkan ke kotak pengeluaran gas (exhaust box), sehingga di dalam kaleng akan terbentuk keadaan yang vakum. d. Penutupan. e. Sterilisasi. Pengemasan bahan pangan dapat dilakukan dalam keadaan hermetis atau non hermetis. Wadah yang hermetis artinya wadah tersebut secara sempurna tidak dapat dilalui oleh gas, udara maupun uap air. Selama wadah tersebut masih hermetis berarti wadah itu tidak dapat dilalui oleh bakteri, ragi, jamur dan debu. Hal ini disebabkan volume organisme dan debu lebih besar daripada volume gas maupun uap air. Wadah-wadah yang biasanya digunakan untuk pengemasan secara hermetis adalah kaleng dari metal dan botol gelas, plastik komposit tetapi penutupan yang salah dapat menyebabkan wadah tersebut menjadi non hermetis. Penutupan hermetis pada kaleng logam dilakukan dengan cara melipat kaleng pada bagianbagian sambungan antara badan kaleng dan antara tutup dengan badan kaleng, masing-masing menjadi empat dan lima lapis. Diantara lipatan tersebut diberi segel atau perekat dari bahan organik, misalnya latek, untuk mencegah masuknya gas. Bagian sebelah dalam kaleng dihindarkan agar terjadi karat atau reaksi-reaksi terhadap makan yang ada didalamnya, terutama reaksi dengan asam, yaitu dengan cara melapisi bagian dalam tersebut dengan enamel (email). Wadah hermetis yang dibuat dari gelas dilengkapi dengan tutup yang rapat. Bagian dalam tutup ini mempunyai lapisan berbentuk cincin yang biasanya dibuat dari karet. Sebutan untuk wadah gelas ini disebut dengan “jars”. Setelah dilakukan penutupan secara hermetis, dalam pengalengan perlu dilakukan pemanasan(sterilisasi), agar mikroba awal yang ada pada bahan pangan dan wadah pengalengan dapat direduksi sekecil-kecilnya. Sterilisasi dapat dilakukan dengan dua metoda, yaitu sterilasasi dalam wadah dan sterilisasi sistem alir. Secara garis besarnya perbedaan antara kedua metode tersebut dapat dilihat pada diagram dibawah ini:

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

71

Sterilisasi dalam wadah

Terlihat bahwa pada sterilisasi sistem alir, produk dan wadah disterilisasisecara terpisah, kemudian pengisian produk kedalam wadah dilakukan secara aseptis dalam ruangan steril dengan cara penyemprotan uap peroksida (H2O2) panas kedalam ruangan, sehingga kondisi steril dipertahankan. Untuk mengusir peroksida setelah pengemasan, maka dilakukan penyemprotan udara kering panas. Selama pengemasan berlangsung ruangan pengisian yang sering disebut “steril house” harus selalu tertutup, sehingga kondisi aseptis tetap terjamin.

7. Kerusakan Makanan Kaleng Kerusakan yang dapat terjadi pada bahan pangan yang dikemas dengan kemasan kaleng terutama adalah kerusakan kimia, meski demikian kerusakan biologis juga dapat terjadi. Kerusakan kimia yang paling banyak terjadi pada makanan yang dikemas dengan kemasan kaleng adalah hydrogen swell . Kerusakan lainnya adalah interaksi antara bahan pembuat kaleng yaitu Sn dan Fe dengan makanan yang dapat menyebabkan perubahan yang tidak diinginkan, kerusakan mikrobiologis dan perkaratan (korosi). Hydrogen swell terjadi karena adanya tekanan gas hidrogen yang dihasilkan dari reaksi antara asam pada makanan dengan logam pada kaleng kemasan. Hydrogen swell disebabkan oleh: - meningkatnya keasaman bahan pangan - meningkatnya suhu penyimpanan - ketidaksempurnaan pelapisan bagian dalam dari kaleng - proses exhausting yang tidak sempurna - terdapatnya komponen terlarut dari sulfur dan pospat. a. Interaksi antara bahan dasar kaleng dengan makanan

Kerusakan makanan kaleng akibat interaksi antara logam pembuat kaleng dengan makanan dapat berupa : 72

-

perubahan warna dari bagian dalam kaleng perubahan warna pada makanan yang dikemas off-flavor pada makanan yang dikemas kekeruhan pada sirup perkaratan atau terbentuknya lubang pada logam - kehilangan zat gizi

b. Kerusakan biologis

Kerusakan biologis pada makanan kaleng dapat disebabkan oleh : - meningkatnya resistensi mikroba terhadap panas setelah proses sterilisasi - rusaknya kaleng setelah proses sterilisasi sehingga memungkinkan masuknya mikroorganisme ke dalam kaleng. Kerusakan kaleng yang memungkinkan masuknya mikroorganisma adalah kerusakan pada bagian sambungan kaleng atau terjadinya gesekan pada saat proses pengisian (filling). Mikroorganisme juga dapat masuk pada saat pengisian apabila kaleng yang digunakan sudah terkontaminasi terutama jika kaleng tersebut dalam keadaan basah. Kerusakan juga dapat disebabkan karena kaleng kehilangan kondisi vakumnya sehingga mikroorganisme dapat tumbuh. c. Perkaratan (Korosi) Perkaratan adalah pembentukan lapisan longgar dari peroksida yang berwarna merah coklat sebagai hasil proses korosi produk pada permukaan dalam kaleng. Pembentukan karat memerlukan banyak oksigen, sehingga karat biasanya terjadi pada bagian head space dari kaleng. Proses korosi jika terus berlangsung dapat menyebabkan terbentuknya lubang dan kebocoran pada kaleng. Beberapa faktor yang menentukan terbentuknya karat pada kemasan kaleng adalah : - Sifat bahan pangan, terutama pH - Adanya faktor-faktor pemicu, misalnya nitrat, belerang dan zat warna antosianin. - Banyaknya sisa oksigen dalam bahan pangan khususnya pada bagian atas kaleng (head space), yang sangat ditentukan pada saat proses blanching, pengisian dan exhausting. - Faktor yang berasal dari bahan kemasan, misalnya berat lapisan timah, jenis dan kom-posisi lapisan baja dasar, efektivitas perlakuan permukaan, jenis lapisan dan lain-lain. - Suhu dan waktu penyimpanan, serta kebersihan ruang penyimpanan Perkaratan pada kemasan kaleng ini dapat menyebabkan terjadinya migrasi Sn ke dalam makanan yang dikemas.

8. Kandungan Sn Dalam Makanan Kaleng Timah putih (Sn) baik dalam bentuk alloy maupun murni, sudah sejak lama dikenal sebagai logam yang aman digunakan untuk menyiapkan dan mengemas makanan. Hal ini disebabkan karena sifatnya yang tahan korosi Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

73

dan daya racunnya kecil. Pada saat ini lebih dari 50% produksi Sn di dunia dipakai untuk melapisi kaleng dalam pembuatan tin plate yang penggunaan utamanya untuk mengemas makanan. Logam Sn dan Fe yang merupakan logam dasar pembuat kemasan termasuk ke dalam golongan logam berat, sehingga jika produk pangan kalengan terkontaminasi oleh logam ini dan makanan itu dikonsumsi oleh manusia dapat menimbulkan keracunan. Hal ini disebabkan toksikan dari logam berat mempunyai kemampuan untuk berfungsi sebagai kofaktor enzim, akibatnya enzim idak dapat berfungsi sebagaimana biasanya sehingga reaksi metabolisme terhambat. Secara alami biji-bijian, sayuran dan daging mengandung Sn sekitar 1 mg/kg. Timah putih (Sn) merupakan logam yan tidak beracun (mikronutrien yang esensial untuk tubuh). Tikus memerlukan Sn 1-2 mg/kg berat badan/hari untuk dapat tumbuh normal. Di dalam pencernaan hanya sekitar 1% dari Sn yang diabsorbsi oleh tubuh, sisanya dikeluarkan kembali melalui urin, sedangkan yang tertahan di dalam tubuh akan didistribusikan ke dalam ginjal, hati dan tulang. Menurut CODEX, batas maksimum Sn di dalam makanan adalah 250 mg/kg. Jumlah Sn yang dikonsumsi melalui makanan tergantung dari pola makan seseorang. Di Inggris secara normal jumlah Sn yang dikonsumsi adalah 187 µg, namun dapat mencapai jumlah 1.5-3.8 mg untuk orang yang banyak mengkonsumsi makanan yang terkontaminasi Sn (Tripton et al., 1966 di dalam Herman, 1990) Dosis racun Sn untuk manusia adalah 5-7 mg/kg berat badan. Keracunan Sn ditandai dengan mual- mual, muntah dan pada kadar keracunan yang tinggi dapat menyebabkan kematian, tetapi jarang ditemukan adanya kasus keracunan Sn yang serius. Konsumsi Sn dalam jumlah sedikit pada waktu yang panjang juga tidak menimbulkan efek keracunan (Reilly, 1990 di dalam Herman, 1990). Kontaminasi Sn ke dalam makanan dapat berasal dari peralatan pengolahan atau dari bahan pengemas. Untuk memperkecil alrutnya Sn ke dalam bahan makanan maka digunakan enamel sebagai pelapis kaleng. Bahan-bahan makanan yang mendapat perhatian khusus terhadap kontaminasi Sn adalah sayuran, buah-buahan (nenas, tomat, jamur, asparagus dan buah-buahan berwarna putih) yang umumnya dikalengkan dalam kemasan kaleng tin plate tanpa enamel. Hal ini disebabkan karena kontaminasi Sn dapat menurunkan penampilan produk yaitu perubahan warna menjadil lebih gelap. Kandungan Sn dalam fraksi padatan dan fraksi cairan dari makanan kaleng umumnya berbeda (Tabel 5.7.). Fraksi padatan pada umumnya mengandung Sn lebih tinggi dibandingkan fraksi cairan, yang kemungkinan disebabkan adanya komponen kimia tertentu dalam fraksi padatan yang dapat mengikat Sn. 74

Tabel 5.7. Distribusi Sn dalam fraksi padatan dan cairan dari sayuran dan buah dalam kaleng Jenis Produk Jamur Jagung Manis Asparagus Strawberry Nenas Peache

Fraksi (g) C.90 P.122 C.157 P.265 C.113 P.192 C.290 P.210 C.140 P.160 C.250 P.260

JenisKaleng

Kadar Sn (mg/kg)

Te

15 55 10 20 25 54

E E E

5 20

TE

55 105 35 85

TE

Untuk komoditi yang terdiri dari fraksi padatan yang dicampur dengan fraksi cairan seperti buah dalam kaleng yang diberi sirup gula, maka penetapan kadar Sn dilakukan setelah kedua fraksi dicampur secara merata. Tetapi jika komoditi tersebut yang dikonsumsi hanya fraksi padatannya saja seperi jamur di dalam kaleng, maka penetapan kadar Sn dilakukan hanya terhadap fraksi padatan saja. Batas maksimum kandungan Sn dalam makanan kaleng, dapat dilihat pada Tabel 5.8. Dari pengujian yang telah dilakukan terhadap beberapa jenis makanan kaleng yang ada di Indonesia, hingga saat ini kandungan Sn di dalam makanan kaleng masih berada di bawah ambang batas yang telah ditetapkan.

D. KEMASAN ALUMINIUM Aluminium merupakan logam yang memiliki beberapa keunggulan yaitu lebih ringan daripada baja, mudah dibentuk, tidak berasa, tidak berbau, tidak beracun, dapat menahan masuknya gas, mempunyai konduktivitas panas yang baik dan dapat didaur ulang. Tetapi penggunaan aluminium sebagai bahan kemasan juga mempunyai kelemahan yaitu kekuatan (rigiditasnya) kurang baik, sukar disolder sehingga sambungannya tidak rapat sehingga dapat menimbulkan lubang pada kemasan, harganya lebih mahal dan mudah mengalami perkaratan sehingga harus diberi lapisan tambahan. Reaksi aluminium dengan udara akan menghasilkan aluminium oksida yang merupakan lapisan film yang tahan terhadap korosi dari atmosfir. Penggunaan Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

75

aluminium sebagai wadah kemasan, menyebabkan bagian sebelah dalam wadah tidak dapat kontak dengan oksigen, dan ini menyebabkan terjadinya perkaratan di bagian sebelah dalam kemasan. Untuk mencegah terjadinya karat, maka di bagian dalam dari wadah aluminium ini harus diberi lapisan enamel. Tabel 5.8. Batas maksimum Sn di dalam makanan Komoditi

Batas Max Sn (mg/kg)

No SII

250 40 250 250 150

0153.77

INDONESIA 1. a. Sirup dalam kemasan kaleng b. Sirup dalam kemasan non kaleng 2. Corned beef 3. Kerang dalam kaleng 4. Manisan kering buah-buahan (dikalengkan) 5. Buah-buahan dalam kaleng 6. Asparagus 7. Bir hitam (staut) 8. a. Limun dalam kaleng b. Limun dalam kemasan non kaleng LUAR NEGERI Inggris, Afrika Selatan, C.A.C Makanan Kaleng Australia, New Zealand Makanan Umum Makanan dalam kaleng

150 250 150 150 40

0623.80 0623.83 0718.83 1081.84 1226.85 389.85 0154.87

250 40 250

Secara komersial penggunaan aluminium murni tidak menguntungkan, sehingga harus dicampur dengan logam lainnya untuk mengurangi biaya dan memperbaiki daya tahannya terhadap korosi. Logam-logam yang biasanya digunakan sebagai campuran pada pembuatan wadah aluminium adalah tembaga, magnesium, mangan, khromium dan seng (pada media alkali).

1. Aluminium foil Aluminium foil adalah bahan kemasan berupa lembaran logam aluminum yang padat dan tipis dengan ketebalan <0.15 mm. Kemasan ini mempunyai tingkat kekerasan dari 0 yaitu sangat lunak, hingga H-n yang berarti keras. Semakin tinggi bilangan H-, maka aluminium foil tersebut semakin keras. Ketebalan dari aluminium foil menentukan sifat protektifnya. Jika kurang tebal, maka foil tersebut dapat dilalui oleh gas dan uap. Pada ketebalan 0.0375 mm, maka permeabilitasnya terhadap uap air = 0, artinya foil tersebut 76

tidak dapat dilalui oleh uap air. Foil dengan ukuran 0.009 mm biasanya digunakan untuk permen dan susu, sedangkan foil dengan ukuran 0.05 mm digunakan sebagai tutup botol multitrip. Sifat-sifat dari aluminium foil adalah hermetis, fleksibel, tidak tembus cahaya sehingga dapat digunakan untuk mengemas bahan-bahan yang berlemak dan bahanbahan yang peka terhadap cahaya seperti margarin dan yoghurt. Aluminium foil banyak digunakan sebagai bahan pelapis atau laminan. Kombinasi aluminium foil dengan bahan kemasan lain dapat menghasilkan jenis kemasan baru yang disebut dengan retort pouch. Syarat-syarat retort pouch adalah harus mempunyai daya simpan yang tinggi, teknik penutupan mudah, tidak mudah sobek bila tertusuk dan tahan terhadap suhu sterilisasi yang tinggi. Retort pouch mempunyai keunggulan dibanding kaleng, yaitu : 1) luas permukaan besar dan kemasannya tipis sehingga memungkinkan terjadinya penetrasi panas yang lebih cepat dan lebih efisien. 2) dengan berkurangnya waktu sterilisasi, maka mutu produk dapat diperbaiki, karena nilai gizinya lebih tinggi dan sifat-sifat sensori seperti rasa, warna dan tekstur dapat dipertahankan. 3) dari sisi konsumen, retort pouch lebih disukai karena praktis dan awet. 4) produk yang telah disterilisasi dalam kemasan retort pouch dapat langsung dikonsumsi tanpa harus dipanaskan. 5) pemanasan cukup mudah, yaitu dengan cara memasukkan kemasan retort pouch ke dalam air mendidih selama 5 menit. 6) dapat dipanaskan dalam microwave oven 7) mudah dalam hal menyobek atau membuka kemasan 8) harga lebih murah, karena dapat menghemat penggunaan garam, energi dan peralatan. Jumlah larutan gula/garam yang digunakan sebagai pengisi dapat dikurangi sampai 30%, energi untuk mensterilkan 25% lebih irit dibanding kaleng dan peralatan dalam retort pouch line berlangsung dengan kapasitas maksimum. Untuk 60 pouch/menit/ mesin diperlukan hanya 3 jenis mesin yaitu mesin pembentuk, pengisi dan penutup. Contoh kemasan retort pouch adalah kemasan yang terdiri dari poliesteradhesifaluminium foil- adhesif-polipropilen, dengan susunan sebagai berikut : - film polister dengan tebal 0.5 mil di bagian luar - kertas aluminium dengan tebal 0.0035 inchi di bagian tengah - bagian dalam dilaminasi dengan polipropilen Poliester dan polipropilen dapat bekerja sebagai adhesif bagi aluminium foil dan dapat ditutup secara kuat dengan pemanasan. Fungsi poliester adalah untuk memberikan ketahanan dan kekuatan pada kemasan. Poliester juga bersifat tahan tekanan dan dapat dicetak, sehingga pencetakan label kemasan Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

77

dapat dilakukan di bagian poliester ini. Aluminium foil memberikan perlindungan bahan sehingga tahan disimpan tanpa pembekuan dan pendinginan, karena permeabilitasnya yang rendah terhadap sinar, uap air, O2 dan mikroba. Polipropilen bersifat inert, dapat direkatkan secara kuat dengan panas (heat seal) dan mempunyai daya simpan (shelf life) sama dengan kaleng. Bentuk lain dari kantung aluminium foil adalah bag in box system, yang terdiri dari 3 (tiga) lapisan bahan kemasan yaitu polietilen-saran- polietilen. Kemasan ini digunakan untuk susu, wine, minyak goreng dan kacang. Susu homogenisasi yang dikemas secara aseptis dengan kemasan bag in box system, mempunyai masa simpan 9 bulan pada susu kamar.

2. Penggunaan Aluminium untuk Kemasan Bahan Pangan Aluminium dapat digunakan untuk mengemas produk buah-buahan dan sayuran, produk daging, ikan dan kernag-kerangan, produk susu dan minuman. Penggunaan kemasan aluminium untuk bahan-bahan ini harus memperhatikan beberapa kondisi sebagai berikut : a. Produk Buah-buahan dan Sayuran Aluminium yang digunakan untuk mengemasan produk buah-buah harus dilapisi dengan enamel untuk mencegah terjadinya akumulasi gas hidrogen yang dapat menyebabkan terbentuknya gelembung gas dan karat. Penyimpangan warna pada saus apel yang dikemas dengan aluminium, dapat dicegah dengan menambahkan asam askorbat. b. Produk daging Pengemasan daging dengan wadah aluminium tidak menyebabkan terjadinya perubahan warna sebagaimana yang terjadi pada logam lain. Produk yang mengandung asam amino dengan sulfur seperti daging dan ikan dapat bereaksi dengan besi dan membentuk noda hitam. Penambahan aluminium yang dipatri pada kaleng tin plate dapat mencegah pembentukan noda karat. Pada produk daging yang berkadar garam tinggi dan mengandung bumbu yang mudah berkarat, maka penambahan gelatin dapat mengurangi sernagan karat pada logam. c. Ikan dan Kerang-kerangan Pengemasan ikan sarden dalam minyak atau saus tomat dan saus mustard degan kemasan aluminium yang berlapis enamel, maka pH nya tidak boleh lebih dari 3.0, karena jika lebih besar enamel tidak dapat melindungi produk. Pengemasan lobster dengan kaleng aluminium tidak memerlukan kertas perkamen yang biasanya digunakan untuk mencegah perubahan warna pada kaleng tinplate. d. Produk-produk susu Kemasan aluminium untuk produk susu memerlukan lapisan pelindung, terutama pada susu kental yang tidak manis. Penggunaan aluminium untuk produkproduk susu seperti margarin dan mentega, berperan untuk memberikan sifat opaq sehingga menjadi sekat lintasan bagi cahaya dan O2. e. Minuman Pengemasan minuman dengan wadah aluminium harus diberi pelapis, yaitu epoksivinil atau epoksi jernih untuk bir dan epoksivinil atau vinil organosol 78

untuk minuman ringan atau minuman berkarbonasi. Pengemasan teh dengan aluminium yang tidak diberi lapis dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna dan flavor. E. KEMASAN AEROSOL

Kemasan aerosol banyak digunakan untuk mengemas produk-produk non pangan seperti kosmetika (parfum), pembersih kaca, pengharum ruangan, cat semprot, pemadam kebakaran dan pestisida. Penggunaan kemasan aerosol untuk bahan pangan adalah untuk whipped cream yaitu krim sebanyak 90% erdiri dari susu, sirup jagung, sukrosa dan minyak nabati yang diberi cita rasa dan bahan penstabil. Kemasan aerosol terdiri dari 3 (tiga) bagian yaitu : produk cair, propelen pendorong cairan dan bagian gas dengan pengaruh tekanan. Bagian cair menempati ¾ bagian dari volume wadah, bagian gas berada di bawah. Pipa saluran (dip tube) dipasang hingga masuk ke bagian cairan mulai dari katup. Klep dibuka dengan menekan knop sehingga gas menekan ke seluruh bagian dalam wadah kemudian cairan bergerak melalui pipa saluran dan keluar melalui katup. Sebagian cairan propelan menguap dan menggantikan posisi produk cair di bagian dalam aerosol sehingga menambah gas. Volume gas propelan dapat mencapai 250 kali dari volume cairnya, sehingga hanya sebagian kecil cairan yang tertinggal, dan hampir seluruh ruang diisi dengan gas, tetapi tekanan tetap sama, selama di dalam wadah aerosol masih terdapat propelan dalam bentuk cair. Berdasarkan bahan kemasannya maka kemasan aerosol dibedakan atas: 1) kemasan aerosol logam, 2) kemasan aerosol gelas dan 3) kemasan aerosol plastik. Kemasan aerosol logam terbuat dari logam aluminum, plat timah atau nir karat (stainless steel), dan paling banyak digunakan dibanding kemasan aerosol lain. Kemasan aerosol gelas mempunyai sifat inert terhadap bahan kimia dan sesuai untuk produk-produk yang korosif. Kemasan aerosol plastik terbuat dari asetal, nilon atau propilena, dan biasanya digunakan untuk pembersih alat rumah tangga. Jenis propelan yang digunakan dalam kemasan aersol adalah fluorokarbon, hidrokarbon (butana, propana, isobutana) dan gas kompresi (campuran N2O dan CO2 dengan perbandingan 15 : 85). Kerja propelan dipengaruhi oleh suhu, sehingga pada daerah yang mempunyai musim dingin beberapa aerosol tidak dapat bekerja pada suhu udara luar. Penggunaan kemasan aersol saat ini banyak mendapat tantangan karena adanya propelan yang bersifat merusak ozon. F. DRUM DAN WADAH LAIN

Drum logam untuk bahan pangan umumnya terbuat dari baja atau aluminium. Drum baja banyak digunakan untuk minyak goreng. Bentuk drum yang lain yaitu jemblung dibuat dari kaleng dengan bahan dasar seng, biasanya digunakan untuk kerupuk atau makanan jajanan kering lainnya. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

79

Drum logam untuk minyak goreng, biasanya dipakai secara berulang sehingga jarang ditemui drum yang masih baru. Pada dinding drum biasanya dibentuk gelanggelang (simpay) dengan menekan keluar dinding sisi, agar drum mudah digelindingkan. Bagian penutup mempunyai dua lubang, yaitu lubang kecil untuk lubang angin, dan lubang besar untuk mengeluarkan produk. LATIHAN SOAL 1. Sebutkan keuntungan wadah kaleng untuk makanan dan minuman! 2. Pada proses pembuatan Tin Plate pelapisan timah putih (Sn) pada baja dapat

dilakukan dengan dua cara sebutkan, dan jelaskan bagaimana menghitung ketebalan timah putihnya? 3. Berdasarkan komposisi lapisan kaleng, maka kaleng tin plate terbagi dalam 4

tipe yaitu L, MS, MR dan MC, sebutkan spesifikasi keempat tipe kaleng tersebut! 4. Sebutkan paling sedikit tiga jenis lapisan enamel pada kaleng, dan jelaskan

penggunaannya ? 5. Terdapat dua metoda sterilisasi dalam pengalengan makanan, gambarkan

secara skematis kedua metoda sterilisasi tersebut! 6. Jelaskan keunggulan dan kelemahan dari kemasan logam aluminium!

80

BAB 6 KEMASAN KAYU

K ompetensi Umum

:

Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis kemasan kayu untuk produk pangan

Khusus : 8. Mahasiswa mengetahui karakteristik dan jenis kayu 9. Mahasiswa memahami perencanaan desain kemasan 10. Mahasiswa mampu mengenal kesalahan-kesalahan dan konversi kayu 11. Mahasiswa mampu mengenal perakitan kemasan kayu 12. Mahasiswa mengetahui kode dan simbol internasional

A. LATAR BELAKANG Areal hutan meliputi sepertiga dari total permukaan tanah di bumi. Oleh karena itu tidak diragukan lagi bahwa kayu merupakan bahan pengemas tertua yang diketahui oleh manusia. Pengambilan kayu dari hutan bertambah di bawah satu persen per tahun, sedangkan hampir di semua negara berkembang, pengambilan kayu bertambah sekitar empat persen per tahun. Industri-industri produk kayu termasuk industri pengemas kayu, mengkonsumsi kurang lebih setengah dari persediaan kayu di bumi, selebihnya yaitu 59 % biasanya digunakan sebagai bahan bakar. Sekitar setengah dari penduduk dunia tergantung pada sumber energi kayu tersebut. Kayu merupakan bahan pengemas tertua yang diketahui oleh manusia, dan secara tradisional digunakan untuk mengemas berbagai macam produk pangan padat dan cair seperti buah-buahan dan sayuran, teh, anggur, bir dan minuman keras. Kayu adalah bahan baku dalam pembuatan palet, peti atau kotak kayu di negara-negara yang mempunyai sumber kayu alam dalam jumlah banyak. Tetapi saat ini penyediaan kayu untuk pembuatan kemasan juga banyak menimbulkan masalah karena makin langkanya hutan penghasil kayu. Penggunaan kemasan kayu baik berupa peti, tong kayu atau palet sangat umum di dalam transportasi berbagai komoditas dalam perdagangan intrenasional. Pengiriman botol gelas di dalam peti kayu dapat melindungi botol dari resiko pecah. Kemasan kayu umumnya digunakan sebagai kemasan tersier untuk melindungi kemasan lain yang ada di dalamnya. Kelebihan kemasan kayu adalah memberikan perlindungan mekanis yang baik terhadap bahan yang dikemas, karakteristik tumpukan yang baik dan mempunyai rasio kompresi daya tarik terhadap berat yang tinggi. Kayu yang digunakan dalam pembuatan palet, peti dan kotak kayu merupakan bahan baku terpenting di negara berkembang, terutama negara yang mempunyai sumber kayu alam dalam jumlah banyak. Dalam perdagangan antara negara-negara Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

81

berkembang, pengemas kayu tetap memegang peran penting di masa-masa mendatang, meskipun masalah-masalah lingkungan dan pembuangan makin meningkat sehubungan dengan penggunaan kemasan kayu dalam pengangkutan ke negara-negara industri. Palet kayu, kotak dan peti kayu sangat sulit di daur ulang, padahal volume ketiga jenis kemasan kayu tersebut cukup besar dalam sistem pembuangan sampah. Meskipun demikian, kemasan kayu tetap digunakan pada industri-industri berat alat dan mesin. Peti berkawat (wirebound box) dan kemasan kayu berat-ringan (lightweight wooden packages) tetap merupakan salah satu alternatif untuk pengangkutan dan penyebaran buah segar, sayur mayur dan ikan. Kenyataannya, saat ini penggunaan dan produksi palet kayu selalu bertambah, baik di industri Barat (negara-negara industri) maupun di negara berkembang. Permasalahan penting yang dihadapi oleh negara pengekspor kemasan kayu adalah keharusan tersedianya peraturan berupa sertifikat yang menyatakan bahwa kayu yang digunakan untuk mengemas telah mendapat perlakuan khusus, sebagai penjagaan terhadap penyebaran penyakit kayu atau serangga. Peraturan dari negara pengimpor ini sangat keras, terutama di negara Australia. Peraturan-peraturan mengenai fumigasi atau perlakuan kimia lainnya, dibuat agar kemasan kayu tersebut dapat memenuhi target pasaran ekspor dan dapat diharapkan penyebaran yang lebih luas. Adanya peraturan tersebut pada prakteknya menimbulkan masalah yang cukup pelik, terutama untuk para eksportir kecil. Masalah lain sehubungan dengan efesiensi dan sifat ekonomi penggunaan kayu sebagai bahan kemasan transport (angkutan) adalah ketidakcukupan pengetahuan teknologi dasar. Pengetahuan dasar ini antara lain mengenai struktur kayu, metoda perakitan dan sebagainya. Konstruksi atau rancang bangun dan perakitan dari kotak dan peti kayu dilakukan secara tradisional dengan tingkat kualifikasi tenaga kerja yang rendah. Rekomendasi seperti kandungan air dari kayu yang digunakan, jarang diobservasi, rancang bangun atau disain yang efesien sangat jarang dilakukan dengan tidak menggunakan jenis pengikat dan ukuran yang benar. Semua itu dapat mengakibatkan kerugian pada kekuatan maupun keekonomisan pengemas kayu, terutama dalam rangka persaingan yang semakin meningkat dengan bahan pengemas lainnya. Kesempatan baik untuk kayu di masa mendatang akan tetap ada, terutama pada aplikasi macam kemasan, khususnya yang berhubungan dengan beban unit dan palet. Kayu akan tetap penting sebagaibahan pengemas yang digunakan secara lokal di negara berkembang. Kayu juga sebagai salah satu alternatif yang ekonomis disamping pengemas kertas atau bentuk plastik lentur. Penggunaan kayu sebagai papan partikel, standboard atau bentuk lain dari papan keras (hardboard) untuk tujuan pengemasan, harus dipelajari lebih jauh terutama dalam hubungannya dengan pengembangan bahanbahan asli/khas dari negara berkembang. Studi lebih lanjut juga perlu dilakukan terhadap bahan pengemas kayu beratringan seperti peti berkawat, terutama dengan memperhatikan penerimaan pasarnya dimasa mendatang. Peti berkawat mempunyai prospek bagus di beberapa bidang seperti untuk buah, sayur dan ikan. Prospek kemasan kayu juga ditunjang oleh bahan kayu yang sesuai tersedia di negara-negara berkembang. Di samping bahan baku , tenaga kerja juga cukup banyak tersedia dan murah. Keuntungan lain adalah kebutuhan akan peralatan khusus terlalu banyak.

82

B. JENIS-JENIS KAYU UNTUK KEMASAN Terdapat berbagai faktor yang harus dipertimbangkan dalam memutuskan spesies kayu yang cocok untuk pengemasan. Faktor-faktor tersebut antara lain densitas, kemudahan pemakuan, ketersediaan, jenis produk yang akan dikemas, kekuatan, kekakuan dan tersedianya bagian-bagian serta panjang yang memadai. Beberapa spesies kayu yang telah berbentuk kayu gergajian sebenarnya tidak baik untuk membuat kotak dan peti. Tetapi jika diproses menjadi kayu lapis yang terdiri dari sejumlah lembaran-lembaran tipis, dimana dilekatkan masingmasing lembaran dengan lembaran lainnya dengan bahan perekat tahan air, maka selanjutnya kayu lapis tersebut akan menjadi bahan yang ideal bagi industri kotak kayu/peti kayu. Semua jenis kayu selama perubahan dari bentuk kayu log/gelondongan akan menghasilkan tingkatan dan kualitas yang bervariasi. Biasanya tingkatan yang tertinggi akan dijual untuk keperluan perabot rumah tangga (furniture), tingkatan terbaik berikutnya untuk bahan bangunan dan tingkatan ketiga untuk pengemasan. Kebanyakan negara yang mempunyai sumber kayu harus dikembangkan, akan mempunyai suatu sistem tingkat mutu, tetapi sistem tersebut jarang diakui secara internasional. Jenis kayu yang cocok untuk pengemas umumnya adalah jenis kayu lunak (softwood) seperti Pinus sp. atau Agathis sp. dengan densitas antara 270-700 kg/m3. Beberapa jenis kayu keras dapat juga dipakai sebagai bahan pengemas, yaitu kayu keras yang densitasnya mendekati densitas kayu lunak. Sampai saat ini diketahui terdapat 400 spesies kayu lunak dan 1000 spesies kayu keras. Untuk keperluan bahan pengemas, biasanya kayu digolongkan menjadi 4 bagian atas dasar massa jenis dan kekuatannya menahan paku, yaitu : Grup I. : - tidak mudah retak ketika dipaku - kapasitas menahan paku cukup baik - cukup kuat - cukup tahan terhadap getaran - ringan, lunak, mudah dibentuk, mudah kering. Contohnya : kayu pinus dan cemara Grup II. : Memiliki kekuatan menahan paku > Grup I Contoh : kayu jenjing (Albazia) Grup III : - memiliki massa jenis > Grup II - kekuatan menahan paku sama dengan Grup 2, tetapi paku akan menancap lebih baik (tidak tergelincir) Contoh : Kayu Damar Grup IV : - kayunya keras baik untuk peti kemas - massa jenisnya paling tinggi - sulit dipaku - tahan terhadap getaran Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

83

Contoh : Kayu Besi, Oaks, Hickory, dsb. C. PERENCANAAN DISAIN KEMASAN Tolok ukur untuk perencanaan disain kemasan, dapat dilihat berdasarkan faktor-faktor ekonomis, pengguna akhir dan kebutuhan perjalanan (transit) serta hubungan kayu dengan faktor teknis. 1. Faktor-faktor Ekonomis Meskipun sejumlah bahan dikembangkan berkompetisi dengan kayu dalam hal mengemas dan melindungi barang-barang/produk, kayu tetap berperan besar dalam pembuatan kemasan bentuk palet, kotak dan peti. Fakta tersebut telah diterapkan di negara maju dengan mengembangkan berbagai alternatif proses dan bahan-bahan teknik. Diperoleh kesimpulan bahwa dalam menerapkan kayu sebagai bahan pengemas dibutuhkan metoda pembiayaan yang sangat efektif. Keahlian dalam pengemasan dengan bahan kayu adalah keahlian dalam menghasilkan bentuk kemasan (container) yang dapat memberikan perlindungan cukup bagi produk yang dikemas dan dengan kemudahan penanganan yang maksimal. Dalam hal ini juga dibutuhkan pengetahuan dasar mengenai kayu, struktur kayu, metoda perakitan seperti metoda penanganan selama perjalanan serta pengamanan lingkungan. Kotak kayu merupakan bentuk kemasan yang paling murah untuk satu jenis produk, untuk produk lain pada ukuran dan berat yang sama, nilai dan kerapuhan dari produk akan menentukan jenis atau bentuk kemasannya. Jenis kemasan yang mungkin untuk produk tersebut adalah peti (case) dengan perlengkapan yang lebih baik seperti tali pengencang, di dalamnya dilapisi dengan lembaran tahan air dan bahan pengering (desicant) yang dapat menyerap air pada saat kelembaban tinggi. 2. Pemakai Akhir dan Kebutuhan Perjalanan (Transit) Terdapat sepuluh faktor yang berpengaruh pada perencanaan bentuk (disain) kemasan atau palet yang digunakan untuk industri atau produk-produk pertanian. Tidak semua faktor bisa diterapkan pada kemasan lokal, tetapi untuk keperluan eksport semua faktor harus dipertimbangkan dengan cermat. Kesepuluh faktor tersebut adalah : a. Sifat dan berat produk b. Corak/model dari kemasan atau palet c. Bahan-bahan konstruksi/pembangun dan kekuatan penggabungan d. Dimensi kemasan e. “tare weight” (keseimbangan berat) f. Metoda dan kekuatan penanganan selama perjalanan g. Limit kejatuhan yang diminta oleh negara-negara pengimport (misalnya : syaratsyarat penanganan khusus, larangan beberapa bahan pengawet kayu, pemeriksaan pembukaan oleh pabean) h. Keadaan mendesak dari suatu kiriman i. Kekuatan penyimpanan kemasan yang dapat digunakan kembali. 3. Hubungan antara Kayu dan Faktor-faktor Teknis Pada prinsipnya, tidak ada spesifikasi khusus untuk jenis kayu yang bagaimana yang harus digunakan pada jenis kemasan tertentu. Pilihan jenis kayu ditentukan berdasarkan jumlah yang tersedia dan harganya. Bagaimanapun 84

karakteristik kekuatan aktual dari kemasan sangat berhubungan erat dengan jenis kayu, kualitas, ketebalan serta disain peti dan keahlian tenaga kerja dalam mengkonstruksikan dan merakit kemasan. Dalam hal ini, perbedaan tipe kayu sering mengakibatkan perbedaan sifat yang luas, seperti : a. b. c. d. e. f. g. h. i.

Kemudahan dari pengerjaan (sifat pengerjaan kayu) Densitas atau berat unit (dinyatakan dalam kg/m3) Kekuatan lengkung (N/mm2) Kekuatan pembengkokan (bending stiffness dalam N/mm2) Kekuatan tekan (N/mm2) Daya pelekatan/pemasangan kayu (N/mm  kedalaman paku pada kayu) Ketahanan terhadap perobekan (N/mm  lebar) Ketahanan terhadap kikisan Ketahanan terhadap kebusukan/kerusakan.

a. Sifat Pengerjaan Kayu Setiap spesies kayu mempunyai kualitas pengerjaan masing-masing, oleh sebab itu orang yang mengerjakan spesies kayu tertentu akan segera tahu hal pemakuannya, mesin yang digunakan atau karakteristik debu hasil iritasi. Di beberapa negara hal-hal tersebut di atas telah dibahas secara ilmiah dan setiap spesies dikategorikan berdasarkan karakteristik baik dan buruknya. Uji kekerasan dari setiap spesies meliputi pengukuran : - sudut pemotongan ideal untuk kekuatan/daya pisau - penumpulan, menggunakan silika atau pengasah lain - kemudahan pemakuan (paku tipis dimasukkan  bengkok/patah) - kecenderungan robek (selama pemakuan atau selama pengeringan) - pengeleman (beberapa kayu keras menimbulkan masalah dalam hal pengeleman) Banyak jenis kayu Indonesia yang belum laku di pasaran, baik sebagai bahan bangunan maupun sebagai bahan baku industri, karena belum diketahui sifat pengerjaannya dan kegunaannya. Kualitas suatu industri pengerjaan kayu ditentukan oleh bahan baku dan hasil pengerjaannya. Memilih bahan baku yang tepat untuk suatu produk yang diinginkan buka merupakan pekerjaan yang mudah, karena banyaknya jenis kayu yang dimiliki belum diketahui sifat pengerjaannya. Sifat pengerjaan perlu diketahui adalam penilaian jenis kayu yang akan dipakai untuk industri tertentu, disamping data mengenai sifat fisik dan mekaniknya. Kehalusan permukaan kayu dan mudah atau tidaknya dikerjakan, dapat berpengaruh terhadap pembiayaan produksi industri tertentu. Oleh karena itu setiap jenis kayu perlu diketahui sifat pengerjaannya, agar jenis kayu tersebut dapat digunakan untuk suatu produk tertentu sesuai dengan sifat pengerjaannya. Secara umum proses pengerjaan kayu meliputi pekerjaan memotong, membelah, mengetam, membentuk, membubut, membuat lubang persegi, membor dan mengampelas. Hasil pengerjaan dengan mesin diamati secara okuler dengan loupe yang mempunyai pembesaran 10 X. Pengamatan dilakukan terhadap cacat yang meliputi : - serat terangkat (raised grain) - serat berbulu halus (fuzzy grain) - serat tersobek (torn grain) Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

85

-

cacat bekas serpih ( chip mark)

setiap contoh uji mengandung salah satu dari keempat cacat pengerjaan tersebut di atas dianggap cacat. b. Densitas Kayu Densitas kayu adalah karakteristik yang sangat penting, sebab densitas yang tinggi menunjukkan bahwa kayu tersebut mempunyai kekuatan dan ketahanan yang baik pada saat pemakuan (daya cengkram paku). Hal yang sebaliknya terjadi pada kayu yang berdensitas rendah. Kayu dengan densitas di atas 650 kg/m3 setelah pengeringan udara, tidak baik digunakan sebagai pengemas. Sebaiknya kayu dengan densitas lebih kecil dari 350 kg/m3 tidak dipakai karena kayu tersebut tidak mempunyai kekuatan mekanis yang cukup. Meskipun sangat keras dan tahan terhadap tekanan, kayu dengan densitas di atas 650 kg/m3 tidak akan dapat dipaku dengan baik. Oleh karena itu kayu dengan densitas tinggi biasanya diabaikan penggunaannya sebagai bahan pengemas. Penggunaan kayu dengan densitas tinggi (600-700 kg/m3) adalah sebagai tepi papan dan balok untuk palet serta bagian-bagian bantalan poros dengan beban tinggi. Kayu dengan densitas rendah (350-450 kg/m3) dapat digunakan untuk komponen-komponen pengemas yang tidak terlalu rentan terhadap tekanan seperti : - bilah-bilah kemasan kayu ringan dan kemasan berkawat - bahan pelapis ujung-ujung kotak/peti - palet yang langsung dibuang (sekali pakai) - bagian dari kotak kayu menurut panjangnya. Densitas relatif atau spesific gravity merupakan rasio berat bahan dengan volume air. Densitas adalah berat per unit volume dan biasanya diekspresikan dalam satuan kg/m3. Bagaimanapun, berat dari kayu per unit volume berubah karena proses penyusutan dan pembengkakan yang disebabkan oleh perubahan kandungan uap lembab, oleh karena itu tingkat spesific gravity yang digunakan oleh para peneliti merupakan unit yang tidak tertentu. Pada prakteknya digunakan spesific gravity nominal berdasarkan volume kayu pada saat pengujian. c. Kandungan air dalam kayu Proporsi air dalam kayu basah (serat kayu) lebih besar dari 30 %,merupakan ikatan kimiawi dalam derajat yang bervariasi. Pohon yang masih hidup dan kayu dari pohon yang baru ditebang dapat mengandung lebih banyak air, yang dapat mencapai 200 % (bk) air bebas. Kadar air dapat mencapai lebih dari 100 %, karena berat air dinyatakan sebagai persentase dari berat kering (bk) kayu. Berat kayu basah – berat kayu kering Persen Kadar air = Beratkayu yang telah dikeringkan

x 100 %

Jadi jika satu gelondong kayu basah dikeringkan sampai kadar airnya mencapai setengah darikadar air mula-mula maka kandungan air kayu tersebut adalah 100 %. Kadar air keseimbangan (EMC = Equilibrium Moisture Content) terjadi saat kayu dikeringkan atau selama kayu dalam penanganan. Kayu bersifat higroskopis 86

oleh karena itu airnya akan berubah pada tingkat suhu dan kelembaban udara sekitarnya. Nilai kadar air keseimbangan adalah kadar air dari kayu yang akan dicapai bila kayu tersebut dibiarkan di udara terbuka dalam jangka waktu yang lama pada kelembaban relatif (RH) dan suhu yang teliti (dalam hal ini suhu mempunyai efek yang lebih kecil.). Pada umumnya kayu untuk pengemasan ditangani dengan mesin dan dirakit pada kandungan air yang tinggi, biasanya pada kadar air 30-40 %. Penanganan kayu pada kadar air tinggi ini akan memudahkan kerja mesin dan pemakuan, tetapi penyusutan akan lebih mudah terjadi pada kondisi ini daripada bila kayu tersebut dirakit pada kadar air yang lebih normal yaitu 20%. Kelebihan air di atas tingkat 25 – 30 % akan mengisi bagian rongga-rongga serat kayu. Air tersebut akan dikeluarkan selama pengeringan kayu basah, yang berkurang pada proses ini hanya berat dari kayu bukan dimensinya. Kayu dinyatakan berada pada saat titik jenuh serat (fsp = fibre saturation point) jika rongga-rongga sel tidak mengandung air tetapi dinding-dindingnya tetap menampung air pada kapasitas maksimum. Fsp untuk kebanyakan jenis kayu umumnya terjadi saat kadar air 25 dan 30 %. Selanjutnya, pengeringan di bawah fsp akan menghasilkan penyusutan seperti kontraksi dinding serat. Proses ini terjadi kebalikannnya (akan meresap air), bila kayu yang dikeringkan dimasukkan pada lingkungan basah. Sebelum kayu digunakan pada pembuatan peti dan palet, biasanya porsi air yang dikandungnya, dihilangkan terlebih dahulu. Terdapat dua sebab mengapa pengeringan kayu sangat dibutuhkan : 1). Kayu dari berbagai spesies akan busuk/rusak bila disimpan pada kadar air tinggi untuk periode waktu yang panjang, demikian pula untuk jangka waktu yang pendek, kayu yang rentan akan terkena penyakit jamur dan penodaan (stainning). Sebagai contoh pada jenis kayu apel, akan timbul noda biru atau sap strain. Kayu dengan kadar air di bawah 20 % umumnya cukup kering untuk mengalami kerusakan atau perubahan warna. 2). Pengeringan kayu dilakukan terlebih dahulu sebelum penanganan dengan mesin, diikuti dengan pengontrolan/pengendalian perubahan dimensional, untuk menghasilkan komponen-komponen dengan bentuk dan ukuran yang lebih akurat. Disamping itu pengeringan kayu juga dilakukan untuk memudahkan pengangkutan, penyediaan fasilitas penanganan dengan mesin untuk beberapa jenis kayu, untuk mendapatkan daya ikat lem yang kuat dan untuk meningkatkan sifat-sifat kekuatan. Idealnya, kemasan dan palet dari kayu gergajian dibuat dari kayu dengan kadar air keseimbangan di bawah atau sama dengan 20 %,dan mendekati 15 % untuk negara-negara panas kering. Hal-hal yang dapat digunakan sebagai petunjuk praktis penggunaan kemasan kayu bila dihubungkan dengan faktor kadar airnya adalah sebagai berikut : a). Penyusutan dimulai pada saat pengeringan kayu mencapai kadar air < 30 % b). Kayu tidak susut atau bergelombang sepanjang serat c). Penyusutan terjadi duakali yaitu pada arah tangensial dan radial 3). Penyusutan arah tangensial atau penggelombangan dapat dihitung ber-dasarkan 1 mm per 100 mm untuk setiap perubahan kadar air sebesar 3 % di bawah 30 %, penyusutan radial = ½ dari penyusutan tangensial. Pada Tabel 6.1 diperlihatkan perkiraan hubungan antara kelembaban relatif (RH) dan kadar air kesetimbangan (EMC) dari kayu gergajian pada suhu 20o C. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

87

Tabel 6.1. Hubungan antara RH dan EMC kayu gergajian pada suhu 20o C Kelembaban Relatif (RH)

Kadar Air Kesetimbangan (%)

80 70 60 50 40 30

18 15 13 11 9 7,5

d. Kadar Air dalam Kayu Lapis Di negara berkembang kemasan kayu tergantung pada kayu keras dan kayu lunak gergajian, tetapi dibeberapa negara industri, kayu yang banyak digunakan untuk kemasan adalah kayu lapis. Jika kayu lapis menggunakan spesies yang sama dengan kayu gergajian, makakonstruksi kayu lapis yang telah dilaminasi menyediakan stabilitas dimensional yang cukup tinggi. Penggelombangan dan penyusutan kayu sepanjang serat dengan perubahan dalam kadar air cukup kecil yaitu hanya 1 %. Pada kayu lapis kecenderungan tiaplpisan (veneer) untuk menggelombang atau menyusut secara silang sangat dibatasi oleh stabilitas longitudinal relatif veneer. Hubungan antara kadar air dan kelembaban relatif dari kayu lapis dapat dilihat pada Tabel 6.2. Tabel 6.2. Hubungan antara RH dan EMC kayu lapis pada suhu 20o C Kelembaban Relatif (RH) Kadar Air Kesetimbangan (%) 80 16 70 13 60 11 50 9 40 7 30 6 Kondisi RH dan kadar air dari kayu pengemas yang akan dirakit bervariasi antara 30 – 80 % untuk RH dan 6 – 16 % untuk kadar air. Pada panel standard yang berukuran 1200 x 2400 mm2 dengan kondisi-kondisi tersebut di atas, panel akan mengalami perubahan total dimensi sekitar 1mm sepanjang lebar dan 2mm perubahan dimensi panjangnya. e. Pengukuran Kadar Air Terdapat dua metoda pengukuran kadar air yang biasa digunakan. Yang paling umum adalah penggunaan moisture meter. Metoda ini merupakan suatu uji yang bersifat non destruktif dengan berdasarkan pada sifat-sifat listrik kayu yang bervariasi, tergantung pada kandungan airnya. Bersifat tepat guna untuk kerja pengemasan dimana keakuratan yang tinggi tidak dibutuhkan. Pengguna terlatih

88

dari alat ini dapat mencapai hasil dengan tingkat kesalahan sekitar 2 % dari kadar air sebenarnya. Metoda lainnya adalah metoda pengeringan dengan oven (oven dry methods) yang bersifat destruktif. Dilakukan dengan cara menimbang contoh (untuk mendapatkan berat kayu + air), kemudian dikeringkan sambil berat tetap ditimbang untuk mendapat berat kering, setelah itu digunakan rumus : Berat kayu basah – berat kayu kering Kadar air (bk) = Berat kayu kering Metoda ini lebih tepat, tetapi biasanya hanya dilakukan untuk penelitian pengemasan kayu. f. Penyimpangan dan Penyusutan Terdapat dua masalah yang saling berkaitan bila kayu berada dalam kondisi kadar air lebih tinggi dari kadar air kesetimbangan akhirnya (EMC),yaitu penyusutan dan penyimpangan (distorsi). Bila kayu dengan kadar air 25 % dikeringkan menjadi 13% EMC (60 % RH) maka dapat diharapkan terjadi susut sekitar 3 % untuk arah tangensial dan susut arah radial sebesar 1,5 % atau rata-rata 2,25 %. Gambar 6.1 memperlihatkan penyimpangan dalam pengeringan dan penyusutan.

Gambar 6.1. Penyimpangan melalui pengeringan dan penyusutan Suatu peti kemas yang dirancang agar tidak terjadi penyusutan selama pengiriman dan penyimpangan oleh pengguna harus memperhatikan faktor pengurangan kadar air dari kayu secara umum, dan khusus untuk kayu lapis diusahakan persentasekadar air di atas EMC yang diharapkan. g. Pengeringan Kayu Terdapat dua metoda yang secara profesional digunakan di negara maju yaitu : 1) Alat pengering dengan menggunakan panas dan kelembaban buatan, berlangsung dalam beberapa hari; 2) Pengeringan udara pada suhu dan kelembaban ambivent, berlangsung dalam beberapa minggu atau bulan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

89

Metoda lain yang bersifat konvensional, adalah dengan cara mengeringkan dipanas matahari yang biasanya digunakan di negara-negara berkembang dengan iklim ha-ngat/panas. Alat pengering biasa digunakan pada pembuatan pengemas dari kayu lapis. h. Pengkaratan dan Faktor-faktor Lingkungan Kayu dapat menyebabkan pengakaratan paku baja yang tidak dilapisi dengan bahan anti karat dan paku tersebut digunakan dalam merakit suatu pengemas. Hampir semua jenis kayu bersifat asam, tetapi beberapa cukup menimbulkan persoalan. Tidak hanya pengikat tapi juga produk yang dikemas dapat terkena oleh pancaran uap yang bersifat korosif. Untuk melindungi baja dari serangan karat, di dalam kemasan dapat ditambahkan bahan penyegar air (desicant) atau penghambat karat. Jika penampilan kemasan merupakan hal yang penting, maka sebaiknya digunakan paku yang dilapisi bahan anti karat. Tabel berikut memperlihatkan beberapa spesies kayu dengan tingkat sifat karatnya. Tabel 6.3. Sifat pengkaratan pada beberapa jenis kayu N Jenis Kayu Tingkat korosif o 1 Oak Sangat korosif 2 Sweet chesnut Sangat korosif 3 European beech Sedang 4 Birch Sedang 5 Douglass fir Sedang 6 Gaboon Sedang 7 Teak Sedang 8 Western red cedar Sedang Bahan alami berminyak yang dikemas dalam kotak dapat menjadi cacat/busuk oleh bahan volatil yang dikeluarkan oleh kayu. Kecenderungan menjadi cacat bertambah bersamaan lama waktu kontak dengan kayu lapis, dan adanya kandungan air dalam kayu. Idealnya produk segar dikemas dalam kayu berwarna terang yang biasanya mengandung sedikit tanin dan kandungan ekstraktif lainnya, dibanding spesies berwarna gelap. Pencucian bahan kimia yang digunakan dalam perlakuan kimia anti noda juga menimbulkan permasalahan. Bahan kimia yang biasa digunakan pada perlakuan anti noda adalah pentachlorophenol. D. KESALAHAN-KESALAHAN BAHAN KAYU DAN PERBAIKANNYA 1. Kesalahan Alami Sebagai bahan alami, kayu menunjukkan perbedaan dalam karakteristik alamiahnya. Berdasarkan karakteristik ini, kayu dikelompokkan ke dalam golongan yang bisa digunakan untuk industri dan golongan yang tidak bisa digunakan di industri, dalam hal ini misalnya industri pengemasan. a. Knot dan Knot Cluster Pada beberapa spesies seperti kayu lunak, bentuk kesalahan knot/knot cluster merupakan fakta yang masih dapat diterima. Terdapat dua metoda pada

90

pembagian tingkat mutu (grading) dalam rangka membatasi meluasnya penyakit knot ini dan juga untuk mendapatkan bagian kayu yang dapat diterima yaitu : 1). Pembagian tingkat mutu untuk penampakan (biasanya untuk furniture) 2). Pembagian tingkat mutu untuk kekuatan (penggunaan umum/struktural dan kemasan Pembatasan ukuran dan distribusi knot dalam kayu kemasan merupakan hal yang perlu diperhatikan dalam rangka mempertahankan kekuatan minimum. Ukuran knot yang diijinkan tergantung pada dimensi lembaran-lembaran kayu yang telah dikelola. Gambar 6.2 memperlihatkan pengkelasan knot seperti yang digunakan dalam grading komponen-komponen pengikat beban pada kayu kemasan dan palet.

Keterangan : 1. knot melingkar 2. knot bentuk oval 3. knot cluster (kumpulan knot)

4. arris knot 7. Knot bercabang 5. knot margin 6. knot yang melebar (splay knot)

Gambar 6.2. Pengkelasan knot dalam kayu b. Belahan dan Goncangan (Spits dan Shakes) Jenis cacat ini kurang begitu penting dibanding knot dalam kayu pengemasan. Kategorinya dapat dilihat pada Gambar 6.3.

Keterangan : 1. Getaran berbentuk cincin (ring shake) 2. Goncangan/getaran (shake) 3. Belahan (Split end)

Gambar 6.3. Cacat jenis Splits & Shake Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

91

c. Susut (Wane) Susut adalah lingkaran di bawah permukaan kulit pohon yang kadangkadang masih terdapat pada kayu gergajian. Kayu yang ada cacat susutnya biasanya masih dapat diterima dalam situasi domestik, tetapi untuk kemasan eksport banyak negara yang tidak mengijikan kayu dengan jenis cacat ini. Gambar 6.4 memperlihatkan batas maksimal yang diperbolehkan untuk cacat susut dalam kayu pengemasan.

Gambar 6.4. Cacat jenis susut d. Sudut pada jaringan kayu Pertumbuhan yang tidak seperti biasanya atau proses penggergajian yang tidak sempurna dapat menghasilkan suatu situasi dimana serat-serat kayu tidak berjalan searah (paralel) papan atau sisi pengikat seperti terlihat pada Gambar 6.5. Kesalahan ini jika melampaui batas dapat menyebabkan kelemahan.

Gambar 6.5. Cacat jenis sudut serat kayu e. Kecepatan Pertumbuhan Kecepatan pertumbuhan diukur secara tradisional berdasarkan jumlah pertumbuhan lingkaran cincin per ukuran inci. Dalam sistem metrik, unit pengukuran di banyak negara berubah, sehingga kecepatan pertumbuhan merupakan banyaknya lingkaran setiap 25 mm seperti terlihat pada Gambar 6.6. Dalam melakukan pengukuran pusat dari pohon dihilangkan dan biasanya daerah yang diukur adalah daerah luar dari kayu yang cukup matang. f. Kebusukan dan Noda Berbentuk Parit Kebusukan berpengaruh nyata pada faktor pembebanan secara struktural. Kebusukan dengan jumlah yang terbatas masih bisa dipakai untuk pengemasan

92

tingkat domestik. Noda berbentuk parit atau noda biru tidak berpengaruh nyata dan dapat diabaikan. Noda parit atau noda biru adalah pewarnaan kayu yang disebabkan oleh jamur dengan penetrasi mendalam, dimana penyebaran hifa jamur memberikan warna gelap. Noda-noda ini warnanya bervariasi, tetapi biasanya berwarna biru keabu-abuan. Jamur ini dapat mempengaruhi lapisan-lapisan kayu dari berbagai spesies dengan kadar air yang lebih dari 20 %. Noda dapat merubah warna kayu tetapi tidak dapat merubah kekuatan kayu. 25 mm

Gambar 6.6. Pengukuran kecepatan pertumbuhan g. Gangguan Serangga Kerusakan karena beberapa jenis serangga secara struktural tidak berarti, sebagaicontoh beberapa negara akan mengijinkan pemasukan kayu dengan kerusakan karena serangga Ambrossia beetle (Pinhole borer). 2. Penjagaan dan Pencegahan Cara terbaik untuk menjaga mutu kayu adalah dengan cara penghindaran atau pencegahan terjadinya cacat kayu. Beberapa kesalahan kayu (seperti kandungan air yang tinggi) dapat dicegah secara sempurna. Knot dan belahan hanya dapat dihilangkan dengan pengkelasan mutu kayu pada pengguntingan menyilang. Pengetahuan tentang pengkelasan mutu kayu berdasarkan kekuatannya berkembang cepat di beberapa negara seperti Swedia, Kanada, USA dan Inggris. Begitu juga dengan metoda pengkelasan mutu kayu berdasarkan visual dan tekanan mekanis sudah digunakan secara luas. Sistem pengkelasan mutu kayu tidak bersifat internasional. Seringkali kayu dengan kelas tertentu di suatu negara tidak diterima/diakui di negara lain. Sistem grading ini juga terutama didisain untuk pekerjaan bangunan dan konstruksional. Walaupun tidak terdapat sistem pengkelasan mutu yang dibuat secara formal, ada beberapa aturan yang sangat berguna dan dapat diterapkan secara universal antara lain : a. Knot yang fatal atau sumur knot, lebarnya lebih besar dari 20 mm, dapat menyebabkan kelemahan yang serius pada pengikat kotak atau papan palet. Jika knot tersebut ada pada beberapa papan dalam palet yang sama, menyebabkan palet tidak dapat dipakai lagi. Untuk itu harus dihindarkan lebar knot yang lebih besar dari 1/3 lebar papan. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

93

b. Susut mempunyai pengaruh terhadap kekuatan. Batas maksimal yang diperbolehkan tidak boleh lebih dari setengah kali ketebalan, diperbolehkan untuk panjang papan yang terbatas. c. Kecepatan pertumbuhan merupakan bagian dari suatu persamaan yang kompleks yang melibatkan densitas, spesies dan rasio kecepatan tumbuh untuk kayu musim semi dan musim panas. Kecepatan tumbuh yang tinggi sering mempunyai pengaruh pengurangan kekuatan yang kecil dan dapat diabaikan. d. Slop/sudut serat dengan kemiringan lebih dari 1/6 akan mempengaruhi kekuatan pengikat atau menyebabkan menurunnya kekuatan papan. Gradien maksimal untuk slop pada bagian-bagian dari basis kotak besar adalah 1 : 8. e. Retakan dan getaran longitudinal yang tidak mempengaruhi pemancangan paku pada saat penggabungan, dapat diabaikan. f. Noda biru, jika hanya mempengaruhi penampakan kayu dan tidak berpengaruh pada pandangan titik kekuatan kayu, dapat diabaikan. g. Kebusukan dan perlawanan aktif dari serangga dapat melemahkan kotak, krat atau palet dan dapat menyebar pada kayu yang sehat. Perlakuan anti noda dilakukan pada kayu dengan kadar air tinggi dan akan disimpan atau dikapalkan. Perlakuan kimiawi ini biasanya dikerjakan segera setelah kayu diubah dalam bentuk log. Jika kayu hasil penebangan diubah dalam bentuk log dengan cepat, dan dikeringkan dengan cepat pula, maka kemungkinan tumbuhnya noda dapat dikurangi. Kayu import yang dikapalkan dalam keadaan tidak kering biasanya mendapat perlakuan kimiawi untuk penjagaan terhadap noda. Bahan kimia yang biasa digunakan adalah larutan garam dengan konsentrasi rendah. Akhir-akhir ini yang banyak digunakan adalah garam sodium dari pentachlorophenol (Na PCP), harganya murah tetapi efektif. Perlakuan anti noda hanya tahan untuk kayu yang akan dikapalkan, sedangkan untuk kayu yang akan disimpan bertahun-tahun, perlakuan ini tidak dapat menjamin keawetan kayu. Dengan pengertian lain perlakuan kimiawi tidak dapat memberikan perlindungan lebih lanjut terhadap kebusukan (decay). Terdapat kemungkinan bahwa noda pada tahap lanjut akan diikuti oleh kebusukan tahap awal. 3. Peraturan Internasional Untuk keamanan lingkungan, bahan kimia yang digunakan adalah PCP. PCP digunakan di negara Skandinavia, USA, Asia Tenggara dan Jepang. Di negara lain penggunaan bahan kimia untuk perlakuan anti noda adalah garam-garam anorganik seperti garam borates dan copper atau komponen organik ammonium. Di Inggris, PCP telah dipertimbangkan oleh badan kesehatan dan keselamatan untuk digunakan secara bebas sebagai bahan pelindung kayu. Saat ini banyak negara menetapkan peraturan yang ketat untuk mengurangi resiko masuknya pestisida atau penyakit yang dapat merusak industri-industri pertanian dan kehutanan di negara mereka. Negara-negara yang diketahui terbaik peraturan karantinanya adalah Australia dan Selandia Baru. Peraturan karantina ini juga diterapkan pada kayu dan kemasan yang masuk ke negara tersebut. Demikian juga negara lain seperti Inggris, melakukan pemeriksaan yang sangat ketat pada 94

setiap kemasan, diikuti pemberian sertifikat untuk memastikan bahwa pengeksport telah memenuhi peraturan kesehatan. Peraturan-peraturan ini diterapkan pada kayu keras dan atau kayu lunak tergantung pada negara dan aturan yang berlangsung di negara tersebut. Sebagai contoh peraturan karantina yang berlaku di Australia adalah : a. Fumigasi untuk kayu kemasan dengan methyl bromida sebanyak 2 kg per100 m3 kayu, suhu ruang pada 21o C selama 24 jam. b. Atau selama 6 jam pada keadaan panas kering (74o C) c. Atau dikeringkan dengan alat pengering sampai kadar air 14 % d. Atau dilakukan penguapan pada suhu 82oC selama 4 jam sebelumnya dilakukan perlakuan dingin terhadap borat. e. Atau pencelupan dalam larutan boratpada suhu 93o c selama 3,5 jam. E. KONVERSI KAYU 1. Kayu Gergajian Setelah pembuangan kulit dari kayu log, perubahan bentuk panjang dan lebar untuk digunakan di industri dilakukan dalam mesin penggergajian (Sawmill). Untuk kayu pengemas biasanya dipotong dengan ukuran 50 x 150 mm atau 25 x 20 mm, bisa juga ukuran lain tergantung kebutuhan pengguna. Sifat penggergajian kayu, besar relevansinya dengan mesin penggergajian untuk kayu pengemas. Pada sifat pengerjaan kayu dengan mesin terdapat pemotongan dan sudut jarak antara dua pemotongan (Clearance) yang bersifat optimal. Untuk kayu lunak, khususnya pinus digunakan gergaji putar dengan 45 gigi, dan 25 – 30o sudut pengait (hook), 20o sudut clearance serta 15o sudut lereng atas. Sedangkan untuk kayu keras dengan densitas rendah sampai sedang, sifat pengerjaan kayunya adalah 54 roda gigi dengan sudut pengait 25o, sudut clearance 15o dan sudut lereng atas 15o. 2. Kayu Lapis Pengerjaan laminasi veneer kayu pertama kali dilakukan di kerajaan Mesir Kuno. Hasilnya adalah kayu lapis dalam bentuk kasar yang direkat dengan perekat alami seperti perekat tulang dan albumin darah. Perubahan beberapa teknik pengerjaan kayu terjadi pada akhir abad ke 19 dengan datangnya mesin pengupas kulit putar yang mengupas kayu log (membentuk lapisan veneer) dengan cara seperti kerja pengerut pinsil. Alat tersebut bervariasi tergantung pada ukuran dan spesies kayu log, jenis kayu lapis yang diproduksi dan skala operasi. Bentuk log merupakan tahap pertama dalam proses pembuatan kayu lapis. Log dipastikan mempunyai kadar air yang tinggi dan konsisten. Kemudian mesin pengupas akan mengubah log tersebut menjadi ukuran-ukuran veneer yang halus permukaannya dengan kecenderungan retak dan robek yang cukup kecil. Proses pengerjaan juga meliputi perendaman dalam air dingin atau panas, atau proses penguapan tergantung pada spesies kayu dan kandungan air dari log. Pada Gambar 6.7 diperlihatkan bahwa bagian kayu log berputar melawan pisau mesin bubut. Dengan mesin ini akan dihasilkan veneer dengan ketebalan yang akurat dan konsisten. Lapisan veneer yang masih basah, dikeringkan dengan alat pengering untuk mengurangi kandungan airnya 2 - 3 %. Cacat yang timbul pada kayu lapis dapat Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

95

diperbaiki dengan bahan penyumbat atau bahan pengisi. Tingkat pengkelasan mutu dari kayu lapis secara normal biasanya ditunjukkan oleh jumlah cacat yang terlihat akibat proses perekatan yang tidak sempurna.

Gambar 6.7. Proses pengupasan log kayu lapis a. Aplikasi Perekat Perekat resin sintetis diterapkan dengan menggunakan mesin penyebar yang dapat berputar, bisa juga dengan lat penyemprot atau pelapis. Selanjutnya veneer digabungkan dengan sudut-sudut patokan 90o. Hasil rakitan ini disebut lay-up. Kemudian dilakukan penekanan, pemanasan dan pendinginan. Setelah itu dipotong dengan ukuran 2400 x 1200 mm. Kayu lapis biasanya dibuat berdasarkan aturan standard nasional dari negara setempat. Pada beberapa kasus standard seperti standard kayu lapis Jerman bisa saja diterapkan di negara lain sebagai bantuan pada proses produksi dan penanganan. Kayu lapis untuk kemasan mempunyai jumlah lapisan 3, 4, 5 atau 7 lapis, kualitas lebih tinggi dengan jumlah lapisan yang lebih banyak, selain itu peluang untuk melengkung karena perbedaan kadar air juga kecil. Kayu lapis adalah pengemas produk yang ideal, yang membatasi penggunaannya adalah biaya yang relatif lebih tinggi dibanding kemasan dari kayu gergajian. Kayu lapis juga mempunyai sifat kekuatan yang tinggi dan bersifat ringan. Berdasarkan perekat sintetis yang digunakan terdapat dua tipe penting dari kayu lapis yaitu kayu lapis yang direkat oleh perekat urea formaldehyde (UF) dan kayulapis yang direkat oleh perekat phenol formaldehyde (PF). PF lebih banyak digunakan dibanding UF. b. Perekat UF Perekat ini digunakan pada kayu lapis yang tahan air atau kayu lapis bagian dalam. Ketahanan kayu lapis terhadap air hanya untuk periode yang terbatas bila kayu lapis tersebut dibiarkan di tempat terbuka. Kayu lapis tersebut akan menahan air dingin untuk periode waktu yang panjang dan menahan air panas untuk waktu yang terbatas, tetapi tidak tahan bila ditempatkan di air mendidih (standard uji laboratorium). Perekatan di bagian interior akan menjadi kuat dan tahan lama dalam kondisi kering, juga bersifat resisten terhadap air dingin.

96

c. Perekat PF Tipe ini digunakan pada kayu lapis eksterior dan kayu lapis tahan air didih serta tahan cuaca. Sifat lain dari perekat ini adalah tahan terhadap mikroorganisme, air dingin dan air mendidih. d. Perekat MUF (Melamin Urea Formaldehyde) Tipe ketiga dari perekat sintetis adalah urea formaldehyde yang difortifikasi dengan melamin, dikenal dengan nama MUF. Perekat ini digunakan dalam beberap tipe kayu lapis yang dibuat di negara-negara Asia Timur Jauh. Sifat perekat MUF adalah lebih tahan air dan cuaca dibanding UF tetapi tidak setahan PF. 3. Papan Serat (Fibreboard) Penggunaan limbah kayu sebagai bahan industri telah dikembangkan secara ekonomis dan teknologis. Papan serat dari limbah kayu, pertama kali diproduksi pada akhir abad ke-19. Bahan dasar dalam bentuk serpihan-serpihan kayu sisa dibuat pulp terlebih dahulu, densitasnya relatif rendah. Selama tahun 1920 sampai awal tahun 1930 teknik-teknik berkembang lebih lanjut antara lain teknik pemecahan kayu solid ke dalam bentuk serat dan kemudian teknik pengepresan dengan panas dan teknik perekatan dengan mesin sintetis sehingga dihasilkan suatu panel yang kuat dan tahan lama, disebut papan keras (hardboard). Proses basah merupakan teknik yang umum digunakan pada pembuatan hardboard, medium board, dan softboard. Papan serat digunakan sebagai bahan pengemas, dimana bahan pengemas tersebut tidak menempatkan faktor ketahanan terhadap air sebagai faktor yang kritis. Aplikasinya misal pada nampan-nampan untuk buah dan sayuran yang diperkuat oleh pengikat. Hardboard dan medium board yang diproduksi dengan ketebalan antara 3-12 mm, merupakan bahan pengemas yang sangat baik. Kategori papan serat yang cocok untuk bahan pengemas adalah : a. Hardboard standard dengan densitas 800 kg/m3, tebal 2-6 mm. b. Hardboard tahan air dengan densitas 960 kg/m3, tebal 3-12 mm c. Medium board dengan densitas tinggi 500-900 kg/m3, tebal 8-12 mm 4. Papan Partikel Papan ini dibuat dari serpihan-serpihan kayu sisa yang ukurannya lebih besar dari ukuran serpihan untuk papan serat dan direkat dengan perekat resin sintetis. Jenis papan partikel yaitu : a. Papan kayu chip (wood chipboard) b. Papan kayu flake (flakeboard) c. Papan kayu wafer (Waferboard) dan d. Oriented strandboard Papan kayu chip tidak begitu baik untuk industri pengemasan karena rasio kekuatan dan beratnya rendah. Jenis ini juga biasanya menimbulkan masalah dalam proses pemakuan disebabkan variasi densitas yang tinggi (500-700 kg/m3) dan faktor ketebalan (12-20 mm). Papan yang tipis mudah dikerjakan tetapi ketahanannya sangat rendah.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

97

Papan kayu flake, wafer dan oriented strandboard lebih banyak digunakan di industri kemasan karena jenis-jenis tersebut cenderung lebih ringan dan lebih mudah dipaku. Proses pembuatan jenis-jenis papan partikel ini berkembang dengan terciptanya perekat sintetis yang tahan suhu tinggi. Proses produksi meliputi penanganan kayu secara mekanis dan rekonstitusi proses menggunakan perekat, semua dilakukan secara otomatis. Tahap akhir adalah siklus pemanasan dan pengepresan. Papa kayu wafer dan oriented strandboard adalah papan partikel yang telah dimodifikasi, dibuat dari kayu log yang dipotong-potong berbentuk wafer atau strand, sifatnya mendekati kayu lapis. F. PERAKITAN KEMASAN KAYU DAN METODA PENGIKAT 1. Bahan Perekat Perekat atau pengikat pada semua jenis pengemas merupakan hal yang patut diperhatikan, karena menyangkut batas keselamatan selama pengangkutan. Pengikat baja adalah pengikat yang sifatnya tradisional, sedangkan yang biasanya digunakan adalah paku atau kawat jepret (staples). Untuk pengemasan kayu, bahan lem fleksibel yang sedang diteliti adalah bahan perekat dari karet. Jenis perekat ini mempunyai kemampuan untuk mengisap energi bila digunakan dalam ketebalan yang cukup. Bahan perekat karet ini merupakan masih dalam tahap uji coba penerapannya belum begitu luas. 2. Jenis Metoda Penggabungan/Pengikatan Metoda-metoda pengikatan seperti : pengikatan dengan kawat jepret (stapling), penggunaan tali pengikat (strapping), konstruksi sisi logam (metal edge) dan ikatan kawat (wire bound) digunakan secara luas, merupakan metoda yang kuat dan efesien untuk konstruksi kotak dan peti kayu. Pengikatan dengan kawat jepret juga biasa digunakan untuk konstruksi palet khusus. Stapler berbentuk laras semi otomatis, berisi sejumlah kawat jepret yang letaknya berderet. Dalam keaadaan normal, stapler berisi udara/angin (pneumatik). Kawat jepret bervariasi ukuran panjangnya, mulai dari 15 mm sampai 50 mm dengan tekanan gauge 1,6 atau 2 mm. Yang biasa dijual dilapisi dengan lapisan seng/timah agar tahan terhadap karat atau pelapisan dengan resin untuk meningkatkan pertahanan. Penggunaan tali pengikat secara tensional (tensional strapping) diterapkan untuk mengemas secara semi otomatis atau otomatis penuh. Pengikatan serta perekatan dilakukan di bawah tekanan. Dapat diaplikasikan pada boks kayu, kotak dan palet. Dalam aplikasi pengemasan, tensional strapping banyak digunakan karena : a. Menguatkan kemasan b. Melindungi bahan yang dikemas terhadap resiko selama pengangkutan sampai tiba di tempat tujuan. c. Murah, terutama untuk konstruksi kemasan dari bahan yang tipis d. Dapat digunakan sebagai metoda penutupan peti disamping metoda lain, yaitu menggunakan ulir dan paku. Penentuan jumlah, ukuran dan jenis tali pengikat yang digunakan tergantung pada bentuk, ukuran dan berat pengemas, bahan pengemas serta penanganan. 98

Kondisi penyimpanan dan pengangkutan juga merupakan faktor yang harus dipertimbangkan. Terdapat tiga kelas tali pengikat yaitu : a. Baja dengan bentuk datar, melingkar dan oval. Kekuatan tarik tipikalnya adalah antara 300 – 1300 N/mm2. Permukaannya dapat dilapisi dengan seng, tenbaga, wax, cat atau tanpa pelapisan (warna natural). b. Weftless, terdiri dari lembaran-lembaran yang bersifat kontinyu dari lapisan tekstil bertegangan tinggi, diterapkan secara paralel dengan sistem pelekatan yang menggunakan bahan perekat. Lebarnya sekitar 6 – 25 mm. c. Plastik suhu tinggi (thermoplastic) dengan lebar antara 5 – 25 mm, diterapkan membentuk silang pada permukaan segi empat panjang. Pada pengikatan dengan baja, uap air tidak berpengaruh buruk, tetapi pengkaratan mungkin timbul selama proses pengangkutan yang cukup lama. Pada pita kain berpori, kekuatan tarik akan menurun dalam kondisi basah, kelembaban berpengaruh pada saat pengikatan tali ke sekeliling kemasan (container). Penampakan dari pita plastik suhu tinggi dan pita poliester pada keadaan normal, tidak dipengaruhi oleh uap air. Pada Tabel 6.4 dapat dilihat sifat-sifat khusus pengikat non logam. Pengikat non logam pada keadaan normal tidak dipengaruhi oleh suhu antara –40 dan 40o C. Tabel 6.4. Sifat-sifat khusus pengikat non-logam Bahan Pengikat kain (Weftless viscose) Pengikat poliester Polipropilen terekstrusi Poliamide terekstrusi Poliester terekstrusi

Kekuatan Tarik (N/mm2)

Elongasi pada saat putus (%)

270 – 310

9 – 13

450 – 500 230 – 380 380 – 450 350 – 620

12 – 14 8 – 30 12 – 20 5 – 20

Pengikat dalam keadaan normal diterapkan pada sudut kanan dari sisi-sisi kemasan. Pengikatan dapat berfungsi dengan baik, bila diberikan kekuatan ikat yang cukup. Bila pengikatan kurang kuat atau diletakkan pada posisi yang salah, akan memecah kemasan atau merusak isinya. Pengikat baja dapat diterapkan pada kotak dan peti kayu, terutama untuk kayu dengan kandungan air tinggi. Kawat tidak boleh diletakkan di sepanjang serat kayu tanpa pelindung sisi. Penggabungan di bawah tekanan, tergantung pada bahan dan ketepatgunaan alat yang dipakai. Metoda penggabungan meliputi pemotongan, pembentukan, pengelasan atau pemutaran mekanis. Pada Tabel 6.5 dapat dilihat sifat kekuatan tarik dari pengikat baja. Tabel 6.5. Sifat daya regang (tensile) pengikat baja Bentuk

Kekuatan Tarik (N/mm2)

Datar, putaran dingin

620 – 1250

Datar, putaran panas

450 – 900

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

99

Kawat, melingkar

340 – 590

Kawat, oval

740

Kawat, datar

620 – 1310

Metoda pengikatan yang lain adalah konstruksi sisi logam. Metoda ini digunakan dalam merakit peti/kotak dari kayu lapis. Penyisian logam dilakukan dengan ketebalan yang cukup untuk mendapatkan kemudahan dalam pembengkokan dan daya lentur pada logam bentuk datar. Penyisian logam biasanya digabungkan dengan paku, paku sumbat/keling yang bercabang dua atau kawat jepret (staples). Metoda pengikatan yang keempat adalah pengikatan dengan kawat (wirebound). Pada boks kayu, bagian-bagian samping, atas dan bawah digabung dengan kawat yang ditekuk untuk mendapatkan bentuk kotak yang kuat, pada kedua ujung kotak dikonstruksikan secara terpisah, penguncian kawat dilakukan pada setiap sisi samping, atas dan bawah. 3. Pemakuan Teknik-teknik pemakuan yang digunakan dalam perakitan dan penutupan merupakan salah satu faktor penting untuk mendapatkan kemasan dan palet kayu yang ekonomis, tetapi kuat. Jenis paku, ukurannya, pembuatan spasi dan penempatan paku dalam hubungannya dengan posisi, ketabalan kayu dan seratnya, berpengaruh besar pada daya tahan kemasan. Jenis-jenis paku antara lain : paku kotak standard (umum), paku berlapis resin, paku lapis seng, paku berputar, paku bergalur/bercincin, ulir kayu, paku jepret dan paku jepret berlapis resin. Pelapisan paku bertujuan untuk mencegah terjadinya korosi atau pengkaratan. Jenis-jenis paku tersebut dapat dilihat pada Gambar 6.8.

Gambar 6.8. Jenis-jenis paku

100

G. JENIS-JENIS KOTAK KAYU DAN PALET KAYU 1. Kotak Kayu Gergajian Bentuk kotak kayu gergajian terdiri atas 11 disain kotak, dengan pemuatan beban terandah sebesar 20- 50 kg sampai dengan pemuatan beban tertinggi 800 kg yaitu : a. Disain Dasar Kotak Kapasitas beban 20 – 50 kg, ukuran dimensi 500 x 300 x 200 mm3 dengan tebal kayu 8 atau 10 mm serta ketebalan kayu bagian dasar 15 mm.

b. Combed Tenon Box Sisi-sisi kotak dilekatkan pada masing-masing ujungnya dengan combing (tenons) dan direkat dengan perekat eksternal. Kapasitas beban 20 – 100 kg, ukuran dimensi 600 x 400 x 300 mm3 dengan tebal kayu 15 – 20 mm.

c. Internally Battened Box Model kotak ini merupakan modifikasi dari jenis kotak dasar, tetapi di dalamnya dilengkapi dengan pengikat (battens) bentuk segitiga atau segi empat yang dilekatkan pada sudut-sudut bagian dalam kotak. Kapasitas beban 30 – 100 kg,

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

101

ukuran dimensi 600 x 400 x 300 mm3 dengan tebal kayu 10 – 15 mm, dengan battens 35 x 35 mm2. d. Battened End Box Model kotak ini dilengkapi dengan dua pengikat vertikal pada tiap ujung, tetapi tidak dilengkapi dengan pengikat yang mengelilingi kotak. Kapasitas beban 30 – 50 kg, ukuran dimensi 1000 x 750 x 750 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan battens 20 x 60 mm2. e. Paneled End Box Model kotak ini dilengkapi dengan pengikat untuk bagian atas dan bawah. Kapasitas beban 50 – 400 kg, ukuran dimensi 1000 x 750 x 750 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan battens 20 x 60 mm2. f. Battened Top/Base Case Model kotak ini dilengkapi dengan pengikat untuk pada penutup kotak dan dasar kotak. Kapasitas beban 50 – 350 kg, ukuran dimensi 1500 x 1000 x 750 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan ketebalan.battens 90 mm. g. Girth Battened Case Model kotak ini dilengkapi dengan dua set pengikat keliling. Kapasitas beban 100 – 400 kg, ukuran dimensi 2000 x 1000 x 1000 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan ketebalan.battens 90 mm. h. Girth Battened & Panelled Case Model kotak ini dilengkapi dengan dua set pengikat keliling dan panel-panel pada kedua ujung kotak. Kapasitas beban maksimum 500 kg, ukuran dimensi 2000 x 1000 x 1000 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan ketebalan.battens 90 mm. i. Triple Battened & Panelled Case Model kotak ini dilengkapi dengan tiga set pengikat keliling dan panel-panel pada kedua ujung kotak. Kapasitas beban maksimum 700 kg, ukuran dimensi 2500 x 1200 x 1200 mm3 dengan tebal kayu 21 – 32 mm, dengan ketebalan.battens 80 mm. j. Triple Battened with Recessed Panel Case Model kotak ini dilengkapi dengan tiga set pengikat keliling dan panel-panel pada kedua ujung kotak secara vertikal danhorizontal. Kapasitas beban maksimum 800 kg, ukuran dimensi 2500 x 1200 x 1200 mm3 dengan tebal kayu 21 – 32 mm, dengan ketebalan.battens 75 mm. k. Girth Battened Single Braced Case Model kotak ini dilengkapi dengan dua set pengikat keliling dan pengikat diagonal. Kapasitas beban maksimum 450 kg, ukuran dimensi 2000 x 1000 x 1000 mm3 dengan tebal kayu 18 – 23 mm, dengan ketebalan.battens 90 mm. 2. Kotak Kayu Lapis Penggunaan kotak kayu lapis dalam transportasi barang cukup luas. Ada beberapa penyebab penting penggunaan kotak kayu lapis lebih luas dibanding kotak kayu gergajian :

102

a. Kayu lapis dengan ukuran yang lebih tipis dapat memberikan kekuatan yang sama dengan kayu gergajian; b. Kotak lebih kecil (per unit volume) dan lebih ringan; c. Panel-panel kayu lapis lebih seragam; d. Daya tahan terhadap retak dari kayu lapis tinggi; e. Pemakuan dapat dilakukan dengan mudah, tanpa pembengkokan; f. Kemasan kayu lapis mampu memberikan perlindungan hawa lebih baik dibanding kemasan kayu gergajian. Kelemahan penggunaan kayu lapis antara lain, karena ukuran standard dari setiap lembarnya 2440 x 1224 mm2 atau 2400 x 1200 mm2, maka mengurangi tingkat fleksibilitas dan lebih banyak menghasilkan bahan sisa yang tidak terpakai lagi sampai dengan 30 %. Perusahaan-perusahaan kayu yang mempunyai mesin penyambung kayu lapis dapat mengurangi bahan sisa ini sampai di bawah 10 %. Kotak kayu lapis yang paling ringan lebih kuat dari kotak kayu gergajian model basic box, sedangkan kotak kayu lapis yang terberat mempunyai kekuatan yang sama dengan kotak kayu gergajian model girth battened case. Kekuatan kayu lapis bervariasi tergantung pada tipe dan kualitas kayu lapis yang digunakan, serta pembebanan yang lebih rendah atau lebih tinggi. Kotak bagian luar biasanya di lem dengan menggunakan perekat tahan air (lem UF), jenis-jenis kotak kayu lapis antara lain : a. Basic Plywood Box (30 kg maksimal) Semua disain mempunyai panel tepi dan sisi, ukuran standar adalah maksimal 600 x 300 x 300 mm3, tebal kayu lapis 6 mm, pengikat 30 x 15 mm2. b. Battened Top/Base Case (maksimal 40 kg) Bila dibutuhkan, penguat dasar dapat ditambah tebalnya lebih besar dari 80 mm untuk memudahkan pergeseran. Ukuran maksimal : 600 x 300 x 300 mm3, tebal kayu lapis 6 mm, dengan pengikat 35 x 8 mm2. c. Panelled Plywood Case (maksimal 300 kg) Penggunaan lembaran kayu yang lebih tebal pada kotak ini akan meningkatkan kekuatan pemakuan di sekeliling kotak sehingga dapat menampung beban berat 300 kg. Penguat bercabang dapat membantu mengatasi kekakuan dasar kotak. Ukuran standar adalah maksimal 1200 x 500 x 500 mm3, tebal kayu lapis 6 atau 9 mm, dan pengikat 35 x 18 mm2. d. Lock Corner Panelled (maksimal 400 kg) Sudut pengunci memberikan tambahan kekuatan jika dipasangkan dengan paku dan kayu lapis yang lebih tebal (kayu lapis dari kayu lunak dengan tebal 9 mm atau kayu lapis dari kayu keras dengan tebal 6 atau 7 mm), sehingga dapat memuat beban sampai 400 kg. Ukuran standar maksimal 1200 x 500 x 500 mm3, dengan pengikat 50 x 20 mm2. e. Lock Corner/Compression Battened (maksimal 600 kg) Penempatan pengikat yang merata dapat meningkatkan kekuatan dan kekakuan pada pemuatan barang, juga meningkatkan ketahanan beban terhadap sangkutan, pegangan atau pengayunan. Ukuran standar maksimal 1200 x 600 x 600 mm3, tebal 9 mm dengan pengikat 50 x 20 mm2.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

103

3. Kotak Berbingkai (Large Frame Cases) Metoda konstruksi kotak ini dipusatkan pada dasar yang dirancang secara sangat kuat dan berat, dengan kapasitas beban sampai 750 kg. Terdapat dua tipe basis dari dasar kotak kayu berbingkai yaitu tipe penyangga (skid type) dan tipe jendela (sill type). 4. Peti Krat (Crates) Krat kayu adalah rancangan bingkai yang digunakan sebagai pengemas selama pengangkutan barang-barang. Rancangan bingkai tersebut tidak membutuhkan suatu pelindung ketat seperti halnya box , case atau kotak berbingkai besar. Krat kayu juga biasanya mempunyai penguat dengan bentuk diagonal sebagai anti deformasi. Bagian atas dan dasar bisa secara penuh atau sebagian dilapisi dengan papan. Faktor-faktor penyebab penggunaan peti krat :  faktor keselamatan kayu dan pengikat  faktor keselamatan berat  faktor keselamatan pekerja  kemudahan pemeriksaan terhadap produk yang dikemasjika produk yang dikemas terlihat rapuh maka para pembawa akan secara otomatis mengangkat peti krat tersebut dengan sangat hati-hati. Pada peti krat kecil yang sebanding dengan katagori kotak kayu gergajian, dapat diterapkan prinsip-prinsip penguncian sudut, pengikat keliling dan lainlainnya. Sistem krat dapat diterapkan pada kotak berbingkai besar, dilengkapi dengan bagian-bagian yang tahan air dan kuat, sehingga kemasan menjadi lebih tepat guna mempermudah pemeriksaan produk yang dikemas. Aspek rasio dari peti krat dan case sangat penting, rasio ini dapat membantu dalam keselamatan penumpukan dan kerja disain. Aspek rasio itu sendiri adalah suatu rasio numeris antara tinggi kotak dibagi dengan panjangnya. Aspek rasio untuk krat dengan barang berat adalah 1 : 2 (maksimum) terutama bila diinginkan perlindungan dari barang dan kotak terhadap kerusakan lengkung/ bengkok. 5. Kotak Berkawat (Wirebound boxes and cases) Kotak berkawat yaitu suatu peti kayu dimana lembaran sisi-sisi samping, atas dan dasar digunakan oleh beberapa tali kawat dan diikat dalam suatu rancangan kerja penguncian. Kedua ujung dari kotak dikonstruksikan secara terpisah, lalu kedua ujung tersebut dikuatkan dengan cara penguncian sehingga membentuk suatu unit boks yang lengkap. Prinsip dasar dari disain kotak ini adalah penggunaan kawat, paku kayu dan papan-papan yang relatif tipis dalam rangka mencapai kekuatan pemakuan dari kotak kayu. Kekuatan kotak kayu ditentukan oleh ukuran paku dalam bingkai, ketebalan papan dan jumlah, diameter serta metoda penguncian dari pengikat kawat. Terdapat dua tipe kotak berkawat ukuran kecil bila dihubungkan dengan metoda pemasangan ujung-ujung kotak dan metoda pemasangan atau penyusunan yaitu kotak kawat tipe I dengan ciri terdapat beberapa tali kawat penutup dan ujung kotak serta kotak kawat tipe II dengan ciri terdapat penstepleran pada posisi ujung. Keuntungan tipe I adalah kemudahan dalam perakitan dengan menggunakan papan datar dan kemudahan dalam melipat dan membongkar setelah penggunaan. 104

Sedangkan tipe II adalah dilindungi khusus pada ujung bingkai utamanya oleh kawat stepler, pengunci atau paku dan bersifat lebih kaku dibanding tipe I. Kotak berkawat dapat dipisahkan dalam empat klasifikasi, yaitu : a. Kotak berkawat (Wirebround boxes dan cases) b. Peti krat berkawat c. Palet dasar kotak berkawat d. Palet dasar peti berkawat Untuk semua jenis klasifikasi berlaku ketentuan bahwa pengikat kawat harus mempunyai jarak yang seragam dan setiap stepler harus menahan sambung-an kawat dengan kuat sampai menembus papan kayu atau paku kayu. 6. Kotak Dengan Sisi Logam (Metal Edge Boxes and Cases) Ciri dari kotak dengan sisi logam ini adalah penggunaan pemancang logam pada sisi/pinggir kotak, disamping pemakuan pengikat kayu lunak untuk membentuk suatu badan panel. Terdapat dua tipe kotak sisi logam yaitu : a. kotak kaku yang dapat dirakit kembali dan yang tidak dapat dirakit kembali; b. kotak lipat yang dapat dirakit kembali dan yang tidak dapat dirakit kembali. Kotak yang dihasilkan dari papan datar yang mudah roboh atau mudah dilipat mempunyai badan-badan panel yang digabungkan dengan sisi logam fleksibel. Logam fleksibel tersebut dipancangkan pada panel dengan paku bercabang dua. Pengikat kayu lunak dapat dipancangkan sepanjang sisi-sisi dan ujung dari permukaan lembaran kayu lapis dan dasar. Kotak sisi logam tipe ini dapat digambarkan seperti pada Gambar 6.9 di bawah ini.

Gambar 6.9. Konstruksi kotak sisi logam yang dilipat Kotak rigid atau kotak kaku mempunyai badan-badan panel yang digabungkan sepanjang seluruh sudut luarnya oleh sisi/pinggiran logam dan dipancangkan dengan paku bercabang dua. Garis-garis logam pipih dapat dipancangkan dalam cara yang sama sepanjang sisi atas dengan tujuan untuk menerima dan menahan lembaran. Lembaran bisa juga dilengkapi dengan pengikat yang dipancangkan sepanjang tiap sisi dan ujung (Gambar 6.10).

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

105

Gambar 6.10. Konstruksi kotak sisi logam yang rigid Lembaran dan dasar akan membentuk badan kotak dengan menggunakan stapler (manual maupun dengan mesin/pneumatic gun), dengan paku penguat atau kait pada bingkai peregang (tenter hooks). Model dasar kotak sama dengan variasi tutup kotak yang telah diperlihatkan sebelumnya. Dapat dibentuk dengan tali pengencang dan konstruksi model palet yang dilengkapi dengan mata garu untuk penanganan mekanis. Bahan-bahan yang dapat digunakan untuk kotak sisi logam ini adalah kayu lapis dari kayu keras (hard wood) dengan ketebalan antara 3 sampai 6 mm, atau kayu lapis dari kayu lunak (softwood) yang tebalnya diatas 8 mm. Jenis waferboards dan hardwood juga dapat digunakan. Bahan lainnya adalah pengikat dari kayu lunak atau kayu keras. Bahan sisi logam untuk tingkat komersial dan bermutu bagus adalah lempengan besi berlapis timah (tinplate) dan dua sisi logam dilipat dengan ketebalan lebih besar atau sama dengan 3 mm atau dibengkokkan. Engsel yang digunakan harus tipis untuk memudahkan pelenturan kotak, kekosongan antara 2 benda (clearance) juga harus dipertimbangkan untuk pelipatan mendatar. Pemancang yang dipakai adalah pemancang baja bercabang dengan ukuran diameter 4 mm. Jenis ini biasa digunakan dan bermutu bagus, karena bersifat tahan karat. Paku ini dipancangkan pada semua sudut dimana logam dilekatkan atau digabungkan. 7. Palet Kayu Palet kayu yang dilengkapi dengan alat pendorong (forklift truck) dan dioperasikan oleh seorang pekerja, banyak ditemukan pada proses pergerakan barang dari : - satu departemen ke departemen lain dalam satu perusahaan - dari pembuat/produsen ke konsumen final, biasanya sebagai unit beban Secara umum palet dibagi dalam dua kelompok, yaitu palet yang bersifat tidak dapat dipergunakan kembali atau palet untuk satu kali perjalanan (Expendable pallets) seperti terlihat pada Gambar 6.11, dan palet yang bersifat permanen atau palet untuk beberapa kali perjalanan.

106

Gambar 6.11. Palet sekali pakai ( Expendable pallets) Kekuatan marjinal pada palet sekali pakai seringkali lemah dengan resiko kehilangan dan bahaya bagi personal dalam penanganan yang cukup tinggi, oleh karena itu jenis palet tersebut kurang begitu populer. Beberapa penelitian memperlihatkan bahwa palet permanen bisa tahan sampai 15 bulan. Tipe-tipe palet dapat dilihat pada Gambar 6.12, terminologi yang digunakan berdasarkan ISO (International Standards Organization).

Keterangan : 1-4 : Palet datar dan tidak dapat dibalik 5 : Palet datar dan dapat dibalik 1. Dua jalan masuk bagi alat pendorong 4. Empat jalan masuk latar tunggal 2. Dua jalan masuk bagi alat pendorong 5. Dua jalan masuk bagi alat pendorong latar ganda 3. Empat jalan masuk parsial (luas latar dasar telah dimodifikasi)

Gambar 6.12. Beberapa tipe palet

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

107

LATIHAN SOAL 1. Untuk keperluan bahan pengemas, biasanya kayu dibagi dalam beberapa grup, sebutkan spesifikasi dan contoh jenis kayu masing-masing grupnya! 2. Sebutkan dan jelaskan kesalahan alami yang terdapat pada kayu, dan bagaimana upaya penjagaan dan pencegahannnya? 3. Pada kayu lapis terdapat tiga golongan perekat, sebutkan dan jelaskan spesifikasinya ketiga golongan perekat tersebut ? 4. Sebutkan karakteristik dari papan partikel dan papan serat, apa persamaan dan perbedaannya? 5. Sebutkan dan jelaskan 5 dari 11 jenis kotak kayu gergajian, serta sebutkan dan jelaskan 3 dari 5 jenis kotak kayu lapis!

108

BAB 7 KEMASAN PLASTIK

K ompetensi Umum

:

Mahasiswa mampu mengenal berbagai jenis kemasan plastik produk pangan

Khusus : 13. Mahasiswa mengetahui perkembangan plastik 14. Mahasiswa memahami cara pembuatan, jenis dan sifat plastik 15. Mahasiswa mampu mengenal cara pemilihan dan penggunaan kemasan plastik

Plastik merupakan salah satu bahan kemasan modern yang sangat populer, penggu-naannya sangat luas, sangat beragam, ringan, tidak mudah pecah, tidak berkarat, mudah diberi warna dan dicetak, mudah dibentuk baik yang lentur maupun yang kaku serta harganya relatif murah. Industri plastik khususnya untuk keperluan kemasan sangat pesat perkem-bangannya, karena kemasan yang terbuat dari plastik dapat berfungsi seperti bahan kemasan lainnya. Saat ini di Indonesia terdapat ratusan pabrik kemasan plastik baik pabrik yang menghasilkan kantong plastik, karung plastik, botol plastik, tas dan koper plastik, serta gelas plastik. Plastik adalah senjawa polimer tinggi sehingga bobot molekulnya tinggi, akan tetapi bobotnya ringan karena mempunyai densitas yang berkisar antara 0,9 – 1,5 g/cm3. Plastik dapat digunakan pada suhu rendah maupun tinggi, toleransi terhadap suhu tergantung jenis plastiknya. Umumnya mempunyai derajat resisten yang tinggi terhadap bahan kimia anorganik, tetapi pada umumnya larut dalam pelarut organik. Polimer plastik diperoleh dari hasil polimerisasi unit-unit monomer yang merupakan derivat gas alam, minyak bumi, batu bara dan bahan lainnya. Pada Gambar 7.1 dapat dilihat rantai polimer yang dapat terbentuk melalui proses polimerisasi. Proses polimerisasi yang menghasilkan polimer rantai lurus adalah proses polimerisasi derajat rendah, Kerangka dasar yang mengikat atom-atom karbon dan ikatan antar rantai lebih besar dari ikatan hidrogen. Bahan yang dihasilkan dari tingkat polimerisasi rendah bersifat kaku dan keras. Keuntungan pemakaian kemas plastik : melindungi isi dengan baik, ringan sehingga biaya transportasi lebih murah, tidak mudah pecah (unbreakable) sehingga mengurangi faktor resiko dan kerugian selama penyimpanan dan transportasi, dapat dibuat berbagai macam bentuk tergantung selera, dapat diberi warna, dapat diprinting (dicetak), tidak korosif, dan tahan beberapa jenis bahan kimia. Dalam penggunaannya plastik dibagi dalam empat bentuk yaitu : 1) Lembaran film (tebal < 0,01 inci), sheet (tebal >0,01 inci), laminet dan komposit. 2) Wadah yang dapat dicetak.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

109

3) Resin thermofable 4) Serat atau filamen

Gambar 7.1. Beberapa struktur polimer (plastik) A. SEJARAH PERKEMBANGAN PLASTIK Penemuan dan pembuatan plastik, pertama kali dilaporkan oleh Dr.Montgomerie pada tahun 1843, yaitu oleh penduduk Malaya dengan cara memanaskan getah karet kemudian dibentuk dengan tangan dan dijadikan sebagai gagang pisau. Pada tahun 1845 J.Peluoze berhasil mensintesa sululosa nitrat. Cetakan bahan plastik yang pertama, dipatenkan oleh J.L.Baldwin pada tangal 11 Februari 1862 yang disebut dengan molds for making daguerreotype cases. Cetakan ini kemudian digunakan secara luas untuk membentuk bahan-bahan plastik yang terdiri dari campuran getah karet dengan berbagai bahan pengisi, humektan dan pemplastik. Penemuan selulosa nitrat atau seluloid pertama kali dilakukan oleh Dr.John Wesley Hyatt dari New York yaitu untuk menggantikan bola bilyard yang sebelumnya erbuat dari gading. Seluloid digunakan juga untuk mainan anak-anak, pakaian, cat dan vernis, serta film untuk foto. Tahun 1920 Dr.Leo Hendrik Baekeland (Belgia) menemukan reaksi antara fenol dan formaldehida yang menghasilkan bakelite, dan penemuan ini dianggap sebagai awal industri plastik. Berbagai jenis bahan kemasan plastik baru bermunculan sesudah perang dunia kedua usai. Penemuan jenis-jenis plastik diantaranya adalah : - Polystirene (mudah remuk) tahun 1830 - Vinil Chlorida tahun 1835 - Polyvinil chlorida tahun 1872 - Karet sintesis (metil butadiena) tahun 1915 - Neoprene tahun 1931 - Polyethylene tahun 1933 - Butadiena-styrene tahun 1933 - Karet-hidroklorida tahun 1934 - Polystirene yang ditambah dengan karet sehingga lebih kuat pada tahun 1950 - Polyprophylene tahun 1954

110

B.

KLASIFIKASI PLASTIK

Klasifikasi plastik dapat dilihat dari berbagai sifat seperti cara pembentukan, diagram stress-strain, sifat kimia, sifat fisik dan lain-lain. 1. Klasifikasi Berdasarkan Sifat Kimia. a. Thermoplastic, yaitu plastik yang terbentuk dari polimer berantai lurus. Plastik jenis ini dapat dilunakkan kembali dengan panas. Contoh plastik jenis ini adalah : polietilen, polipropilen, polistiren, PVC, akrilik, ABS dan lain-lain. b. Thermosetting, yaitu plastik yang terbentuk dari polimerisasi kondensasi, sehingga membentuk polimer jaringan tiga dimensi. Plastik jenis ini tidak dapat dilunakkan dengan panas. Contohnya : fenolformaldehid, melamin formaldehid dan urea formaldehid. 2. Klasifikasi berdasarkan sifat fisik mekanis (diagram stress-strain) a. Plastik keras dan liat. Plastik jenis ini ditunjukkan oleh kekuatan tarik dan pertambahan panjang yang besar pada saat pecah. Contohnya : HDPE, ABS, PP, selulosik, nilon, poliasetal, polikarbonat dan lain-lain. b. Plastik keras dan kuat. Sifatnya antara plastik kuat dan liat dan plastik keras dan rapuh. Plastik jenis ini meliputi PVC kaku, PS dan stiren akronitril. c. Plastik keras dan rapuh. Plastik ini meliputi resin-resin urea formaldehid (U/F), melanin formaldehid (M/F), fenol formaldehid (P/F), polistiren, polimetilakrilat, resin poliester tidak jenuh dan resin epoksi. d. Plastik yang lunak dan lemah. Plastik jenis ini memiliki BM yang rendah dan rantai C kurang dari 50 buah. Bahan ini menyerupai lilin parafin dan digunakan sebagai campuran bahan lilin. e. Plastik yang lunak dan liat menyerupai elastomer. Plastik ini memiliki interaksi yang lemah antar rantai polimernya. Perbedaannya dengan elastomer terletak pada jumlah cross-link yang amat sedikit. LDPE dan PVC yang diplastikasi termasuk kedalam jenis ini Diagram stress-strain kelima jenis plastik tersebut dapat dilihat pada Gambar 7.2.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

111

Gambar 7.2. Diagram Stress-Strain beberapa jenis plastik (Wittcoff dan Reuben, 1980) 3. Klasifikasi berdasarkan fleksibilitas plastik a. Plastik lentur (fleksible plastics). Plastik jenis ini mudah dilenturkan dan bila dilipat tanpa mengakibatkan perubahan-perubahan fisik yang berarti b. Plastik kaku (rigid plastics). Plastik jenis ini tidak mudah dilenturkan (kaku) dan biasanya digunakan untuk wadah (container). c. Plastik semi kaku (semi rigid plastics). Plastik jenis ini sifat kelenturannya terletak antara plastik lentur dan plastik kaku. C. SIFAT-SIFAT PLASTIK 1) 2) 3) 4) 5)

112

Clarity : kemampuan menembuskan cahaya. Gelas bening mempunyai clarity = 96% Stiffness = kekakuan. Dinyatakan dalam psi/100, ASTM D 790 (American Standard for Testing of Material) Water Vapor Transmission Rate (WVTR) atau Moisture Vapor Transmission (MVT) : ukuran tambahan atau kehilangan air melalui dinding kemasan. Tergantung pada musim, suhu, dan kelembaban (RH). Permebilitas gas : jumlah gas yang dapat melalui dinding kemasan, dinyatakan dalam cc/24 jam/100in2/mil pada 77o C, 50 % RH, ASTM D 1434-63 terpenting untuk O2, N2, CO2. Berbanding terbalik dengan ketebalan. Chemical Resistance : pengaruh bahan kimia terhadap pengembungan (swelling) atau pelembekan (softening). Dinyatakan dalam : Excellent, Good, Fair, Poor.

6)

Mar Resistance : ketahanan terhadap segala bentuk benturan, gesekan, dll. Dinyatakan dalam : Rockwell, hardness, R scale. 7) Temperature Range : kisaran suhu dimana bahan kemasan tidak mengalami perubahan. 8) Warpage : karakteristik jika bahan dilengkungkan. Berhubungan dengan sifat mengkerut dalam cetakan. Dinyatakan dalam in/in. 9) Impact strength : ketahanan terhadap suatu benturan. Terdapat beberapa cara uji, antara lain dinyatakan dalam Izod Impact Strength, ft-lb/in (ASTM D 25654 T) 10) Tear strength : ketahanan terhadap sobekan. Salah satu uji ialah uji Elmendorf, dinyatakan dalam g/ml (ASTM D 869-62). Penting dalam pembuatan wadah, transportasi, kemudahan konsumen waktu membuka. 11) Elongation : Kemampuan memanjang jika ditarik tanpa terputus. Berhubungan erat dengan sifat Brittleness (kemudahan patah), dinyatakan dalam persen perpanjangan. ASTM D 882-61 T. D. KOMPONEN PLASTIK Bahan pembuat plastik pada mulanya adalah minyak dan gas sebagai sumber alami, tetapi di dalam perkembangannya bahan-bahan ini digantikan dengan bahan sintesis sehingga dapat diperoleh sifat-sifat plastik yang diinginkan dengan cara kopolimerisasi, laminasi dan ekstruksi. Komponen utama plastik sebelum membentuk polimer adalah monomer yang merupakan bagian atau rantai paling pendek. Misalnya plastik polivinil klorida mempunyai monomer vinil klorida. Di samping bahan dasar berupa monomer plastik, maka terdapat bahan-bahan tinambah non plastik atau bahan aditif yang diperlukan untuk memperbaiki sifat-sifat plastik. Bahan-bahan aditif dalam pembuatan plastik ini merupakan bahan dengan berat molekul rendah, yaitu berupa pemlastis, antioksidan, antiblok, antistatis, pelumas, penyerap sinar ultraviolet, bahan pengisi dan penguat. 1. Monomer Monomer adalah komponen utama plastik sebelum membentuk polimer yang merupakan rantai paling pendek dari ikatan antar atom C dari gugus-gugus metana yang berikatan membentuk suatu rantai dengan pola siku kalong (zigzag).

CH2

CH2 CH2

CH2

Bila rantai tersebut dikelompokkan bersama-sama dalam suatu pola yang acak, menyerupai tumpukan jerami maka disebut amorp (amorphous), polimer yang terbentuk merupakan thermosetting. Sedangkan rantai yang teratur hampir sejajar disebut kristalin dengan sifat yang lebih keras dan tegar, polimer yang terbentuk merupakan thermoplastik. Sebagian besar plastik yang digunakan untuk kemasan pangan berasal dari thermoplastic, dimana monomernya terdiri dari 2 bagian yaitu kelompok vinil atau etilen atau poliolefin dan kelompok non etilen. Kelompok thermoplastic etilen dapat digambarkan pada Gambar 7.3.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

113

Gambar 7.3. Skema kelompok thermoplastic etilen 2. Copolimer Copolimer adalah kombinasi 2 monomer yang berbeda membentuk polimer. Bagian monomer yang terbanyak disebut base monomer, sedangkan yang terkecil disebut co-monomer. Contoh kopolimer adalah : a. Etilen-Vinil Asetat (EVA) EVA mengandung 20% vinil asetat, dan mempunyai sifat yang mirip dengan polietilen densitas rendah, tetapi lebih transparan dan luwes pada suhu rendah. Kekurangan EVA adalah daya permeabilitasnya terhadap uap air dan gas tinggi. b. Kopolimer Vinil Klorida (VC) Vinil klorida mempunyai sifat aliran yang baik, dan digunakan untuk bahan film atau untuk melindungi bahan yang memerlukan permeabilitas terhadap uap air dan gas yang rendah. Kopolimer vinil klorida sering mengalami kopolimerisasi dengan vinil asetat, viniliden klorida, polipropilen dan akrilonitril (vinil sianida). Kopolimer vinil klorida dengan polipropilen sebanyak 10% biasanya digunakan dalam pembuatan botol plastik. c. Kopolimer Polistiren Kopolimer polistiren terdiri dari monomer stiren, akrilonitril dan butadien dengan jumlah yang bervariasi. Kopolimer stiren dan akrilonitril digunakan untuk peralatan dapur, botol dan sumbat. Kopolimer akrilonitril butadien stiren (ABS) digunakan untuk tube, baki, kotak dan dinding lemari es. Akrilonitril dan 114

butadien dapat meningkatkan daya tahan terhadap pukulan. Resin nitril yang tinggi dapat meningkatkan sifat perlindungan terhadap gas sehingga cocok digunakan untuk wadah minuman berkarbonasi, bir dan air mineral. Kelemahan Co–polymer : ketahanan kimiawi lebih rendah jika dibandingkan dengan polymer aslinya . 3. Bahan pemplastis (plasticizer) Bahan pemplastis (plastisizer) adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang ditambahkan dengan maksud memperlemah kekakuan dari polimer, meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer. Bahan pemlastis larut dalam tiap-tiap rantai polimer sehingga akan mempermudah gerakan molekul polimer dan bekerja menurunkan suhu transisi gelas, suhu kristalisasi atau suhu pelelehan dari polimer. Mekanisme kerja plastisizer pada resin adalah memisahkan rantai melalui pemutusan ikatan yaitu ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals atau ikatan ion, yang menyebabkan rantai polimer bersatu dan melapisi tenaga di tengahnya melalui pembentukan ikatan polimer-plastisizer. Kemudian kelompok polymer-phylic akan memperbaiki kelarutannya, sedangkan kelompok polymer-phobic memperbaiki pengaruhnya. Contoh :

Dibutyl phthalate Tricresyl phthalate ( TCP ) Dietil heptil adipat (DEHA) Poliester Dimetil heptil adipat Benzil aktil adipat Oleat

Dioctyl phthalate ( DOP ) Dioctyl adipate Trikresil ptalat (TCP) Heptil patalat Di –N-desil adipat Ester asam sitrat Sitrat

Phthalate tidak tahan terhadap minyak, hampir 1/3 phthalate dapat larut kedalam minyak atau produk berminyak sehingga berbahaya karena bersifat racun. 4. Antioksidan Antioksidan ditambahkan dalam proses pembuatan plastik untuk mencegah degradasi polimer akibat terjadinya oksidasi, baik pada saat pencetakan wadah maupun pada saat penggunaan wadah, serta mencegah perapuhan selama penyimpanan. Contoh antioksidan dalam pembuatan plastik adalah turunan fenol, sulfida organik dan Irganox 1076. 5. Anti block Agent Bahan antiblok adalah bahan yang digunakan untuk membuat permukaan menjadi kasar sehingga tidak lengket satu sama lain. Contoh bahan antiblok pada proses pembuatan plastik adalah silika, asam lemak amida. 6. Antistatic Agent Plastik ialah isolator yang baik bagi arus listrik. Gesekan dapat menyebabkan penimbunan listrik dalam plastik. Akumulasi listrik statis ini dapat menyebabkan masalah antara lain : menarik debu, saling tarik menarik antara lembaran plastik, dan Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

115

mungkin bahaya kebakaran. Untuk itu perlu ditingkatkan konduktivitasnya yaitu dengan cara menambahkan antistatic agent, misalnya turunan glikol (glikol polietilen) dan amonium kuartener. 7. UV Stabilizer UV stabilizer ditambahkan pada plastik untuk melindungi produk dari cahaya matahari atau lampu di supermarket, terutama pada wadah yang digunakan untuk makanan yang banyak mengandung vitamin C. Contoh : Tinuvin P, Tinuvin 326, organotin (timah organik) dan Di-n-octyl-tin-mercaptide. 8. Lubricant (Pelumas) Lubricant ditambahkan pada plastik untuk menurunkan daya fraksi plastik, dengan syarat : harus larut dalam plastik, harus komponen yang stabil, dan daya menguap rendah. Contoh :

Hidrokarbon dengan BM rendah –menengah

9. Fillers Fillers lebih banyak digunakan pada plastik thermosetting. Gunanya mengurangi “warpage” (karakteristik bila plastik di lengkungkan), menambah tensil strength dan supaya plastik lebih keras Contoh

:

tepung kayu , kapas , talk ,serat gelas , dsb.

E. JENIS DAN SIFAT PLASTIK Beberapa jenis kemasan plastik yang dikenal adalah polietilen, polipropilen, poliester, nilon dan vinil film. Jenis plastik yang banyak digunakan untuk berbagai tujuan (60% dari penjualan plastik yang ada di dunia) kemasan adalah polistiren, polietilen dan polivinil klorida .

1. Poli Ester/Polyethylen terephtalat (PET/PETE) (1928) Bila asam dikarboksilat direaksikan dengan poli alkohol maka akan diperoleh poliester. Poliester banyak digunakan untuk “molding resin”, serat, film, foam dan lembaran. Bila digunakan untuk “molding resin” poliester harus diperkaya dengan bahan-bahan pengisi seperti kayu, pasir, serat gelas dan lain-lain. Struktur diperkaya ini banyak digunakan untuk furniture, badan mobil, marmer imitasi dan lain-lain. Film poliester banyak dimanfaatkan untuk keperluan kemasan dan selotif. Beberapa sifat poliester yang menguntungkan : permeabilitas terhadap uap air dan tensile strength yang tinggi (baik untuk mengemas yang runcing), bersifat kaku, tidak tahan terhadap asam kuat, fenol dan benzyl alkohol, tetapi tahan terhadap asam lemah, alkali, alkohol, keton dan ester, daya tahan panas tinggi sehingga tidak dapat 116

dikelim panas (perlu di coating) tetapi dapat dikelim menggunakan pelarut; dan ketahanan sobek dan dielektrik yang tinggi. Meskipun plastik ini tahan terhadap suhu tinggi, tetapi tidak dapat digunakan berulang kali dengan menggunakan air panas, karena lapisan polimer yang mengandung phtalat akan dapat meleleh, yang bersifat racun. 2. Poli Etilen (1930) (PE) Polietilen adalah polimer dari monomer etilen yang dibuat dengan proses polimerisasi adisi dari gas etilen yang diperoleh dari hasil samping industri minyak dan batubara. Proses polimerisasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu polimerisasi dalam bejana bertekanan tinggi (1000-300 atm) menghasilkan molekul makro dengan banyak percabangan yakni campuran dari rantai lurus dan bercabang. Cara kedua, polimerisasi dengan bejana bertekanan rendah (10-40 atm) menghasilkan molekul makro berantai lurus dan tersusun paralel. Reaksi yang terjadi adalah :

n(CH2=CH2) Etilen

Polimerisasi

(-CH2-CH2-)n Polietilen

Polietilen merupakan film yang lunak, transparan dan fleksibel, mempunyai kekuatan benturan dan kekuatan sobek yang baik. Pemanasan polietilen akan menyebabkan plastik ini menjadi lunak dan cair pada suhu 110oC. Sifat permeabilitasnya yang rendah dan sifat mekaniknya yang baik, maka polietilen dengan ketebalan 0.001 – 0.01 inchi banyak digunakan unttuk mengemas bahan pangan. Plastik polietilen termasuk golongan termoplastik sehingga dapat dibentuk menjadi kantung dengan derajat kerapatan yang baik. Sifat yang lainnya dari PE adalah Impact resistant baik, tetapi sering menjengkelkan karena sulit dibuka. Dapat melalukan gas sehingga baik untuk mengemas sayuran/buah segar, tetapi tidak dapat melalukan uap air, tahan terhadap alkali dan asam kecuali asam nitrat pekat, tahan terhadap pelarut organik tetapi pada suhu > 140oC dapat larut dalam hidrokarbon aromatik, tidak tahan minyak, tidak berasa serta tidak berbau. Kemasan ini pada penyimpanan dingin sangat perlu diperhatikan, karena transmisi gas-nya akan menurun dengan semakin rendahnya suhu. Sifat penting lainnya yang perlu diperhatikan adalah : a. Densitas (berat jenis) Berhubungan sangat erat dengan sifat stiffness (daya yang dibutuhkan untuk melengkungkan contoh pada sudut tertentu) yang dinyatakan dalam modulus of elasticity. Hubungan antara density dengan stiffness (modulus of elasticity) dapat dilihat pada Tabel 7.1. Tabel 7.1. Hubungan antara Density dan modulus of elasticity

Density 0,915 0,916

Modulus of elasticity (105 psi) 0,30 0,35

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Sulit digulung 117

0,917

0,40

LDPE

0,920 0,60 ----------0,925---------- ---------------0,85-------------------------------------0.930 0,95 0,940 1,20 HDPE

0,950

1,35

0,960

1,55

Lebih kaku

Berdasarkan densitasnya, maka plastik polietilen dibedakan atas : 1) Polietilen densitas rendah (LDPE= Low Density Polyethylene) LDPE dihasilkan dengan cara polimerisasi pada tekanan tinggi, mudah dikelim dan harganya murah. Dalam perdagangan dikenal dengan nama alathon, dylan dan fortiflex. Kekakuan dan kuat tarik dari LDPE lebih rendah daripada HDPE (modulus Young 20.000-30000 psi, dan kuat tarik 1200-2000 psi), tapi karena lDPE memiliki derajat elongasi yang tinggi (400-800%) maka plasik ini mempunyai kekuatan terhadap kerusakan dan ketahanan untuk putus yang tinggi. Titik lelehnya berkisar antara 105-115oC. Digunakan untuk film, mangkuk, botol dan wadah/kemasan. 2) Polietilen densitas menengah (MDPE = Medium Density Polyethylene) MDPE lebih kaku dari LDPE dan titik lelehnya lebih tinggi dari LDPE, yaitu antara 115-125oC, mempunyai densitas 0.927-0.940 g/cm3. 3) Polietilen Densitas Tinggi (HDPE = High Density Polyethylene) HDPE dihasilkan dengan cara polimerisasi pada tekanan dan suhu yang rendah (10 atm, 50-70oC). HDPE lebih kaku dibanding LDPE dan MDPE, tahan terhadap suhu tinggi sehingga dapat digunakan untuk produk yang akan disterilisasi. Dalam perdagangan dikenal dengan nama alathon, alkahtene, blapol, carag, fi-fax, hostalon. b. Linear-low-density polyethylene (LLDPE) yaitu koplimer etilen dengan sejumlah kecil butana, heksana atau oktana, sehingga mempunyai cabang pada rantai utama dengan interval (jarak) yang teratur. LLDPE lebih kuat daripada LDPE dan sifat heat sealing-nya juga lebih baik. Selain perbedaan densitas yang membedakan LDPE dan HDPE, terdapat sifatsifat lainnya yang dapat mencirikan kedua jenis plastik ini seperti terlihat pada Tabel 7.2.

118

Tabel 7.2 Beberapa perbedaan sifat LDPE dan HDPE LDPE

HDPE

1,20

0,25

Kecepatan transmisi O2 (cc/m /24 jam/mil)

8900

2200

Kecepatan transmisi CO2 (cc/m2/24 jam/mil)

27000

5400

Ketahanan terhadap lemak (jam, 2 mil film)

2

168

2000

3400

Impact strength (O2 pada 27 in jarak jatuh, 2 mil film)

4,5

1,5

Elmendorf tear strength (g/mil)

150

75

Sifat Plastik WVTR (g/100in2/24 jam/mil) 2

Tensile strength (psi pada 20 in/menit)

c. Melt index Sifat yang menyatakan jumlah bobot plastik dalam gram yang dapat dimasukkan ke dalam celah selebar 0,0825 inci dalam waktu 10 menit jika dipanaskan pada tekanan 2160 gauge. PE mempunyai melt index yang tinggi. d. Molecular weight distribution Merupakan proporsi panjang pendeknya rantai dalam molekul. PE mempunyai molecular weight distribution yang tinggi. Kelemahan dari PE diantaranya tidak tahan terhadap minyak, sehingga jika untuk menyimpan produk berminyak maka minyak tersebut dapat menembus keluar dan lengket, terutama jika produk tersebut disimpan dalam jangka waktu yang lama. Selain itu odor dan flavor dapat menembus film (permeabilitas gas) dengan kecepatan tidak sama sehingga produk menjadi berbau dan berasa lain seperti terlihat pada Tabel 7.3. Tabel 7.3. Permeabilitas gas LDPE dan HDPE

Jenis Gas CO2 H2 N2 O2

Permeabilitas gas cc/mil/100 in2/24 jam) LDPE HDPE 1940 340 440 318 175 50 440 110

Film PE bersifat non polar sehingga sulit untuk dilem/ dicetak, untuk itu perlu perlakuan khusus diantaranya : 1) Dengan perbedaan suhu yang besar maka sifat sukar dicetak akan hilang :

2) Dengan pemberian muatan listrik tegangan tinggi Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

119

3) Dengan Khlorinasi Dengan bantuan cahaya (lampu) + Cl2 terjadi reaksi, dimana permukaan non polar menjadi polar, kemudian dilalukan ke ruang pembersih yang membersihkan hasil-hasil reaksi.

Udara Cl2

a

udara

a. Ruang pembersih

b

HCl

b. Ruang reaksi

Film

Waktu Kelim

1,5 1,0 bagus 0,5190 200

210

220

230

Suhu (oC)

Gambar 7.4. Hubungan antara suhu dan waktu kelim panas untuk PE.

120

Gambar 7.5. Perbandingan kurva beberapa sifat Poly Ethylene 3. Polistiren Polistiren ditemukan pada tahun 1839 oleh E.Simon, tapi secara komersial baru diproduksi di Jerman tahun 1935 dengan nama dagang Bextrene, Carinex, Dylene, Fostarene, Kardel, Vestyran, Lustrex, Restirolo, Luran dan Lorkalene. Sifat-sifat umum polistiren adalah : - kekuatan tariknya tinggi dan tidak mudah sobek - titik leburnya rendah (88oC), lunak pada suhu 90-95oC - tahan terhadap asam dan basa kecuali asam pengoksidasi - terurai dengan alkohol pada konsnetrasi tinggi, ester, keton, hidrokarbon aromatik dan klorin - permeabilitas uap air dan gas sangat tinggi, baik untuk kemasan bahan segar - permukaan licin, jernih dan mengkilap serta mudah dicetak - bila kontak dengan pelarut akan keruh - mudah menyerap pemlastis, jika ditempatkan bersama-sama dengan plastik lain menyebabkan penyimpangan warna - mempunyai afinitas yang tinggi terhadap debu dan kotoran - baik untuk bahan dasar laminasi dengan logam (aluminium)

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

121

Oriented Polistiren (OPS) banyak digunakan untuk kemasan buah-buahan dan sayuran yang memerlukan permeabilitas uap air dan gas yang tinggi. Bentuk lain adalah kopolimer stiren dengan karet butadien (SB), kopolimer stiren dengan akrilonitril (SAN) dan kopolimer akrilonitril butadien stiren (ABS). Nama dagang ABS : Abson, Cycolac, Royalite dan Sulvac. ABS adalah termoplastik yang bersifat tidak transparan (translucent), tidak berwarna putih tapi kekuningan, dan dalam kemasan berperan sebagai thermoforming. 4. Polypropylene – 1950 Poli propilen atau PP adalah plastik yang diperoleh dari hasil polimerisasi propilen . Reaksi polimerisasinya adalah : n CH2=CH-CH3 propilen

( -CH-CH- ) n CH3 Polipropilen

PP merupakan plastik teringan dengan kerapatan 0,905, terkristal, memiliki kekuatan tarik, kekakuan dan kekerasan tinggi; tahan bahan kimia dan tahan suhu tinggi (+ 270o F), sehingga sukar dikelim panas akan tetapi baik untuk produkproduk yang diproses dengan panas.

Daya tahannya terhadap penetrasi uap air rendah, tetapi mempunyai ketahanan yang baik terhadap lemak dan stabilitas yang tinggi terhadap panas. Kekerasannya (impact strength) akan menurun dengan cepat bila disimpan dalam suhu tinggi, sehingga tidak cocok untuk produk yang mengalami proses pembekuan. Film PP permukaannya mengkilap dan tahan goresan. Dalam pengemasan PP digunakan sebagai coating, wadah-wadah yang dibentuk, dan sebagai film tidak berkerut bila kena panas. 5. PVC PVC dibuat dengan polimerisasi vinilkhlorida dengan katalis yang sesuai bersifat kaku, mudah patah, transparan, dan tidak tahan benturan. Dengan penambahan pemplastik (plasticizer) akan diperoleh film yang lentur dan tahan benturan (impact strength tinggi) seperti terlihat pada Tebl 7.4, PVC mempunyai ketahanan terhadap pelarut organik dan alkohol, transmisi terhadap oksigen dan CO2 lebih baik daripada PE. Sinar matahari dapat mempengaruhi PVC menjadi berwarna kuning, sehingga sering ditambahkan stabilizer, tetapi penggunaan stabilizer dapat menimbulkan bau dan mengakibatkan keracunan pada beberapa jenis stabilizer seperti terlihat pada Tabel 7.5.

122

PVC dapat digunakan sebagai bahan pengemas yang baik, bila pemplastik yang digunakan tidak berbahaya, banyak digunakan untuk mengemas daging, permen, minuman, tablet dan lain-lain. Tabel 7.4. Perubahan Sifat PVC Setelah Ditambah Pemplastik

Sifat Plastik WVTR Transmisi O2 Transmisi N2 Transmisi CO2 Tensile Strength Tear Strength Elongation

PVC murni 4 20 3 140 16000 5 50

PVC + Pemplastik 14 183 30 185 8000 60 124

Tabel 7.5. Toksisitas dari Stabilizer Jenis Stabilizer 1. Diphenil thiourea 2. Di-n-octil-tin mercaptide 3. Di-n-octil-tin di laurate Pheylindole 4. Zn stearat 5. Aminocrotonic acid ester

Toksisitas pada LD50 (mg/kg BB) 1500 2000 6000 6000 6000 6000

Keterangan : LD50 adalah keracunan acut, yang ditunjukkan dengan dosisi letal untuk 50% Beberapa jenis PVC adalah : a. Plasticized Vinyl Chlorida Bahan pemlastis yang digunakan adalah resin (poliester, epoksi) dan non resin (ptalat dan posfat). Digunakan untuk kemasan daging segar, ikan, buah-buahan dan sayuran. b. Vinyl Copolymer Vinyl copolimer mirip dengan plastized vinil klorida, hanya resinnya berupa polimer, sehingga dapat digunakan untuk kemasan blister pack, kosmetika dan sari buah. c. Oriented Film PVC jenis oriented film mempunyai sifat yang luwes (lunak) dan tidak mudah berkerut. Sifat-sifat umum kemasan PVC adalah sebagai berikut : - tembus pandang, ada juga yang keruh - permeabilitas terhadap uap air dan gas rendah - tahan minyak, alkohol dan pelarut petrolium, sehingga dapat digunakan untuk kemasan, mentega, margarin dan minyak goreng

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

123

- kekuatan tarik tinggi dan tidak mudah sobek - dipengaruhi oleh hidrokarbon aromatik, keton, aldehida, ester, eter aromatik, anhidrat dan molekul-molekul yang mengandung belerang, nitrogen dan fosfor. Tidak terpengaruh oleh asam dan basa, kecuali asam pengoksidasi, akan tetapi pemlastis akan terhidrolisa oleh asam dan basa pekat. - densitas 1.35-1.4 g/cm3 Bahan penstabil yang diizinkan untuk pembuatan kemasan PVC adalah dioktil-tin mercaptoasetat dan maleat. 6. Cellophane Ditemukan tahun 1892, namun baru diproduksi untuk film pada tahun 1924. Termasuk jenis plastik thermosetting yang tidak dapat di “heat seal”. Sensitif terhadap air dan uap air, mempunyai sifat tensil strength dan impact strenght yang bagus, tetapi tear strenght yang jelek. Keuntungan menggunakan plastik ini adalah tembus cahaya/sangat terang; mudah dibuka bila sebagai pembungkus; mudah di ‘coating” atau dilaminasi; tidak melalukan oksigen, flavor dan minyak; serta pengemasannya sangat kuat. Kekurangan dari penggunaan plastik ini adalah mudah sobek (tidak boleh tertusuk), dan pada suhu dingin mengkerut. Untuk meningkatkan daya tahan air, sifat permeabilitas uap air dan oksigen serta agar dapat di ‘heat seal”, maka cellophane dapat di “coating” diantaranya menggunakan nitrocellulose dan polyvinylidene chloride (saran) dengan ketebalan 0,00005 inci, contoh untuk mengemas/ membungkus daging dan sayuran. Berdasarkan macamnya selofan diberi kode sebagai berikut : L N D P R

: Sifat tahan air sedang : tahan air : di “coating” sebelah : tidak di “coating” : di “coating” dengan vinyl

C : berwarna S : dapat di “heat seal” T : tembus cahaya (transparan) V,X,K : di”coating” dengan saran W,O : berwarna putih

Contoh : MST-44 : penggunaan umum MST-52 : untuk produk berlemak dan mengandung garam MST-51 : untuk roti (fleksibel) MST-33 : untuk permen (fleksibel) Secara lengkap tipe selofan dengan pemakaian, produk yang dikemas dan sifatnya dapat dilihat pada Tabel 7.6. Selofan sangat baik disimpan pada suhu 70-75o F, RH : 35-50%, agar sifatsifatnya tidak luntur. Pada udara kering selofan mengkerut sehingga dalam pembungkusan perlu dilonggarkan hingga 1/16” – ¼”. 7. Selulosa Asetat (CA) (1912) 124

Selulosa Asetat (CA) adalah bahan kristal termoplastik yang keras dan mudah diproses, memiliki sifat sangat jernih dan kaku. Meskipun terbuat dari selulosa, tapi sifatnya sangat berbeda dengan selofan, karena CA merupakan thermoplastik. Cara pembuatan CA adalah menambahkan selulosa dengan asam asetat dan asetat anhidrid melalui katalisa dan pelarut sehingga diperoleh selulosa triasetat yang jernih. Kemudian dihidrolisa dengan air dan bahan penghidrolisa, dikeringkan dan dihasilkan serpihan selulosa asetat. Persentase dari kombinasi asam asetat dan panjang rantai molekul menentukan sifat fisik dari CA.

Tabel 7.6. Tipe, Pemakaian dan Sifat dari Selofan

Type

Pemakaian

Produk

Sifat

MSAT-10 MSAT-86 MSAT-87 MSAT-51 MSAT-52

Laminasi Pembungkus Tas, pembungkus Pembungkus Pembungkus

Dilapisi satu sisi Tahan air Tahan air Fleksibel Kaku

MST-53

Tas

Produk basah Produk beku Roti Produk berlemak & bergaram Produk-produk runcing

MT-33 T-69

Pembungkus ke-2 Tas

V-4 OX-511

Pembungkus Pembungkus

Permen Produk yang runcing dan berat Produk berlemak Produk ringan

MST-58

Pembungkus

Produk yang kecil

Tahan suhu rendah Fleksibel Tahan minyak Tahan lembab Tahan minyak Kelimnya kuat

Beberapa sifat CA adalah :  Tidak mudah mengkerut bila dekat dengan api  Sangat jernih, mengkilap, agak kaku dan mudah sobek  CA lebih tahan terhadap benturan dibandingkan HDPE. Tapi lebih lemah daripada selulosa propionat  Tahan abrasi  Peka terhadap cahaya matahari, oksigen dan uap air, sehingga perlu dicegah dengan penambahan bahan penstabil asam tartarat 0.01%.  Tahan panas dan rapuh pada suhu rendah, tidak cocok untuk makanan beku  Tahan minyak  Terurai oleh asam kuat, basa, alkohol, ester dan HCl  Mengembang pada RH tinggi  Barrier yang buruk terhadap uap air dan gas Plastik CA sesuai untuk kemasan kembang gula karena penampakannya Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

125

yang jernih. Untuk menambah kekuatan CA maka ditambahkan dietil ptalat. Dalam perdagangan, CA dikenal dengan nama Bexoid, Lumarith, Plastacele, Sicaloid, Tenite I dan Vuepak. 8. Selulosa Propionat (CP) CP dibuat dengan cara mereaksikan selulosa dengan asam propionat dan anhidrat, atau pencampuran antara asetat, asam propionat dan anhidrat dengan katalisator asam sulfat sehingga menghasilkan produk dengan sifat yang diinginkan. Sifat-sifat CP adalah :  daya tahan terhadap benturan lebih besar daripada CA  transparan dan mudah dibentuk  mengembang pada RH tinggi  terurai oleh asam kuat, basa, alkohol, keton dan ester

126

9. Etil Selulosa (1916) Etil selulosa bersifat stabil pada suhu tinggi dan sering digunakan untuk laminasi hot-dip, lapisan (lacquer) panas dan pembungkus yang mudah dikelupas. Etil selulosa merupakan termoplastik dan mengandung beberapa pemlastis. Sifat-sifat utama etil selulosa adalah :  tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa  tidak dapat menahan uap air dan gas  larut pada sebagian besar pelarut kecuali pada hidrokarbon alifatik, glikol dan air  tidak tahan terhadap pelarut organik  tahan minyak, sehingga cocok untuk kemasan bahan pangan berlemak seperti margarine, mentega dan minyak  tahan terhadap asam dan basa lemah, tapi terurai oleh asam kuat  mempunyai kekerasan dan kekuatan yang baik, daya rentang menurun dan ekstensibilitas meningkat dengan meningkatnya suhu. Kelenturan meningkat dengan menurunnya suhu, tidak terjadi degradasi hingga suhu 200oC  tidak banyak terpengaruh oleh cahaya matahari 10. Metil Selulosa (1916) Plastik ini termasuk plastik yang larut dalam air sering disebut Methocel, jika kontak langsung, tetapi tahan terhadap minyak nabati dan hewani, sehingga cocok untuk bahan capsul. Semakin tinggi suhu semakin banyak larut, pada suhu ruang 1 mil film larut dalam 2 detik. 11. Nilon atau Poli Amida (1938) Plastik ini mempunyai sifat-sifat fisik yang cukup baik diantaranya elongation, tensile strength, tear strength dan folding endurance. Transmisi air cukup tinggi, tetapi transmisi gas rendah. Tidak berasa, tidak berbau, non toksik, tahan tusukan, tahan gesekan, tahan minyak, tahan pelarut dan tahan suhu tinggi, sehingga sangat baik untuk pangan yang dimasak dalam kemasan seperti nasi instan, dan pangan yang harus mengalami sterilisasi. Dengan adanya perubahan RH, plastik ini dapat mengekrut atau mengembang, dan dapat menyerap air hingga 8 %. Umumnya plastik ini digunakan untuk industri penangkapan ikan (berupa anyaman) dan untuk mengemas daging, tetapi tidak dapat digunakan untuk mengemas susu dan produk susu. 12. Poli Carbonat (1950) Termasuk plastik yang tidak berbau, tidak berwarna, sangat kuat (sehingga dapat untuk mengemas paku), tahan panas (baik untuk sterilisasi), permeabilitas uap air dan gas cukup tinggi, transparan, tetapi tidak tahan alkali. 13. Rubber Hidrochloride (pliofilm) – 1850 Dibuat dari karet alam dengan penambahan asam khlorida. Sifatnya elastis, tidak beracun, tahan terhadap minyak dan lemak, tahan asam dan alkali, bila disimpan terlalu lama warnanya berubah dan rapuh, beberapa jenis minyak dapat menyerang plasticiser yang ditambahkan, mengakibatkan film menjadi rapuh, tidak dapat menahan gas (transmisi CO2  520 cc/24 jam/100 in /mil) sehingga perlu Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

127

dilapisi dengan film lain. Film dari polimer ini biasanya digunakan untuk mengemas keju dan daging, dan bila dilapisi film lain sering digunakan untuk mengemas kopi, rempah-rempah dan kue-kue. 14. Saran (PVDC)

PVDC atau saran, biasanya dibuat sebagai kopolimer dengan 13-20 % vinilkhlorida. Jenis ini sedikit mengandung pemplastik. Warnanya bening dan memiliki ketahanan mekanis yang tinggi, tetapi daya tahannya terhadap penetrasi uap air dan gas sangat rendah. Film PVDC sangat lunak, sehingga sulit ditangani pada saat printing dan pembungkusan karena kelunakannya. 15. Film Yang Bersifat Larut Dalam Air

Penggunaan film yang dapat larut dalam air dan dapat dimakan menjadi berkembang karena, mengurangi limbah bahan padat, dan untuk “convinience foods”. Contohnya adalah polyvinil alkohol, beberapa derivat selulosa dan polisakarida (amilosa dan kolagen) Amilosa film berasal dari pati jagung, dapat dimakan, daya tahan uap air kurang bagus, tahan terhadap gas lemak, minyak dan digunakan untuk pembungkus beberapa jenis permen Agar memudahkan dalam menyebutkan jenis kemasan, maka penyebutan nya menggunakan singkatan. Beberapa singkatan jenis plastik untuk kemas bentuk dapat dilihat pada daftar di bawah ini : ABS : Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer EVA : Ethylene-vinyl acetate EVAL : Ethylene-vinyl alkohol PE : Polyethylene HDPE : High density polyethylene LDPE : Low density polyethylene PETP : Polyethylene terephthalate atau polyester PET : Polyester MXDT : Satu sisi PVDC dilapis cellulose film MXXT : Dua sisi PVDC dilapis cellulose film PP : Polypropylene OPP : Oriented Polypropylene PS : Polystyrene OPS : Oriented polystyrene PA : Poly amide/nylon BOPP : Biaxially oriented polypropylene EPS : Expanded polystyrene atau foam polystyrene PBTP : Polybutylene terephthalate PCTFE : Polychloro trifluoro ethylene PVAL : Polyvinyl alkohol PVC : Polyvinyl chloride SAN : Styrene-acrylonitrile copolymer PVA : Polyvinyl acetate UPVC : Unplasticised polyvinyl chloride CAB : Cellulose acetate butyrate 128

Sebagai gambaran secara umum sifat-sifat dari kemas bentuk dapat dilihat pada Tabel 7.7. Tabel 7.7. Beberapa Sifat Kemas Bentuk

WVTR

Transmis i Gas

Ketahanan thd Minyak

Lain-lain

Tinggi Rendah 0

Tinggi Rendah 0

0 Bagus Bagus

-

Tinggi Rendah Tinggi Tinggi Sedang/tingg Sedang i Rendah Tinggi Tinggi Rendah

Bagus Sedang Bagus

Mudah sobek Tahan sobek

Bagus Bagus

Tahan benturan Dapat dibentuk, Tahan retak Dapat dikelim Dapat dikelim -

Jenis Kertas Kertas lilin Aluminium Foil Selofan CA PET OPP PA/nylon LDPE HDPE Vinyl

Rendah Rendah Sedang

Tinggi Tinggi Sedang

Sedang Bagus Bagus

F. IDENTIFIKASI PLASTIK Beberapa jenis plastik akan menunjukkan nyala berwarna hijau yang khas bila dilakukan test dengan kawat tembaga, dengan cara kawat tembaga dipanaskan, digoreskan pada plastik kemudian kawat tersebut dibakar. Bila terdapat warna hijau menunjukkan plastik tersebut type vinyl atau rubber. Identifikasi pertama film plastik didasarkan kepada klasifikasi film sebagai film yang mudah ditarik dan yang tidak mudah ditarik. Identifikasi film yang mudah ditarik dengan cara uji bakar dan uji remas, sedangkan film yang tidak mudah ditarik dengan uji bakar dan uji pengkerutan. Beberapa identifikasi jenis film yang mudah ditarik dan tidak mudah ditarik dapat dilihat pada Tabel 7.8 dan Tabel 7.9. Untuk mengetahui bahwa selofan dilapis atau tidak dilapis dapat dilakukan uji dengan :

1. Penetesan air Bila film menjadi basah dan lunak, berarti selofan tidak dilapis dan bila air tetap berada diatas film berarti selofan telah dilapisi. Tabel 7.8. Film Yang Mudah Ditarik

Jenis Plastik PE

Uji Bakar

Uji Remas

Terbakar perlahan, bau Bekas remasan

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Ciri Khas Lemas, transparan 129

PP

PVC

parafin, mening-galkan ber-warna tetesan-tetesan plastik bening tidak keperakan Terbakar perlahan, Bekas remasan berasap putih ber-warna bening tidak keperakan Terbakar dengan api Bekas remasan menyala, berasap hi- ber-warna tam dengan bau HCl bening tidak yang menusuk, tidak keperakan mening-galkan tetesan plastik

sampai keruh, sukar disobek Transparan, sukar disobek Jernih, lemas sampai kaku, sukar disobek, dengan uji kawat tembaga akan terda-pat nyala hijau.

Tabel 7.9. Film Yang Tidak Mudah Ditarik

Jenis Plasti k PS

CA

PET

PVD C

CAB

130

Uji Bakar

Uji Pengkerutan

Terbakar dengan api Jika menyala, berasap didekatkan hitam dengan api mudah mengkerut Terbakar perlahan me- Jika ninggalkan gulungan didekatkan pada ujung yag ter- dengan api bakar bau khas asam tidak mudah asetat mengkerut Tidak segera terbakar, Jika setelah terbakar lalu didekatkan mengkerut, terbakar dengan api tanpa api menyala tidak mudah mengkerut Terbakar dengan bau Jika yang menusuk didekatkan dengan api mudah mengkerut Terbakar perlahan, Jika berbau agak tengik didekatkan dengan api tidak begi-tu mudah

Ciri Khas

Transparan, mengkilap, agak kaku, mudah disobek Mengkilap, agak kaku, mudah disobek

Transparan, mengkilap, halus, tidak mudah sobek Transparan, tidak mudah disobek, uji dengan kawat tembaga akan terdapat nyala hijau transparan, mudah disobek

mengkerut 2. Uji dengan larutan Pyridine

Larutan Pyridine diteteskan pada permukaan film, bila terjadi perubahan warna menjadi coklat gelap, maka menunjukkan bahan pelapisnya saran. 3. Uji dengan larutan Diphenylamine dalam asam sulfat Larutan Diphenylamine diteteskan pada permukaan film, bila terjadi perubahan warna menjadi biru, berarti selulosa dilapisi nitrocellulose. Bila tidak terjadi perubahan warna berarti dilapisi dengan bahan lain. Identifikasi film plastik dapat juga dilakukan dengan mengukur densitasnya dengan menggunakan pycnometer dengan cara memasukkan guntingan film pada alat tersebut kemudian ditambahkan air hingga penuh, diusahakan tidak terdapat udara, ditutup dan ditimbang. Pycnometer dengan hanya berisi air ditimbang juga, perbedaan berat antara keduanya dapat dikonversikan menjadi ukuran densitas plastik film. Contoh beberapa film plastik dengan densitasnya dapat dilihat pada Tabel 7.10. Tabel 7.10. Densitas Beberapa Film Plastik Jenis Film Densitas Jenis Film Densitas PP 0,90 Cellulose propionate 1,21 PE 0,93 Polyurethane 1,24 PS 1,07 PVAL 1,25 Rubber hydrochloride 1,11 Cellulose acetate 1,30 Nylon 6/6 1,14 Cellulose nitrate 1,38 PET 1,15 PVC 1,40 Cellulose butyrate 1,18 Selofan 1,44 Acrylic 1,19 PVDC 1,68 PC 1,20 Identifikasi film plastik dapat juga dilakukan dengan uji kelarutannya dalam bahan kimia. Umumnya diperlukan bahan kimia minimal 10 x volume fim yang diuji, dan bahkan kadang-kadang diperlukan hingga 25 x dari volume film plastik. Beberapa film plastik yang larut dalam berbagai jenis pelarut dapat dilihat pada Tabel 7.11. Tabel 7.11. Kelarutan Dalam Pelarut Dari Beberapa Jenis Film Plastik Pelarut Acetone Chloroform Cyclohexanone Ethyl acetate Air Toluene (mendidih) Asam format

Jenis Film Plastik CA, CB, CP, PVDC,CN, PS, PVC PC, PS, Rubber hydrochloride PVC, PVDC Acrylic, CN, PS PVAL PE, PS, PP, Rubber hydrochloride Nylon

Identifikasi dengan melakukan uji spectroscopy infrared menggunakan prinsip bahwa struktur molekul film dapat ditentukan berdasarkan cahaya yang diabsorpsi pada berbagai panjang gelombang. Kurva dari hasil uji tersebut kemudian dibandingkan

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

131

dengan film yang telah diketahui jenisnya. Kelemahan dari uji spectroscopy infrared adalah hasil yang diperoleh dapat membingungkan/kacau karena adanya bahan aditif, bahan pelapis dan campuran beberapa jenis plastik. G. BENTUK-BENTUK DAN CARA PEMBUATAN PLASTIK 1. Pengemas Plastik Kaku Contoh kemasan plastik kaku yang ada di pasaran adalah botol, jerigen, drum, komplang, gelas, ember dan wadah lainnya. Wadah kaku ini dibuat dengan pencetakan injeksi atau dengan hembusan. a. Pencetakan secara injeksi Prinsip pencetakan secara injeksi terdiri tahap pelunakan bahan plastik dalam silinder panas, dan kemudian diinjeksikan ke dalam cetakan yang lebih dingin, sehingga plastik mengeras. Eadah yang telah dicetak dikeluarkan dari cetakan oleh sebuah alat, kompresi udara atau alat lainnya. Teknik ini mahal dan kurang ekonomis. b. Pencetakan Secara Hembusan Teknik dasar dari pencetakan secara hembusan adalah seperi pada pembuatan gelas. Udara didorong di bawah tekanan ke plastik cair yang tertutup yang dikelilingi oleh cetakan yang dingin dengan bentuk yang diinginkan. Adanya tekanan udara menyebabkan plastik cair mengembang. Plasik akan dingin dengan mendinginnya cetakan, dan kemudian cetakan dibuka, sedangkan botolnya dikeluarkan. Proses hembusan ini dibedakan atas hembus injeksi dan hembus ekstruksi. 1) Hembus Injeksi Urutan proses hembusan injeksi adalah : - bahan plastik yang akan dibentuk diinjeksikan pada cetakan parison - dalam keadaan masih cair kemudian dipindahkan ke cetakan berikutnya - setelah itu cetakan dibuka dan botol dikeluarkan 2) Hembus Eksruksi Pada proses hembus ekstruksi bahan plastik diekstrusi terlebih dahulu, kemudian dihembus oleh udara bertekanan pada cetakan, didinginkan dan tahap akhir cetakan dibuka. a) Cetak hembus biaksial (Stretch Blow Moulding) Cara ini menghasilkan botol-botol dengan arah atau orientasi yang baik pada arah membujur dan melintang, sehingga sifatnya lebih baik dari hembus injeksi, yaitu tahan terhadap benturan, dan barrier yang baik terhadap gas dan uap air. b) Botol Ko-ekstrusi Cara ini merupakan pengembangan dari cetak hembus ekstrusi yang berasal dari bidang ekstrusi film. Ko ekstrusi adalah suatu proses dimana dua atau lebih ekstruder digabungkan dengan satu cekatan (die) untuk menghasilkan film multilapis. Proses ini memungkinkan untuk menghasilkan bahan dengan lapisan yang terdiri dari bahan yang mahal dan diapit oleh dua lapisan bahan yang murah. c) Cetakan Botol Multiproses Cara ini disebut multiproses karena menggunakan peralatan cetak yang sekaligus membentuk botol, kemudian mengisi dan menutupnya. Proses ini dilakukan dalam satu jalur, sehingga proses pengisian pangan dapat 132

berlangsung secara aseptis. Teknik ini terutama digunakan untuk wadah susu. d) Cetak Hembus Kemasan Mulut Lebar Cara ini digunakan untuk menghasilkan wadah plastik bermulut lebar seperti kendi, jerigen, botol besar dan wadah lain yang mempunyai diameter leher lebih sempit dibandingkan diameter wadahnya. c. Thermofing Proses thermofing adalah membentuk wadah dengan cetakan pada saat plastik panas dan dalam keadaan lunak. Proses pemanasan dilakukan dengan menggunakan radiasi infra merah, dan bahan plastik yang digunakan adalah polietilen, polipropilen dan polistiren. Dalam proses ini ada 3 macam teknik pencetakan, yaitu : 1) Teknik vakum : terdiri dari proses mengapit lembar plastik yang dipasang pada sebuah rangka yang diletakkan pada kotak pencetak. Kondisi hampa udara akan menarik lembar plastik pada cetakan. 2) Teknik tekanan : mirip dengan teknik vakum, tapi pembentukan wadah menggunakan tekanan dari bagian atas plastik. 3) Teknik cetak berpasangan : lembaran plastik yang panas dipress di antara dua lempeng, yang terdirid ari lempeng cetakan jantan dan cetakan betina. Wadah yang dihasilkan dari proses thermoforming di antaranya adalah kemasan yoghurt, mentega, coklat dan biskuit. d. Cetakan Fase Padat Berbeda dengan teknik pencetakan yang telah diterangkan sebelumnya yang memerlukan energi panas dua kali yaitu saat pencetakan lembaran palstik dan saat membentuk wadah, maka proses cetakan fase pada hanya sekali memerlukan energi panas. Cara ini banyak digunakan untuk pencetakan plastik secara komersial. e. Cetak Kompresi Teknik ini merupakan metode tertua dalam pencetakan plastik, dan saat ini masih digunakan untuk mencetak plastik termoset. Hasil cetak kompresi dapat berupa tutup botol, jerigen dan lain- lain. Caranya adalah sebagai berikut : - resin dalam bentuk serbuk yang telah ditimbang diletakkan di dalam rongga cetakan terbuka yang telah dipanaskan - kemudian cetakan ditutup dan ditekan dengan pres hidraulik - serbuk resin akan melelh dan mengisi cetakan - setelah wadah atau tutup plastik dicetak kemudian dikeluarkan 2. Kemas Bentuk (Flexible Packaging) dan Laminasi Salah satu contoh pembuatan kemasan laminasi dalam bentuk kantung plastik yang terdiri dari 3 tahap proses yaitu : Tahap I : proses printing, dilakukan dengan cara rotogravure pada permukaan lembaran OPP/kertas/PET/OPA/selo Tahap II : Menambahkan lapisan-lapisan lain yang disebut dengan laminasi dengan cara laminasi ekstrusi atau laminasi adhesif. Laminasi ekstrusi menghasilkan kemasan yang tidak kuat dan kadang-kadang menimbulkan bau plastik, api murah. Sedangkan laminasi adhesif kekuatannya lebih baik dan tidak menimbulkan bau tetapi biayanya Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

133

lebih mahal. Tahap III : yaitu tahap akhir, dilakukan pemotongan (slitting) sesuai dengan ukuran- ukuran yang diinginkan dan bila perlu dapat dilanjutkan ke proses pembentukan kantung. H. PEMILIHAN KEMASAN PLASTIK UNTUK BAHAN PANGAN Sekarang telah terjadi perubahan permintaan konsumen dan pasar akan produk pangan, dimana konsumen menuntut produk pangan yang bermutu tinggi, dapat disiapkan di rumah, segar, lebih dapat dipercaya, level reject (yang terbuang) dapat dibandingkan dengan pengalengan, lebih konsisten, mutu seragam dan biaya murah. Hal ini menyebabkan kemasan plastik merupakan pilihan yanng paling tepat, karena dapat memenuhi semua tuntutan konsumen seperti di atas. Jenis-jenis film plastik yang ada di pasaran sangat beragam, sehingga perlu pengetahuan yang baik untuk dapat menentukan jenis kemasan plastik yang tepat untuk pengemasan produk pangan. Kesalahan dalam memilih jenis kemasan yang tepat, dapat menyebabkan rusaknya bahan pangan yang dikemas. Pertimbangan-pertimbangan yang perlu diperhatikan sebelum memilih satu jenis kemasan adalah : - kemasan tersebut harus dapat melindungi produk dari kerusakan fisik dan mekanis - mempunyai daya lindung yang baik terhadap gas dan uap air - harus dapat melindungi dari sinar ultra violet - tahan terhadap bahan kimia Berdasarkan pertimbangan-pertimbangan ini maka dapat ditentukan jenis film kemasan yang sesuai dengan produk yang akan dikemas.

1. Susu dan Produk Susu a. Susu Kemasan yang dapat digunakan adalah kombinasi antara PE/kertas/Al-foil/PE. Kemasan ini kekuatannya mendekati botol gelas dan melindungi terhadap cahaya. b. Mentega Karena produk ini peka terhadap oksidasi yaitu akan mengalami ketengikan, maka kemasan yang dapat digunakan adalah PP dan ABS. c. Keju Produk ini perlu perlindungan terhadap oksigen dan uap air, sehingga dapat dikemas menggunakan Nylon/PE, Cellulose/PE dan PET/PE 2. Daging, Ikan dan Telur a. Daging segar Diperlukan kemasan yang mempunyai sifat permeabilitas O2 yang tinggi (>5000 ml/m2/hari). Kemasan yang dapat digunakan adalah PVC. b. Daging beku Kemasan yang dapat digunakan adalah LDPE, LDPE/Nylon, kemasan vakum Nylon/PE, dan kemasan vakum PET/PE. 134

c. Cooked meat (Bacon) Diperlukan kemasan yang dapat melindungi dari gas dan uap air, kemasan yang dapat digunakan adalah PE/PVDC/PA, PE/metallized PET, PE/Al-Foil/PET, dan OPP/LDPE. Sebaiknya produk ini dikemas dengan kemasan vakum. d. Ikan asap Kemasan yang dapat digunakan : PE/PVDC/PA, PE/metallized PET, PE/AlFoil/PET. Sebaiknya dikemas dengan kemaan vakum. e. Telur Beku Produk ini dapat menggunakan kemasan EVA/PE yang dikelim panas kemudian segera dibekukan. 3. Roti-rotian a. Roti tawar Kemasan yang dapat digunakan adalah kemasan yang dapat menahan uap air misalnya LDPE. b. Cake, Biskuit dan Snack (misalnya keripik kentang) Kemasan yang dapat digunakan adalah kemasan yang dapat menahan uap air serta tahan terhadap O2 dan minyak misalnya Coated Cellulose dan OPP. 4. Produk Makanan Kering dan Biji-bijian Kemasan yang dapat digunakan harus memenuhi syarat dapat menahan gas dengan baik (terutama untuk produk yang mengandung lemak) dan dapat menahan uap air, misalnya kertas/LDPE dan LDPE/Al-foil/LDPE/kertas. 5. Processed Foods a. Jam dan pickle Dapat dikemas dalam kemas bentuk gelas fleksibel, misalnya Cellulose/PE, Nylon/PE. b. Bila produk diproses lagi setelah dikemas (pemanasan 1200-1300 C) dapat digunakan kemasan PET, PA/Al-foil/HDPE dan PE-PP copolymer. 6. Buah dan Sayuran Segar Kemasan yang digunakan harus dapat mencegah kerusakan fisik/memar, misalnya busa PS. Selain itu buah dan sayur mempunyai laju respirasi bervariasi, produksi CO2 bervariasi dan produk segarnya mengandung mikroba pada permukaannya sehingga mudah rusak, kemasan yang dianjurkan adalah LDPE, EVA dan PVC yang menggunakan pemplastik. 7. Minuman Yang Mengandung CO2 Kemasan yang digunakan harus dapat menahan gas, misalnya MeroliteR laminate dari PET (untuk kekuatan) dan PVDC (untuk menahan gas)

yaitu

8. Produk Kering Untuk Minuman Produk yang termasuk golongan ini adalah minuman instant, kopi, dan teh bubuk. Kemasan yang dapat digunakan adalah kemasan yang dapat dilaminasi (agar flavor tidak hilang) dan dikemas vakum. 9. Produk Beku Kemasan yang digunakan harus memenuhi syarat dapat menahan uap air dan tahan terhadap penyimpanan suhu rendah, misalnya EVA dan LDPE. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

135

LATIHAN SOAL

1. Sebutkan bentuk dan klasifikasi dari plastik ! 2. Apa yang dimaksud dengan monomer, polimer, copolimer dan aditif plastik, sebutkan contohnya masing-masing !

3. Sebutkan beberapa jenis plastik (maksimal 5) beserta karakteristik penting dan aplikasinya sebagai kemasan produk pangan !

136

BAB 8

PENGEMASAN ASEPTIK

K ompetensi Umum

: Mahasiswa mampu mengenal pengemasan aseptik

Khusus : 1. Mahasiswa memahami proses pengawetan 2. Mahasiswa memahami proses aseptik 3. Mahasiswa mengetahui proses pengemasan aseptik

A. PENDAHULUAN

Pengemasan aseptik adalah suatu cara pengemasan bahan di dalam suatu wadah yang memenuhi empat persyaratan, yaitu : produk harus steril, wadah pengemas harus steril, lingkungan tempat pengisian produk ke dalam wadah harus steril, dan wadah pengepak yang digunakan harus rapat untuk mencegah kontaminasi kembali selama penyimpanan. Prinsip pengemasan aseptik adalah baik bahan pangan yang dikemas maupun bahan kemasan harus bebas dari mikroorganisme perusak ketika bahan pangan tersebut dikemas, sehingga produk pangan yang dikemas merupakan produk yang steril. Hal ini berarti kemasan harus bebas dari mikroorganisme patogen dan toksin, dan mikroorganisme penyebab kerusakan tidak dapat berkembang. Jika kondisi ini sudah diterapkan, maka bahan pangan akan aman untuk disimpan pada suhu ruang dalam jangka waktu yang lebih lama. Penggunaan pengemasan aseptik dimulai tahun 1917 dimana dikembangkan suatu paten mengenai cara pengalengan aseptik. Pada tahun 1919 diperkenalkan produk-produk kemasan aseptik dalam suatu pameran susu di London. Pada saat itu konsumen belum siap menerima produk- produk seperti ini. Penggunaan kemasan aseptik baru mulai berkembang setelah Perang Dunia II dan berkembang dengan pesat dalam tahun 1962, yaitu saat diperkenalkan mesin pengemasan aseptik untuk bahan pengemas fleksibel. Sistem pengemasan aseptik digunakan untuk mengemas berbagai macam produk seperti bahan pangan dan obat-obatan. Dalam pengawetan bahan pangan, pengemasan aseptik banyak digunakan untuk pengawetan minuman atau makanan berbentuk cair terutama susu dan sari buah yang mengandung asam rendah.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

137

B. PROSES ASEPTIK

Untuk keberhasilan proses aseptik bahan pangan, maka ada beberapa persyaratan yang diperlukan, yaitu : - Peralatan yang dapat disterilkan - Produk steril secara komersial - Kemasan yang steril secara komersial - Ruang steril dalam mesin pengemas, tempat pengisian produk steril ke dalam kemasan steril dan penutupan secara hermatis - Ada monitoring dan pencatat faktor-faktor kritis Dalam sistem pengemasan aseptik, produk dan wadah pengemas disterilisasi secara terpisah, kemudian dilakukan pengisian produk ke dalam wadah dalam lingkungan steril sehingga diperoleh produk steril dalam kemasan yang tahan disimpan dalam jangka waktu lama. Sterilisasi produk dalam sistem aseptik dilakukan dengan sistem alir atau sistem UHT (Ultra High Temperature), yaitu pemanasan dengan suhu yang sangat tinggi (135-150oC) selama 2-5 detik. Pemanasan produk dengan sistem UHT dalam pengemas aseptik dapat dibagi menjadi 2 kategori utama, yaitu: 1) Sistem pemanasan langsung, yaitu sistem dimana terjadi kontak langsung antara medium pemanasan dam hal ini uap panas dengan produk yang dipanaskan. Dalam sistem pemanasan langsung terdapat dua cara yaitu : 1) cara injeksi uap dimana uap panas disuntikkan ke dalam produk, dan 2) cara infusi dimana produk diinfusikan ke dalam aliran uap panas (Gambar 8.1a).

138

Gambar 8.1. Proses pemanasan UHT dengan cara : a) langsung dan b) tidak langsung Pindah panas terutama disebabkan kondensasi uap mencapai sekitar 10 persen dari produk. Sehingga untuk mempertahankan kadar padatan produk, perlu diuapkan dengan vakum. Pada sistem injeksi uap, uap panas disemprotkan ke dalam aliran O produk menggunakan injektor. Suhu uap mencapai 140-146 C dengan waktu tinggal sekitar 4 detik. Suhu produk yang disterilisasi mencapai 137-138 persen. Pada proses infusi produk, produk didispersikan ke dalam ruang infusi yang berisi uap panas. 2) Sistem pemanasan tidak langsung, yaitu sistem dimana medium pemanas tidak kontak langsung dengan produk. Panas ditransfer melalui permukaan (biasanya stain-less steel). Pada sistem pemanasan tidak langsung ada 3 (tiga) macam cara, yaitu : a) heat exchanger tipe konvensional yang berupa lempengan atau plate dan b) tipe saluran atau tubular (Tubular heat exchanger), dan c) Scraped-Surface Heat Exchanger. Pada prinsipnya dalam sistem UHT terjadi kenaikan suhu secara cepat untuk mencapai suhu mendekati 150oC, dimana dalam sistem tidak langsung Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

139

dibutuhkan waktu lebih lama untuk mencapainya dibanding dengan sistem langsung, seperti dapat dilihat pada Gambar 8.2.a. Proses seluruhnya akan selesai dalam waktu satu sampai dua menit. Waktu yang dibutuhkan dalam sistem UHT jauh lebih singkat dibandingkan dengan cara sterilisasi konvensional di dalam wadah (Gambar 8. 2.b.).

Gambar 8.2. Hubungan antara suhu dengan waktu dalam : a) sterilisasi UHT dan b) Sterilisasi konvensional di dalam wadah. C. PROSES PENGEMASAN ASEPTIK

Dalam sistem pengemasan aseptik, sterlisasi yang dilakukan terhadap wadah lebih bervariasi tergantung dari jenis wadahnya. Beberapa contoh cara sterilisasi terhadap berbagai wadah yang digunakan dalam pengemasan aseptik dapat dilihat pada Tabel 8.1.

Tabel 8.1. Berbagai cara sterilisasi wadah pengemas Cara Sterilisasi Udara panas

Wadah metal

Udara panas (kering)

Wadah metal/komposit

H2O2 panas

Wadah plastik, foil berlaminasi

Kombinasi H2O2/sinar ultra violet

140

Aplikasi

Wadah plastik (karton/kemas bentuk)

Etilen Oksida

Wadah gelas dan plastik

Panas dari proses koekstruksi

Wadah Plastik

Radiasi

Wadah plastik yang sensitif terhadap panas

Sumber : Ito and Stevenson (1984). Misalnya untuk wadah yang terbuat dari metal digunakan uap panas atau udara panas. Untuk wadah yang terbuat dari plastik dapat digunakan etilen oksida, hidrogen peroksida atau dengan cara radiasi. Wadah gelas dapat digunakan etilen oksida. Masing-masing cara sterilisasi tersebut mempunyai keuntungan dan kelemahan. Sterilisasi dengan uap panas dan udara panas akan menghasilkan suhu tinggi pada tekanan atmosfir, tetapi mempunyai kelemahan karena mikroorganisme lebih tahan di dalam uap/udara panas daripada di dalam uap jenuh. Sterilisasi wadah menggunakan hidrogen peroksida mempunyai keuntungan karena prosesnya cepat dan efisien, sedangkan radiasi dapat digunakan untuk sterilisasi wadah yang terbuat dari plastik yang sensitif terhadap panas, tetapi mempunyai kelemahan karena biayanya yang mahal dan lokasinya terbatas. Proses sterilisasi kemasan dengan menggabungkan antara peroksida dan sinar ultraviolet sudah diterapkan oleh perusahaan kemasan lamintaing seperti Tetra Pak. Dalam hal ini sterilisasi dilakukan dalam dua tahap, yaitu : - Tahap pertama, bahan kemasan berupa kotak karton berlaminasi (terdiri dari kotak karton yang diberi plastik tipis dan dilapisi dengan alumunium foil), dilewatkan pada bak berisi hidrogen peroksida, dimana derajat sterilisasi tetrgantung pada waktu dan suhu yang digunakan. Misalnya waktu sterilisasi 6.5 detik dengan konsentrasi H2O2 30% dan suhu 65oC, atau selama 5 detik pada suhu 76oC - Tahap kedua,

bahan kemasan dikeringkan dengan udara panas untuk menghilangkan sisaH2O2. Sinergisme antara larutan H2O2 dengan sinar ultraviolet sudah lama diterapkan untuk pengawetan bahan pangan yang bertujuan untuk memperpanjang umur simpan (extended shelf life=ESL), tapi produk ESL ini masih membutuhkan penyimpanan pada suhu rendah (refrigerasi). Produk ESL yang dikemas membutuhkan standard higenis tapi tidak seketat standard yang ditetapkan dlaam kemasan aseptik.

Pada proses aseptik yang tradisional, peroksida diaplikasikan ke bahan kemasan dengan cara menyemprot atau mengkondensasikan gas H2O2 pada permukaan bahan kemasan. Konsentrasi peroksida yang digunakan biasanya sekitar 2% dengan waktu 24 detik. Bahan kemasan yang masih basah dan

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

141

mengandung H2O2 kemudian diberi sinar UV, kemudian kemasan dikeringkan dengan udara panas untuk menghilangkan sisa H2O2. Saat ini kombinasi antara peroksida dan UV telah dikembangkan oleh Tetra Pak, dimana sinar UV diberikan setelah kemasan dikeringkan dengan udara panas. Sinar UV lebih efektif untuk membunuh mikroorgansime patogen dalam keadaan kering daripada dalam keadaan basah. Ada beberapa metode pengemasan aseptik yang dapat diterapkan yaitu : 1. Film and Seal 2. Form, Fill and Seal 3. Erect, Fill and Seal 4. Thermoform, Fill and Seal 5. Blow mold, Fill and Seal Dalam pengemasan aseptik menggunakan karton diterapkan sistim Form FillSeal vertikal. Kertas karton dalam gulungan, melalui roler untuk menghilangkan kisut, diberi tanggal, dilaminasi plastik pada satu sisinya, dibentuk silinder yang menyelubungi pipa pemasukan produk, bagian bawah diseal, diisi produk, kemudian bagian atas diseal bersamaan dengan seal bagian bawah karton di atasnya. Selanjutnya dipotong dan dibentuk. D. RANGKAIAN PROSES PENGEMASAN ASEPTIK

Bahan kemasan dalam bentuk gulungan melalui beberapa rol dan penjepit untuk persiapan pembentukan kemasan. Pada bagian atas mesin pengemas, bahan kemasan dilewatkan dalam bak berisi larutan hidrogen peroksida 35 persen untuk sterilisasi kemasan. Pada proses ini sebagian bakteri tercuci dan sebagian lagi terbunuh. Hidrogen peroksida yang berlebihan akan terperas ketika bahan kemasan melewati sepasang rol penekan dan yang masih tertinggal diuapkan dengan udara panas yang dialirkan dari mantel pipa produk. Karton berbentuk tube melewati zona pemanas sehingga suhu karton mencapai 120OC. Selain efek pencelupan dalam hidrogen peroksida, sterilisasi dapat terjadi karena pemanasan dari elemen pemanas dan peningkatan konsentrasi H2O2 akibat pemanasan. Tepat di bawah ujung pipa pengeluaran produk, kelim melintang bagian bawah dibuat. Kemudian produk diisikan dan diikuti penutupan bagian atas karton bersama dengan keliman bagian bawah karton yang berikutnya. Pada waktu turun dari rol atas mesin pengemas, bahan kemasan mulai dibentuk. Begitu turun melewati pipa pemasukan produk. Satu sisi karton dipanaskan dengan udara panas steril, lalu direkatkan dengan sisi lainnya dengan ring pembentuk sehingga karton berbentuk silinder. Strip plastik yang dipasang pada salah satu sisi karton akan berfungsi sebagai perekat, pelindung udara dan mencegah terjadinya kontak produk dengan tepi karton. Setelah penutupan, karton berisi kemasan digunting hingga terpisah dari tube karton yang berada di atasnya dan selanjutnya dibentuk sampai bentuk akhir, 142

yang cukup rapat untuk melindungi produk dari mikroorganisme. Selanjutnya produk dipak dan siap dipasarkan.

E. PENGUJIAN KEMASAN ASEPTIK

Pengujian keutuhan kemasan dalam sistim aseptik merupakan hal yang kritis. Hal ini karena berhubungan dengan keamanan dan kualitas produk. Untuk keperluan tersebut dibutuhkan uji yang bersifat non destruktif. Beberapa test yang sering digunakan ialah: 1. Test elektrolit, digunakan untuk mengetahui kerusakan yang berhubungan dengan kebocoran kemasan, test ini menggunakan larutan elektrolit, bila terjadi kebocoran maka akan terjadi arus listrik. 2. Test tekanan, digunakan untuk mendeteksi kebocoran dari kemasan, dalam test ini, gas diinjeksikan ke dalam kemasan yang telah dicelup dalam air. Injeksi gas dilakukan dengan pompa. Bila terjadi kebocoran maka terjadi gelembung dalam air. 3. Test mikrobiologi, digunakan untuk mendeteksi adanya kontaminasi dari mikroba dalam kemasan. Test ini juga digunakan untuk menguji efektifitas sterilan yang digunakan. F. EFEKTIVITAS STERILISASI

Untuk mengetahui efektivitas sterlisasi dalam sistem pengemasan asepik dapat dilakukan pengujian yang dapat dibedakan atas 3 macam, yaitu : 1) pengujian efektivitas proses sterilisasi produk, 2) pengujian efektivitas proses sterilisasi wadah pengemas dan 3) pengeujian efektivitas sterilisasi prose/lingkungan pengisian produk ke dalam wadah dan proses penutupan. Dengan melakukan pengujian efektivitas sterilisasi dapat diketahui apakah proses sterilisasi yang dilakukan secara terpisah baik terhadap produk, wadah maupun ruang pengolahan sudah memenuhi persyaratan. Untuk menguji efektivitas sterilisasi biasanya digunakan spora bakteri tahan panas karena hanya spora tersebut yang mungkin tahan terhadap perlakuan pemanasan pada suhu tinggi. Spora bakteri yang tahan panas masih dapat hidup dengan pemanasan pada suhu 100oC selama 10 menit. Spora bakteri yang tidak tahan panas akan mati pada suhu tersebut, bahkan sel vegetatif bakteri, kapang dan khamir akan mati pada suhu 80oC selama 10 menit. Bakteri mempunyai ketahanan panas yang berbeda-beda terhadap masingmasing cara sterilisasi, maka sebagai penguji juga digunakan spora bakteri yang berbeda tergantung dari cara sterilisasi yang digunakan (Tabel 8.2). Spora bakteri tahan panas yang paling banyak digunakan dalam pengujian efektivitas sterilisasi adalah Bacillus stearothermophillus dan Bacillus subtilis. Tabel 8.2. Spora bakteri yang digunakan dalam pengujian efektivitas sterilisasi Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

143

Cara Sterilisasi

Spora bakteri penguji

Uap panas

Bacillus stearothermophillus 1517 B.polymyxa B.stearothermophillus 1515 B.subtilis

Udara panas H2O2 + panas atau + lain-lain

B.subtilis A B.subtilis (globigii)

Radiasi

B.subtilis

Sumber : Ito dan Steenson (1984) Pengujian efektivitas sterilisasi terhadap produk dilakukan dengan cara menginokulasikan produk dengan sejumlah spora bakteri, kemudian dilakukan sterilisasi seperti yang sebenarnya diterapkan dalam proses. Proses selanjutnya yaitu pengisian ke dalam wadah steril dan penutupan secara aseptik juga dilakukan seperti dalam proses. Kemudian produk dalam kemasan tersebut diinkubasi untuk melihat pertumbuhan bakteri yang diuji. Bagan proses pengujian efektivitas produk dapat dilihat pada Gambar 8.3. Produk Inokulasi Spora Bakteri STERILISASI Wadah Steril

PENGISIAN & PENUTUPAN ASEPTIK Inkubasi Pertumbuhan

Gambar 8. 3. Diagram alir pengujian efektivitas sterilisasi terhadap produk Jumlah bakteri yang masih hidup setelah perlakuan sterilisasi dapat dihitung dengan menggunakan metode MPN (most probable number), yaitu dengan cara mengencerkan sampel hingga beberapa tingkat pengenceran untuk memperoleh jumlah bakteri yang sedikit (agar mempermudah perhitungan). Masing-masing tingkat pengenceran ini diinokulasikan ke dalam satu seri tabung yang terdirid ari 5 tabung yang berisi medium yang sesuai untuk pertumbuhan bakteri. Dengan mengetahui jumlah tabung yang posiif (menunjukkan pertumbuhan) pada setiap pengenceran, dan mencocokkannya pada Tabel MPN, dapat dihitung jumlah bakteri di dalam contoh yang telah dipanaskan. 144

Cara lain untuk menghitung jumlah bakteri adalah dengan metode pemupukan cawan (Total Plate Count/TPC) menggunakan medium yang sesuai untuk pertumbuhan bakteri. Jumlah bakteri dihitung dengan menghitung jumlah koloni yang tumbuh pada pengenceran tertentu. Cara pengujain efektivitas sterilisasi wadah dilakukan seperti dalam pengujian efektivitas sterilisasi produk, hanya inokulasi spora bakteri dilakukan terhadap wadah pengemas. Setelah wadah disterilisasi seperti yang diterapkan dalam proses, pengisian produk steril ke dalam wadah dan penutupan secara aseptik juga dilakukan seperti yang diterapkan dalam proses. Pengujian jumlah spora bakteri yang masih hidup dilakukan seperti pengujian yang dilakukan terhadap produk (Gambar 8. 4). Pengujian sterilisasi terhadap sistem sterilisasi dalam pengisian dan penutupan secara aseptik dilakukan untuk mengetahui apakah kontaminasi berasal dari sistem pengisian dan penutupan yang tidak tepat (Gambar 8.5). Dalam hal ini pengujian dilakukan dengan cara melekatkan kepingan aluminium berperekat yang telah diinokulasikan dengan sejumlah spora bakteri pada sistem pengisian aseptik (aseptic filler). Kemudian siklus pengisian dan penutupan kaleng dilakukan seperti yang diterapkan dalam proses. Setelah proses selesai kepingan aluminium tersebut dimasukkan ke dalam medium pertumbuhan dan diinkubasi untuk melihat adanya pertumbuhan. KepinganAluminiumBerperekat Inokulasi Dilekatkan padaFiller Aseptik SiklusSterilisasi Dimasukkanmedium Inkubasi Pertumbuhan Gambar 8. 4. Bagan Cara pengujian efektivitas sterilisasi Wadah kemasan

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

145

Wadah pengemas Inokulasi sporabakteri Sterilisasi Pengisian dan Penutupan Aseptik Inkubasi Pertumbuhan Gambar 8.5. Bagan cara pengujian efektivitas sterilisasi sistem pengisian dan penutupan

Dengan mengetahui jumlah spora awal dan jumlah spora setelah mengalami proses sterilisasi dapat diketahui nilai efektivitas sterilisasi dengan rumus sebagai berikut :

10

Misalnya jika jumlah spora sebelum sterilisasi adalah 10 , kemudian setelah sterilisasi tinggal 10 spora yang masih hidup, maka efektivitas sterilisasi dari proses 10 tersebut adalah log 10 /10 atau sama dengan 9. Dalam sistem UHT, proses pemanasan yang diterapkan seharusnya mempunyai efektivitas sterilisasi 12 jika digunakan B.subtilis sebagai bakteri penguji, atau 8 jika digunakan spora bakteri yang sangat tahan panas yaitu B.stearothermophillus. Dengan mengethaui efektivitas sterilisasi yang diterapkan dalam suatu proses dan jumlah kontaminasi mikroorganisme sebelum proses, maka dapat dihitung kemungkinan terjadinya kerusakan, misalnya dapat diketahui jumlah wadah yang mungkin rusak di antara sekian ribu atau juta wadah yang steril. LATIHAN SOAL 1. Apa yang saudara ketahui tentang pengemasan aseptik ? 2. Jelaskan secara skematis perbedaan antara sterilisasi dalam wadah dan

sistem alir ! 3. Sebutkan 3 (tiga) metode pengujian kemasan aseptik ?

146

BAB 9 TEKNIK PENGEMASAN KHUSUS

KK ompetensi

Umum : Mahasiswa mengenal teknik pengemasan khusus Khusus : 1. Mahasiswa mengetahui teknik pengemasan dengan udara termodifikasi 2. Mahasiswa mengetahui teknik pengemasan aktif 3. Mahasiswa dapat mengenal jenis-jenis bahan kemasan aktif

A. PENGEMASAN DENGAN UDARA TERMODIFIKASI

Pengemasan modified atmosphere atau modified atmosphere packaging (MAP ) merupakan cara terbaik pengemasan produk tanpa mengorbankan daya tarik dibandingkan dengan pengemasan tradisional. Fungsi modified atmosphere packaging dalam pengawetan produk hasil ternak adalah melindungi produk dari kerusakan fisik, perubahan-perubahan kemis, dan kontaminasi mikrobial. Jadi MAP mempertahankan / memperpanjang masa simpan / kualitas produk. Bahan-bahan pengemas disesuaikan dengan tujuan pengemasan, tipe produk, misalnya produk segar, beku, atau proses. Pengemas harus melindungi produk selama penyimpanan, distribusi dan pemasaran. Persyaratan pengemas berhubungan dengan transmisi oksigen, kadar/uap air, kelenturan, kekuatan, dan ketahanan / kedap lemak / minyak, temperatur, kelembaban, dan tipe produk.

1. Pengemasan Vakum Penggunaan bahan pengemas disesuaikan dengan metode prosesing produk, bentuk, dan tipe produk. misalnya untuk produk pangan beku, berbeda dengan untuk produk pangan proses lainnya. Pengemasan vakum produk pangan refrigerasi seperti daging pres masak, daging cured masak, dan berbagai tipe sosis kominusi dengan pengemasan vakum, biasanya dilakukan pada temperatur 4 - 9°C. Tujuan preservasi antara lain adalah mengeliminasi ransiditas, dan susut berat, kontrol pertumbuhan mikroorganisme, dan diskolorasi, agar penampilan produk menjadi lebih menarik, dan pengemas dapat diberi label informasi produk. Pengemasan vakum memperpanjang masa simpan pangan. Keberhasilan proses tergantung pada jumlah mikrobia awal saat pengemasan, material pengemasan yang mempunyai premeabilitas sangat rendah terhadap oksigen dan cairan dan Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

147

temperatur penyimpanan diatas titik beku daging segar -1,5°C. Pada kondisi ini masa simpan daging dapat mencapai 2 – 3 minggu, sementara daging sapi giling / cacahan dapat mencapai satu minggu. Warna daging merah terang dan merah jambu dapat berubah jika pengemasan menggunakan film yang mempunyai permeabilitas oksigen rendah. Masalah ini dapat diatasi dengan pengemasan yang menggunakan film-film permeabel oksigen. Contoh aplikasi metode pengemasan vakum mudah mengkerut : produk pangan dimasukkan ke dalam kantung plastik mudah kerut; udara dikeluarkan dari dalam kantung melalui ujung logam ( nozzle ) pengemas; klip aluminium digunakan untuk menyatukan ( sealed ) dan terbentuk ikatan yang ketat; pengemas yang sudah disealed dicelup ke dalam air panas temperature 90 95°C selama sedetik mengkerutkan pembungkusan produk sesuai dengan bentuk produk. plastic pengemas mengkerut dalam air panas dan menyesuaikan bentuk dengan bentuk produk. Tujuan perlakuan adalah agar penampilan produk lebih menarik, peluang kerusakan fisik kecil, dan bila bocor, oksigen dan kerusakan produk minimal. Pengemasan vakum nonkerut. Laminat, misalnya nilon plus polietilen, poliester dan polietilen dapat digunakan sebagai alternatif pengemas kerut, dapat divakum dan disealed panas pada sealed panas ruang vakum mesin, misalnya Multivac, dan Supervac, menggunakan pompa vakum. Pengemasan vakum thermoform nonkerut. Laminat, misalnya nilon pembentuk web (selaput) dan poliester poli untuk bagian atas, dapat digunakan, misalnya menggunakan Multivac. Impermeabilitas oksigen dan uap air dalam pengemasan vakum akan memberikan karakteristik hasil yang diinginkan. Deteriorasi produk. Penyimpanan tanpa preservasi tertentu dapat menimbulkan masalah dan mempercepat kerusakan produk, karena: pengeringan, susut berat, pertumbuhan mikroorganisme, ransiditas oksidatif, atau pada prinsipnya perubahan fisis, kimia, dan mikrobiologis. Setiap masalah yang timbul dapat ditangani secara terpisah / khusus yang akhirnya seluruh permasalahan dapat diatasi. Beberapa masalah yang berhubungan dengan distribusi, penyimpanan, dan preservasi adalah : ransiditas karena oksidasi lemak, menyebabkan bau dan rasa tidak enak, dan diskolorasi. Belum ada metode yang memuaskan untuk mengatasi ransiditas selain membungkus produk dengan membran impermeabel, misalnya plastik impermeabel. Oksigen atmosfer dapat dikeluarkan dari dalam plastik pengemas impermeabel, sehingga dapat menghambat ransiditas. Jamur tergantung pada oksigen permukaan produk pada kondisi refrigerasi. Pertumbuhan jamur dapat terjadi dalam waktu relatif cepat, namun biasanya bagian yang berjamur dapat dipotong sementara bagian lainnya masih relatif baik. Metode pengeringan permukaan produk, misalnya pengasapan dan pengeringan dapat mencegah pertumbuhan jamur. Kemungkinan kerugian adalah susut berat, kehilangan properti termasuk nilai nutrisi. Pengemasan 148

dalam kantung plastik impermeabel oksigen juga dapat mengatasi pertumbuhan jamur. Bakteri aerobik dapat menyebabkan kerusakan, permukaan produk menjadi hijau dan putrefaksi. Metode yang efektif untuk mencegah bakteri aerobik adalah dengan menggunakan pengemas impermeabel oksigen. Bakteri anaerobik berkembang biak pada kondisi tanpa oksigen, sehingga penyimpanan produk dilakukan pada temperatur dibawah 3°C diatas titik beku produk -3°C. Bakteri fakultatif anaerobik mampu tumbuh berkembang pada kondisi tanpa oksigen atau dengan adanya oksigen. Bakteri ini tumbuh lambat pada temperatur kirakira -12°C. Makin rendah temperatur, pertumbuhan makin lambat. Penyimpanan produk sebaiknya dilakukan pada temperatur rendah diatas titik beku yang berarti menghambat perkembangan biak bakteri ini. Penanganan yang paling efektif adalah penanganan produk sehigienis mungkin sejak dari bahan baku sampai dengan produk jadi dan pemasaran. Jadi, pada prinsipnya faktor higienis dan kontrol temperatur harus diimplementasikan untuk mencegah, mengatasi masalah bakteri fakultatif anaerobik. Susut berat karena evaporasi, dehidrasi dan pengeringan akan menimbulkan kerugian ekonomi produk. Masalah ini dapat diatasi dengan pengemasan dalam plastik tahan air. Film permeabel oksigen dapat dapat menghentikan susut berat produk, namun kondisi permeabel oksigen dapat menyebabkan ransiditas, pertumbuhan jamur dan bakteri aerobik. Film (plastik ) tahan air, kantung plastic kerut atau sistem pengemasan vakum nonkerut dapat mencegah susut berat. Aksi enzimatik tidak tergantung oksigen, tetapi aksi enzim proteolitik tergantung pada temperatur. Aksi enzim proteolitik sering diperlukan pada daging mentah ( segar ) untuk meningkatkan keempukan selama penyimpanan atau pelayuan, pada keju disebut maturing atau curing. Aksi enzimatik menurun pada temperatur rendah. Kontrol aksi enzimatik dapat dilakukan dengan menurunkan temperatur, sedang efek sampingan dapat diatasi dengan pengemasan tahan air dan film impermeabel oksigen. Enzim menjadi tidak aktif pada pemanasan produk. Diskolorasi atau penyimpangan warna produk daging dapat disebabkan oleh dehidrasi, ransiditas lemak, dan terlalu sedikit atau terlalu banyaknya nitrit pada proses curing. Warna hijau produk daging cured adalah akibat oksidasi nitrosomiokromogen yang dapat dikatalisasi oleh aksi bakteri karena produksi peroksida atau oleh adanya oksigen pada kondisi tertentu, misalnya sinar. Porfirin warna hijau biasa terbentuk dalam proses diskolorasi. Diskolorasi dapat diatasi dengan mencegah oksidasi produk dan pengemasan vakum, controlled atmosphere yang benar atau modified atmosphere packaging.

2. Controlled Atmosphere Packaging Pengaruh protektif utama pengemasan vakum berhubungan dengan pembentukan karbon dioksida. Pembentukan warna merah terang dalam Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

149

pengemas vakum tergantung pada level oksigen, sehingga atmosfer dalam pengemas harus dikontrol, dimodifikasi untuk mempertahankan level oksigen yang relatif tepat. Campuran gas 80 persen oksigen dan 20 persen karbon dioksida dapat menghambat/mengontrol pertumbuhan mikroorganisme, namun oksigen dapat menurunkan pengaruh yang menguntungkan, sehingga daya tahan / masa simpan hanya sedikit lebih lama daripada pengemas permeabel oksigen. Controlled Atmosphere Packaging ( CAP ) adalah proses evakuasi oksigen sesempurna mungkin dari proses vakum kemudian digantikan dengan nitrogen atau karbon dioksida. CAP dapat digunakan untuk pengemasan pangan proses iris yang sulit dipisah-pisahkan bila dipak vakum. Tipe lain CAP adalah yang disebut gas flushing yaitu suatu metode penggunaan nitrogen atau karbon dioksida yang dimasukkan dengan tekanan ke dalam pak terbuka atau ruang yang mengelilingi area sealing. Tujuan utama Controlled Atmosphere Packaging adalah eliminasi oksigen hingga level oksigen 1% atau kurang. Hasil pengemasan juga tergantung pada permeabilitas pengemas dan jumlah residual oksigen dalam pangan. Diskolorasi dapat terjadi karena residual oksigen di dalam pengemas vakum dan nitrogen atmosfer jika pengemas diekspose ke cahaya langsung setelah pengemasan.

3. Modified Atmosphere Packaging Dua faktor penting yang dipertimbangkan dalam teknologi preservasi pangan adalah : memperpanjang masa simpan / kualitas produk, dan mereduksi jumlah aditif yang dipergunakan dalam pembuatan produk. Modified atmosphere packaging (MAP) dapat memenuhi kedua faktor tersebut. MAP melibatkan atmosfer di sekeliling produk pangan di dalam pembungkus / pengemas. Modifikasi atmosfer dalam pengemas dapat mengontrol reaksi-reaksi enzimatis, atau mikrobiologis, sehingga mereduksi atau mengeliminasi proses-proses utama kerusakan produk. Kombinasi tiga elemen independen sebagai basis teknologi adalah mesin pengemasan, material pengemas / pembungkus tipe penghalang / penghambat, dan gas atau campuran gas. Dibandingkan dengan pengemasan konvensional seperti pengemasan vakum atau udara MAP merupakan metode yang terbaik untuk mempreservasi produk pangan tanpa mengorbankan daya tarik produk dengan pengemasan tradisional. Tergantung pada tipe produk, teknik MA menggunakan gas-gas khusus atau campuran gas dengan properti berbeda. MAP dapat dipergunakan untuk bermacammacam produk termasuk pangan, sosis dan salami, produk-produk masak, keju, susu bubuk, kopi, jus buah, dan banyak lagi. Keuntungan modified atmosphere packaging : perpanjangan periode preservasi meningkatkan skala ekonomi produksi, efisiensi manajemen dan biaya transpor, pemasaran lebih luas, maksimalisasi revenue dan minimalisasi kerugian ; pengemas yang dirancang dengan regulasi higienis yang ketat, menjamin 150

kualitas produk secara maksimal tanpa mempengaruhi penampilan estetis ; praktis dan murah dari sudut teknis, namun aplikasi teknik ini membutuhkan mesin pengemasan dengan karakteristik khusus; level aditif dan preservatif dapat direduksi. Ada dua tipe utama prosedur MAP, tergantung pada jenis produk dan bentuk / model / shape pembungkus/pengemas yaitu : • pencucian dengan gas, mesin pengemasan vertikal atau horisontal memproduksi tabung kontinyu bahan pembungkus, dan gas diintroduksikan ke dalam pembungkus, • kompensasi pengemasan vakum. Telah dijelaskan bahwa modified atmosphere packaging dapat memperpanjang masa simpan ( shelf life ) tergantung pada kemampuan pengemas memproteksi produk secara benar dan mengontrol konsentrasi gas pada batas-batas yang dikehendaki. Fungsi komplementer pengemasan termasuk : melindungi produk dari agensia eksternal yang mencemari produk; memberikan nilai pemasaran produk; menyediakan konsumen dengan informasi tentang ingredien penyusun produk atau cara menggunakan produk. MAP tidak akan berhasil baik tanpa memperhitungkan kontaminasi mikrobiologis saat pengemasan, kontrol kondisi higienis dan kritis, dan sanitasi. Jadi, pengaruh gas di dalam produk dapat meningkat jika faktor higienis dan kondisi kontrol kualitas produk diadopsi sebaik mungkin, sehingga kandungan bakteri sampai tahap pengemasan seminimal mungkin. Sistem Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) harus diimplementasikan selama proses produksi hingga pengemasan dan pemasaran. Topac ( www.topac.com ) menawarkan berbagai instrumen yang berhubungan dengan Modified Atmosphere Packaging ( MAP ) dan Controlled Atmosphere Packaging ( CAP ) termasuk yang berikut: • Analisis Headspace untuk Modified Atmosphere Packaging: CheckMate automatic Oxygen and Oxygen / Carbon Dioxide digital headspace analyzers for MAP yang ideal untuk aplikasi headspace kecil; Combi Check O2/CO2 digital headspace analyzers dengan akurasi CO2 yang tinggi dan ideal untuk studi respirasi MAP; Hand Held Oxygen headspace analyzers ; On line analyzers untuk Oksigen dan Karbondioksida ; On line residual oxygen monitor untuk mesin-mesin pengemasan vakum ; On line residual oxygen monitor with integrated gas flow control and mixing. • Deteksi kebocoran pengemas-pengemas Modified Atmosphere : Pack Check Non Destructive Leak Detection for MAP packages with CO2. • Pencampuran gas untuk MAP : Gas Mixers for Nitrogen Oxygen and Carbon Dioxide and Air ; In-line monitoring of Oxygen in inert gas purgesystems. • Monitor-monitor keamanan transportasi :

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

151

Temperature data logging; Temperature time display data logging ; Temperature RH data logging. • Instrumen laboratorium pangan : Lab water activity monitor; Portable water activity meter; Moisture Analyzers; Digital Thermometers; IR Non contact thermometers ; pH meters ; Blenders untuk mikrobiologi pangan ; Filter bags; Spiral Platers untuk bacteria ; Automatic Colony Counter; Brix Refractometers.

4. Implikasi Fungsi-fungsi preservatif pengemas termasuk pengemas pangan dan produk pangan adalah memberikan perlindungan terhadap kerusakan fisik, kimia / perubahan kimia, kontaminasi mikroorganisme. Pengemasan vakum, controlled atmosphere, dan modified atmosphere packaging diaplikasikan sesuai dengan tujuan pengemasan. Modified atmosphere packaging ( MAP ) termasuk teknologi preservasi bahan makanan dengan tujuan memperpanjang masa simpan / kualitas produk, dan mereduksi jumlah aditif yang digunakan. MAP memodifikasi atmosfer di sekeliling produk di dalam pengemas untuk mengontrol reaksi-reaksi kimia, enzimatis, dan mikrobiologis, jadi mereduksi atau mengeliminasi proses-proses utama kerusakan produk. Penggunaan bahan pengemas disesuaikan dengan metode prosesing produk, bentuk / shape produk dan macam / tipe produk. Pengemas dari plastik yang Banyak digunakan, misalnya adalah film-film fleksibel selulosa, polietilen densitas rendah, polietilen densitas tinggi, polipropilen, film-film lapis polimer atau aluminium, dan film-film laminasi. Teknologi MAP berbasis pada kombinasi tiga elemen yaitu mesin pengemasan, bahan / material pembungkus / pengemas tipe penghalang, dan gas atau campuran gas seperti oksigen, nitrogen, karbon dioksida, udara, dan campuran.Penanganan higienis sejak dari bahan baku / mentah, prosesing, hingga produk jadi dan pengemasan sangat menentukan kualitas simpan produk. B. PENGEMASAN AKTIF

Saat ini permintaan konsumen akan kemasan bahan pangan dan produk pangan adalah berupa pengemasan yang ramah lingkungan, produk yang lebih alami dan tanpa menggunakan bahan pengawet. Industri-industri pengolahan pangan juga berusaha untuk meningkatkan masa simpan dan keamanan dari produk. Teknologi pengemasan bahan pangan yang modern mencakup pengemasan atmosfir termodifikasi (Modified Atmosfer Packaging/MAP), pengemasan aktif (Active Packaging) dan Smart Packaging, bertujuan untuk semaksimal mungkin meningkatkan keamanan dan mutu bahan sebagaimana bahan alaminya. Pengemasan atmosfir termodifikasi (MAP) adalah pengemasan produk dengan menggunakan bahan kemasan yang dapat menahan keluar masuknya gas 152

sehingga konsentrasi gas di dalam kemasan berubah dan ini menyebabkan laju respirasi produk menurun, mengurangi pertumbuhan mikroba, mengurangi kerusakan oleh enzim serta memperpanjang umur simpan. MAP banyak digunakan dalam teknologi olah minimal buah-buahan dan sayuran segar serta bahan pangan yang siap santap (ready-to eat). Saat ini MAP telah berkembang dengan sangat pesat, hal ini didorong oleh kemajuan fabrikasi film kemasan yang dapat menghasilkan kemasan dengan permeabilitas gas yang luas serta tersedianya adsorber untuk O2, CO2, etilen dan air. Ahli-ahli pengemasan sering menganggap bahwa MAP merupakan satu dari bentuk kemasan aktif, karena banyak metode kemasan aktif juga memodifikasi komposisi udara di dalam kemasan bahan pangan. Ide penggunaan kemasan aktif bukanlah hal yang baru, tetapi keuntungan dari segi mutu dan nilai ekonomi dari teknik ini merupakan perkembangan terbaru dalam industri kemasan bahan pangan. Keuntungan dari teknik kemasan aktif adalah tidak mahal (relatif terhadap harga produk yang dikemas), ramah lingkungan, mempunyai nilai estetika yang dapat diterima dan sesuai untuk sistem distribusi.

1. Pengertian Istilah lain dari kemasan aktif (active packaging) adalah smart, interactive, clever atau intelligent packaging. Defenisi dari kemasan aktif adalah teknik kemasan yang mempunyai sebuah indikator eksternal atau internal untuk menunjukkan secara aktif perubahan produk serta menentukan mutunya. Kemasan aktif disebut sebagai kemasan interaktif karena adanya interaksi aktif dari bahan kemasan dengan bahan pangan yang dikemas. Tujuan dari kemasan aktif atau interaktif adalah untuk mempertahankan mutu produk dan memperpanjang masa simpannya. Pengemasan aktif merupakan kemasan yang mempunyai : - bahan penyerap O2 (oxygen scavangers) - bahan penyerap atau penambah (generator) CO2 - ethanol emiters - penyerap etilen - penyerap air - bahan antimikroba - heating/cooling - bahan penyerap (absorber) dan yang dapat mengeluarkan aroma/flavor pelindung cahaya (photochromic) Kemasan aktif juga dilengkapi dengan indikator-indikator yaitu : - time-temperature indicator yang dipasang di permukaan kemasan - indikator O2 Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

153

- indikator CO2 - indikator physical shock (kejutan fisik) - indikator kerusakan atau mutu, yang bereaksi dengan bahan-bahan volatil

yang dihasilkan dari reaksi-reaksi kimia, enzimatis dan/atau kerusakan mikroba pada bahan pangan. Jenis-jenis indikator ini disebut indikator ineraktif atau smart indicator karena dapat berin-teraksi secara aktif dengan komponen-komponen bahan pangan. Alat pemanas pada microwave seperti susceptors dan metode pengaturan suhu lainnya juga dapat digunakan dalam metode pengemasan aktif.

-

Fungsi cerdik (smartness) yang diharapkan dari kemasan aktif saat ini adalah : mempertahankan integritas dan mencegah secara aktif kerusakan produk Meningkatkan atribut produk (misal : penampilan, rasa, flavor, aroma dan lain-lain) Memberikan respon secara aktif terhadap perubahan produk atau lingkungan kemasan Mengkomunikasikan informasi produk, riwayat produk (product history) atau kondisi untuk penggunanya. Memudahkan dalam membuka.

2. Absorber Oksigen Absorber oksigen secara dipasarkan pertama sekali di Jepang tahun 1977 yaitu berupa absorber berupa besi yang dimasukkan ke dalam kantung (sachet). Sejak itu disain dan aplikasi dari aborber oksigen terus berkembang dan Jepang merupakan negara produsen terbesar di dunia dengan produksi 7 biliyun sachet pertahun, sedangkan USA menmproduksi beberapa ratus juta sachet pertahun dan beberapa puluh juta di Eropa. Absorber oksigen umumnya digunakan untuk menyerap oksigen pada bahanbahan pangan seperti hamburger, pasta segar, mie, kentang goreng, pangan asap (sliced ham dan sosis), cakes dan roti dengan umur simpan panjang, produk-produk konfeksionari, kacang-kacangan, kopi, herba dan rempah-rempah. Penggunaan kantung absorber O2 memberikan keuntungan khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap oksigen dan cahaya seperti produk bakery dan pizza, pangan ham yang dimasak dimana pertumbuhan jamur dan perubahan warna merupakan masalah utamanya. Keuntungan penggunaan absorber oksigen sama dengan keuntungan dari MAP yaitu dapat mengurangi konsentrasi oksigen pada level yang sangat rendah (ultra-low level) , suatu hal yang tidak mungkin diperoleh pada kemasan gas komersial. Konsentrasi oksigen yang tinggi di dalam kemasan dapat meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme, menurunkan nilai gizi bahan

154

pangan, menurunkan nilai sensori (flavor dan warna) serta mempercepat reaksi oksidasi lemak yang menyebabkan ketengikan pada bahan pangan berlemak. Bahan penyerap oksigen secara aktif akan menurunkan konsentrasi oksigen di dalam head-space kemasan hingga 0.01%, mencegah terjadinya proses oksidasi, perubahan warna dan pertumbuhan mikrooorganisme. Jika kapasitas absorber mencukupi, maka absorber juga dapat menyerap oksigen yang masuk ke dalam headspace kemasan melalui lubang-lubang dan memperpanjang umur simpan bahan yang dikemas. Keuntungan lain dari penggunaan absorber oksigen adalah biaya investasinya lebih murah dibandingkan biaya pengemasan dengan gas. Pada dasarnya untuk pengemasan aktif hanya dibutuhkan sistem sealing. Keuntungan ini menjadi lebih nyata apabila diterapkan untuk kemasan bahan pangan berukuran kecil hingga medium yang biasanya memerlukan investasi peralatan yang besar. Sebaliknya kelemahan dari kemasan aktif adalah kemasan ini visible (sachet atau labelnya terlihat jelas) sedangkan pada kemasan gas, maka gasnya tidak terlihat. Keuntungan dan kelemahan absorber Oksigen dibandingkan dengan pengemasan gas (Gas Packaging) dan pengemasan vakum dapat dilihat pada Tabel 9.1. Tabel 9.1. Keuntungan (+) dan kelemahan (-) teknik absorber oksigen, vakum dan gas (Hurme et al., 2002). Ciri-ciri

Gas Packaging

Vacuum Packaging

Absorber Oksigen

Biaya Investasi

-

+

+

Biaya Pengemasan

+

++

-

Keperluan terhadap bahan pengawet

-

-

+

Umur simpan/mutu

+

+

++

Volume kemasan/hemat ruang

-

++

-

Kemudahan mendeteksi kebocoran

-

+

-

Kesesuaian untuk produk lunak

+

-

+

Visible/Invisible

+

+

+/-

Dapat digunakan pada detector logam

+

+

+/-*

+/-

+/-

+/-

Pengaruh terhadap lingkungan** * Tergantung type absorber, ** Data tidak tersedia

Absorber oksigen yang tersedia saat ini pada umumnya berupa bubuk besi (iron powder), dimana 1 gram besi akan bereaksi dengan 300 ml O2. Kelemahan dari besi sebagai absorber oksigen adalah tidak dapat melalui detektor logam yang Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

155

biasanya dipasang pada jalur pengemasan. Masalah ini dapat dipecahkan dengan menggunakan absorber oksigen berupa asam askorbat atau enzim. Ukuran penyerap oksigen yang digunakan tergantung pada jumlah oksigen pada head-space, oksigen yang terperangkap di dalam bahan pangan (kadar oksigen awal) dan jumlah oksigen yang akan masuk dari udara di sekitar kemasan selama penyimpanan (laju transmisi oksigen ke dalam kemasan), suhu penyimpanan, aktivitas air, masa simpan yang diharapkan dari bahan pangan tersebut. Absorber oksigen lebih efektif jika digunakan pada kemasan yang bersifat sebagai barrier bagi oksigen, karena jika tidak maka absorber ini akan cepat menjadi jenuh dan kehilangan kemampuannya untuk menyerap oksigen. Nama-nama perusahaan yang memproduksi absorber oksigen dan nama dagangnya dapat dilihat pada Tabel 9.2. Ukuran absorber oksigen yang ada di pasar bervariasi dengan kemampuan penyerapan antara 20-2,000 ml O2, dan digunakan pada suhu ruang, tetapi beberapa jenis lainnya dapat bereaksi pada suhu dingin bahkan suhu beku. Absorber oksigen juga dapat digunakan pada berbagai type bahan pangan dari yang kadar airnya rendah, intermediet sampai tinggi serta pada bahan-bahan pangan yang berminyak. Di Amerika Serikat absorber O2 juga digunakan pada kemasan botol bertutup, seperti bir yang sangat sensitif terhadap O2. Teknologi moderen memungkinkan pengisian dan penutupan tutup botol dengan menyisakan oksigen < 500 ppb di dalam botol. Tetapi O2 masih dapat berpenetrasi ke dalam botol melalui tutup botol, meskipun tekanan di dalam botol mencapai 3 atm. Permeasi ini difasilitasi oleh tekanan parsial O2 di dalam kemasan yang rendah. Proses oksidasi flavor bir ini dapat dicegah dengan penambahan antioksidan seperti SO2 dan asam askorbat, tetapi saat ini penggunaan absorber oksigen juga telah berhasil mengatasi hal ini. Tabel 9.2. Perusahaan dan nama dagang oksigen absorber (Hurme et al, 2002) Perusahaan

Negara

Nama Dagang

Mitsubishi Gas Chemical Co.,Ltd.

Jepang

Ageless

Toppan Printing Co.,Ltd.

Jepang

Freshilizer

Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd

Jepang

Vitalon

Nippon Soda Co.,Ltd.

Jepang

Seaqul

Finetec Co.,Ltd.

Jepang

Sanso-Cut

USA

FreshMax, FreshPax

Standa Industrie

Perancis

ATCO

Bioka Ltd.

Finlandia

Bioka

Multisorb Technologies Co.,Ltd.

Bahan penyerap O2 seperti asam askorbat, sulfit dan besi dimasukkan ke dalam polimer dengan permeabilitas yang sesuai untuk air dan oksigen seperti polivinil klorida (PVC), sedangkan polietilen dan polipropilen mempunyai permeabilitas yang sangat rendah terhadap air.

156

3. Bahan Penyerap Dan Penambah CO2 (Absorber Dan Emitters Co2) Absorber CO2 terdiri dari asam askorbat dan besi karbonat sehingga mempunyai fungsi ganda dapat memproduksi CO2 dengan volume yang sama dengan volume O2 yang diserap. Hal ini diperlukan untuk mencegah pecahnya kemasan, terutama pada produk-produk yang sensitif terhadap adanya perubahan konsentrasi CO2 yang mendadak seperti keripik kentang. CO2 yang dihasilkan dapat larut di dalam fase cair atau fase lemak dari produk, dan ini akan mengakibatkan terjadinya perubahan flavor. Penggunaan lain dari adsorber dan generator CO2 ini adalah pada kopi bubuk. Kopi yang di sangrai (roasted) dapat mengeluarkan sejumlah CO2, dan mengakibatkan pecahnya kemasan karena peningkatan tekanan internal. Reaktan yang biasanya digunakan untuk menyerap CO2 adalah kalsium hidroksida (Ca(OH)2) dengan aktivitas air yang cukup, yang dapat bereaksi dengan CO2 membentuk kalsium karbonat.

4. Absorber Etilen Etilen adalah hormon tanaman yang dihasilkan selama pematangan buah dan sayuran. Etilen dapat memberikan pengaruh yang negatif terhadap produk segar, karena etilen akan mempercepat proses pematangan pada produk seperti pisang dan tomat, sehingga produk menjadi cepat busuk, tetapi jika digunakan pada produk seperti jeruk, maka dapat menghilangkan warna hijau (degreening) sehingga dihasilkan jeruk dengan warna kuning yang merata, dan penampilannya lebih baik. Secara umum, etilen merupakan bahan yang tidak diinginkan untuk penyimpanan produk segar, sehingga etilen harus disingkirkan dari lingkungan penyimpanan, hal ini disebabkan karena :  dalam jumlah sedikit sudah dapat menurunkan mutu dan masa simpan produk • dapat meningkatkan laju respirasi sehingga akan mempercepat pelunakan jaringan dan kebusukan buah. • Mempercepat degradasi klorofil yang kemudian akan menyebabkan kerusakankerusakan pasca panen lainnya. Penyerap etilen yang dapat digunakan adalah potasium permanganat (KMnO4), karbon aktif dan mineral-mineral lain, yang dimasukkan ke dalam sachet. Bahan yang paling banyak digunakan adalah kalium permanganat tang diserapkan pada silika gel. Permanganat akan mengoksidasi etilen membentuk etanol dan asetat. Bahan penyerap etilen ini mengandung 5% KmnO4 dan dimasukkan ke dalam sachet untuk mencegah keluarnya KmnO4 karena KmnO4 bersifat racun. Jenis penyerap etilen lainnya adalah : • penyerap berbentuk katalis logam seperti pallaidum yang dijerapkan pada karbon aktif. Etilen diserap dan kemudian diuraikan dengan menggunakan katalis • karbon aktif yang mengandung bromin, tetapi penggunaannya harus hati-hati karena dapat membentuk gas bromin jika sachet tersentuh dengan air. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

157

• mineral -mineral yang mempunyai kemampuan menyerap etilen seperti

zeolit, tanah liat dan batu Oya dari Jepang, dilaporkan telah digunakan sejak ribuan tahun lalu untuk penyimpanan produk segar. Dari hasil penelitian diketahui bahwa produk yang di kemas dalam kemasan PE yang di dalamnya terdapat beberapa jenis mineral mempunyai masa simpan yang lebih panjang dibanding yang dikemas tanpa mineral. Hal ini mungkin disebabkan oleh terbukanya pori- pori dari bahan polimer oleh mineral yang terdispersi, sehingga terjadi pertukaran gas di dalamnya. • Kombinasi diena dan triena yang defisien elektron pada bahan kemasan. Hasil penelitian menunjukkan kombinasi tetrazine yang bersifat hidrofilik dengan polimer PE yang bersifat hidrofobik dapat menurunkan konsentrasi etilen selama 48 jam. Tetrazine akan berubah warnanya jika sudah jenuh dengan etilen, sehingga dapat digunakan sebagai indikator.

5. Absorber Air Dan Uap Air Akumulasi air pada kemasan dapat disebabkan oleh transpirasi produk hortikultura, keluarnya air dari jaringan pada pangan atau fluktuasi suhu pda kemasan yang kadar airnya tinggi. Adanya air pada kemasan dapat memacu pertumbuhan mikrobia serta terbentuknya kabut pada permukaan film kemasan, sehingga air dan uap air yang ada pada kemasan harus keluarkan. Lapisan absorber untuk uap air (Drip-absorber pad) biasanya digunakan untuk pengemasan pangan dan ayam, terdiri dari granula-granula polimer superabsorbent diantara dua lapisan polimer mikroporous atau non-woven yang bagian pinggirnya dikelim. Absorber ini akan menyerap air serta mencegah perubahan warna dari produk dan kemasan. Polimer yang sering digunakan untuk menyerap air adalah garam poliakrilat dan kopolimer dari pati. Polimer superabsorben ini dapat menyerap 100-500 kali dari beratnya sendiri. Alat yang sama dengan skala yang lebih besar digunakan untuk menyerap lelehan es pada transportasi ikan segar dan hasil laut lain melalui udara. Penurunan kelembaban relatif di sekitar kemasan akan menurunkan aktivitas air di permukaan bahan pangan, sehingga dapat memperpanjang umur simpannya. Kondisi ini dapat diperoleh dengan cara menyerap air dalam bentuk fase uapnya sehingga penggunaan humektan lebih efektif daripada polimer superabsorbing. Perusahaan Showa Denko Co., di Jepang telah mengembangkan film (Pichit) yang dapat menyerap uap air dan digunakan untuk rumah tangga. Film ini dilaminasi dengan propilen glikol dan polivinil alkohol (PVA). Film PVA akan menahan glikol tapi permeabilitasnya terhadap air sangat tinggi. Bahan pangan dibungkus di dalam selofan kemudian dimasukkan ke dalam kantung Pichit dan disimpan dalam refrigerator. Perbedaan aktivitas air antara bahan pangan dan glikol berarti bahwa air ditarik dari permukaan bahan pangan dan diabsorbsi oleh film. Pengaruh yang diinginkan, misalnya mengeringnya permukaan biasanya akan terjadi dalam waktu 4-6 jam. Masa simpan ikan yang disimpan 158

dikemas dengan bahan penyerap air ini 3-4 hari lebih panjang dari pada ikan yang dikemas tanpa penyerap air. Kantung Pichit dapat digunakan kembali yaitu untuk 10 kali penggunaan setelah bahan yang dikemas dikeluarkan dengan cara mencuci kantung di dalam air dan dikeringkan. Penambahan bahan anti kabut (anti fog) yang dicampur dengan resin polimer sebelum proses ekstrusi dapat mencegah timbulnya kabut dan embun di permukaan kemasan. Bahan amfifilik akan menurunkan tegangan permukaan di antara polimer dan konsendasi air, akibatnya tetesan air akan menyebar sebagai lapisan tipis yang transparan di permukaan film polimer. Konsumen akan dapat melihat dengan jelas produk yang ada di dalamnya, tetapi air masih tetap ada dan berpotensi untuk menyebabkan kebusukan. Oleh karena itu, perlakuan ini hanya digunakan untuk memperindah bentuk kemasan aktif tapi tidak untuk memperpanjang masa simpannya.

6. Ethanol Emitters Etanol digunakan sebagai bahan pengawet selama berabad-abad lamnya. Pada konsentrasi yang tinggi etanol dapat mendenaturasi protein dari kapang dan ragi sehingga dapat bersifat sebagai antimikroba walapun pada dosis yang rendah. Penyemprotan etanol pada bahan pangan sebelum dikemas dapat memberikan pengaruh yang baik, tetapi pada beberapa kasus pemberian etanol yang dimasukkan ke dalam sachet sehingga dapat mengahsilkan uap etanol lebih baik dari pada penyemprotan etanol. Etanol emitters dengan nama dagang Ethicap terdiri dari campuran etanol dan air yang dijerap pada bubuk silika oksida, dan dimasukkan ke dalam sachet yang terbuat dari kertas dan kopolimer etil vinil asetat (EVA). Bau alkohol dapat ditutupi dengan penambahan flavor seperti vanila, pada sachet. Ukuran sachet tergantung pada aktivitas air (aw) bahan pangan dan masa simpan yang diinginkan dari produk. Di Jepang generator uap etanol terutama digunakan untuk produk bakery yang berkadar air tinggi dan produk-produk ikan. Cake dengan kadar air tinggi masa simpannya 20 kali lebih panjang jika pada kemasannya dimasukkan sachet yang dapat mengeluarkan uap etanol. Keuntungan generator uap etanol adalah memperpanjang umur simpan, menghambat proses staling pada produk bakery, dan mencegah tumbuhnya mikrobia. Ethanol emitters dimasukkan ke dalam kemasan segera setelah proses pembakaran (baking) dan pendinginan dengan kondisi yang steril. Kelemahan dari penggunaan uap etanol untuk tujuan pengawetan adalah : pembentukan aroma yang tidak diinginkan pada bahan pangan, absorpsi dari head space oleh bahan pangan, pada beberapa kasus konsentrasinya pada produk meningkat 2 kali dari konsentrasi awal sehingga menimbulkan masalah dalam standard mutu. Jika sebelum dikonsumsi produk dipanaskan terlebih dahulu dengan oven, maka etanol yang terakumulasi sebagian besar akan diuapkan. Oleh karena itu produk yang mengandung ethanol emitters hendaknya dipanaskan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

159

7. Bahan Kemasan Aktif Komponen-komponen pangan yang tidak diinginkan, dapat dikeluarkan dengan bantuan kemasan yang didisain khusus, sehingga terjadi interaksi selektif antara kemasan dengan bahan produk. Eliminasi komponen pangan lebih dimungkinkan untuk diaplikasikan pada produk cair, dimana molekulmolekulnya bebas bergerak, dan proses pemisahannya tidak dibatasi oleh komponen dengan tekanan uap yang tinggi pada suhu penyimpanan. Teknologi ini hendaknya tidak digunakan untuk menutupi kerusakan produk dari konsumen, misalnya untuk menutupi adanya perubahan bau oleh mikrobia. Sebaliknya kemasan harus dapat mempertahankan komponenkomponen produk pangan yang diinginkan, misalnya zat gizi. a. Bahan Kemasan Yang dapat Menyerap Oksigen Penggunaan bahan penyerap oksigen yang dimasukkan ke dalam sachet dan ditempatkan di dalam kemasan produk pangan mempunyai beberapa kelemahan, yaitu : • konsumen harus hati-hati, agar sachet tersebut tidak sampai dimakan, dan ini mengharuskan pihak produsen untuk membuat label "Jangan Dimakan" pada sachet absorber. • sachet harus dibuat dari bahan yang tidak mudah sobek Kelemahan ini dapat diatasi dengan membuat absorber oksigen sebagai bagian dari kemasan, dengan cara mengintegrasikan absorber oksigen dengan film polimer, adhesif, tinta atau bahan pelapis (coating). Substrat yang mengkonsumsi oksigen dapat berupa polimer itu sendiri atau komponen-komponen lain pada kemasan yang mudah teroksidasi. Absorber oksigen yang dapat dicampur dengan film polimer adalah sulfit logam, asam asakorbat dan besi. Penggunaan adsorber oksigen yang dicampur dengan bahan kemasan menimbulkan masalah, yaitu film kemasan tersebut harus stabil pada kondisi udara biasa sebelum digunakan sebagai bahan kemasan, atau film kemasan tersebut tidak boleh menyerap oksigen sebelum bahan pangan dikemas . Masalah ini dapat diatasi dengan memasukkan beberapa jenis mekanisme aktivasi yang memicu kemampuan film untuk menyerap oksigen, pada sistem kemasan. Misalnya dengan menambahkan katalis pada saat pengisian produk atau memaparkan cahaya pada kemasan sehingga reaksi penyerapan oksigen dapat terjadi. Hasil penelitian di Australia menunjukkan bahwa reaksi penyerapan oksigen oleh besi berlangsung sangat lambat. Oleh karena itu para peneliti kemudian mengembangkan zat warna yang sensitif terhadap cahaya yang dicampur dengan film polimer, ketika film diiradiasi dengan sinar ultra violet zat

160

pewarna akan mengaktivasi O2 ke bentuk singletnya sehigga reaksi pengeluaran O2 menjadi lebih cepat. Metode lain adalah meningkatkan kadar air untuk memicu reaksi penyerapan oksigen. Penggunaan sebuah permukaan reaktor enzim yang terdiri dari campuran enzim enzim glukosa oksidase dan katalase juga merupakan cara lain untuk mengatur konsentrasi O2 di dalam kemasan pangan. Enzim mudah dilekatkan pada permukaan poliolefin seperti PE dan PP karena kedua kemasan ini merupakan substrat yang baik untuk imobilisasi enzim. Kemampuan film kemasan yang dicampur dengan bahan penyerap oksigen untuk meyerap oksigen lebih kecil daripada absorben oksigen yang dimasukkan ke dalam sachet. Oleh karena itu aplikasinya sebelum dipasarkan masih harus mempertimbangkan segi-segi ekonomisnya. b. Bahan Kemasan dengan Antioksidan

Industri kemasan menggunakan antioksidan untuk kestabilan kemasan, dan saat ini antioksidan yang dikembangkan adalah antioskidan alami untuk menggantikan antioksidan sintesis. Di dalam kemasan, antioksidan berfungsi sebagai barrier bagi difusi O2 serta mentransfernya ke produk yang dikemas untuk mecegah reaksi oksidasi. Vitamin E dapat digunakan sebagai antioksidan, serta dapat dimigrasikan ke bahan pangan. Pelepasan vitamin E dari kemasan ke bahan pangan dapat menggantikan antioksidan sintesis. Saat ini antioksidan yang banyak dipakai adalah BHT (Butylated hidroxytoluen) .

c. Bahan Kemasan Enzimatis Enzim yang dapat merubah produk secara biokimia dapat digabung dengan bahan kemasan. Kelebihan kolesetrol dapat menyebabkan penyakit jantung, dan penambahan enzim kolestterol reduktase ke dalam susu akan mengurangi resiko kelebihan kolesterol. Konsumsi produk hasil ternak yang mengandung lakosa pada golongan orang tertentu dapat menyebabkan laktose intoleran. Penambahan enzim laktase pada bahan kemasan susu dapat mengurangi kandungan laktosa pada susu yang dikemasnya.

d. Antimikroba Di Dalam Bahan Kemasan Animikroba yang dicampur atau diberikan pada permukaan bahan pangan akan memperpanjang umur simpan bahan pangan tersebut. Penambahan antimikroba mungkin juga dilakukan dengan cara mencampurnya ke dalam bahan kemasan yang kemudian dalam jumlah kecil akan bermigrasi ke dalam bahan pangan. Cara ini efektif diberikan pada kemasan vakum karena bahan kemasan dapat bersentuhan langsung dengan permukaan panan. Bahan yang mempunyai pengaruh antimikroba, misalnya nisin yang diproduksi oleh Lactococcus lactis, asam organik, ester dan sorbat, serta bahan kemasan yang mengandung kitosan, allil-isotiosianatt yang diperoleh dari lobak dan oligosakarida siklik.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

161

Beberapa bahan kemasan komersial yang mengandung antimikroba adalah : • partikel keramik yang mengandung komponen aktif yaitu aluminium silikat dan perak • bubuk kering yang dibuat dengan menggantikan antimikroba tembaga atau perak pada atom kalsium dari hidroksiapatit • zeolit sintesis dan perak • Tembaga dan mangan, atau nikel dan perak yang mengandung zeolit • Magnesium oksida dan zink oksida juga terbukti mempunyai kemampuan sebagai bakterisida dan bakteriostatis. Pelepasan bahan antimikroba di dalam kemasan dapat diperoleh dengan berapa cara, yaitu : • secara tradisonal dengan cara menambahkan sachet berisi bahan anti mikorba dan bersifat permiable atau porous ke dalam kemasan • mengkombinasikan bahan-bahan pengawet ke dalam atau di atas bahan kemasan polimer dengan cara mencampur atau menggunakan teknik pelapisan lain • meletakkan bahan antimikroba diantara lapisan atau dienkapsulasi agar dapat keluar secara perlahan-lahan menuju bahan pangan • menggunakan enzim yang diimobilisasi dan bahan yang mempunyai gugus fungsional animikroba yang terikat secara kimia pada permukaan bahan. Beberapa gugus fungsional yang memiliki aktivitas antimikroba elah ditambahkan dan diimobilisasi pada permukaan film polimer dengan modifikasi metode kimia sebagai berikut : • Peptida yang terikat secara kovalen dengan resin tidak larut air dan mempunyai aktivitas antimikroba • Polimer yang permukaanya disinari dengan sinar laser merupakan cara yang efektif untuk memperbaiki sifat-sifat adhesi dari polimer , memodifikasi sifat penghambatan (barrier) dan memberikan aktivitas antimikroba pada polimer. Penggunaan iradiasi UV pada panjang gelombang 193 nm menggunakan UV excimer laser akan mengubah gugus amida pada permukaan plastik poliamida menjadi amin dan mempunyai aktivitas antimikroba. Bahan-bahan yang dapat digunakan sebagai antimikroba adalah etanol dan alkohol lain, asam organik, garam (sorbat, benzoat, propionat), bakteriosin dan lain-lain.

8. Bahan Pengikat Aroma Selama penyimpanan produk yang dikemas dapat menghasilkan flavor yang tidak diinginkan, yang dapat berasal dari degradasi komponen bahan pangan, atau penyerapan bau dari lingkungannya. Jika pada bahan kemasan dapat 162

ditambahkan bahan yang dapat mengikat aroma-aroma yang tidak diinginkan, maka penurunan mutu sensori produk dapat dicegah. Penambahan komponen-komponen yang dapat mengikat aroma pada bahan kemasan, saat ini belum terdapat secara komersial, tetapi hasil penelitian menunjukkan bahwa hal ini mungkin untuk dilakukan. Misalnya kemampuan poliamida dan selulosa ester untuk mengeluarkan limonin yang terasa pahit pada juice jeruk. Pelapisan botol plastik dengan selulosa triasetat, akan mengurangi kadar limonin sebanyak 25% selama 3 hari. Degradasi protein dari ikan akan menghasilkan amin yang mengandung komponen malo-dorous yang tidak diinginkan. Hasil penelitian di Jepang, ternyata penggunaan polimer yang di-kombinasikan dengan asam sirat dapat menghilangkan komponen amin dari produk ikan. Kan-tung yang berisi garam besi dan asam sitrat juga dapat menyerap amin. Cara ini dapat menye-babkan terjadinya reaksi yang tidak diinginkan, yaitu terbentuknya aldehid melalui reaksi auto-oksidasi lemak, sehingga produk menjadi tidak disukai. Hal ini merupakan masalah utama da-lam penyimpanan produk-produk berlemak seperi keripik, kacang-kacangan, sereal dan biskuit. Dupont yang merupakan salah satu perusahaan yang memproduksi plastik kemasan, saat ini sudah mengembangkan kemasan pangan yang dapat mengeluarkan aldehid dari head-space kemasan. Formulasi pelapisan yang terdiri dari komponen zink dan asam polikarboksilat dapat menghilangkan noda jika diberikan pada bahan polimer untuk kemasan. Kehilangan bau dan flavor pada bahan pangan dapat disebabkan oleh kemasan itu sendiri. Bahan-bahan aditif dan monomer kemasan dapat bermigrasi ke dalam bahan pangan yang menyebabkan perubahan nilai organoleptik yang tidak diinginkan. Monomer stiren dalam konsentrasi yang sangat kecil menimbulkan masalah noda. Hasil penelitian menunjukkan myrcene yang dimasukkan ke dalam bahan kemasan stiren dapat menghilangkan pengaruh ini melalui reaksi dengan monomer stiren yang tertinggal. Komponen naringin yang menimbulkan rasa pahit pada juice jeruk dapat dihilangkan dengan cara menambahkan enzim naringinase pada bahan kemasannya, sehingga juice jeruk yang dihasilkan rasanya lebih manis dan disukai oleh konsumen. Cara lain untuk menutupi flavor yang tidak diinginkan, adalah dengan menambahkan flavor yang tajam ke dalam bahan kemasan, dalam bentuk aroma yang dienkapsulasi, dan aroma ini akan keluar ketika kemasan dibuka. Masalah utama dalam penambahan bahan-bahan tambahan ini ke dalam kemasan, adalah laju pengeluarannya dari kemasan ke bahan pangan. Cara untuk mengontrol laju pengeluaran komponen ini adalah dengan memilih jenis polimer yang mempunyai karakteristik difusi terhadap komponen tersebut.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

163

9. Film Yang Sensitif Terhadap Suhu Permeabilitas film akan meningkat dengan meningkatnya suhu, dan hal ini perlu diperhitungkan dengan teliti sebelum memilih jenis film kemasan yang akan digunakan. Dalam beberapa hal peningkatan permeabilitas ini diinginkan, misalnya pada produk-produk yang berespirasi, yaitu untuk mencegah terjadinya respirasi anaerob. Manipulasi film kemasan dapat dilakukan dengan meningkatkan permeabilitasnya dan/atau merubah permeabilitas terhadap O2 dan CO2 melalui perilaku respirasi produk. Pembuatan lubang perforasi dengan ukuran beberapa mikron akan memberikan kondisi yang diinginkan pada beberapa produk segar, atau dengan membuat film dari dua lapisan film yang sama, atau dari dua lapisan film dengan ketebalan yang berbeda tapi bahannya sama. Jika suhu meningkat atau turun, lapisan-lapisan akan berekspansipada laju yang berbeda. Cara lain yang dapat dilakukan untuk produk-produk dengan laju respirasi tinggi, adalah menambahkan bahan pengisi tertentu pada resin polimer, sehingga film akan berisi mikroporous yang memfasilitasi keluar masuknya gas dari kemasan. Permeabilitas kemasan terhadap gas dipengaruhi oleh ukuran partikel dan jumlah bahan pengisi serta daya tarik film. Bahan-bahan pengisi ini dapat berupa CaCO3 dan SiO2.

10. Kemasan Yang Dapat Mengendalikan Suhu Sifat- sifat sensori dari produk sangat dipengaruhi oleh suhu. Jika produk langsung dikonsumsi dari kemasannya, maka diharapkan penggunaan kemasan dapat membantu memberikan suhu yang optimum untuk produk tersebut. a. Self-heating

Saat ini di pasaran telah tersedia jenis kemasan yang dapat meningkatkan sendiri suhu di dalamnya, misalnya pada kemasan minuman. Permintaan akan kemasan yang dapat memanaskan sendiri ini semakin meningkat terutama untuk bahan-bahan pangan yang dikonsumsi dalam keadaan panas, seperti sop dan kopi, sehingga harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi. Dengan menggunakan kemasan yang dapat memanaskan sendiri begitu kemasan dibuka, maka makanan tersebut tidak perlu lagi dipanaskan sebelum dikonsumsi. Prinsip pemanasan didasarkan pada teori bahwa jika bahan-bahan kimia tertentu tercampur maka akan dihasilkan panas. Contohnya adalah campuran antara besi, magnesium dan air garam pada makanan siap saji, dapat memanaskan makanan tersebut ketika kemasannya dibuka, dan makanan tidak perlu dipanaskan terlebih dahulu sebelum dikonsumsi. Logam-logam ini ditambahkan ke dalam kemasan kantung PET , air garam (salt water) di masukkan ke dalam kantung yang terpisah dan kantung ini 164

kemudian dimasukkan ke dalam kantung yang berisi logam, kemudian dimasukkan ke dalam kemasan bahan pangan, dan diletakkan pada wadah tahan panas. Dalam waktu 15 menit suhu bahan pangan akan mencapai 60o C. Kemasan lain yang berfungsi memanaskan sendiri adalah dengan menggunakan reaksi antara kapur (lime) dengan air.

2. Self-cooling Kemasan self cooling digunakan untuk kemasan bir dan minuman ringan. Kemasan ini su-dah tersedia pertama kali diproduksi oleh perusahaan Crown Cork & Seal, yaitu berupa kemasan minuman ringan dari kaleng (yang diproduksi oleh Tempra Technologies). Teknologi Crown/ Tempra ini menggunakan panas laten penguapan air untuk menghasilkan pengaruh mendiginkan. Air terikat pada lapisan gel yang dikemas terpisah dari kaleng minuman, dan panasnya dapat langsung mengenai minuman. Konsumen memutar dasar kaleng untuk membuka katup yang akan menyentuh desikan yang berada terpisah di bagian luarnya. Kemudian akan terjadi penguapan air pada suhu ruang, dan penurunan suhu hingga 16.7oC terjadi dalam waktu 3 menit. Metode lain adalah dengan memasukkan bahan berupa amonium klorida dan amonium nitrat yang dimasukkan ke dalam ruang kosing dari kaleng. Jika amonium klordan dan amonium nitrat tercampur dengan air, maka campuran ini akan menyerap panas dan menurunkan suhu produk. Cara ini memerlukan pengocokan kemasan sebelum diidnginkan, sehingga tidak cocok digunakan untuk minuman berkarbonasi dan bir.

11. Teknik Intelligent Packaging Teknik kemasan pintar yang ada saat ini mempunyai indikator untuk suhu dan indikator O2. Indikator ini bertujuan untuk menunjukkan apakah mutu produk di dalamnua sudah menurun, sebelum produk tersebut menjadi rusak. Contoh indikatorindikator dalam kemasan aktif dapat dilihat pada Tabel 9.3 dan 9.4. Tabel 9.3 Indikator eksternal dan internal yang digunakan pada kemasan aktif (Hurme et al., 2002) Teknik

Prinsip/Reagent

Time-temperature indicators (eskternal) Indikator O2 (internal)

Mekanis, kimia, enzimatik

Indikator pertumbuhan

Warna pH, warna-warna

Warna redoks, warna pH

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Aplikasi Bahan pangan yang disimpan pada suhu dingin atau beku Bahan pangan yang dikemas dengan pengurangan konsentrasi O2 Bahan pangan yang mudah

165

mikroba

reaksi dengan metabolit tertentu

rusak

Tabel 9.4. Perusahaan dan nama dagang dari indikator pintar komersial (Hurme et al., 2002) Perusahaan Time-temperature indicator - Lifelines Technologies Inc. - Trigon Smartpak Ltd - 3M Packaging System Division - Visual Indicator Tag System Ab Indikator oksigen - Mitsubishi Gas Chemical Co.Ltd - Toppan Printing Co.,Ltd - Tagosei Chem.Industry Co.,Ltd. - Finetec Co.,Ltd

Negara

Nama Dagang

USA UK USA Swedia

Fresh-Check Smartpak MonitorMark Vitsab

Jepang Jepang Jepang Jepang

Ageless-Eye -

a. Time-Temperature Indicators Alat ini menunjukkan jika terjadi kesalaham dalam suhu penyimpanan, dan juga menduga sisa umur dari produk pangan. Ada dua type time-temperature indicator yaitu : • yang memberikan perubahan suhu yang masuk untuk menunjukkan kumulatif dari perubahan suhu di atas suhu kritis dan lamanya perubahan suhu itu terjadi (Time-temperatur indicators -TTI) • yang memberikan informasi apakah suhu berada di atas atau di bawah suhu kritis (Temperature indicators - TI) Label TI yang diletakkan pada kemasan pangan, akan memberikan informasi mengenai panas yang masuk ke dalam kemasan selama distribusinya, biasanya ditunjukkan dengan respons yang dapat dilihat dalam bentuk deformasi mekanis, perubahan warna atau pergerakan warna. Ratusan paten telah dikeluarkan untuk penemuan-penemuan mengani TI dan TTI, tapi hanya sedikit yang digunakan secara komersial. Syarat-syarat TTI untuk dapat digunakan secara komersial dalam kemasan pangan adalah : • mudah untuk digunakan dan diaktivasi • tidak merusak kemasan • harus diaplikasikan dan diaktivasi pada saat pengemasan (bukan sebelum pengemasan). TTI yang ada saat ini biasanya sudah aktif sebelum digunakan untuk kemasan, sehingga harus disimpan pada suhu di bawah titik kritisnya atau harus diaktivasi secara fisik sebelum digunakan. 166

• harus memberikan respon yang akurat mengenai perubahan suhu

penyimpanan dan fluktuasi suhu yang cepat. Respon ini harus tidak dapat balik (irreversible) dan berkorelasi dengan kerusakan aktual pada bahan pangan. • Mempunyai kemampuan untuk mengakumulasi pengaruh suhu dan waktu selama periode penyimpanan. • mudah dibaca dan jelas sehingga tidak terjadi kesalahpahaman oleh konsumen. Prinsip penggunaan alat TTI terdiri dari reaksi enzim, polimerisasi, korosi, suhu titik leleh dan kristal cair. Pada umumnya output dari alat ini adalah berupa perubahan atau pergerakan warna, atau kombinasi keduanya. Tiaptiap produk pangan memberikan reaksi yang berbeda terhadap kondisi penyimpanan, oleh karena itu diperlukan TTI yang dapat merespon secara benar berbagai kombinasi waktu dan suhu yang kritis.

b. Indikator O2 dan CO2 Permeabilitas kemasan terhadap gas merupakan sifat penting dalam pemilihan jenis kemasan. Jika terjadi kebocoran pada kemasan, maka modifikasi atmosfir di sekitar kemasan yang sudah dibuat optimal sesuai dengan kebutuhan produk, akan rusak, karena gas akan masuk ke dalam kemasan, dan mutu produk pangan menjadi menurun. Oleh karena itu terjadinya kebocoran pada kemasan harus dapat dideteksi untuk menghindari terjadinya kerusakan produk. Pada kemasan dengan konsentrasi CO2 yang tinggi, kebocoran berarti terjadinya peningkatan konsentrasi O2 dan penurunan konsentrasi CO2 di dalam kemasan, dan ini dapat mengakibatkan pertumbuhan mikroba perusak. Untuk dapat meningkatkan mutu dan keamanan pangan, maka perlu dilakukan pengendalian kerusakan melalui deteksi kebocoran pada kemasan. Indikator O2 yang tersedia secara komersial umumnya berbentuk label warna yang di lamiansikan pada film polimer atau tablet. Indikator ini akan bereaksi dengan O2 yang masuk ke dalam kemasan melalui lubang kemasan yang bocor, atau digunakan sebaagi absorber O2 sehingga semua O2 yang masuk ke dalam kemasan akan diserap. Indikator O2 yang paling banyak digunakan adalah AgelessEye (diproduksi oleh Mitsubishi Gas Chemical Co., Jepang), yang berupa O2 scavenger, dan akan berwarna pink jika tidak ada oksigen di lingkungan tersbeut (<0.1%) dan berwarna biru jika O2 lebihd ari 0.5%. Indikator O2 dapat digunakan untuk memastikan bahwa produk sudah dikemas secara benar. Tetapi, alat ini mempunyai kekurangan di dalam distribusi, karena kebanyakan indikator O2 sangat sensitif terhadap O2 dari kemasan gas dan perubahan warnanya bersifat dapat balik (reversible). Indikator ini dapat bereaksi dengan sisa O2 yang ada di dalam kemasan, atau Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

167

alat ini menunjukkan tidak ada O2, karena oksigen yang ada telah digunakan oleh mikroba perusak untuk pertumbuhannya. Oleh karena itu perubahan warna dari indikator harus tidak dapat balik (irreversible). Tipe visual dari indikator oksigen terdiri dari : perubahan warna redoks, serta komponen reduksi dan komponen alkali. Komponen-komponen tersebut misalnya pelarut (air dan/atau alkohol) dan bulking agent (misalnya zeolit, gel silika, bahan selulosa, polimer). Indikator CO2 diperlukan pada kemasan dengan konsentrasi CO2 yang ditentukan (bisa untuk menunjukkan konsentrasi CO2 yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Contohnya, indikator CO2 yang terdiri dari 5 strips indikator. Strips ini terdiri dari bahan yang sensitif terhadap CO2, seperti indikator anion dan kation liofolik organik. Konsnetrasi CO2 ditunjukkan oleh perubahan warna dari satu atau lebih strips.

c. Indikator Kesegaran dan Kematangan Label indikator dari COX Recorders (USA) dengan nama dagang Fresh Tag digunakan untuk menunjukkan kesegaran dari ikan. Indikator ini bereaksi dengan perubahan warna yang terjadi dari pembentukan amin volatil selama penyimpanan ikan. Penggunaan warna pH dengan indikator bromothymol blue dapat menunjukkan terjadinya peningkatan konsentrasi CO2 karena pertumbuhan mikroba, yang sekaligus menunjukkan sudah adanya kerusakan bahan pangan oleh mikrobia. Penggunaan enzim oksidase laktase sebagai bahan yang sensitif terhadap oksigen juga sudah diteliti, api belum digunakan secara komersial. Indikator kematangan merupakan variasi lain dari kemasan yang mengendalikan suhu, dan dapat mendeteksi serta menunjukkan keadaan bahan yang dipanaskan apakh sudah masak atau belum. Type indikator kematangan (doneness indicator) yang umum digunakan adalah indikator berupa tombol untuk kematangan produk ternak. Jika suhu tertentu sudah dicapai, maka tombol indikator akan muncul keluar menginformasikan kepada konsumen bahwa pangan sudah masak. Bentuk lainnya adalah perubahan warna jika suhu yang diinginkan sudah tercapai. Keterbatasan dari indikator kematangan adalah sulitnya untuk mengamati perubahan warna tanpa membuka oven. Alternatif lain untuk mengatasi ini adalah dengan menggunakan tanda berupa suara.

d. Radio Frequency Identification (RFID), Smart Packaging Salah satu teknik smart packaging yang tidak terlihat cerdas tetapi sebenarnya cerdas adalah penggunaan label RFID (radio frequency identification). Tag RFID pada dasarnya merupakan suatu microchip berantena, yang disertakan pada suatu unit barang. RFID merupakan pengembangan dari barcode. Barcode merupakan sebuah kode-kode tertentu yang diekspresikan dengan susunan garis-garis hitam (bar) dan putih (space) 168

yang berbeda ketebalannya (Gambar 9). Kebutuhan terhadap identifikasi keberadaan suatu barang (item) secara otomatis (Auto-ID) untuk industri, perdagangan dan distribusi melahirkan penggunaan barcode ini lebih dari 30 tahun yang lalu. Bentuk RFID yang digunakan pada kemasan adalah berupa label kertas yang ditempel di kotak pembungkus/karton. Ukurannya bermacam-macam. Yang umum dipakai adalah 10 x 15 cm dan 1,5 x 3 inci, dengan tebal seperti kertas (Gambar 9.1).

Gambar 9.1. Anatomi barcode Teknologi RFID bergantung pada tranmisi data nirkabel melalui medan elektromagnetik. Jantung teknologi ini adalah perangkat yang dinamakan RFID tag: suatu label identifikasi berisi chip yang dapat diprogram, dilengkapi sebuah antena mini. RFID tag bisa dibaca menggunakan suatu reader yang dikendalikan komputer tanpa harus membutuhkan direct line-ofsight, seperti halnya barcode reader . Jangkauan reader ini bisa mencapai satu meter. Supaya informasi yang tersimpan di chip ini bisa dibaca, reader memancarkan suatu medan frekuensi elektromagnetik yang diterima oleh antena mini di RFID tag . Melalui hubungan elektronis itu, data yang tersimpan bisa dibaca, diproses dan diedit. Seperti halnya barcode, yang memiliki universal product code, sebuah tag RFID memiliki electronic product code (EPC). EPC adalah identifikasi produk generasi baru, yang seperti halnya barcode, terdiri dari angka-angka yang menunjukkan kode produsen, produk, versi dan nomor seri. Namun, EPC memiliki digit ekstra untuk mengidentifikasi item yang unik. Ukuran bit EPC yang mencapai 96-bit memungkinkannya secara unik mengidentifikasi lebih dari 268 juta produsen, masing-masing memiliki lebih dari satu juta jenis produk, sementara sisanya masih mencukupi untuk melabel seluruh produk individualnya. Informasi EPC inilah yang tersimpan di dalam chip RFID. Dengan penggunaan RFID, maka informasi tentang identitas produk yang ada pada EPC dapat diketahui, mulai dari nomor seri, tanggal produksi, lokasi manufaktur, bahkan tanggal kadaluarsa. Informasi tanggal kadaluarsa produk yang terdeteksi dengan label RFID ini akan memudahkan produsen untuk melakukan pemeriksaan stock produknya dan dengan kombinasi

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

169

dengan tanggal kadaluwarsa akan menghindarkan konsumen dari membeli produk kadaluwarsa.

Gambar 9.2. Label RFID pada kemasan e. Potensi Migrasi Komponen Kemasan Aktif (Active Packaging) Pengemasan aktif biasanya mempunyai bahan penyerap O2 (oxygen scavangers), penyerap atau penambah (generator) CO2, ethanol emiters, penyerap etilen, penyerap air, bahan antimikroba, heating/cooling, bahan penyerap (absorber) dan yang dapat mengeluarkan aroma/flavor dan pelindung cahaya (photochromic). Perilaku migrasi komponen aktif dari dua produk penangkap oksigen (oxygenscavenging) komersial ke dalam bahan pangan yang dikemas telah dipelajari oleh López-Cervantes et al (2003). Komponen yang bermigrasi diidentifikasi, dan dengan menggunakan metode analisis yang tepat dilakukan penentuan komponen tersebut dalam beragam pangan cair, padat atau simulan gel pangan. Pemilihan simulan gel pangan dilakukan dengan pertimbangan dapat mewakili kisaran aktivitas air dan viskositas secara luas. Pangan dan simulan gel pangan dikemas dengan/tanpa kondisi vakum dan dengan scavenger oksigen pada berbagai lokasi relatif terhadap pangan yang dikemas. Identifikasi dengan spektrometer fluoresens sinar X, spektroskopi infrared dan scanning electron microscopy dengan energy-dispersive spectrometry mengidentifikasi komponen yang bermigrasi adalah Na+ dan Cl- di dalam simulan aqueus non asam, dan Na+, Cl- dan Fe2+ dalam asam asetat 3%. Migrasi ke dalam simulan aqueus melebihi batas maksimal total migrasi dari komponen plastik yang ditetapkan oleh Uni Eropa. Akan tetapi, jika scavenger diletakkan didalam kemasan dan proses pengemasan tidak menyebabkan isi menjadi basah (misalnya karena air yang dilepaskan dari pangan), tidak terjadi migrasi komponen dalam jumlah signifikan ke dalam pangan yang dikemas.

170

LATIHAN SOAL 1. Apa yang dimaksud dengan Pengemasan vakum, MAP dan CAP, jelaskan! 2. Sebutkan fungsi cerdik (smartness) yang diharapkan dari kemasan aktif ! 3. Sebutkan jenis bahan penyerap (absorber) dan emitter pada kemasan aktif ! 4. Jelaskan jenis beserta keistimewaannya dari bahan kemasan aktif ! 5. Sebutkan teknik-teknik dalam intelligent packaging !

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

171

BAB 10

DISAIN DAN LABELING KEMASAN

K ompetensi Umum

: Mahasiswa mampu mengenal sistem labeling dan promosi

Khusus : 1. Mahasiswa memahami desain kemasan 2. Mahasiswa memahami proses labeling dan cetak kemasan 3. Mahasiswa mengenal cara pemasaran produk dengan kemasan

A. DISAIN KEMASAN 1. Pengertian dan kegunaan disain grafis pada kemasan

Disain merupakan seluruh proses pemikiran dan perasaan yang akan menciptakan sesuatu dengan menggabungkan fakta, konstruksi, fungsi dan estetika untuk memenuhi kebutuhan manusia. Desain adalah konsep pemecahan masalah rupa, warna, bahan, teknik, biaya, kegunaan dan pemakaian yang diungkapkan dalam gambar dan bentuk. Penampilan yang baik dari kemasan dapat meningkatkan penjualan dari produk yang dikemas. Promosi dari produk sangat erat kaitannya dengan perilaku saingan dan perilaku konsumen. Banyak metode promosi yang dapat dilakukan seperti promosi melalui media massa, papan di jalanan, dan ini terutama dilakukan apabila produsen ingin memperkenalkan produk barunya. Untuk promosi setelah produk tersebut dikenal oleh konsumen, maka pengemasan produk memegang peranan yang penting. Berdasarkan pengamatan, banyak konsumen memilih satu jenis produk setelah melihat kemasannya. Hal ini dapat terjadi jika kemasan tersebut memberikan informasi yang cukup bagi calon pembeli, serta mempunyai disain yang menarik pembeli. Disain kemasan yang menarik, biasanya diperoleh setelah melalui penelitian yang cukup panjang mengenai selera konsumen, yang kemudian diterjemahkan dalam disain grafis cetakan. Disain yang baik tergantung pada keahlian disainer, jenis tinta, bahan dan mesin pencetak. Perkembangan industri yang pesat menyebabkan kemasan menjadi faktor yang penting dalam pengangkutan dan penyimpanan barang-barang sesuai dengan perkembangan pasar lokal menjadi pasar nasional bahkan internasional. Pendapatan atau kemakmuran yang berkembang seiring 172

dengan perkembangan industri, pada akhirnya menyebabkan konsumen dihadapkan pada pilihan yang beragam dari produk-produk yang bersaing untuk memperebutkan pasar. Hal ini mendorong pengusaha untuk mempengaruhi pilihan konsumen, yaitu dengan memperkenalkan konsep branding untuk membangun personalitas produk yang dapat dikenali konsumen. Brand atau merk adalah nama, sibol, disain grafis atau kombinasi di antaranya untuk mengidentifikasi produk tertentu dan membedakannya dari produk pesaing. Nama brand yang dicetak dalam kemasan dapat menunjukkan citra produsen dan kualitas produk tertentu. Saat ini fungsi kemasan tidak hanya sebagai wadah untuk produk, tetapi sudah bergeser menjadi alat pemasaran. Pasar swalayan dan supermarket juga sudah berkembang pesat, sehingga disain grafis pada kemasan produk juga semakin berkembang. Hal ini disebabkan karena pada pasar swalayan, kemasan dapat berfungsi sebagai wiraniaga diam yang dapat menjual suatu produk, dan perbedaan dalam bentuk dan dekorasi kemasan berpengaruh besar terhadap penjualan. 2. Faktor-faktor penting dan persyaratan disain kemasan a. Mampu menarik calon pembeli

Kemasan diharapkan mempunyai penampilan yang menarik dari semua aspek visualnya, yang mencakup bentuk, gambar-gambar khusus, warna, ilustrasi, huruf, merk dagang, logo dan tanda-tanda lainnya. Penampilan kemasan menggambarkan sikap laku perusahaan dalam mengarahkan produknya. Kurangnya perhatian akan kualitas produk dan disain kemasan yang tidak menarik akan menyebabkan keraguan pembeli terhadap produk tersebut. Penampilam suatu kemasan dapat bervariasi dengan perbedaan warna, bentuk, ukuran, ilustrasi grafis, bahan dan cetakannya. Kombinasi dari unsurunsur tersebut dapat memantapkan identitas suatu produk atau perusahaan tertentu. Bentuk dan penampilan kemasan sangat mempengaruhi keberhasilan penjualan produk di pasar swalayan, karena waktu yang diperlukan oleh konsumen untuk memutuskan membeli atau tidak suatu produk di pasar swalayan hanya satu seperlima detik. Pada situasi swalayan, kemasan harus menarik perhatian di antara produk-produk yang saling bersaing. Agar kemasan menjadi menarik, disainer harus dapat menciptakan kemasan dengan bentuk yang unik, paduan warna yang serasi, tipografi yang sesuai disain yang praktis, menarik dan sebagainya. b. Menampilkan produk yang siap jual

Ketika konsumen sudah tertarik untuk membeli, pertimbangan konsumen berikutnya untuk menentukan membeli atau tidak adalah isi kemasan (produk di dalamnya). Oleh karena iu kemasan harus dapat menunjukkan kepada pembeli isi atau produk yang dikemasnya. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

173

Kelebihan-kelebihan dari produk harus dapat ditonjolkan pada kemasan, seakan-akan produk tersebut memang disajikan untuk calon pembeli secara memuaskan. Sasaran konsumen dari produk yang dijual ditunjukkan melalui desain kemasan, seperti misalnya kelompok usia (makanan bayi, susu formula), jenis kelamin dan kelompok etnis. Menurut Raphael (1969) hampir 70 persen dari pembelian di toko swalayan adalah hasil pengambilan keputusan sejenak pada saat pembeli berada di toko tersebut. Didapat 50 persen dari semua pembelian di toko swalayan adalah karena dorongan hati. Kemasan harus mampu mengubah rencana pembeli untuk mengambil suatu produk dari merek lain menjadi produk serupa yang disajikan. Ketika tidak ada pilihan produk yang ditawarkan, keputusan konsumen untuk membeli atau tidak relatif mudah. Akan tetapi pada pasar yang bersaing, produsen harus berusaha untuk mempengaruhi pilihan konsumen. Hal ini berarti produsen perlu mengetahui motivasi konsumen dalam memilih. Motivasi konsumen dalam memilih antara lain karena: 1) murah, 2) sesuai dengan kebutuhan dan 3) kebanggaan. Pria akan lebih tertarik pada kemasan yang menunjukkan kejantanan, sedangkan wanita lebih menyukai produk yang tampak cantik. Anak muda lebih tertarik pada kemasan yang menggugah atau menggairahkan, sedangkan orangtua lebih konservatif. Disainer kemasan perlu mempelajari perilaku konsumen untuk menganalisa pengaruh kemasan terhadap pola pembelian konsumen, menemukan bagaimana kemasan diciptakan agar layak dalam lingkungan pasar yang makin kompleks, mengurangi waktu belanja, dan pengaruh kemasan dalam menarik mata pelanggan (eye catching). Minat konsumen untuk membeli dapat ditarik dengan memperagakan produk tersebut pada tempat yang menyenangkan, dalam bentuk yang menarik dengan dukungan latar belakang yang baik. Contohnya dapat kita lihat pada kemasan untuk biskuit tertentu yang digambarkan langsung sehingga mengundang selera, kosmetik dan alat-alat rias wanita di diberi kemasan yang berkesan glamour dengan menggunakan ilustrasi keindahan, wanita yang rapi atau lukisan. c. Informatif dan komunikatif

Gagalnya fungsi kemasan dapat menyebabkan produk yang dijual tidak akan pernah beranjak dari tempatnya. Kemasan harus dapat dengan cepat menyampaikan pesan dan dengan jelas semua informasi yang bersangkutan harus disampaikan kepada pembeli bahwa produk tersebut akan memuaskan kebutuhan dan lebih baik dari merek produk lain yang sejenis. Hal yang penting disampaikan di dalam kemasan adalah identitas produk, yang akan mempermudah seseorang menjadi tertarik akan suatu merek dibanding merek lain yang tidak jelas identifikasinya. Hal-hal yang 174

dapat menunjukkan identitas produk seperti warna, rasa, bentuk dan ukuran harus dapat diketahui oleh konsumen melalui kemasan. Jenis atau identitas produk harus juga diberikan porsi menonjol pada panel utama kemasan. Identifikasi jenis produk dapat dicapai dengan menggunakan merek dagang dan logo. Penekanan terakhir untuk jenis atau perusahaan dapat diwujudkan melalui penggunan kata-kata dan simbolsimbol khusus. Penempatan yang menonjol dari merek dagang atau logo membantu mengidentifikasi produk yang dikemas. Suatu produk dari suatu perusahaan dapat membantu penjualan produk-produk lain dari perusahaan yang sama. Kepuasan konsumen akan suatu produk akan mendorong pembeli untuk membeli produk lain dari perusahaan yang sama. Falsafah Inggris yang menyatakan ”the product is the package” atau barang produk ditentukan oleh kemasannya, hendaknya diterapkan oleh produsen. Mutu kemasan dinilai dari kemampuan dalam memenuhi fungsi yaitu kemasan dituntut untuk memiliki daya tarik lebih besar daripada barang yang dibungkus (misalnya kemasan minyak wangi). Keberhasilan suatu kemasan ditentukan oleh estetika dimana di dalamnya terkandung keserasian antara bentuk dan penataan disain grafis tanpa melupakan kesan jenis, ciri atau sifat barang yang diproduksi. Petunjuk yang lengkap untuk penggunaan produk dan kemasan sangat penting. Pada produk- produk makanan, kemudahan memahami petunjuk untuk menyiapkan dan menggunakan resep harus diikutsertakan. Petunjuk cara membersihkan untuk jenis pakaian tertentu adalah contoh lain untuk informasi penggunaan produk. Pada produk-produk yang membahayakan kesehatan pemakai, maka kemasan harus menekankan agar pengguna berhati-hati dalam bekerja. Informasi tentang cara penggunaan pada kemasan sangatlah membantu. Petunjuk yang benar tentang cara membuka dan menutup kembali kemasan harus diberikan. Semua gambaran yang menyenangkan, khususnya yang baru atau berbeda harus ditunjukkan. Semua informasi yang dibutuhkan yang menyangkut undangundang harus terlihat pada kemasan, meskipun persyaratan-persyaratan tersebut sangat tergantung pada klasifikasi produk termasuk hal-hal seperti nama dan alamat pembuat kemasan, berat bersih, kandungankandungannya dan pernyataanpernyataan lain. Informasi ini harus ditulis dan ditunjukkan serta mudah dilihat, dibaca dan dimengerti oleh konsumen. Berat bersih, harus selalu diperlihatkan pada label kemasan. d. Menciptakan rasa butuh terhadap produk

Banyak produk dengan jenis yang sama tepai merk berbeda terdapat di pasaran, yang menyebabkan terjadinya persaingan antar produsen. Raphael (1963) mengemukakan hasil studi mengenai ”The 7th Du Pont Consumer Buying Habits”, yaitu bahwa 62,6 persen pembeli yang diwawancarai di toko swalayan tidak memiliki daftar belanja. Karena itu kondisi sesaat, seperti telah diuraikan dimuka, dapat merebut hati pembeli untuk dapat merebut hati pembeli untuk memilih produk Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

175

yang ditampilkan. Kemasan yang dapat menimbulkan minat yang kuat terhadap produk akan terpilih pada waktu yang cukup lama. Salah satu cara untuk menimbulkan minat terhadap suatu produk adalah dengan mengingatkan calon pembeli terhadap iklan yang pernah dibuat. Kemasan harus mampu menerangkan dengan jelas iklan tersebut. Ikon-ikon mengenai manfaat kesehatan, prestise, kemewahan yang ditonjolkan pada kemasan akan dapat menunjang pemenuhan kebutuhan psikologis dan memudahkan pembelian produk tersebut. Dengan meningkatkan ingatan membeli akan iklan, penekanan pada kesenangan dan penunjangan fasilitas untuk pemenuhan kebutuhan psikologis, kemasan dapat membantu menimbulkan rasa butuh terhadap produk tersebut. B. BAHASA DISAIN GRAFIS

Unsur-unsur atau bahasa disain grafis yaitu bahasa visual atau bahasa simbol yang diungkapkan melalui bentuk, ilustrasi-ilustrasi, warna dan huruf. 1. Bentuk kemasan

Perbedaan bentuk kemasan suatu produk dengan produk pesaing dapat mengingatkan konsumen akan produk tersebut, walaupun mereknya sendiri mungkin tidak teringat lagi. Parfum Charlie akan mudah dikenali dari bentuknya yang menyerupai bola tenis, botol sirup Marjan dan sirup Tessty yang spesifik juga mudah untuk dikenali. Bentuk dan warna kemasan yang spesifik mempunyai daya tarik tersendiri. Dengan bentuk dan warna yang diperbarui, kadang-kadang menimbulkan kesan bahwa mutu produk tersebut diperbarui pula. Kemasan dengan ukuran yang berbeda memungkinkan pembeli dari tingkat pendapatan yang berbeda untuk membeli produk yang sama. Dengan kombinasi bentuk, warna, dan ukuran kemasan yang berbeda, perusahaan dapat meningkatkan penjualan hasil produksinya. Bentuk kemasan harus berhubungan dengan produk. Suatu contoh yang baik dalam hal ini adalah upaya beberapa pabrik minuman ringan dalam mengemas minuman-minuman diet dalam botol- botol yang terlihat ramping. Pabrikpabrik kosmetika melakukan pekerjaan yang sangat baik dalam merencanakan kesan kewanitaan melalui bentuk-bentuk kemasan khusus untuk krim, obat-obatan pencuci, lipstik dan alat-alat bantu perawatan. Hal ini dapat ditemukan pada kemasan-kemasan yang didisain untuk industri parfum. Kemasan dengan alas yang berisi memudahkan penanganan dan penumpukan di tingkat penyalur. Kemasan dari bumbu (saus) untuk selada adalah suatu contoh yang baik dari suatu usaha untuk membuat produk lebih mudah digunakan. Kemasan-kemasan gaya baru, seperti yang digunakan untuk zat pemutih dan cuka, dengan bentuk yang memungkinkan untuk

176

mudah dipegang menjadikan penanganan yang mudah dan juga mengamankan produk yang dikemas. Perubahan gaya hidup masyarakat, dimana semakin banyaknya wanita yang bekerja, menyebabkan kebutuhan akan produk siap santap dalam kemasan yang sekali pakai (single-serve packaging) semakin meningkat. Dahulu jenis kemasan ini hanya untuk snacks, permen, minuman ringan dan mi instan. Saat ini sudah banyak dikembangkan untuk bahan pangan lain mulai dari bahan pangan untuk sarapan hingga makanan dengan lauk pauk yang lengkap (full-five course meal). Target konsumennya juga bervariasi dari anak-anak hingga orang dewasa, dengan bahan kemasan yang terbuat dari plastik PET atau karton yang dilaminasi. 2. Ilustrasi dan dekorasi

Ilustrasi grafis dan fotografi memudahkan produsen memantapkan citra suatu produk. Fungsi utama ilustrasi adalah untuk informasi visual tentang produk yang dikemas, pendukung teks, penekanan suatu kesan tertentu dan penangkap mata untuk menarik calon pembeli. Gambar tersebut dapat berupa gambar produk secara penuh atau terinci, serta dapat juga merupakan hiasan (dekorasi). Sebaiknya gambar tidak mengacaukan pesan yang akan disampaikan. Gambar dan simbol dapat menarik perhatian dan mengarahkan perhatian pembeli agar mengingatnya selama mungkin. Disertai penggunaan bahasa yang umum yang dengan cepat dapat dimengerti oleh setiap orang. Ilustrasi kemasan biasanya merupakan hal pertama yang diingat konsumen sebelum membaca tulisannya. Suatu ilustrasi yang baik harus : a) berfungsi lebih dari sekedar menggambarkan produk atau menghiasi kemasan b) menimbulkan daya tarik dan minat, sehingga akan lebih cepat dan efektif daripada pesan tertulis. c) sesuai dengan keyakinan dan selera pemakai d) mengikuti perkembangan dan perubahan sejalan dengan perubahan minat dan cara hidup target kelompok konsumen. e) tidak berlebihan atau kurang sesuai karena akan membingungkan konsumen. Foto atau ilustrasi diperlukan untuk menggambarkan produk olahan dalam bentuk yang lebih menarik. Sebagai contoh kotak karton untuk mengemas beras kencur, gula asam dan sorbat oleh industri jamu. Perancang biasanya menggambarkan gambar-gambar yang abstrak untuk ilustrasi bagi produk kosmetik, farmasi, perawatan tubuh dan lain-lain.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

177

3. Warna

Warna kemasan merupakan hal pertama yang dilihat konsumen (eye catching) dan mungkin mempunyai pengaruh yang terbesar untuk menarik konsumen. Pengaruh utama dari warna adalah menciptakan reaksi psikologis dan fisiologis tertentu, yang dapat digunakan sebagai daya tarik dari disain kemasan. Sehubungan dengan kesan fisilogis atau psikologis maka ada dua 2 golongan warna yang dikenal, yaitu : a) Warna panas (merah, jingga, kuning), dihubungkan dengan sifat spontan, meriah, terbuka, bergerak dan menggelisahkan), warna panas disebut extroverted colour. b) Warna dingin (hijau, biru dan ungu), dihubungkan dengan sifat tertutup, sejuk, santai, penuh pertimbangan, sehingga disebut introverted colour. Kesan psikologis dan fisilogis dari masing-masing warna antara lain adalah : Biru : dingin, martabat tinggi Purple : keemasan, kekayaan Hijau : alami, tenang Kuning : kehangatan Pink : lembut, kewanitaan

Merah Oranye Putih Coklat

: berani, semangat, panas : kehangatan, enerjik : suci, bersih : manis, bermanfaat

Oranye dan merah merupakan warna-warna yang menyolok dan dinilai mempunyaidaya tarik yang besar. Pada kemasan, warna biru dan hitam jarang digunakan sebagai warna yang berdiri sendiri, tetapi dipadukan dengan warna lain yang kontras, seperti hitam dengan kuning, biru dengan putih atau warna lainnya. Selera suatu negara atau bangsa dapat dipertegas dengan warna, sebagai contoh: a) Merah, disukai rakyat Italia, Singapura dan Meksiko. Kurang disukai oleh rakyat Chili, Inggris dan Guatemala. b) Biru, warna maskulin di Inggris dan Swedia. Warna feminim di Belanda. c) Kuning, disukai rakyat Asia seperti Cina, jepang, dan korea. d) Hijau, warna sejuk bagi orang-orang Amerika, Iran, Irak, India, Pakistan. Warna suci di negara-negara Arab. e) Hitam, warna berkabung pada hampir semua negara. Sebaiknya juga merupakan warna yang disukai di Spanyol. Diketahui bahwa rata-rata tiap orang mengenal 18-20 warna. Warna tersebut menyebabkan barang- barang terjual dengan baik di pasaran. Warna-warna yang sederhana lebih mudah diingat dan memiliki kekuatan besar dalam menstimulasi penjualan, sementara warna-warna aneh dan eksotis cepat dilupakan dan biasanya berpengaruh kecil di pasaran.

178

Pemilihan warna oleh konsumen sangat sukar ditentukan. Hal ini dipengaruhi oleh banyak faktor lingkungan dan budaya, karena pemilihan warna tidak pernah tetap, tetapi senantiasan berubah. Faktor-faktor yag menenukan pemilihan warna di antaranya adalah kondisi ekonomi, tingkat umur, jenis kelamin Kondisi ekonomi seseorang dapat mempengaruhi pemilihannya terhadap warna. Warna cerah dan riang lebih populer pada waktu-waktu resesi dan warnawarna konservatif dipilih pada waktu- waktu sukses. Pemilihan warna juga beragam untuk tiap tingkatan umur. Anak-anak kecil di bawah usia 3 tahun menyukai warna merah, dari usia 3-4 tahun menyukai kuning. Anak-anak muda menyukai warna- warna lembut dan yang lebih tua menyukai warna meriah, walaupun sebagian merasa terbatas dan menentukan warna yang lebih konservatif. Jenis kelamin juga berperan dalam pemilihan warna, wanita umumnya menyukai warna merah, sedangkan pria cenderung menyukai warna biru. Warna pada kemasan dapat berfungsi untuk : a. Menunjukkan ciri produk Warna kemasan dapat menunjukkan karakteristik produk yang dikemasnya. Warna pink atau merah jambu sering digunakan untuk produk-produk kosmetika, warna hijau yang terpadu dalam kemasan permen menunjukkan adanya flavor mint. Kombinasi biru dan putih pada air mineral atau pasta gigi memberi kesan bersih dan higenis. Warna juga berhubungan erat dengan rasa pada makanan, seperti : 1) Merah dapat berarti pedas atau mungkin rasa manis 2) Kuning menunjukkan rasa asam 3) Biru dan putih umumnya menunjukkan rasa asin 4) Hitam diartikan pahit b. Diferensiasi produk

Warna dapat menjadi faktor terpenting dalam memantapkan identitas produk suatu perusahaan, seperti warna kuning pada produk Eastman Kodak. Warna sering digunakan sebagai salah satu cara untuk melakukan diferensiasi produk lini, seperti pada kosmetika. c. Menunjukkan kualitas produk

Warna dapat disosialisasikan dengan kualitas suatu produk, seperti warna emas, maroon dan ungu sering dikaitkan sebagai produk mahal dan simbol status, sedangkan untuk produk- produk murah atau produk konsumsi masa sering ditunjukkan dengan warna kuning. Persyaratan yang diperlukan untuk memilih warna dalam pengemasan dan pemasaran adalah sebagai berikut :

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

179

a) Warna kemasan hendaknya menarik, merangsang rasa, pandangan dan

b)

c)

d)

e)

f)

g)

penciuman dengan penampilan visualnya sehingga menimbulkan minat pembeli. Warna yang digunakan diharapkan mempunyai nilai yang baik untuk diingat. Dapat menunjang ingatan dan pengakuan yang baik akan jenis atau produk tersebut. Karena kemampuan seseorang untuk mengidentifikasi warna-warna tertentu dapat menurunkan kemampuannya untuk mengingat produk tersebut, maka penggunaan warna-warna yang eksotis dan tidak layak harus dihindari. Untuk penjualan secara swalayan, kisaran warna harus dibatasi. Warnawarna murni yang cerah biasanya lebih disukai. Untuk penjualan dengan menggunakan pelayanan dan penjualan ”door to door”, ukuran kisaran warna yang lebih luas dapat digunakan. Seperti halnya warna cerah, warnawarna murni memiliki nilai emosional tertinggi dan harus digunakan pada penjualan secara swalayan. Warnawarna tenang dan lembut dapat digunakan dan mempunyai pengaruh yang baik untuk benda-benda yang mahal yang tidak dijual secara swalayan. Warna dipilih untuk menarik perhatian pembeli. Jenis kelamin, status ekonomi, kelompok umur, lokasi geografis dan faktor-faktor lain yang akan membantu dalam penentuan warna yang menarik untuk digunakan pada berbagai situasi pemasaran. Warna-warna kemasan tidak hanya harus menciptakan atau menimbulkan minat dalam penyaluran dalam jumlah besar, tapi juga harus disenangi di rumah tangga. Diperlukan suatu seleksi yang teliti tentang jenis dan intensitas penerangan di toko atau tempat- tempat yang digunakan untuk barang atau bahan pangan yang dikemas. Lampu penerangan berpengaruh nyata terhadap warna-warna kemasan. Warna kemasan dapat berubah atau menyimpang jika dipandang di bawah pengaruh dua warna cahaya yang berbeda. Warna kemasan harus dapat mencirikan bagian-bagian kemasan. Bagian kemasan yang perlu diperlihatkan lebih tajam dapat diberi warna yang dominan.

4. Cetakan Kemasan

Pada kemasan sering diuliskan isi dari kemasan dan cara penggunaannya. Cetakan yang sederhana, jelas, mudah dibaca dan disusun menarik pada disain kemasan dapat membantu memasarkan produk. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menampilkan cetakan pada kemasan adalah : a. Tata letak (lay out). Tulisan pada permukaan kemasan hendaknya mudah dibaca. Informasi dasar yang ditampilkan pada bagian muka meliputi identitas perusahaan 180

atau merk, nama produk dan deskripsinya, manfaat untuk konsumen, dan keperluankeperluan hukum. Bagian belakang atau bagian dalam kemasan dapat digunakan lebih bebas. b. Huruf. Huruf besar atau huruf kapital memudahkan untuk dibaca daripada huruf kecil, dan huruf yang ditulis renggang lebih mudah dibaca daripada huruf yang ditulis rapat. Penggunaan huruf-huruf untuk memberi informasi pada label kemasan hendaknya cukup jelas. Kata-kata dan kalimatnya harus singkat agar mudah dipahami. Bentuk huruf dan tipografi tidak saja berfungsi sebagai media komunikasi, tapi juga merupakan dekorasi kemasan. Oleh karena itu huruf-huruf yang digunakan harus serasi. Dalam beberapa kasus, yaitu pada penjualan barang tidak secara swalayan, sifat kemudahan untuk dibaca dapat diabaikan. c. Komposisi standar dan proporsi masing-masing komponen produk hendaknya ditampilkan dengan warna yang mudah dibaca, seperti tidak menggunakan warna kuning atau putih pada dasar yang cerah. d. Bentuk permukaan. Cetakan pada permukaan yang datar lebih mudah dibaca daripada cetakan pada permukaan yang bergelombang. C. LABELLING

Label atau disebut juga etiket adalah tulisan, tag, gambar atau deskripsi lain yang tertulis, dicetak, distensil, diukir, dihias, atau dicantumkan dengan jalan apapun, pada wadah atau pengemas. Etiket tersebut harus cukup besar agar dapat menampung semua keterangan yang diperlukan mengenai produk dan tidak boleh mudah lepas, luntur atau lekang karena air, gosokan atau pengaruh sinar matahari. Berdasarkan Undang-Undang RI No. 7 tahun 1996 yang dimaksud dengan label pangan adalah setiap keterangan mengenai pangan yang berbentuk gambar, tulisan, kombinasi keduanya, atau bentuk lain yang disertakan pada pangan, dimasukkan ke dalam, ditempelkan pada, atau merupakan bagian kemasan pangan. Pada Bab IV Pasal 30-35 dari UndangUndang ini diatur hal-hal yang berkaitan dengan pelabelan dan periklanan bahan pangan. Tujuan pelabelan pada kemasan adalah : 1) memberi informasi tentang isi produk yang diberi label tanpa harus membuka kemasan 2) sebagai sarana komunikasi antara produsen dan konsumen tentang hal-hal dari produk yang perlu diketahui oleh konsumen , terutama yang kasat mata atau yang tidak diketahui secara fisik 3) memberi peunjuk yang tepat pada konsumen hingga diperolej fungsi produk yang optimum Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

181

4) sarana periklanan bagi konsumen 5) memberi rasa aman bagi konsumen

Informasi yang diberikan pada label tidak boleh menyesatkan konsumen. Pada label kemasan, khususnya untuk makanan dan minuman, sekurangkurangnya dicantumkan hal-hal berikut (Undang-Undang RI No. 7 tahun 1996 tentang Pangan) : a) Nama produk Disamping nama bahan pangannya, nama dagang juga dapat dicantumkan. Produk dalam negeri ditulis dalam bahasa Indonesia, dan dapat ditambahkan dalam bahasa Inggris bila perlu. Produk dari luar negeri boleh dalam bahasa Inggris atau bahasa Indonesia. b) Daftar bahan yang digunakan

Ingradien penyusun produk termasuk bahan tambahan makanan yang digunakan harus dicantumkan secara lengkap. Urutannya dimulaid ari yang terbanyak, kecuali untuk vitamin dan mineral. Beberapa perkecualiannya adalah untuk komposisi yang diketahui secara umum aau makanan dengan luas permukaan tidak lebih dari 100 cm2, maka ingradien tidak perlu dicantumkan. c) Berat bersih atau isi bersih

Berat bersih dinyatakan dalam satuan metrik. Untuk makanan padat dinyatakan dengan satuan berat, sedangkan makanan cair dengan satuan volume. Untuk makanan semi padat atau kental dinyatakan dalam satuan volume atau berat. Untuk makanan padat dalam cairan dinyatakan dalam bobot tuntas. d) Nama dan alamat pihak yang memproduksi atau memasukkan pangan ke dalam wilayah Indonesia

Label harus mencantumkan nama dan alamat pabrik pembuat/pengepak/importir. Untuk makanan impor harus dilengkapi dengan kode negara asal. Nama jalan tidak perlu dicantumkan apabila sudah tercantum dalam buku telepon. e) Keterangan tentang halal

Pencantuman tulisan halal diatur oleh keputusan bersama Menteri Kesehatan dan Menteri Agama Mo. 427/MENKES/SKB/VIII/1985. Makanan halal adalah makanan yang tidak mengandung unsur atau bahan yang terlarang/haram dan atau yang diolah menurut hukum- hukum agama Islam. Produsen yang mencantumkan tulisan halal pada label/penandaan makanan produknya bertanggung jawab terhadap halalnya makanan tersebut bagi pemeluk agama Islam. Saat ini kehalalan suatu produk harus melalui suatu prosedur pengujian yang dilakukan oleh tim akreditasi oleh LP POM MUI, badan POM dan Departemen Agama. f) Tanggal, bulan, dan tahun kedaluwarsa. Umur simpan produk pangan biasa dituliskan sebagai :

182

1) Best before date : produk masih dalam kondisi baik dan masih dapat

dikonsumsi beberapa saat setelah tanggal yang tercantum terlewati 2) Use by date : produk tidak dapat dikonsumsi, karena berbahaya bagi kesehatan manusia (produk yang sangat mudah rusak oleh mikroba) setelah tanggal yang tercantum terlewati. Permenkes 180/Menkes/Per/IV/1985 menegaskan bahwa tanggal, bulan dan tahun kadaluarsa wajib dicantumkan secara jelas pada label, setelah pencantuman best before / use by. Produk pangan yang memiliki umur simpan 3 bulan dinyatakan dalam tanggal, bulan, dan tahun, sedang produk pangan yang memiliki umur simpan lebih dari 3 bulan dinyatakan dalam bulan dan tahun. Beberapa jenis produk yang tidak memerlukan pencantuman tanggal kadaluarsa : • Sayur dan buah segar • Minuman beralkohol • Vinegar / cuka • Gula / sukrosa • Bahan tambahan makanan dengan umur simpan lebih dari 18 bulan • Roti dan kue dengan umur simpan kurang atau sama dengan 24 jam Selain itu keterangan-keterangan lain yang dapat dicantumkan pada label kemasan adalah nomor pendaftaran, kode produksi serta petunjuk atau cara penggunaan, petunjuk atau cara penyimpanan, nilai gizi serta tulisan atau pernyataan khusus. Nomor pendaftaran untuk produk dalam negeri diberi kode MD, sedangkan produk luar negeri diberi kode ML. Kode produksi meliputi : tanggal produksi dan angka atau huruf lain yang mencirikan batch produksi. Produk-produk yang wajib mencantumkan kode produksi adalah : - susu pasteurisasi, sterilisasai, fermentasi dan susu bubuk - makanan atau minuman yang mengandung susu - makanan bayi - makanan kaleng yang komersial - daging dan hasil olahannya Petunjuk atau cara penggunaan diperlukan untuk makanan yang perlu penanganan khusus sebelum digunakan, sedangkan petunjuk penyimpanan diperlukan untuk makanan yang memerlukan cara penyimpanan khusus, misalnya harus disimpan pada suhu dingin atau suhu beku. Nilai gizi diharuskan dicantumkan bagi makanan dengan nilai gizi yang difortifikasi, makanan diet atau makanan lain yang ditetapkan oleh Menteri Kesehatan. Informasi gizi yang harus dicantumkan meliputi : energi, protein, lemak, karbohidrat, vitamin, mineral atau komponen lain. Untuk makanan lain

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

183

boleh tidak dicantumkan. Tulisan atau pernyataaan khusus harus dicantumkan untuk produk-produk berikut : - Susu kental manis, harus mencantumkan tulisan : ”Perhatikan, Tidak cocok untuk bayi” - Makanan yang mengandung bahan yang berasal dari babi harus diulis : ”MENGANDUNG BABI” - Susu dan makanan yang mengandung susu - Makanan bayi - Pemanis buatan - Makanan dengan Iradiasi ditulis : RADURA dan logo iradiasi - Makanan Halal, tulisan halal ditulis dalam bahasa Indonesia atau Arab Persyaratan umum tentang pernyataan (klaim) yang dicantumkan pada label kemasan adalah : - Tujuan pencantuman informasi gizi adalah memberikan informasi kepada konsumen meliputi informasi jumlah zat gizi yang terkandung (bukan petunjuk berapa harus dimakan). - Tidak boleh menyatakan seolah-olah makanan yang berlabel gizi mempunyai kelebihan daripada makanan yang tidak berlabel - Tidak boleh membuat pernyataan adanya nilai khusus, bila nilai khusus tersebut tidak sepenuhnya berasal dari bahan makanan tersebut, tetapi karena dikombinasikan dengan produk lain. Misalnya sereal disebut kaya protein, yang ternyata karena dicampur dengan susu pada saat dikonsumsi. - Pernyataan bermanfaat bagi kesehatan harus benar-benar didasarkan pada komposisi dan jumlahnya yang dikonsumsi per hari. Gambar atau logo pada label tidak boleh menyesatkan dalam hal asal, isi, bentuk, komposisi, ukuran atau warna. Misalnya : - gambar buah tidak boleh dicantumkan bila produk pangan tersebut hanya mengandung perisa buah - gambar jamur utuh tidak boleh untuk menggambarkan potongan jamur - gambar untuk memperlihatkan makanan di dalam wadah harus tepat dan sesuai dengan isinya. Saran untuk menghidangkan suatu produk dengan bahan lain harus diberi keterangan dengan jelas bila bahan lain tersebut tidak terdapat dalam wadah. D. PROSES PENCETAKAN

Ada beberapa tujuan proses pencetakan dalam suatu kemasan diantaranya : 1) Sebagai Promosi Dengan adanya unsur cetak diiringi dengan disain yang menarik maka unsur cetak berlaku sebagai bahan promosi karena kemasan akan terlihat lebih menarik dibandingkan dengan yang tidak memakai cetakan. Jadi sebaik

184

apapun suatu produk apabila kemasannya tidak menarik, maka sangat mempengaruhi nilai jual produl tersebut. 2) Sebagai Informasi Dengan adanya unsur cetak dalam kemasan maka cetakan dapat menginformasikan tentang keadaan barang yang ada dalam kemasan. Informasi dapat berupa jumlah, berat, macam, warna, rasa dan masa berlaku sehingga masyarakat langsung dapat mengetahui keadaan barang dalam kemasan tanpa membuka terlebih dahulu. 3) Sebagai Proteksi (Pelindung) Suatu kemasan terkadang juga memerlukan suatu pelindung dari segala perlakukan suatu alur produksi. Seperti kemasan kaleng sarden, setelah menjadi kaleng, maka kaleng ini akan melalui alur produksi sarden yaitu berdesak-desakan di conveyor o untuk diisi kemudian ditutup dan terakhir direbus (retort) dengan suhu 120 C selama 45 menit. Dalam kondisi tersebut unsur cetak dapat membantu kemasan agar dapat tetap baik. 4) Sebagai Security (Pengaman) Suatu cetakan juga dapat sebagai pengaman kemasan. Dalam hal ini dengan adanya cetakan dengan berkode khusus sehingga sipemilik dapat mengetahui dengan pasti bahwa ini produk asli atau bukan. Atau yang lebih ketat lagi dapat dicetak memakai tinta securiti agar produknya tidak dapat dipalsukan. Terdapat 5 (lima) proses yang digunakan untuk mencetak kemasan film atau kertas, yaitu : 1) Flexographic printing (Letterpress/Relief printing) Keterangan : A–

Impression Roll B – Rubber Plate C – Anylox Roll D – Ink Fountain Roll

Gambar 10.1. Proses Cetak Flexographic Metode ini merupakan metode yang paling tua, yang pada awalnya dulu terbuat dari batu jade, gading gajah, logam atau kayu. Letterpress merupakan pencetakan yang bersifat timbul, dimana tinta dicetakkan pada alur yang timbul pada piringan atau logam cetak. Bagian yang tenggelam Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

185

tidak diberi tinta, sehingga jika dicetak kelak akan menghasilkan bagian yang tidak diberi warna. Karena tinta yang digunakan kental, maka hasilnya akan tetap tinggal pada bagian yang tercetak tersebut. Cara ini digunakan untuk karton yang tidak memerlukan cetakan dengan mutu yang baik. 2. Photogravure printing (Intaglio).

Gambar 10.2. Proses Cetak Photogravure/Rotogravure Proses ini disebut intaglio, karena menggunakan permukaan depresi atau lubang yang diisi oleh tinta, yang kemudian dipindahkan ke kertas. Hal ini memberikan kesan tajam dan lunaknya pewarnaan pada proses pencetakan. Permukaan alur cetak dibentuk dengan proses asam pada logam (korosif), tinta akan ditahan oleh alur sel-sel tersebut. Kelebihan tinta akan disapu oleh dokter blade. Jika kertas ditekan oleh alur penekan, tinta akan tersedot keluar dan menempel pada kertas. Oleh sebab itu, tinta harus encer dan cepat kering. Alur cetak dapat berbentuk lempengan dari tembaga yang mudah dibentuk oleh proses pengasaman. Lempengan ini direkat pada silinder. Selain tembaga alur cetak juga dapat dibuat dari krom yang direkat pada silinder (rotogravure). Alur cetak dari tembaga biasanya untuk cetakan dengan mutu tinggi, seperti kartu undangan, sampul buku atau label untuk uji pasar, sedangkan alur dari krom biasanya untuk jumlah yang banyak. Proses photogravure menghasilkan cetakan dengan mutu yang tinggi dan gambar yang lebih realistis, tetapi biayanya lebih mahal daripada letterpress. 3. Offset Lihography

(Planographic) Keterangan :

186

A – Impression Roll B – Plate C – Blanket D – Inpression Roll E – Proses Cetak Offset Lithographu

Gambar 10.3. Proses Cetak Offset Lithography Proses ini ditemukan oleh Alois Senefelder pada tahun 1796 dan dikembangkan di Munich tahun 1798. Planograph didasarkan pada sifat air dan minyak yang tidak dapat bercampur. Disain digambar pada bau kapur dengan krayon berminyak, lalu menyemprotnya dengan air sebelum diberi tinta. Hasilnya yaitu baian yang tertutup air ternyatta menolak tinta, sednagkan baian yang tertutup krayon menerima tinta. Alur cetak bertinta dari batu kapur berlapis krayon segera dipindahkan ke kertas.

4. Silk Screen Printing (Sablon)

Gambar 10.4. Proses Cetak Silk Screen/Sablon Screen printing atau cetak sablon/cetak layar adalah proses dimana tinta disemprotkan melalui permukaan layar yang berpori-pori ke substrat misalnya kertas atau kain atau bahan lainnya. Layar diletakkan atau direkatkan ke bahan yang akan disablon, lalu tinta disemprotkan aau diperas melalui pori-pori tersebut. Proses ini dapat manual, semi otomatis atau otomatis. 5. Ink-jet Printing

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

187

Keterangan : A – Oven Conveyor E – Solvent Fountain Roll B – Ink Fountain Roll F – Scrapper C – Gum Roll G – Tin Plate D – Steel Roll H - Conveyor

Gambar 10.5. Proses Cetak Ink-Jet Printing /Metal Decorating Pada proses ini tetesan tinta bermuatan listrik dibelokkan oleh piringan deflektor bermuatan listrik untuk membentuk gambar. Tinta yang berbentuk tepung secara elektrik atau elektrostatis akan tertarik oleh medan listrik antara layar dengan logam pencetak (bahan tersebut tidak dipengaruhi oleh medan listrik), misalnya buah, telur, logam, keramik, kertas beralur. Untuk merekatkan tinta dapat dibantu dengan panas, uap atau gas pelarut. Teknik ini dapat diaplikasikan pada : - aneka bentuk, ukuran dan ketebalan hasil cetakan - permukaan yang seragam atau beragam - aneka warna - bahan-bahan yang panas, misalnya gelas yang baru keluar dari pemijaran - bahan yang sensitif terhadap tekanan E. PENCETAKAN KEMASAN 1. Mencetak pada Kertas, Selopan dan Karton a. Lembaran, gulungan, kertas, dan label

Dahulu keras dicetak dengan letterpress sampai ditemukannya flexography. Dan saa ini ada kecenderungan penggunaan proses rotogravure untuk kemasan, dan litografi untuk label. b. Mencetak pada Selopan Secara praktis, selopan dicetak dengan flexograph atau rotogravure, yang mempunyai keuntungan sebagai roll-fed dan mempunyai silinder pencetak dengan diameter yang beragam dan menekan hasil buangan. Keduanya mempunyai kecepatan yang tinggi, tinta cepat kering, sesuai untuk pencetakan selopan. Graur digunakan untuk jangka waktu yang panjang atau jika menginginkan halftone yang halus atau reproduksi yang 188

berwarna. Flexograph digunakan untuk jangka waktu sedang atau pendek dan jika memerlukan perubahan-peruibahan pada duplikat. c. Mencetak pada karton lipat Penceakan pada karton lipat biasanya menggunakan letter press, lithograph. Flexograph biasanya digunakan untuk kemasan karton lipat yang dilapisi plastik atau lilin. 2. Mencetak pada wadah bergelombang

Proses yang umum digunakan adalah letterpress memakai plat cetak dari karet yang khusus serta tinta dari bahan dasar minyak yang kental, dan dapat menutupi kekurangan pada karton karena warnanya yang buram. Rotogravur dan liography digunakan secara luas untuk mencetak garis tepi pada bagian luar dari karton sebelum dikombinasikan dengan alur dan garis pada bagian dalam. Pencetakan screen digunakan untuk pembuatan kotak dalam jumlah kecil. 3. Mencetak pada plastik

Wadah palstik seperti polietilen dan polipropilen, memerlukan proses perubahan permukaan plastik agar ttinta dapat melekat. Perubahan ini dapat dilakukan dengan memberi perlakuan kimiawi, pembakaran dan pelepasan lapisan korona. Perlakuan kimiawi dengan larutan permanganat atau kromat menyebabkan oksidasi atau klorinasi pada lapisan permukaan. Perlakuan ini banyak digunakan untuk wadah cetak karena cepat. Perlakuan pembakaran dengan api adalah mengoksidasi permukaan pada waktu plastik diletakkan di atas nyala api. Perlakuan ini digunakan untuk lembaran dan wadah kaku. Pelepasan korona adalah metode paling pening pada lembaran plastik, karena cepat, murah dan dapat dilakukan segera setelah lembaran dipisahkan. Lembaran plastik melewati alat pemutar yang dilapisi dengan dielektrik. Elektroda berada pada posisi di atas dan pada waktu lembaran melewati alat pemutar dan berada di bawah elektroda, maka terjadi pengeluaran elektron yang memancar dan mengoksidasi lembaran. 4. Pencetakan pada Wadah Logam

Pencetakan logam biasanya menggunakan proses flexography aau litography. Kombinasi dari permukaan yang tidak menyerap dan tinta yang cepat kering sesuai untuk pencetakan logam. Flexography biasanya digunakan untuk pencetakan foil (kertas timah/perak), sedangkan litography untuk tube metal yang dapat dilipat, kaleng dan lembaran metal. 5. Mencetak Pada Wadah Gelas

Wadah gelas umumnya dicetak dengan proses screen. Dilakukan pada kondisi normal, kemudian wadah gelas dilewatkan pada tungku pembakaran pada suhu 550oC-660oC. Pencetakan wadah gelas juga dapat dilakukan dengan ink-jet printing. Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

189

LATIHAN SOAL 1. Jelaskan mengenai persyaratan disain kemasan ! 2. Jelaskan mengapa sering terjadi problem dalam disain kemasan ! 3. Sebutkan unsur disain grafis dan jelaskan mengenai fungsi dan sifat lainnya

dari masing-masing unsur tersebut ! 4. Sebutkan minimal informasi yang harus terdapat pada label kemasan

pangan! 5. Jelaskan jenis-jenis dari cetak letterpress !

190

BAB 11 PENDUGAAN UMUR SIMPAN PRODUK PANGAN K ompetensi : Mahasiswa mampu menerapkan pendugaan umur simpan sebagai parameter keawetan pangan Khusus : 16. Mahasiswa memahami kriteria kadaluarsa dan parameter Umum

umur simpan 17. Mahasiswa mengetahui prinsip-prinsip pendugaan umur simpan 18. Mahasiswa dapat menerapkan cara-cara penentuan umur simpan

Peraturan mengenai penentuan umur simpan bahan pangan telah dikeluarkan oleh Codex Allimentarius Commission (CAC) pada tahun 1985 tentang Food Labelling Regulation. Di Indonesia, peraturan mengenai penentuan umur simpan bahan pangan terdapat dalam UU Pangan No. 7 tahun 1996 dan PP No. 69 tahun 1999. Menurut Rahayu et al. (2003), terdapat tujuh jenis produk pangan yang tidak wajib mencantumkan tanggal, bulan, dan tahun kedaluwarsa, yaitu: 1) buah dan sayuran segar, termasuk kentang yang belum dikupas, 2) minuman yang mengandung alkohol lebih besar atau sama dengan 10% (volume/volume), 3) makanan yang diproduksi untuk dikonsumsi saat itu juga atau tidak lebih dari 24 jam setelah diproduksi, 4) cuka, 5) garam meja, 6) gula pasir, serta 7) permen dan sejenisnya yang bahan bakunya hanya berupa gula ditambah flavor atau gula yang diberi pewarna. Berdasarkan peraturan, semua produk pangan wajib mencantumkan tanggal kedaluwarsa, kecuali tujuh jenis produk pangan tersebut. Pendugaan umur simpan dan parameter sensori sangat penting pada tahap penelitian dan pengembangan produk pangan baru. Pada skala industri besar atau komersial, umur simpan ditentukan berdasarkan hasil analisis di laboratorium yang didukung hasil evaluasi distribusi di lapangan. Berkaitan dengan berkembangnya industri pangan skala usaha kecil-menengah, dipandang perlu untuk mengembangkan penentuan umur simpan produk sebagai bentuk jaminan keamanan pangan. Pendugaan umur simpan di tingkat industri pangan skala usaha kecil menengah sering kali terkendala oleh faktor biaya, waktu, proses, fasilitas, dan kurangnya pengetahuan produsen pangan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

191

G. KRITERIA KADALUARSA Menurut Institute of Food Science and Technology (1974), umur simpan produk pangan adalah selang waktu antara saat produksi hingga konsumsi di mana produk berada dalam kondisi yang memuaskan berdasarkan karakteristik penampakan, rasa, aroma, tekstur, dan nilai gizi. Sementara itu, Floros dan Gnanasekharan (1993) menyatakan bahwa umur simpan adalah waktu yang diperlukan oleh produk pangan dalam kondisi penyimpanan tertentu untuk dapat mencapai tingkatan degradasi mutu tertentu. Pada saat baru diproduksi, mutu produk dianggap dalam keadaan 100%, dan akan menurun sejalan dengan lamanya penyimpanan atau distribusi. Selama penyimpanan dan distribusi, produk pangan akan mengalami kehilangan bobot, nilai pangan, mutu, nilai uang, daya tumbuh, dan kepercayaan (Rahayu et al. 2003). Penggunaan indikator mutu dalam menentukan umur simpan produk siap masak atau siap saji bergantung pada kondisi saat percobaan penentuan umur simpan tersebut dilakukan (Kusnandar 2004). Hasil percobaan penentuan umur simpan hendaknya dapat memberikan informasi tentang umur simpan pada kondisi ideal, umur simpan pada kondisi tidak ideal, dan umur simpan pada kondisi distribusi dan penyimpanan normal dan penggunaan oleh konsumen. Suhu normal untuk penyimpanan yaitu suhu yang tidak menyebabkan kerusakan atau penurunan mutu produk. Suhu ekstrim atau tidak normal akan mempercepat terjadinya penurunan mutu produk dan sering diidentifikasi sebagai suhu pengujian umur simpan produk (Hariyadi 2004a). Pengendalian suhu, kelembaban, dan penanganan fisik yang tidak baik dapat dikategorikan sebagai kondisi distribusi pangan yang tidak normal. Kondisi distribusi dan suhu akan menentukan umur simpan produk pangan sebagaimana tertera pada Tabel 11.1. Tabel 11.1. Umur simpan beberapa produk coklat olahan berdasarkan kondisi normal (subtropis) dan kondisi tropis. Kategori produk Susu coklat Bahan coklat Coklat putih Coklat untuk isi bahan pangan Coklat isi kacang Wafer coklat Coklat berlemak Sumber: Kusnandar (2004)

Umur simpan kondisi subtropis (bulan) 16 24 16 18 12 12 12

H. PARAMETER UMUR SIMPAN 192

Umur simpan kondisi tropis (bulan) 12 24 12 12 9 9 9

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi penurunan mutu produk pangan. Floros dan Gnanasekharan (1993) menyatakan terdapat enam faktor utama yang mengakibatkan terjadinya penurunan mutu atau kerusakan pada produk pangan, yaitu massa oksigen, uap air, cahaya, mikroorganisme, kompresi atau bantingan, dan bahan kimia toksik atau off flavor. Faktor-faktor tersebut dapat mengakibatkan terjadinya penurunan mutu lebih lanjut, seperti oksidasi lipida, kerusakan vitamin, kerusakan protein, perubahan bau, reaksi pencoklatan, perubahan unsur organoleptik, dan kemungkinan terbentuknya racun. Lebih lanjut, Sadler (1987) mengelompokkan faktor yang mempengaruhi perubahan mutu produk pangan menjadi tiga golongan, yaitu 1. energi aktivasi rendah (2-15 kkal/mol), 2. energi aktivasi sedang (15-30 kkal/mol), 3. energi aktivasi tinggi (50-100 kkal/ mol). Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya perubahan pada produk pangan menjadi dasar dalam menentukan titik kritis umur simpan. Titik kritis ditentukan berdasarkan faktor utama yang sangat sensitif serta dapat menimbulkan terjadinya perubahan mutu produk selama distribusi, penyimpanan hingga siap dikonsumsi. Menurut Floros dan Gnanasekharan (1993), kriteria kedaluwarsa beberapa produk pangan dapat ditentukan dengan menggunakan acuan titik kritis seperti disajikan pada Tabel 11.2. Tabel 11.2. Kriteria kadaluarsa beberapa produk pangan.

Teh kering Susu bubuk Susu bubuk Makanan laut kering beku Makanan bayi Makanan kering Sayuran kering Kol kering Tepung biji kapas Tepung tomat Biji-bijian Keju Bawang kering Buncis Keripik kentang hijau Keripik kentang Udang kering beku

Mekanisme penurunan mutu Penyerapan uap air Penyerapan uap air Oksidasi Oksidasi dan fotodegradasi Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Penyerapan uap air Oksidasi Oksidasi

Tepung gandum

Penyerapan uap air

Produk

Minuman ringan Pelepasan CO2 Sumber: Floros dan Gnanasekharan (1993). Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Kriteria kedaluwarsa Peningkatan kadar air Pencoklatan Laju konsumsi O2 Aktivitas air Konsentrasi asam askorbat Off flavor-perubahan warna Pencoklatan Pencoklatan Konsentrasi asam askorbat Peningkatan kadar air Tekstur Pencoklatan Konsentrasi klorofil Laju oksidasi dan oksidasi Laju konsumsi O2 Konsentrasi karoten dan laju konsentrasi O2 Konsentrasi asam askorbat dan oksidasi Perubahan tekanan

193

Faktor yang sangat berpengaruh terhadap penurunan mutu produk pangan adalah perubahan kadar air dalam produk. Aktivitas air (aw) berkaitan erat dengan kadar air, yang umumnya digambarkan sebagai kurva isotermis, serta pertumbuhan bakteri, jamur dan mikroba lainnya. Makin tinggi aw pada umumnya makin banyak bakteri yang dapat tumbuh, sementara jamur tidak menyukai aw yang tinggi (Christian 1980). Mikroorganisme menghendaki aw minimum agar dapat tumbuh dengan baik, yaitu untuk bakteri 0,90, kamir 0,80−0,90, dan kapang 0,60−0,70 (Winarno 1992). Prabhakar dan Amia (1978) menyatakan, pada aw yang tinggi, oksidasi lemak berlangsung lebih cepat dibanding pada aw rendah. Kandungan air dalam bahan pangan, selain mempengaruhi terjadinya perubahan kimia juga ikut menentukan kandungan mikroba pada pangan. Selain kadar air, kerusakan produk pangan juga disebabkan oleh ketengikan akibat terjadinya oksidasi atau hidrolisis komponen bahan pangan. Tingkat kerusakan tersebut dapat diketahui melalui analisis free fatty acid (FFA) dan tio barbituric acid (TBA). Kerusakan lemak selain menaikkan nilai peroksida juga meningkatkan kandungan malonaldehida, suatu bentuk aldehida yang berasal dari degradasi lemak (Deng 1978). Malonaldehida yang terkandung pada suatu bahan pangan diukur sebagai angka TBA. Kandungan mikroba, selain mempengaruhi mutu produk pangan juga menentukan keamanan produk tersebut dikonsumsi. Pertumbuhan mikroba pada produk pangan dipengaruhi oleh faktor intrinsik dan ekstrinsik. Faktor intrinsik mencakup keasaman (pH), aktivitas air (aw), equilibrium humidity (Eh), kandungan nutrisi, struktur biologis, dan kandungan antimikroba. Faktor ekstrinsik meliputi suhu penyimpanan, kelembaban relatif, serta jenis dan jumlah gas pada lingkungan (Arpah 2001). Untuk menentukan tingkat keamanan produk pangan berdasarkan kandungan mikroba, digunakan parameter beberapa jenis mikroba yang terkandung dalam produk pangan sebagaimana tertera pada Tabel 11.3. Tabel 11.3. Kandungan mikroba yang dipersyaratkan pada produk pangan siap saji (UK Public Health Laboratory Service). Jumlah Mikroba Mikroba Total Plate Count (TPC) produk daging masak Salmonella sp. Listeria monocytogenes Eschericia coli Staphylococcus aureus

194

Memuaskan

Agak Memuaskan

Tidak Memuaskan

Tidak Diterima (berpotensi bahaya)

< 104

104 - 106

106-108

>108

Tidak terdeteksi/25 g < 20 < 20

-

-

Terdeteksi/25 g

Ada/25 g < 102

102-104

>103

20-102 20-102

102-104 102-104

>104 >104

Sumber: Kusnandar (2004). I. PRINSIP PENDUGAAN UMUR SIMPAN Salah satu kendala yang sering dihadapi industri pangan dalam penentuan masa kedaluwarsa produk adalah waktu. Pada prakteknya, ada lima pendekatan yang dapat digunakan untuk menduga masa kedaluwarsa, yaitu: 1) nilai pustaka (literature value), 2) distribution turn over, 3) distribution abuse test, 4) consumer complaints, dan 5) accelerated shelf-life testing (ASLT) (Hariyadi 2004a). Nilai pustaka sering digunakan dalam penentuan awal atau sebagai pembanding dalam penentuan produk pangan karena keterbatasan fasilitas yang dimiliki produsen pangan. Distribution turn over merupakan cara menentukan umur simpan produk pangan berdasarkan informasi produk sejenis yang terdapat di pasaran. Pendekatan ini dapat digunakan pada produk pangan yang proses pengolahannya, komposisi bahan yang digunakan, dan aspek lain sama dengan produk sejenis di pasaran dan telah ditentukan umur simpannya. Distribution abuse test merupakan cara penentuan umur simpan produk berdasarkan hasil analisis produk selama penyimpanan dan distribusi di lapangan, atau mempercepat proses penurunan mutu dengan penyimpanan pada kondisi ekstrim (abuse test). Pada penentuan umur simpan berdasarkan komplain konsumen, produsen menghitung nilai umur simpan berdasarkan komplain atas produk yang didistribusikan. Untuk mempersingkat waktu, penentuan umur simpan dapat dilakukan dengan ASLT di laboratorium. Penentuan umur simpan produk pangan berhubungan erat dengan tahapan proses produksi seperti disajikan pada Gambar 11.1. Untuk produk pangan yang masih dalam tahap penelitian dan pengembangan, analisis untuk menentukan umur simpan produk dilakukan sebelum produk dipasarkan. Untuk keperluan tersebut, produsen akan meramu serta memproses produk sampai ditemukan kondisi umur simpan maksimal yang dikehendaki. Setelah kondisi optimal diperoleh, prototipe produk diuji coba dengan menggunakan accelerated storage studies (ASS) atau ASLT dan uji distribusi. Berdasarkan hasil pengujian, akan diperoleh nilai umur simpan produk akhir dan produk siap dipasarkan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

195

Gambar 11.1. Tahapan penentuan umur simpan produk pangan (Floros dan Gnanasekharan 1993). Data yang diperlukan untuk menentukan umur simpan produk yang dianalisis di laboratorium dapat diperoleh dari analisis atau evaluasi sensori, analisis kimia dan fisik, serta pengamatan kandungan mikroba (Koswara 2004). Penentuan umur simpan dengan menggunakan faktor organoleptik dapat menggunakan parameter sensori (warna, flavor, aroma, rasa, dan tekstur) terhadap sampel dengan skala 0−10, yang mengindikasikan tingkat kesegaran suatu produk (Gelman et al. 1990). J. PENENTUAN UMUR SIMPAN Menurut Syarief et al. (1989), secara garis besar umur simpan dapat ditentukan dengan menggunakan metode konvensional (extended storage studies, ESS) dan metode akselerasi kondisi penyimpanan (ASS atau ASLT). Umur simpan produk pangan dapat diduga kemudian ditetapkan waktu kedaluwarsanya dengan menggunakan dua konsep studi penyimpanan produk pangan, yaitu ESS dan ASS atau ASLT (Floros dan Gnanasekharan 1993). 1. Extended Storage Studies (ESS) Penentuan umur simpan produk dengan ESS, yang juga sering disebut sebagai metode konvensional, adalah penentuan tanggal kedaluwarsa dengan cara menyimpan satu seri produk pada kondisi normal sehari-hari sambil dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya (usable quality) hingga mencapai tingkat mutu kedaluwarsa. Metode ini akurat dan tepat, namun pada awal penemuan dan penggunaan metode ini dianggap memerlukan waktu yang panjang dan analisis parameter mutu yang relatif banyak serta mahal. Dewasa ini metode ESS sering digunakan untuk produk yang mempunyai masa kedaluwarsa kurang dari 3 bulan. 196

Metode konvensional biasanya digunakan untuk mengukur umur simpan produk pangan yang telah siap edar atau produk yang masih dalam tahap penelitian. Pengukuran umur simpan dengan metode konvensional dilakukan dengan cara menyimpan beberapa bungkusan produk yang memiliki berat serta tanggal produksi yang sama pada beberapa desikator atau ruangan yang telah dikondisikan dengan kelembapan yang seragam. Pengamatan dilakukan terhadap parameter titik kritis dan atau kadar air. Penentuan umur simpan produk dengan metode konvensional dapat dilakukan dengan menganalisis kadar air suatu bahan, memplot kadar air tersebut pada grafik kemudian menarik titik tersebut sesuai dengan kadar air kritis produk. Perpotongan antara garis hasil pengukuran kadar air dan kadar air kritis ditarik garis ke bawah sehingga dapat diketahui nilai umur simpan produk (Gambar 11.2). Selain berdasarkan hasil analisis kadar air, kadar air kritis dapat ditentukan berdasarkan mutu fisik produk sebagaimana tertera pada Tabel 11.4.

Gambar 11.2. Penentuan umur simpan produk pangan berdasarkan kadar air dan kadar air kritis (Syarief et al. 1989). Tabel 11.4. Kriteria mutu fisik beberapa produk pangan pada kadar air kritis.

2. Accelerated Storage Studies (ASS)

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

197

Penentuan umur simpan produk dengan metode ASS atau sering disebut dengan ASLT dilakukan dengan menggunakan parameter kondisi lingkungan yang dapat mempercepat proses penurunan mutu (usable quality) produk pangan. Salah satu keuntungan metode ASS yaitu waktu pengujian relatif singkat (3−4 bulan), namun ketepatan dan akurasinya tinggi. Kesempurnaan model secara teoritis ditentukan oleh kedekatan hasil yang diperoleh (dari metode ASS) dengan nilai ESS. Hal ini diterjemahkan dengan menetapkan asumsi-asumsi yang mendukung model. Variasi hasil prediksi antara model yang satu dengan yang lain pada produk yang sama dapat terjadi akibat ketidaksempurnaan model dalam mendiskripsikan sistem, yang terdiri atas produk, bahan pengemas, dan lingkungan (Arpah 2001). Penentuan umur simpan produk dengan metode akselerasi dapat dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu: 1) Pendekatan kadar air kritis dengan teori difusi dengan menggunakan perubahan kadar airdan aktivitas air sebagai kriteria kedaluwarsa, dan 2) Pendekatan semiempiris dengan bantuan persamaan Arrhenius, yaitu dengan teori kinetika yang pada umumnya menggunakan ordo nol atau satu untuk produk pangan. Model persamaan matematika pada pendekatan kadar air diturunkan dari hukum difusi Fick unidireksional. Terdapat empat model matematika yang sering digunakan, yaitu model Heiss dan Eichner (1971), model Rudolf (1986), model Labuza (1982), dan model waktu paruh (Syarief et al. 1989). Tahapan penentuan umur simpan dengan ASS meliputi penetapan parameter kriteria kedaluwarsa, pemilihan jenis dan tipe pengemas, penentuan suhu untuk pengujian, prakiraan waktu dan frekuensi pengambilan contoh, plotting data sesuai ordo reaksi, analisis sesuai suhu penyimpanan, dan analisis pendugaan umur simpan sesuai batas akhir penurunan mutu yang dapat ditolerir. Penentuan umur simpan dengan AAS perlu mempertimbangkan faktor teknis dan ekonomis dalam distribusi produk yang di dalamnya mencakup keputusan manajemen yang bertanggung jawab. Penggunaan suhu inkubasi untuk mengetahui umur simpan produk disajikan pada Tabel 11.5. Tabel 11.5. Penentuan suhu pengujian umur simpan produk.

K. KRITERIA KEMASAN

198

Bucle et al. (1987) menyatakan, kemasan yang dapat digunakan sebagai wadah penyimpanan harus memenuhi beberapa persyaratan, yakni dapat mempertahankan mutu produk supaya tetap bersih sertamampu memberi perlindungan terhadap produk dari kotoran, pencemaran, dan kerusakan fisik, serta dapat menahan perpindahan gas dan uap air. Salah satu jenis kemasan bahan pangan yaitu plastik. Faktor yang mempengaruhi konstanta permeabilitas pada kemasan plastik antara lain adalah jenis permeabilitas, ada tidaknya ikatan silang (cross linking), suhu, bahan tambahan elastis (plasticer), jenis polimer film, sifat dan besar molekul gas, serta kelarutan bahan. Nilai konstanta beberapa kemasan plastik disajikan pada Tabel 11.6. Tabel 11.6. Nilai konstanta beberapa jenis kemasan plastik. Jenis Kemasan Polietilen densitas rendah (LDPE) Polietilen densitas tinggi (HDPE) Saran (PVDC) Selofan

Nilai k 1 1 1,60 1-1,90

Jenis permeabilitas film bergantung pada bahan yang digunakan, dan permeabilitas film polyethylene (PE) lebih kecil daripada polypropylene (PP). Hal ini menunjukkan bahwa gas atau uap air akan lebih mudah masuk pada bahan pengemas jenis PP daripada PE. Ikatan silang sangat ditentukan oleh kombinasi bahan yang digunakan. Konstanta PE dan biaxiallyoriented polypropylene (BOPP) lebih baik daripada konstanta PE pada PP. Peningkatan suhu juga mempengaruhi pemuaian gas yang menyebabkan terjadinya perbedaan konstanta permeabilitas. Keberadaan air akan menimbulkan perenggangan pada pori-pori film sehingga meningkatkan permeabilitas. Polimer film dalam bentuk kristal atau amorphous akan menentukan permeabilitas. Permeabilitas low density polyethylene (LDPE) mencapai tiga kali permeabilitas high density polyethylene (HDPE). Salah satu teknologi pengemasan pangan yang dapat menunda penurunan mutu dan memperpanjang umur simpan pada sayuran yaitu modified atmosphere packaging (MAP) (Simon et al. 2004). MAP memberikan efek utama berupa penurunan respirasi, penundaan penurunan perubahan fisiologis, serta penekanan perkembangan mikroba. Penggunaan MAP dapat dikombinasikan dengan perlakuan pengolahan lainnya untuk memperpanjang umur simpan produk sayuran, seperti perlakuan suhu, konsentrasi O2 dan CO2, serta proses pemotongan, pencucian, dan pengupasan (Church dan Pearsons 1994; Zagory 1995; Fonseca et al. 2002). L. MEMPERPANJANG UMUR SIMPAN Mutu produk pangan akan mengalami perubahan (penurunan) selama proses penyimpanan. Umur simpan produk pangan dapat diperpanjang apabila diketahui faktor-faktor yang mempengaruhi masa simpan produk. Upaya memperpanjang masa simpan dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

199

meningkatkan nilai mutu dan memperlambat laju penurunan mutu (Gambar 11.3). Peningkatan nilai mutu awal produk dapat dilakukan dengan memilih dan menggunakan bahan baku yang bermutu baik. Berdasarkan grafik pada Gambar 11.3, mutu awal Q0-1 dengan batasan mutu sesuai parameter yang telah ditentukan, hanya memiliki masa kedaluwarsa 4 bulan. Dengan menaikkan mutu awal sebesar Q0-2, dapat memperpanjang masa kedaluwarsa sebesar 6,30 bulan. Dengan cara meningkatkan mutu awal produk pangan, yaitu dengan menggeser kualitas (mutu) menjadi Q0-2 pada akhirnya akan dapat menggeser masa kedaluwarsa lebih lama. Perlambatan laju penurunan mutu produk dapat dilakukan dengan memperbaiki kemasan, faktor penyimpanan, faktor penanganan distribusi atau faktor penanganan lainnya. Dengan penambahan alternatif tersebut, pada akhirnya dapat meningkatkan masa kedaluwarsa produk pangan yang pada awalnya hanya memiliki masa kedaluwarsa 4 bulan menjadi 6,80 bulan. Dengan cara memperlambat laju penurunan mutu produk melalui alternatif penanganan produk pangan, pada akhirnya dapat menggeser masa kedaluwarsa lebih lama.

Gambar 11. 3. Perpanjangan masa kadaluarsa dengan peningkatan mutu awal (kiri) dan perlambatan laju penurunan mutu awal (kanan) (Hariyadi, 2004b). Pengolahan produk pangan, selain dapat memperpanjang umur simpan juga mempengaruhi komponen yang terkandung dalam produk pangan tersebut (Tabel 11.7). Tabel 11.7. Beberapa produk susu dan daya awetnya melalui beberapa proses pengolahan untuk memperpanjang masa simpan. Produk

Daya awet

Susu cair (fluid milk) Susu cair steril (UHT fluid milk) Susu kental evaporasi (evaporated milk) Susu bubuk (spray dried whole milk)

2 minggu dalam kondisi refrigerasi 3−4 bulan pada suhu ruang 1−2 tahun pada suhu ruang 1−3 tahun pada suhu ruang

200

Proses Pasteurisasi high temperature short time (HTST) Sterilisasi ultra high temperature (UHT),pengisian, dan pengemasan Proses konsentrasi dilanjutkan dengan pengalengan dan sterilisasi Pasteurisasi HTST, konsentrasi, dan pengeringan dengan menggunakan

pengering semprot Sumber: Andarwulan dan Hariyadi (2004).

Beberapa proses penanganan produk pangan yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan mutu adalah perlakuan panas tinggi, pembekuan, pengemasan, pencampuran, serta pemompaan. Pengeringan dapat memperpanjang umur simpan. Namun, pada proses pengeringan perlu diperhatikan agar air yang keluar dari bahan tidak merusak struktur jaringan, sehingga mutu bahan pangan dapat dipertahankan (Komari 1986). Perlakuan panas seperti blanching, pasteurisasi, dan pemanasan dengan alat retort pada buahbuahan dan sayuran dapat menurunkan tingkat kesegaran dan menyebabkan produk menjadi lebih lunak (Huang dan Bourne 1983; Togeby et al. 1986). Pelunakan produk terjadi karena adanya degradasi dan pelarutan senyawa pektin pada dinding sel dan bagian tengah lamela (Waldron et al. 1997). Oleh karena itu, pengolahan produk pangan untuk memperpanjang umur simpan perlu memperhatikan faktor lain yang dapat menimbulkan kerusakan mutu.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

201

LATIHAN SOAL 1. Sebutkan dn jelaskan kriteria kadaluarsa dan parameter umur simpan? 2. Sebutkan dan jelaskan prinsip-prinsip pendugaan umur simpan ? 3. Bagaimana metode penentuan umur simpan dengan pendekatan Accelerated Storage Studies (ASS) 4. Upaya memperpanjang masa simpan dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu meningkatkan nilai mutu dan memperlambat laju penurunan mutu, jelaskan!

202

BAB 12

HAMA PENYIMPANAN DAN PENGENDALIANNYA

K ompetensi

Umum : Mahasiswa mampu mengenal hama penyimpanan serangga, tikus dan mikroorganisme beserta pengendaliannya Khusus : 1. Memahami taksonomi dan siklus hidup serangga 2. Mengenal cara pengendalian serangga hama gudang 3. Mengenal jenis, identifikasi dan perkembangbiakan tikus 4. Mengenal kerusakan akibat tikus dan pengendaliannya 5. Memahami morfologi dan taksonomi mikroorganisme 6. Mengenal kerusakan dan pengendalian mikroorganisme

Kerusakan bahan pangan dalam penyimpanan ditentukan oleh interaksi yang kompleks antara kondisi bahan pangan, kondisi lingkungan dan organisme (mikroorganisme, serangga dan rodenta) perusak kualitas bahan pangan. Kerugian yang ditimbulkan selama penyimpanan akibat interaksi tadi berupa kehilangan berat, penurunan kualitas, meningkatnya resiko terhadap kesehatan dan kerugian ekonomis. Penyimpanan bahan pangan berkadar lemak tinggi (kacang-kacangan dan kopra) sering mengalami oksidasi yang menyebabkan ketengikan. Proses oksidasi lebih aktif dengan peningkatan suhu dan kelembaban dalam gudang. Tingkat kontaminasi oleh jamur sebagian besar ditentukan oleh suhu penyimpanan dan ketersediaan air dan oksigen. Jamur dapat tumbuh pada kisaran suhu yang luas, tetapi pertumbuhan jamur akan mengalami penurunan seiring dengan penurunan suhu dan ketersediaan air. Interaksi antara suhu dan kandungan air bahan baku juga mempengaruhi tingkat kolonisasi jamur. Perubahan air bahan menjadi fase uap didorong oleh peningkatan suhu. Akibatnya, kandungan air dan pertumbuhan jamur akan meningkat dengan meningkatnya suhu penyimpanan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

203

Serangga dan kutu (arthropoda) mempunyai kontribusi yang besar terhadap kerusakan bahan pangan baik kerusakan fisik maupun kehilangan kandungan zat makanan akibat aktivitasnya. Berbagai kerusakan bahan pangan yang terjadi selama penyimpanan secara umum disebabkan oleh jamur, serangga dan tikus. Serangga dan kutu juga berperan terhadap pertumbuhan jamur dan kapang dalam bahan pangan. Bahan pangan secara umum tidak akan diserang oleh serangga pada suhu di bawah 17oC, sedang serangan kutu dapat terjadi pada suhu 3 - 30oC dan kadar air di atas 12 persen. Aktivitas metabolik serangga dan kutu menyebabkan peningkatan kadar air dan suhu bahan pangan yang dirusak. Arthropoda juga dapat bertindak sebagai pembawa spora jamur dan kotorannya digunakan sebagai sumber makanan oleh jamur. Faktor fisik lingkungan (suhu, kelembaban relatif dan kadar air bahan pangan) mempengaruhi kehidupan serangga. Perkembangbiakan, aktivitas dan pertumbuhan serangga dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Suhu yang rendah akan menekan perkembangbiakan dan aktivitas serangga sehingga pertumbuhannya menurun. Tabel 12.1. Kadar air dan kerusakan bahan pangan KADAR AIR (%) <8 8-14 14-28 20-25 >25

KERUSAKAN Tidak ada aktivitas, kecuali tikus Gangguan serangga, tikus Serangga, jamur, tikus Serangga, jamur, bakteri, tikus Bakteri, tikus dan biji akan tumbuh

Organisme perusak bahan pangan secara umum dikelompokkan menjadi hama dan patogen. Hama diartikan sebagai hewan atau binatang perusak, dari berukuran tubuh kecil hingga berukuran besar. Patogen merupangan jasad renik (mikroorganisme) yang merugikan. Organisme yang paling sering menyebabkan kerusakan bahan pangan, baik secara fisik maupun kimia adalah serangga, rodentia dan mikroorganisme. A. SERANGGA HAMA GUDANG

Kerusakan bahan pangan akibat serangan serangga merupangan kasus yang paling sering terjadi. Serangga mengambil dan memakan zat makanan dari bijibijian atau bahan baku lain yang menyebabkan rusaknya lapisan pelindung bahan. Selain menyebabkan kerusakan secara fisik, karena sifatnya yang suka bermigrasi, serangga dapat memindahkan spora jamur perusak bahan pangan dan membuka jalan bagi kontaminasi jamur atau kapang yang menghasilkan mikotoksin. Serangga perusak bahan pangan antara lain ngengat, penggerek dan kumbang.

204

1. Spesifikasi Serangga

Serangga hama gudang mempunyai 4 tanda spesifik yaitu: tubuhnya terdiri dari 3 bagian (kepala, dada, perut); tubuh tertutup kulit luar; serangga dewasa mempunyai 3 pasang kaki dan mengalami perubahan bentuk (metamorfosis).

Gambar 12.1. Morfologi eksternal serangga Coleoptera Serangga tidak mempunyai tulang, bagian dalam dari badannya dilindungi oleh bagian badan yang keras yang disebut exoskeleton yang ditutup dengan lapisan lilin agar dapat mecegah terlalu banyak air ke luar (menguap) dari badannya. Pernafasan terjadi melalui series dari “spiracles” yang terbuka melalui bagian samping dari badan ke dalam pipa-pipa trachea yang menghubungkan ke seluruh tubuhnya. Dengan rahangnya yang kuat serangga dapat menggigit, mengerat maupun mengunyah bahan makanan. Serangga mempunyai ukuran yang beraneka ragam, dari panjang 2-20 mm sampai sepanjang 25 cm. Panjang serangga diukur dari ujung kepala sampai ujung perut. Siklus hidup serangga melalui beberapa tahapan perubahan bentuk baik secara sempurna maupun tidak sempurna. Proses perubahan bentuk (metamorfosis) sempurna melalui tahapan: telur menetas menjadi ulat (larva) kemudian menjadi kepompong (PUPA) dan serangga dewasa (imago). Proses metamorfosis tidak sempurna (gradual) terjadi jika telur yang menetas menyerupai bentuk serangga dewasa dan tumbuh tanpa melalui tahap pupa (kepompong).

Gambar 12.2. Siklus hidup metamorfosis sempurna kumbang

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

205

Gambar 12.3. Siklus hidup metamorfosis sempurna ngengat

Kutu Nimfa Lebih tua

Telur Nimfa

Gambar 12.4. Siklus hidup metamorfosis tak sempurna kutu 2. Serangan (Infestasi) Serangga

Terjadinya infestasi serangga pada biji-bijian dan bahan lain dapat mulai terjadi ketika bahan masih di lapangan sebelum dipanen. Hal ini sering disebut infestasi serangga pra-panen. Dapat pula terjadi infestasi serangga lepas panen, yaitu waktu bahan dikeringkan atau sewaktu bahan disimpan dalam pedaringan, lumbung atau gudang. Beberapa serangga dapat berpindah tempat dengan terbang dari lapangan ke gudang atau sebaliknya. Jenis serangga tersebut merupangan serangga yang sangat berbahaya karena dengan mudah mengadakan infestasi dan penyerapan bahan pangan. Berbagai wadah baik yang berupa karung goni maupun plastic, lumbung dengan dinding dan lantai yang kotor dapat merupangan sumber infestasi yang penting bagi serangga. Demikian juga halnya beberapa alat pengangkut yang kotor seperti gerobak dan kereta. Berbagai biji-bijian merupangan suatu tempat yang ideal bagi serangga, karena biji-bijian dapat menyediakan makanan, udara, air dan panas yang diperlukan. Serangga untuk hidupnya memerlukan udara yang mengandung cukup oksigen. Dalam wadah yang tertutup rapat “airtight storage”, proses respirasi oleh bijibijian dan juga serangga akan cepat menghabiskan persediaan oksigen yang ada, akibatnya serangga yang ada akan mengalami kematian. 206

Serangga juga memerlukan sejumlah air untuk hidupnya. Air yang diperlukan tersebut diperoleh dengan berbagai cara diantaranya dari biji-bijian yang mereka makan, makin basah biji-bijian semakin baik bagi serangga. Biji-bijian yang sedang bernafas menghasilkan panas dan air. Pada umumnya serangga dapat hidup pada kisaran suhu tertentu. Semakin hangat udara semakin aktif, semakin rendah suhu semakin malas dan praktis akan berhenti bertangkar. Tergantung jenis serangga serta waktu eksposa yang digunakan, pada suhu 5oC serangga akan dapat mati. Bila suhu meningkat dari 10oC menjadi 26oC serangga akan menjadi semakin aktif. Serangga-serangga akan bertangkar dengan cepat pada bagian bahan pangan yang paling panas pada tempat penyimpanan tersebut. Tetapi pada suhu 35oC serangga menjadi semakin sulit hidup dan pada suhu 60oC serangga akan mati. 3. Jenis Serangga

Jenis serangga hama gudang yang penting tergolong dalam 3 ordo yaitu Coleoptera (kumbang), Lepidoptera (ngengat) dan Psocoptera (Psocid). Tabel 12.2. menampilkan spesies dari ketiga ordo serangga hama gudang. Coleoptera (kumbang) dicirikan dengan sayap depan mengalami pengerasan seperti tanduk. Siklus hidup serangga ordo Coleoptera ini melalui metamorfosis sempurna. Lepidoptera (ngengat) mempunyai sayap depan dan belahan yang menjadi ciri khas. Siklus hidup dengan metamorfosis sempurna. Psocoptera sering tidak bersayap, antena panjang dengan ruas yang banyak, ukuran badan sangat kecil dan transparan. Beberapa ordo serangga lain yang erat kaitannya dengan penyimpanan bahan pangan adalah Hymenoptera (golongan semut dan tawon), Diptera (golongan lalat), Hemiptera (golongan kepik) dan Dictyoptera (kelompok kecoa).

Tabel 12.2. Spesies beberapa serangga dari ordo Coleoptera, Lepidoptera dan Psocoptera Nama Ilmiah Acanthoscelides obtectus (Say) Ahasverus advena (Waltl) Aphomia gularis (Zell) Bruchus pisorum (L.)

Bruchus rufimanus (Boh.)

Nama Umum Bean weevil American seed beetle Bean beetle Foreign grain beetle Stored nut moth Pea weevil Pea beetle Pea seed beetle Broadbean weevil Bean beetle Bean weevil

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Family

Ordo

Bruchidae

Coleoptera

Silvanidae Galleridae Bruchidae

Coleoptera Lepidoptera Coleoptera

Bruchidae

Coleoptera

207

Callosobruchus maculatus (F.) Cryptolestes ferrugineus (Steph.) Cryptolestes pusillus (Schonh.) Cryptolestes turcicus (Grouv.) Cryptophagus acutangulus (Gyll) Hofmannophila pseudospretella (Staint) Lachesilla pedicularia (L) Necrobia rufipes (DeG.)

Oryzaephilus Mercator (Fauv.) Oryzaephilus surinamensis (L.) Plodia interpunetella (Hbn.) Rhyzopertha dominica (F.) Sitophilus oryzae Sitophilus zeamais (Mots.) Sitotroga cerealella (Oliv.) Tineola bisseliella (Hum,) Tribolium audax Tribolium castaneum (Hbst.) Tribolium confusum (J.du.V.) Tribolium destructor (Uytter.) Tribolium madders (Charp.) Trogoderma granarium (Everts.)

Cowpea weevil

Bruchidae

Coleoptera

Rusty grain beetle

Cucujidae

Coleoptera

Cucujidae

Coleoptera

Cucujidae

Coleoptera

Cryptophagidae

Coleoptera

Oecophoridae

Lepidoptera

Lachesillidae Cleridae

Psocoptera Coleoptera

Silvanidae Silvanidae Phycitidae

Coleoptera Coleoptera Lepidoptera

Bostrichidae

Coleoptera

Curculionidae

Coleoptera

Curculionidae Gelechidae

Coleoptera Lepidoptera

Tineidae

Lepidoptera

Tenebrionidae

Coleoptera

Tenebrionidae

Coleoptera

Tenebrionidae Tenebrionidae Tenebrionidae

Coleoptera Coleoptera Coleoptera

Dermestidae

Coleoptera

Flat grain beetle Minute grain beetle Flour mill beetle Acute-angled fungus beetle Brown house moth Brown grain dust moth Brown grain moth Cosmopolitan grain psocid Red legged ham beetle Copra beetle Copra bug Merchant grain beetle Saw- toothed grain beetle Indianmeal moth Lesser grain borer Australian wheat weevil Rice weevil Black weevil Maize weevil Angoumois grain moth Webbing clothes moth Common clothes moth American black flour beetle Red flour beetle Rust-red flour beetle Confused flour beetle Large flour beetle Black flour beetle Khapra beetle

a. Kumbang padi karatan (Rusty Grain Beetle)

Kumbang padi karatan (Cryptolestes ferrugineus) merusak gabah, beras, jagung dan biji-bijian lain. Kumbang dan larva biasa memakan lembaga dan merusak bagian tengah biji Bahan baku yang diserang menjadi berjamur dan berbau apek. Tubuh kumbang dewasa berwarna coklat kemerahan dengan panjang 2-3 mm. Metamorfosis sempurna (telur-larva-pupa-dewasa) selama 21 hari pada

208

suhu 31oC dan kadar air 14.5%. Bentuk serangga dewasa dan larvanya dapat dilihat pada Gambar 12.5.

Gambar 12.5. Rusty Grain Beetle b. Kumbang Tepung Merah (Red-Flour Beetle)

Kumbang tepung merah (Tribolium castaneum) dikenal dengan nama ulat tepung. Kumbang ini merusak bahan berbentuk tepung, biji kakao, kopi dan kacangkacangan, tetapi tidak dapat memakan bahan yang tidak rusak dan bahan dengan kadar air di bawah 12%. Gejala kerusakan yang ditimbulkan yaitu tepung menjadi apek, kotor dan menggumpal. Kumbang dewasa dan larva bersifat kanibal yang memakan telur dan pupa spesies sendiri. Kumbang dewasa berwarna coklat merah, panjang tubuh 2,34,4 mm dan bentuk agak pipih. Siklus hidup dengan metamorfosis sempurna. Kumbang betina mampu menghasilkan telur sebanyak 11 butir per hari pada suhu 32,50C. Bentuk dan ukuran serangga dewasa dan larvanya dapat dilihat pada Gambar 12.6.

6 mm

3 mm Gambar 12.6. Bentuk dan Ukuran Kumbang Tepung Merah (Red flour Beetle) c. Kumbang Penggerek Jagung (Maize Weevil)

Kumbang penggerek (bubuk) jagung (Sitophillus zeamais) menyerang jagung yang disimpan. Butir jagung yang diserang berlubang-lubang hingga hancur menjadi bubuk. Serangga ini juga menyerang bahan lain seperti kopra, gandum, beras, sorgum dan biji-bijian lainnya. Siklus hidup dengan metamorfosis sempurna. Ulat kumbang jagung hidup di dalam butiran jagung hingga menjadi kumbang dewasa. Bentuk kumbang ini dari mulai telur sampai dengan kumbang dewasa dapat dilihat pada Gambar 12.7.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

209

Moncong fase telur 4-6 hari fase larva Sayap kemerahmerahan 25-30 hari

fase pupa 4-5 hari Serangga dewasa

Gambar 12.7. Bentuk telur, larva, pupa dan dewasa kumbang penggerek jagung d. Kumbang Penggerek Padi (Lesser Grain Borer)

Kumbang penggerek padi (Rhizopertha dominica dan Prostephanus truncatus) termasuk ke dalam famili Bostrichidae. Kumbang ini perusak padi-padian dan gaplek, serta termasuk pada serangga primer yang penting. Serangan kumbang ini ditandai dengan gejala adanya lubang pada bahan baku dan sisa gesekan berupa dedak halus. Tubuh kumbang dewasa berwarna coklat gelap sampai kehitaman, ramping dan agak silindris. Ukuran tubuh serangga dewasa Rhizopertha dominica 2-3 mm tersebar di daerah tropis dan subtropis, sedangkan Prostephanus truncatus 3-4,5 mm tersebar di daerah Amerika Tengah sebagai serangga penyerang pada tempat penyimpanan jagung. Kedua spesies dapat beradaptasi pada suhu yang lebih sedikt tinggi dan kadar air yang lebih rendah dibandingkan spesies Sitophillus sp. Bentuk kedua spesies kumbang penggerek padi dapat dilihat Gambar 12.8. Kumbang ini hidup secara berkelompok dan siklus hidupnya dengan metamorfosis sempurna. Kumbang dewasa dan fase ulat aktif merusak bahan serta ulat hidup di dalam bahan yang telah digerek.

210

Gambar 12.8. Bentuk dewasa kumbang penggerek padi (sebelah kiri : Rhizopertha dominica, sebelah kanan : Prostephanus truncates) e. Ngengat Beras (Rice moth)

Ngengat beras (Corcyra cephalonica) menyerang beras giling, kopra, kacangkacangan, kakao, tepung dan bungkil. Bahan baku yang diserang menjadi rusak, kotor dan berbau karena digerek. Jagung yang digerek sering bergandengan/saling menempel karena air liurnya. Ngengat dewasa (kupu-kupu) mempunyai 2 pasang sayap berwarna coklat kotor atau kelabu agak pucat. Panjang tubuh 11-12 mm. Ulat berwarna kelabu, berbulu jarang dan berkaki. Siklus hidup dengan cara metamorfosis sempurna. Ulat yang telah menetas aktif makan dan merusak bahan.

Gambar 12.9. Ngengat Beras (Rice moth) 4. Faktor Yang Mempengaruhi Serangan

Kejadian dan perkembangan serangan serangga tergantung pada beberapa faktor seperti asal serangga, makanan tersedia, suhu, air, udara, kondisi bahan pangan, kehadiran organisme lain dan upaya untuk membasmi hama. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan populasi sebagian besar spesies serangga adalah suhu, kelembaban relatif dan kadar air bahan pangan. Kandungan nutrisi dan sifat fisik bahan pangan turut serta menentukan tingkat serangan oleh serangga. Kandungan air yang tinggi (di atas 16%) menyebabkan bahan pangan menjadi lembut dan mudah diserang. Serangga yang menyerang bahan pangan mempunyai suhu optimum dimana populasi dapat berkembang dengan cepat. Sebagian besar spesies serangga Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

211

hama tropis mempunyai suhu optimum sekitar 28oC. Kelembaban relatif (relative humidity, RH)mempengaruhi laju peningkatan populasi serangga. Kadar air bahan pangan berhubungan erat dengan kelembaban relatif. Kadar air yang rendah beriringan dengan kelembaban relatif yang rendah memberikan proteksi terhadap serangan serangga. 5. Kerusakan Akibat Serangan Serangga

Kerusakan yang ditimbulkan oleh serangan serangga berupa kerusakan fisik dan kimiawi. Kerusakan secara fisik terjadi akibat kontaminasi bahan pangan oleh kotoran, jaring, bagian tubuh dan bau kotoran. Serangga memakan dan merusak struktur fisik bahan pangan, seperti berlubang, hancur dan memicu pertumbuhan mikroorganisme lain. Aktivitas makan yang dilakukan oleh serangga menyebabkan bahan pangan kehilangan berat. Kerusakan secara kimiawi menyebabkan penurunan kualitas bahan. Bahan pangan yang disimpan dapat mengalami beberapa perubahan kimiawi yang dapat merubah rasa dan nilai nutrisi. Serangga hama mampu mempercepat perubahan kimiawi berbahaya. Sekresi enzim lipase oleh serangga mampu meningkatkan proses kerusakan secara kimiawi. Serangan serangga dapat meningkatkan panas bahan pangan. Saat populasi serangga telah mencapai kepadatan tertentu, aktivitas metaboliknya mengeluarkan lebih banyak panas dari yang dapat dihilangkan. Kerapatan populasi yang sangat tinggi dapat meningkatkan suhu hingga mencapai 45oC dan bila diikuti dengan kehadiran mikroorganisme, seperti jamur, suhu dapat mendekati 75oC. 6. Pengendalian Serangga Hama Gudang

Upaya untuk mengurangi resiko kerusakan akibat serangan serangga dapat dilakukan dengan memperbaiki manajemen penyimpanan. Sistem penyimpanan sifatnya buatan sehingga dapat diatur sesuai kebutuhan. Pengendalian serangan serangga melalui sistem penyimpanan dapat dilakukan dengan membaiki struktur bangunan tempat penyimpanan, penerapan sistem FIRST IN FIRST OUT dan mengendalikan kondisi bahan pangan yang disimpan. Kadar air bahan pangan mempunyai korelasi yang erat dengan kelembaban relatif. Kandungan air bahan pangan yang disimpan diupayakan serendah mungkin. Proses penurunan kadar air dapat dilakukan dengan penjemuran ataupun dengan pengeringan menggunakan oven terhadap bahan pangan. Batas kadar air yang dinilai aman untuk penyimpanan adalah 13-14% dan kelembaban kurang dari 70%. Pengendalian serangga dapat dilakukan dengan zat kimia. Penggunaan zat kimia harus dilakukan secara hati-hati agar tidak mencemari bahan pangan. Fumigan dan insektisida merupangan zat kimia yang dapat digunakan dalam pengendalian hama gudang yang telah menyerang bahan pangan. Fumigan merupangan senyawa kimia yang pada suhu dan tekanan tertentu terdapat dalam bentuk gas. Fumigan membunuh serangga dan hama lain melalui 212

sistem pernafasan. Tindakan membunuh serangga hama gudang dengan fumigan disebut fumigasi. Fumigasi bersifat kuratif, membunuh hama yang ada dalam gudang, tidak dapat mencegah hama yang akan masuk kemudian. Dosis penggunaan fumigan tergantung pada suhu komoditas yang akan difumigasi, waktu minimal yang dibutuhkan agar fumigan efektif bekerja, jumlah gas fumigan yang hilang akibat kebocoran, keseragaman distribusi gas, kedalaman penetrasi gas, jenis serangga hama dan fase kehidupan. Penyemprotan insektisida merupangan tindakan yang biasa dilakukan pada kemasan yang telah difumigasi dan akan meninggalkan residu yang dapat membunuh serangga yang menyerang bahan pangan kembali. B. TIKUS (RODENTIA) HAMA GUDANG

Rodentia (binatang pengerat) dicirikan oleh giginya yang khas. Binatang pengerat memiliki sepasang gigi seri pada rahang atas dan bawah. Gigi seri tidak berhenti tumbuh dan untuk menjaga panjang gigi seri, tikus harus mengerat bendabenda yang keras.

Gambar 12.10. Tikus hama gudang Tikus merupangan salah satu hewan rodentia yang menjadi hama dalam penyimpanan bahan pangan. Tikus tidak hanya memakan bahan pangan tetapi juga suka membuat lubang pada kemasan pangan yang menyebabkan kebocoran. Kebocoran akan memicu perkembangan agen perusak lainnya terutama serangga. Tikus dapat berperan sebagai agen penyebar jamur dalam gudang karena tingkah laku tikus yang suka berpindah tempat. Tikus umumnya menyukai bahan makanan yang mempunyai karbohidrat dan kandungan air yang tinggi. Tikus menyukai hampir 90% macam bahan makanan yang dikonsumsi manusia. 1. Jenis-jenis Hama Tikus

Di dunia terdapat kira-kira 300 spesies tikus dan mencit. Beberapa spesies tikus hidup pada lingkungan hidup manusia. Tiga spesies tikus yang paling penting dalam kaitannya dengan penyimpanan bahan pangan adalah tikus hitam, tikus Norwegia dan mencit. Berdasarkan kebiasaan hidupnya tikus dikelompokkan menjadi tiga yaitu tikus rumah, tikus pohon dan tikus sawah. Tikus rumah dijumpai berkeliaran di sekitar rumah seperti tikus hitam (Rattus rattus diardi), tikus coklat atau tikus Norwegia (Rattus norwegicus), tikus pithi atau mencit (Mus musculus) dan tikus wirok (Bandicota indica). Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

213

Tikus hitam memiliki tubuh berwarna abu-abu sampai hitam, perut hitam, tubuh ramping dengan panjang 11-20 cm dan moncong runcing, telinga lebar, ekor panjang hampir melebihi panjang badan. Tikus coklat mempunyai warna badan atas coklat dan bawah kelabu, panjang 30-40 cm dari ujung hidung sampai ujung ekor, telinga meruncing, berambut halus dan bermoncong tumpul, mempunyai ketram-pilan berenang dan memanjat dinding tembok dan bersarang dirumah dan saluran irigasi. Tikus pithi atau mencit berukuran kecil dengan berat badan tidak lebih dari 20 gram, warna badan coklat kelabu, panjang ekor lebih panjang dari panjang badan dan mempunyai gerakan yang sangat gesit. Tikus wirok (Bandicota indica) memiliki ukuran tubuh besar dan berat mencapai 500 gram, warna badan hitam dan berambut kasar, panjang dari ujung hidung hingga ujung ekor 40cm, menggali tanah untuk sarang dan terowongan untuk mencari sumber makanan dan memakan biji-bijian, akar tanaman, keong, kadal. Tikus Philipina (Rattus rattus mindanensis) merupangan salah satu jenis tikus pohon. Tikus ini memiliki badan berwarna coklat muda sampai kuning dengan panjang dari ujung hidung hingga ujung ekor 36 cm. Tikus philipina hidup dalam lubang tanaman dan semak semak rimbun dengan perkembangan populasi sangat cepat. Tikus sawah (Rattus rattus argentiventer) hidup didaerah persawahan dan padang rumput memiliki badan berwarna kelabu gelap dan perut agak putih, panjang dari ujung hidung hingga ujung ekor 27-37 cm. Jenis tikus ini mempunyai toleransi yang tinggi terhadap ketersediaan air. Secara fisik tikus ini mudah dibedakan dari spesies lain karena memiliki ekor yang lebih pendek. 2. Perkembangbiakan dan Perilaku Tikus

Tikus pada habitat alam mempunyai umur yang relatif pendek yaitu sekitar satu tahun namun tikus merupangan hewan prolifik. Tingkat kematangan seksual dan siap berkembang biak tikus pada umur 1.5-5 bulan. Kebuntingan tikus selama 21 hari. Jumlah anak sekelahiran selalu berjumlah genap dengan jumlah betina sama dengan jumlah jantan. Tikus betina mampu mempunyai frekuensi kelahiran sebanyak 4-5 kali sepanjang hidupnya dengan rata-rata anak tikus yang hidup sekitar 6 ekor per kelahiran. Musim sangat mempengaruhi perkembangan populasi tikus. Hal ini terkait dengan ketersediaan bahan makanan dan kondisi iklim. Musim hujan yang diidentikkan dengan musim tanam dan panen memacu perkembangan populasi tikus. Tikus memiliki indera penciuman, peraba dan pendengaran yang peka tetapi mempunyai indra penglihatan yang rendah dan buta warna. Tikus hama merupangan hewan omnivora dan akan memilih makanan yang disukai jika tersedia banyak pilihan. Tikus menyukai bahan makanan yang mengandung karbohidrat. Jumlah konsumsi makanan bervariasi yang dipengaruhi oleh genetik, pembiasaan, cuaca dan faktor lain. Tikus melalukan aktivitasnya pada saat gelap. Puncak aktivitas terjadi setelah matahari 214

tenggelam dan sebelum matahari terbit. Tikus yang lapar atau dalam kondisi yang kacau dapat melakukan aktivitasnya pada siang hari. Tikus mempunyai kemampuan untuk beradaptasi dengan lingkungan baru secara cepat dan mobilitas yang tinggi yang memungkinkan berpindah ke daerah lain yang lebih disukai. Tikus menyukai tempat dengan banyak persediaan makanan dan vegetasi yang dapat memberikan makanan dan perlindungan.

3. Kerusakan Akibat Serangan Tikus

Kerusakan yang ditimbulkan akibat serangan tikus terjadi terhadap bahan pangan dan perlengkapan bangunan dan tempat penyimpanan. Tikus memakan dan merusak bahan makanan. Tikus mengkonsumsi bahan makanan ekuivalen dengan 7 persen berat badan per hari. Tikus dengan berat badan 300-350 gram mampu mengkonsumsi bahan makanan sekitar 20-25 gram per hari atau sekitar 7-9 kg per tahun. Kerusakan bahan makanan yang ditimbulkan bukan semata karena jumlah bahan makanan yang dikonsumsi tetapi juga akibat kontaminasi oleh feses, urin dan bulu. Kontaminasi bahan makanan akan menurunkan kualitas bahan. Kebiasaan untuk mengerat dan membuat lubang menyebabkan kerusakan perlengkapan bangunan penyimpanan. Tikus membuat lubang pada karung dan dapat merusak kabel listrik. Tikus juga bertanggung jawab terhadap proses penularan berbagai jenis penyakit berbahaya ke manusia seperti tifoid, paratifoid dan scabies. 4. Tanda Serangan Oleh Tikus

Keberadaan dan serangan tikus dapat dideteksi dengan beberapa cara. Indikator yang mudah dilihat adalah kerusakan pada bahan, adanya lubang dan jejak kaki. Tikus merupakan hewan yang melakukan aktivitas pada malam hari. Aktivitas tikus yang terlihat pada siang hari menunjukkan telah terjadi serangan tikus yang serius. Tikus biasa meninggalkan feses disekitar area yang dilaluinya. Bentuk, ukuran dan penampilan feses dapat memberikan informasi spesies tikus dan waktu serangan. • feses tikus coklat (tikus Norwegia) berukuran panjang 20 mm ditemukan sepanjang jalan yang dilalui • feses tikus hitam : 15 mm dan berbetuk seperti pisang. • feses mencit : panjang antara 3 and 8 mm dan berbentuk tidak beraturan • feses segar lembut dan berkilau dan seperti crumble setelah 2 3 hari. Tikus coklat selalu berjalan sepanjang dinding, kandang atau piung-puing dan tidak pernah memotong jalan terbuka. Tikus hitam tidak mempunyai jalan yang tetap. Tikus meninggalkan jejak kaki dan ekor pada debu. Ukuran belakang kaki memberikan petunjuk spesies tikus. • ukuran lebih besar dari 30 mm: tikus hitam, tikus coklat, tikus wirok • ukuran lebih kecil dari 30 mm: mencit, tikus semak Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

215

5. Pengendalian Hama Tikus

Pengendalian hama tikus dapat dilakukan secara fisik dan kimiawi. Perlakuan secara fisik dapat dilakukan dengan meningkatkan kebersihan, membangun tempat penyimpanan antitikus dan pencegahan alami. Tikus membutuhkan makanan dan tempat berlindung. Sanitasi dan kebersihan lingkungan merupangan syarat mutlak pencegahan serangan oleh tikus. Kebersihan tidak terbatas pada bangunan tempat menyimpan bahan pangan, tetapi juga pada bangungan dan tanaman yang ada disekitar tempat penyimpanan. Cara-cara pengendalian hama tikus secara fisik dapat dilihat pada Gambar 12.11. Adanya kendala dalam membuang bahan pangan yang tercecer disekitar gudang, dapat diatasi dengan menutup akses masuk bagi tikus ke dalam bangunan penyimpanan.

Lantai beton

Jaring Penangkal tikus

Gambar 12.11. Berbagai cara pengendalian hama tikus Pengendalian hama tikus secara kimiawi dapat dilakukan dengan pemberian rodentisida akut atau kronis dan fumigasi. Rodentia akut sangat efektif dapat mematikan tikus dalam waktu singkat. Berdasarkan efektifitas daya bunuhnya rodentia dibedakan menjadi: daya racun sangat tinggi dan berbahaya bagi manusia dan ternak (arsenic trioxyde, crimidine, flouracetamide, phosacetim); daya racun moderat dan berbahaya bagi manusia dan ternak (alpha-chloralose, alpha-naphthyl-thiounea, calciferol, zinc phosphide) dan daya racun relatif rendah dan kurang berbahaya bagi manusia dan ternak (nobormide, red-squill) Rodentisida antikoagulan akan menghambat proses pembekuan darah, sehingga tikus akan mati akibat pendarahan. Antikoagulan akan bekerja setelah tikus makan racun beberapa kali (brodifacum, bromodiolon, difenacum, warfarin,

216

fumarin, cumatetralyl) Fumigasi merupangan pengendalian tikus menggunakan senyawa fumigan (hidrogen cyanida, metil bromida, fosfin). B. ASPEK MIKROBIOLOGI PENYIMPANAN

Mikroorganisme merupangan salah satu kontaminan biologi lingkungan alami dan terdapat pada semua jenis bahan pangan. Mikroorganisme yang menyebabkan kerusakan atau merugikan disebut patogen. Beberapa spesies kapang dan jamur merupangan patogen yang dapat merusak dan menurunkan kualitas bahan pangan. Kerusakan yang ditimbulkan berupa kerusakan fisik dan kimiawi. Sejumlah kapang menghasilkan toksin yang berbahaya bagi ternak dan manusia yang mengkonsumsinya.

1. Mikroorganisme Perusak Bahan Pangan

Mikroorganisme perusak bahan pangan dapat berupa bakteri, khamir, kapang dan jamur. Intensitas serangan bakteri dan khamir terhadap bahan pangan yang disimpan jarang terjadi. Kerusakan lebih sering terjadi olah serangan kapang dan jamur. Bakteri dapat berbahaya tetapi dapat juga bermanfaat. Karakteristik bakteri yang penting adalah besarnya kemampuan untuk berkembang biak dan menghasilkan racun yang mematikan. Bakteri yang dapat menjadi kontaminan dalam penyimpanan bahan pangan adalah Salmonella, Escherichia coli, Bacillus cereus dan Listeria monocytogenesis. Keberadaan bakteri dalam bahan pangan yang disimpan mengindikasikan telah terjadi serangan lebih awal oleh burung dan tikus yang dapat terjadi selama proses pemanenan, pengangkutan dan penyimpanan dan produksi. Bakteri Salmonella merupakan salah satu bakteri yang paling umum terdapat di dalam bahan baku. Bakteri Salmonella bisa ditemukan pada tiap tahapan dalam proses produksi, pengepangan, pengangkutan dan penyimpanan. Bahan pangan seperti tepung ikan, tepung darah, tepung tulang beresiko tinggi untuk dicemari oleh Salmonella. Salmonella biasanya tidak mempengaruhi rupa, bau atau rasa dari pangan sehingga sulit dideteksi secara sederhana. Proses penggilingan bahan pangan sebelum disimpan diduga turut memberikan kontribusi terhadap masuknya mikroorganismeke dalam bahan baku. Kapang dan jamur merupangan mikroorganisme utama penyebab kerusakan bahan pangan. Kapang digolongkan menjadi kapang lapangan yang merusak tanaman, kapang gudang yang merusak bahan pangan yang disimpan dan kapang busuk lanjut yang menyerang biji-bijian. Kapang dari genus Aspergillus, Fusarium dan Penicillium merupangan kontaminan utama dalam bahan pangan yang disimpan.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

217

2. Kerusakan Akibat Mikroorganisme

Serangan bahan pangan oleh mikroorganisme dapat menyebabkan perubahan fisik yang terjadi sebagai akibat langsung dari pertumbuhan kapang dan jamur. Bahan pangan yang diserang kapang dapat mengalami perubahan bentuk, warna, rasa dan bau. Perubahan bentuk terjadi karena adanya penggumpalan terhadap bahan yang diserang. Aktivitas kapang di dalam bahan pangan yang disimpan tidak dapat diketahui sampai terjadinya kerusakan yang serius. Kapang melakukan aktifitas tidak pada bagian permukaan tetapi pada bagian dalam tempat penyimpanan. Fungi tidak aktif pada bahan pangan dengan kadar air rendah, tetapi peningkatan kadar air bahan akan merangsang perkembangan spora. Setiap fungi memerlukan tingkat kadar air dan temperatur yang spesifik untuk perkecambahan dan perkembangan. Untuk berkembang fungi akan menghancurkan nutrien dengan bantuan aktivitas enzimnya dan menghasilkan air yang memungkinkan peningkatan kolonisasi. Aktivitas dan respirasi mikroorganisme dan serangga yang berlangsung di dalam tempat menyimpanan dapat menghasilkan panas, meningkatkan suhu dan membentuk titik panas. Peningkatan panas akan mampu memicu peningkatan kadar air. Puncak produksi panas terjadi pada suhu 27oC dan kadar air 27%. Interaksi suhu dan kadar air yang meningkat memacu perkembangan dan pertumbuhan kapang. Pengaruh terhadap bahan pangan adalah penurunan kualitas akibat perubahan komposisi dan serangan kapang yang makin meningkat, kehilangan berat dan pada kondisi tertentu produksi panas yang berlebihan dapat menyebabkan kebakaran. Akibat lain yang lebih berbahaya adalah kerusakan secara kimiawi sebagai akibat dari produksi metabolit yaitu mikotoksin. Mikotoksin (mycotoxin, myco: fungi, kapang, atau jamur; toxin: racun) merupangan produk metabolit sekunder yang dihasilkan oleh kapang yang tumbuh pada substrat organik. Produk ini tidak tidak esensial bagi pertumbuhan organisme itu sendiri dan memberi pengaruh negatif tehadap yang mengkonsumsinya. 3. Kapang Penghasil Mikotoksin

Dari sekitar 200.000 spesies kapang yang dikenal, sekitar 50 spesies membahayakan manusia. Kelompok kecil kapang ini dapat menimbulkan masalah serius bagi pembuat pangan dan peternak. Kapang dari genus Aspergillus, Fusarium dan Penicillium merupangan kapang utama penghasil mikotoksin. Produksi mikotoksin oleh Aspergillus dapat terjadi sebelum dan sesudah panen (selama penyimpanan bahan), Fusarium sebelum panen dan Penicillium setelah panen. Sekitar 300 jenis mikotoksin dilaporkan telah diproduksi oleh berbagai spesies kapang. Tabel 12.3. Kapang dan produksi mikotoksin Kapang

218

Mikotoksin

Aspergillus flavus, A.parasiticus A. flavus A. ocraceus, Penicillium viridicatum, P. cyclopium P. citrinum, P. expansum P. citreo-viride Fusarium culmorum, F. graminearum F. sporotrichioides, F.poae F. sporotrichioides, F. poae,F. graminearum F. culmorum, F.graminearum F. sporotrichioides F. moniliforme

Aflatoxin Cyclopiazonic acid Ochratoxin A Citrinin Citreaviridin Deoxynivalenol T-2 Toxin Diacetoxyscirpenol Zearalenone Fumonisin moniliformin fusaric acid

a. Genus Aspergillus Kapang Aspergillus merupangan genus penting yang terkait dengan kerusakan bahan pangan. Genus Aspergillus merupangan kelompok besar yang terdiri hampir 100 spesies yang dikenal dan sekitar 50 spesies diantaranya diketahui menghasilkan toksin. Kapang Aspergillus flavus mempunyai kondisi optimum 30oC untuk tumbuh dan menghasilkan aflatoksin (Tabel 12.4). Aflatoksin merupangan mikotoksin yang dihasilkan oleh A. flavus dan A. paraticus. Nama AFLATOXIN berasal dari kata Aspergillus FLAvus dan TOXIN. A. flavus menghasilkan aflatoksin B1 dan B2, A.paraticus menghasilkan aflatoksin B1, B2, G1 dan G2. Pengelompokkan aflatoksin menjadi B1, B2, G1 dan G2 didasarkan kepada kemampuannya dalam memancarkan cahaya. Metabolit akan memancarkan warna biru (B metabolite) atau warna hijau (G metabolit). Subskrip menunjukkan pola pemisahan pada pengujian dengan TLC. Penelitian lebih lanjut aflatoksin juga ditemukan pada susu yang diberi nama aflatoksin M1 dan M2. Bentuk A. flavus dapat dilihat pada Gambar 12.12 dan Gambar 12.13 Tabel 12.4. Kondisi Optimum untuk Pertumbuhan A. flavus Faktor Suhu (oC) Kelembaban (%) Kadar Air (%)

Optimum 30 85 18

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

Kisaran 26.7 - 43.3 62 – 99 13 – 20

219

Gambar 12.12. Kapang A. flavus

Gambar 12.13. Kapang A. flavus pada jagung b. Genus Penicillium

Genus Penicillium mempunyai hampir 150 spesies, 100 spesies diantaranya dikenal sebagai penghasil racun. Sembilan mikotoksin yang dihasilkan oleh 15 spesies Penicillium berpotensi mengganggu kesehatan manusia adalah citreoviridin, citrinin, cyclopiazonic acid, ochratoxin A, patulin, penitrem A, PR toxin, roquefortine C dan secalonic acid D. Toksin yang dihasilkan spesies Penicillium dapat dibedakan dalam 2 kelompok yaitu toksin yang mempengaruhi fungsi hati dan ginjal dan toksin yang berpengaruh secara neurotoksik. c. Genus Fusarium

Spesies dari kapang Fusarium sering dijumpai sebagai kontaminan pada jagung, kedelai, sorgum dan berbagai produk yang dibuat dari biji-bijian tersebut. Spesies Fusarium yang berhubungan dengan kontaminasi biji-bijian adalah F. graminearum, F. moniliforme (= F. verticillioides), F. culmorum, F. sprotrichiodes dan F. poae. Spesies ini menghasilkan berbagai jenis mikotoksin yaitu trichothecenes, zearalenone (ZEN) dan fumonisin. Trichothecenes dibagi 220

menjadi dua yaitu tipe A dan Tipe B. Tipe A terdiri dari T-2 toxin, HT-2 toxin, neosolaniol dan diacetoxyscirpenol (DAS). Tipe B terdiri dari deoxynivalenol (DON = vomitoxin), nivalenol dan fusarenon-X. Fumonisin dihasilkan oleh F. moniliforme atau F. verticillioides. Kapang menginfeksi akar, daun, batang dan biji jagung. Fumonisin dibedakan menjadi fumonisin B1, B2 dan B3. Zearalenone diproduksi oleh F. graminearum (Gibberell zeae) sebelum jagung atau gandum dipanen. Mikotoksin ZEN dan DON sering dihasilkan secara bersamaan. ZEN berhenti diproduksi jika kadar air jagung diturunkan hingga di bawah 15%. DON sering dikenal dengan vomitoxin dihasilkan oleh F. graminearum. Suhu optimum produksi DON berkisar antara 21-29oC dengan kadar air di atas 20%. 4. Pengendalian Kontaminasi Mikroba

Bahan pangan yang diproduksi dan disimpan dengan cara yang kurang baik dan tidak memenuhi persyaratan akan mudah mengalami kerusakan. Kerusakan terjadi karena adanya mikroorganisme yang memakan zat makanan untuk mempertahankan hidup, pertumbuhan dan perkembangbiakan. Peningkatan populasi mikroorganisme menyebabkan kehilangan berat bahan pangan yang makin besar dan produksi panas yang terus meningkat. Peningkatan suhu menyebabkan kerusakan zat makanan. Faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban dan kondisi fisik butiran sangat mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme. Kapang dapat tumbuh dan berkembang pada suhu di atas 13oC dengan kadar air di atas 14% dan kelembaban 80-85%. Pengendalian pertumbuhan kapang dan produksi mikotoksin dapat dilakukan dengan mengendalikan faktor pemacu seperti suhu, kadar air dan hama yang menyebabkan kerusakan. Kontaminasi bahan pangan yang terjadi sebelum panen berhubungan cekaman panas yang diterima tanaman dan kerusakan pada biji. Kontaminasi toksin pada bahan pangan dapat diminimalisasi dengan: a. mengurangi stress pada tanaman. Tindakan mengurangi stres pada tanaman dapat dilakukan dengan mengontrol perkembangan serangga, gulma dan penyakit. b. pemanenan lebih awal dan pengeringan segera. Pemanenan dilakukan saat kadar air di atas 20% dan segera dikeringkan selama 24-48 jam hingga kadar air mencapai 14%. c. menghindari kerusakan pada biji. Biji yang rusak lebih mudah diserang oleh kapang baik di lapangan maupun saat penyimpanan. d. menyimpan bahan baku pada kadar air di bawah 12%. Kadar air maksimum penyimpanan bahan baku adalah 14%. Kadar air bahan pangan sebesar 12% merupangan kondisi ideal untuk disimpan karena pertumbuhan dan produksi mikotoksin tidak terjadi.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

221

e. menjaga kebersihan tempat penyimpanan. Kapang Aspergillus dapat

bertahan hidup pada residu yang tertinggal dalam area penyimpanan.

LATIHAN SOAL 1. Sebutkan 4 ciri-ciri spesifik dari serangga, dan sebutkan ordo serangga hama gudang ? 2. Gambarkan secara skematis siklus metamorfosis sempurna serangga ? 3. Berdasarkan kebiasaan hidupnya tikus terdiri atas tiga jenis, sebutkan, dan berikan contohnya masing-masing jenis! 4. Jelaskan kerusakan bahan pangan oleh adanya serangan tikus ? 5. Bagaimana cara pengendalian tikus hama gudang, jelaskan ! 6. Sebutkan kerusakan yang diakibatkan oleh adanya kontaminasi mikroorganisme pada bahan pangan, dan bagaimana cara pengendalian mikroorganisme pada bahan pangan?

222

BAB 13

TEKNIK PENYIMPANAN BAHAN PANGAN

K ompetensi Umum

: Mahasiswa mampu memahami teknik penyimpanan bahan pangan

Khusus : 1. Memahami teknik penyimpanan dingin dan beku 2. Memahami teknik penyimpanan atmosfir terkendali

A. PENYIMPANAN BAHAN PANGAN SUHU RENDAH (PENDINGINAN & PEMBEKUAN) Penyimpanan pada suhu rendah dapat menghambat kerusakan makanan, antara lain kerusakan fisiologis, kerusakan enzimatis maupun kerusakan mikrobiologis. Pada penyimpanan dengan suhu rendah dibedakan antara pendinginan dan pembekuan. Pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu cara penyimpanan yang tertua. Pendinginan atau refrigerasi ialah penyimpanan dengan suhu rata-rata yang digunakan masih di atas titik beku bahan. Kisaran suhu yang digunakan biasanya antara – 1oC sampai + 4oC. Pada suhu tersebut, pertumbuhan bakteri dan proses biokimia akan terhambat. Pendinginan biasanya akan mengawetkan bahan pangan selama beberapa hari atau beberapa minggu, tergantung kepada jenis bahan pangannya. Pendinginan yang biasa dilakukan di rumah-rumah tangga adalah dalam lemari es yang mempunyai suhu –2oC sampai + 16oC. Pembekuan atau freezing ialah penyimpanan di bawah titik beku bahan, jadi bahan disimpan dalam keadaan beku. Pembekuan yang baik dapat dilakukan pada suhu kira-kira –17oC atau lebih rendah lagi. Pada suhu ini pertumbuhan bakteri sama sekali berhenti. Pembekuan yang baik biasanya dilakukan pada suhu antara – 12oC sampai – 24oC. Dengan pembekuan, bahan akan tahan sampai bebarapa bulan, bahkan kadang-kadang beberapa tahun. Perbedaan antara pendinginan dan pembekuan juga ada hubungannya dengan aktivitas mikroba. •

Sebagian besar organisme perusak tumbuh cepat pada suhu di atas 10 oC

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

223

Beberapa jenis organisme pembentuk racun masih dapat hidup pada suhu kira-kira 3,3oC • Organisme psikrofilik tumbuh lambat pada suhu 4,4 oC sampai – 9,4 oC •

Organisme ini tidak menyebabkan keracunan atau menimbulkan penyakit pada suhu tersebut, tetapi pada suhu lebih rendah dari – 4,0 oC akan menyebabkan kerusakan pada makanan. Jumlah mikroba yang terdapat pada produk yang didinginkan atau yang dibekukan sangat tergantung kepada penanganan atau perlakuan-perlakuan yang diberikan sebelum produk itu didinginkan atau dibekukan, karena pada kenyataannya mikroba banyak berasal dari bahan mentah/bahan baku. Setiap bahan pangan yang akan didinginkan atau dibekukan perlu mendapat perlakuanperlakuan pendahuluan seperti pembersihan, blansing, atau sterilisasi, sehingga mikroba yang terdapat dalam bahan dapat sedikit berkurang atau terganggu keseimbangan metabolismenya. Pada umumnya proses-proses metabolisme (transpirasi atau penguapan, respirasi atau pernafasan, dan pembentukan tunas) dari bahan nabati seperti sayursayuran dan buah-buahan atau dari bahan hewani akan berlangsung terus meskipun bahan-bahan tersebut telah dipanen ataupun hewan telah disembelih. Proses metabolisme ini terus berlangsung sampai bahan menjadi mati dan akhirnya membusuk. Suhu dimana proses metabolisme ini berlangsung dengan sempurna disebut sebagai suhu optimum. Penggunaan suhu rendah dalam penyimpanan makanan tidak dapat mematikan bakteri, sehingga pada waktu bahan beku dikeluarkan dan dibiarkan hingga mencair kembali (“thawing”), maka pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroba dapat berlangsung dengan cepat. Penyimpanan dingin dapat menyebabkan kehilangan bau dan rasa beberapa bahan bila disimpan berdekatan. Misalnya mentega dan susu akan menyerap bau ikan dan bau buah-buahan, serta telur akan menyerap bau bawang. Bila memungkinkan sebaiknya penyimpanan bahan yang mempunyai bau tajam terpisah dari bahan lainnya, tetapi hal ini tidak selalu ekonomis. Untuk mengatasinya, bahan yang mempunyai bau tajam disimpan dalam kedaan terbungkus. Faktor-faktor yang mempengaruhi pendinginan yaitu : 1. Suhu 2. Kualitas bahan mentah

Sebaiknya bahan yang akan disimpan mempunyai kualitas yang baik 3. Perlakuan pendahuluan yang tepat Misalnya pembersihan/ pencucian atau blansing 4. Kelembaban Umumnya RH dalam pendinginan sekitar 80 – 95 %. Sayur-sayuran disimpan dalam pendinginan dengan RH 90 – 95 % 5. Aliran udara yang optimum 224

Distribusi udara yang baik menghasilkan suhu yang merata di seluruh tempat pendinginan, sehingga dapat mencegah pengumpulan uap air setempat (lokal). Keuntungan penyimpanan dingin diantaranya adalah 1. Dapat menahan kecepatan reaksi kimia dan enzimatis, juga pertumbuhan dan metabolisme mikroba yang diinginkan. Misalnya pada pematangan keju. 2. Mengurangi perubahan flavor jeruk selama proses ekstraksi dan penyaringan 3. Mempermudah pengupasan dan pembuangan biji buah yang akan dikalengkan. 4. Mempermudah pemotongan daging dan pengirisan roti 5. Menaikkan kelarutan CO2 yang digunakan untuk ” soft drink “ Air yang digunakan didinginkan lebih dahulu sebelum dikarbonatasi untuk menaikkan kelarutan CO2.

Sedangkan kerugian dari penyimpanan dingin diantaranya adalah 1. Terjadinya penurunan kandungan vitamin, antara lain vitamin C 2. Berkurangnya kerenyahan dan kekerasan pada buah-buahan dan sayursayuran 3. Perubahan warna merah daging 4. Oksidasi lemak 5. Pelunakan jaringan ikan 6. Hilangnya flavor Pengaruh pendinginan terhadap makanan diantaranya adalah: 1. Penurunan suhu mengakibatkan penurunan proses kimia, mikrobiologi, dan biokimia yang berhubungan dengan kelayuan, kerusakan, pembusukan, dan lain-lain. 2. Pada suhu kurang dari 0 oC, air akan membeku kemudian terpisah dari larutan dan membentuk es. Jika kristal es yang terbentuk besar dan tajam akan merusak tekstur dan sifat pangan, tetapi di lain pihak kristal es yang besar dan tajam juga bermanfaat untuk mereduksi atau mengurangi mikroba jumlah mikroba. Pembentukan kristal es menjadi bagian penting dalam mekanisme penyimpanan dengan pembekuan. Sebuah kristal es yang terbentuk misalnya, dapat menarik seluruh air bebas dalam sel bakteri dan khamir. Kristal-kristal ekstra seluler dapat menyebabkan pembekuan isi sel melalui perforasi. Tanpa kristal es ekstra seluler, sel masih bisa bertahan (belum membeku) pada suhu – 25 oC, tetapi jika terdapat kristal es tersebut sel membeku pada – 5 oC.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

225

Mekanisme pembekuan yang terjadi pada makanan adalah perubahan bahan sampai membeku tidak terjadi sekaligus dari cairan ke padatan, contohnya sebotol susu yang disimpan pada ruang pembeku (freezer), maka cairan yang paling dekat dengan dinding botol akan membeku lebih dahulu. Kristal yang terjadi mula-mula ialah air murni (H2O). Ketika air terus berkristal, susu menjadi lebih pekat terutama pada komponen protein, lemak, laktosa, dan mineral. Pekatan ini akan berkristal secara perlahan-lahan sebanding dengan proses pembekuan yang berlangsung pada makanan. Pada pembekuan akan terjadi beberapa proses sebagai berikut mula-mula terjadi pembentukan kristal es yang biasanya berlangsung cepat pada suhu dibawah 0 oC, kemudian diikuti proses pembesaran dari kristal-kristal es yang berlangsung cepat pada suhu – 2 oC sampai – 7 oC. Pada suhu yang lebih rendah lagi, maka pembesaran kristal-kristal es dihambat karena kecepatan pembentukan kristal es meningkat. Secara normal pembesaran kristal-kristal es dimulai di ruang ekstra seluler, karena viskositas cairannya relatif lebih rendah. Bila pembekuan berlangsung secara lambat, maka volume ekstra seluler lebih besar sehingga terjadi pembentukan kristalkristal es yang besar di tempat itu. Kristal es yang besar akan menyebabkan kerusakan pada dinding sel. Kadar air bahan makin rendah , maka akan terjadi denaturasi protein terutama pada bahan nabati, proses ini bersifat irreversible. Pembekuan secara cepat akan menghambat kecepatan difusi air ke ruang ekstra seluler, akibatnya air akan berkristal di ruang intra seluler, sehingga massa kristal es akan terbagi rata dalam seluruh jaringan. Kristal es yang terbentuk berukuran kecilkecil. Keadaan ini mengakibatkan kehilangan air pada waktu ”thawing” akan berkurang. Pembekuan dapat menyebabkan terjadinya perubahan tekstur, pecahnya emulsi lemak, perubahan fisik dan kimia dari bahan. Perubahan yang terjadi tergantung dari komposisi makanan sebelum dibekukan. Konsentrasi padatan terlarut yang meningkat, akan merendahkan kemampuan pembekuan. Bila dalam larutan mengandung lebih banyak garam, gula, mineral, dan protein, akan menyebabkan titik beku lebih rendah dan membutuhkan waktu yang lebih lama untuk membeku. Dibandingkan dengan pemanasan dan pengeringan, maka pembekuan dalam penyimpanan sebenarnya lebih berorientasi pada usaha penghambatan tumbuh kembangnya mikroba serta pencegahan kontaminasi yang akan terjadi. Oleh karena itu jumlah mikroba dan kontaminasi atau kerusakan awal bahan pangan sangat penting diperhitungkan sebelum pembekuan. Jadi sanitasi dan higiene pra-pembekuan ikut menentukan mutu makanan beku. Produk pembekuan yang bahan asalnya mempunyai tingkat kontaminasi tinggi, akan lebih cepat rusak atau lebih cepat turun mutunya dibandingkan dengan bahan yang pada awalnya lebih rendah kadar kontaminasinya. Teknik pembekuan meliputi 3 bentuk yaitu

226

1. Penggunaan udara dingin yang ditiupkan atau gas lain dengan suhu rendah

kontak langsung dengan makanan. Contohnya alat pembeku terowongan (tunnel freezer). 2. Kontak tidak langsung Makanan atau cairan yang telah dikemas kontak dengan permukaan logam (lempengan silindris) yang telah didinginkan dengan cara mensirkulasikan cairan pendingin. Contohnya alat pembeku lempeng ( plate freezer) . 3. Perendaman langsung makanan ke dalam cairan pendingin atau menyemprotkan cairan pendingin di atas makanan, misalnya nitrogen cair, freon, atau larutan garam. Dalam sistem pendingin diperlukan suatu medium pemindahan panas yang disebut refrigerant yaitu suatu bahan yang dapat menghilangkan atau memindahkan panas dari suatu ruang tertutup atau benda yang didinginkan. Sifat-sifat refrigeran dalam sistem pendingin, antara lain titik didih rendah, titik kondensasi rendah, tidak menimbulkan karat pada logam, tidak mudah menimbulkan iritasi/luka, harganya relatif murah, mudah dideteksi dalam jumlah kecil. Refrigeran yang sering digunakan dalam sistem pendinginan antara lain : • Ammonia ( NH3 ) • Metil khlorida ( CH3Cl ) • Freon 12 atau dichlorofluorometana ( CCl2F2) • Karbon dioksida ( CO2 ) • Sulfur dioksida ( SO2 ) • Propane ( C3H8 ) Sirkulasi udara dalam lemari es perlu dijaga untuk mencegah pengeringan dari produk dan menghilangkan panas dari produk dan dari dinding lemari es. Sebagian besar makanan mengandung air dalam kadar yang tinggi, karena itu jangan dibiarkan bahan terbuka terhadap sirkulasi udara yang cepat. Kelembaban dalam ruang es perlu dikontrol karena perbedaan uap diantara lemari es dan makanan menyebabkan hilangnya air dari makanan yang tidak dibungkus, sehingga terjadi pengeringan bahan. Pengeringan terutama terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa dibungkus lebih dahulu atau dibungkus dengan bahan yang tidak tembus uap air serta waktu membungkusnya masih banyak ruang-ruang yang tidak terisi. Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya pengeringan pada saat pembekuan antara lain : 1. Suhu Suhu yang terlalu tinggi akan mengakibatkan pengeringan yang terjadi lebih besar 2. Kelembaban relatif atmosfir Bila RH rendah, maka pengeringan lebih besar 3. Kontak dengan atmosfir Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

227

Penggunaan pembungkus akan mengurangi gejala kekeringan 4. Intensitas sirkulasi udara Perbedaan suhu antara produk dan udara Perubahan-perubahan yang terjadi pada pendinginan, antara lain terjadinya perubahan warna pada bahan pangan yang mengandung khlorofil menjadi kecoklatan, perubahan tekstur sebagai akibat adanya kerusakan gel yang mengalami pengerasan, perubahan flavor karena terjadi hilangnya flavor asal dan pembentukan flavor yang menyimpang seperti ketengikan, serta adanya perubahan gizi yang meliputi vitamin C, asam lemak tidak jenuh, dan asam amino esensial. Pemakaian suhu rendah untuk menyimpan bahan pangan tanpa mngindahkan syarat-syarat yang diperlukan oleh masing-masing bahan, dapat mngakibatkan kerusakan-kerusakan sebagai berikut : 1. Chilling injury (kerusakan bahan pangan pada suhu rendah) Chilling injury terjadi karena kepekaan bahan terhadap suhu dan daya tahan dinding sel rendah, sehingga terjadi pitting (bintik-bintik) pada bahan pangan, jaringan bahan menjadi cekung dan transparan serta adanya pertukaran bau/aroma bila dalam satu ruang pendingin terdapat lebih dari satu macam bahan pangan, misal apel tidak dapat didinginkan bersama-sama dengan seledri, kubis atau bawang merah. 2. Kerusakan oleh bahan pendingin / refrigerant Bila lemari es menggunakan amonia sebagai refrigeran, misalnya terjadi kebocoran pada pipa dan ammonia masuk ke dalam ruang pendinginan, akan mengakibatkan perubahan warna pada bagian luar bahan yang didinginkan berupa warna coklat atau hitam kehijauan. Kalau proses ini berlangsung terus, maka akan diikuti proses pelunakan jaringan-jaringan buah. Sebagai contoh : suatu ruangan pendingin yang mengandung amonia sebanyak 1 % selama kurang dari 1 jam, akan dapat merusak apel, pisang, atau bawang merah yang disimpan di dalamnya. 3. Kehilangan air dari bahan yang didinginkan akibat pengeringan Kerusakan ini terjadi pada bahan yang dibekukan tanpa dibungkus atau yang dibungkus dengan pembungkus yang kedap uap air serta waktu membungkusnya masih banyak ruang-ruang yang tidak terisi bahan. Pengeringan setempat dapat menimbulkan gejala yang dikenal dengan nama freeze burn , yang terutama terjadi pada daging sapi dan daging unggas yang dibekukan. Pada daging unggas, hal ini tampak sebagai bercak-bercak yang transparan atau bercak-bercak yang berwarna putih atau kuning kotor. Freeze burn disebabkan oleh sublimasi setempat kristal-kristal es melalui janganjaringan permukaan atau kulit. Maka terjadilah ruanganruangan kecil yang berisi udara, yang menimbulkan refleksi cahaya dan menampakkan warna-warna tersebut. Akibat terjadinya freeze burn, maka akan terjadi perubahan rasa pada bahan, selanjutnya diikuti dengan proses denaturasi protein. 228

4. Denaturasi protein

Denaturasi protein berarti putusnya sejumlah ikatan air dan berkurangnya kadar protein yang dapat diekstrasi dengan larutan garam. Gejala denaturasi protein terjadi pada daging, ikan, dan produk-produk air susu. Proses denaturasi menimbulkan perubahan-perubahan rasa dan bau, serta perubahan konsistensi (daging menjadi liat atau kasap). Semua bahan yang dibekukan, kecuali es krim, sebelum dikonsumsi dilakukan thawing, maka untuk bahan yang telah mengalami denaturasi protein pada waktu pencairan kembali, air tidak dapat diabsorpsi (diserap) kembali. Tekstur liat yang terjadi disebabkan oleh membesarnya molekul-molekul. B. Penyimpanan Atmosfir Terkendali Mengkombinasikan penyimpanan dingin dengan pengurangan konsentrasi oksigen dan peningkatan konsentrasi karbondioksida dalam ruang penyimpanan akan memberikan hasil penyimpanan yang sangat baik. Proses kerusakan baik aspek fisiologis maupun mikrobiologis akan efektif dihambat. Teknik penyimpanan ini ditemukan oleh Kidd dan West (1920-an) dan kemudian dikembangkan oleh Phillip (1940-an) yang dikenal sebagai Penyimpanan Atmosfir Terkendali (Controlled Atmosphere Storage = CAstorage). Selain itu, berkembang pula teknik penyimpanan lainnya yang kemudian dikenal sebagai Penyimpanan Atmosfir termodifikasi (Modified Atmosphere Storage = MA-storage), Self Controlled Atmosphere Storage (SCA-storage), CO2-treatment, dan Low Pressure (LP) atau dikenal sebagai Hypobaric Storage. Pada CA-storage, konsentrasi oksigen dikurangi sedangkan konsentrasi karbondioksida ditambahkan dengan sengaja ke dalam wadah (kontainer) simpan, sedangkan pada MA-storage, kondisi atmosfir dimodifikasi oleh wadah tertutup. Kandungan oksigen dikurangi oleh komoditi yang disimpan melalui respirasi. Sedangkan konsentrasi gas karbondioksida ditentukan oleh permeabilitas lapisan (film) yang ada dalam wadah, respirasi, suhu, dan kondisi penutupan wadah. Pada SCA-storage, digunakan kantung plastik polietilen dengan ketebalan tertentu dan perbandingan berat komoditi yang disimpan dengan luas permukaan film (pembungkus). Dengan perbandingan yang sesuai dan disertai suhu penyimpanan yang sesuai pula, komoditi yang disimpan akan dapat bertahan lama dikarenakan proporsi oksigen dan karbondioksida yang berubah dari atmosfir akan berlangsung normal. CO-treatmen adalah penyimpanan dengan menggunakan gas karbondioksida berkonsentrasi tinggi (berkisar antara 10 hingga 40% untuk waktu relatif singkat (berkisar antara 2 sanpai 16 hari). Teknik ini digunakan sebelum penyimpanan atau selama pengangkutan (transporasi).

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

229

LP-storage atau hypobaric storage adalah teknik penyimpanan pada tekanan atmosfir rendah. Penghambatan pematangan komoditi tersimpan pada kondisi ini disebabkan karena konsentrasi oksigen yang rendah. 1. Dasar pemikiran penyimpanan terkendali

Komoditi simpanan terutama buah-buahan memiliki kandungan asam yang cukup tinggi (pH rendah), dan 90 % dari bahan organik yang terkandung adalah karbohidrat (gula). Oleh karena itu, kerusakan buahbuahan umumnya disebabkan oleh kapang dan khamir. Pertumbuhan mikroorganisme tersebut akan terhambat pada kondisi oksigen udara rendah maupun pada kondisi karbondioksida yang tinggi. Bilamana komoditi hortikultura disimpan dalam kondisi tanpa oksigen, maka akan terjadi apa yang dikenal sebagai respirasi intersellulair, dan hasil reaksi tersebut berupa alkohol dan aldehid, kemudian proses ini berakhir dengan pembusukan. Apabila pada ruang penyimpanan berkonsentrasi oksigen terlalu rendah sedangkan karbondioksiga terlalu tinggi, kondisi ini akan memberikan pengaruh fisiologis yang mengarah pada penurunan kualitas. Oleh karena itu, dalam CA-storage, konsentrasi oksigen dipertahankan tidak terlalu rendah demikian juga konsentrasi karbondioksida dipertahankan tidak terlalu tinggi. Secara teoritis, pertumbuhan kapang dan khamir pada sistim CAstorage akan mudah berkembang, namun kenyataannya hal tersebut tidak terjadi. Salah satu penyebabnya, kemungkinan adalah dikarenakan komoditi tersimpan pada kondisi tersebut proses pematangannya dihambat, sehingga kadar tannin komoditi masih cukup tinggi yang akibatnya kapang dan khamir tidak dapat tumbuh dan berkembang. Terdapat tiga pengaruh udara terkendali terhadap proses respirasi, yaitu respirasi aerobik, respirasi anaerobic, dan kombinasi keduanya. Respirasi aerobik berlangsung bilamana persediaan oksigen normal dan akan membebaskan karbondioksida dan air. Respirasi anaerobic berlangsung tanpa oksigen sama sekali dan menghasilkan karbondioksida dan etil-alkohol melalui fermentasi. Bila oksigen rendah proses respirasi aerobik dan respirasi anaerobic berlangsung, maka akan bergantung pada konsentrasi relatif oksigen. Respirasi aerobik dan penggunaan gula meningkat dengan bertambahnya oksigen. Pengaruh positif CAstorage terhadap penundaan laju pematangan membuat teknik penyimpanan ini dirasakan sangat efektif untuk penyimpanan komoditi hortikultura yang memiliki sifat mudah rusak, terlebih-lebih untuk tujuan pemasaran yang jauh teknik ini sangat menguntungkan. Bilamana penyimpanan ini dikombinasikan dengan penyimpanan pada kondisi suhu rendah (dingin), maka penghambatan laju respirasi dan sekaligus pematangan akan sangat dihambat sehingga umur kesegaran komoditi dapat diperpanjang hingga umur yang panjang. Namun demikian, keberhasilan penyimpanan CA-storage sangat ditentukan oleh sifat fisiologis masingmasing komoditi, terutama toleransinya terhadap kondisi oksigen yang rendah dan karbondioksida yang tinggi. 230

2. Pengaturan gas O2 dan CO2

Sehubungan dengan kondisi gas yang terkendali, maka untuk CAstorage diperlukan wadah simpan yang kedap gas. Jika tidak, maka akan sulit untuk mengatur kondisi atmosfir yang diinginkan. Pengaturan konsentrasi oksigen dapat dilakukan dengan beberapa macam cara. Sebenarnya penyimpanan alamiah dapat mengatur konsentrasi oksigen pada tinggi yang cukup rendah. Namun kondisi tersebut lama tercapainya. Ruang penyimpanaan CA-storage biasanya dilengkapi dengan suatu alat yang disebut Silicon Rubber atau alat lain yang bertujuan mengatur konsentrasi oksigen dan karbondioksida secara otomatis. Namun sesuai dengan kecanggihan alat ini, tentunya penerapannya memerlukan investasi yang besar. Pengendalian gas oksigen dan karbondioksida masih dapat dilakukan dengan cara sederhana namun cukup efektif untuk penyimpanan beberapa komoditi. Pengendalian gas karbondioksida dapat dilakukan dengan menggunakan NaOH, Ca(OH)2, larutan garam, dan absorbers-desorbers. Bahan-bahan tersebut berfungsi mengikat gas karbondioksida yang ada dalam atmosfir ruangan. Perlu diketahui bahwa atmosfir dalam CA-storage berbahaya bagi manusia. Setiap orang yang akan masuk ke ruangan penyimpanan ini diharuskan menggunakan masker oksigen. Untuk keperluan pembongkaran, maka sebaiknya setelah ruangan dibuka, ruangan dibiarkan beberapa waktu untuk menstabilkan ruangan melalui pertukaran udara segar dari luar ruangan simpan. 3. Suhu dan kelembaban nisbi

Alasan mengendalian suhu ruang yang rendah dalam penyimpanan terkendali adalah dikhawatirkannya terjadinya perubahan fisiologis yang tidak diinginkan seperti kerusakan dingin. Alasan lainnya adalah penghambatan pembentukan aroma (terutama komoditi buah-buahan) sehingga akan mengurangi kualitas buah bersangkutan. Berdasarkan alasan tersebut, maka suhu diatur hingga mencapai titik minimum yang tidak menyebabkan cairan sel membeku selama penyimpanan berlangsung. Kelembaban relatif udara simpan dalam sistim penyimpanan udara terkendali diatur hingga tidak menyebabkan mikroba seperti jamur dapat berkembang dengan leluasa. Oleh karena itu, kelembaban udara diatur cukup rendah pada titik optimum sehingga tidak menyebabkan kondensasi yang merangsang pertumbuhan kapang maupun pengkeriputan permukaan komoditi tersimpan akibat penguapan. Secara umum, kelembaban relatif yang aman bagi sayuran dan buah maupun bunga potong dalam penyimpanan udara terkendali berkisar antara 80 sampai 95 persen.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

231

4. Pengaruh fisiologis komoditi

Penghambatan proses respirasi pada komoditi dalam simpanan akan berakibat pada penghambatan proses pematangan. Kondisi tersebut akan terjadi bilamana pada ruang simpan memiliki udara dengan konsentrasi karbondioksida tinggi sedangkan oksigen rendah. Beberapa pengaruh fisiologis lainnya dari penyimpanan udara terkendali terhadap komoditi tersimpan adalah : a. Penurunan kandungan asam dapat dihambat, b. Penurunan kandungan klorofil akibat degradasi dapat dihambat, c. Penghambatan perubahan zat pectin sehingga manifestasi dari fenomena tersebut adalah penghambatan pelunakan jaringan, d. Penghambatan pembentukan senyawa volatil, e. Seringkali komoditi yang disimpan dalam sistim penyimpanan udara terkendali setelah dikeluarkan dari penyimpanan akan tidak dapat dapat masak. Hal ini diduga disebabkan karena komoditi tersimpan telahkehilangan kemampuannya dalam mensintesa protein. f. Hasil beberapa penelitian menjelaskan bahwa buahy-buahan yang disimpan pada kondisi 5 persen karbondioksida dan 1,5 persen oksigen, memiliki koefisien respirasi (RQ) turun dari 1,0 menjadi 0,25. Hal ini berarti buahbuahan tersebut yang disimpan pada kondisi tersebut mengalami penghambatan laju respirasi. 5. Pengaruh etilen

Etilen, baik eksogen maupun endogen, dapat merangsang pemasakan buah, sayuran, mapun bunga potong. Hal ini disebabkan etilen dapat merangsang respirasi berjalan lebih cepat. Laju respirasi ini akan semakin tinggi akibat etilen bilamana buah maupun sayuran berada p[ada fase praklimaterik dan suhu penyimpanan di atas 7OC. Banyak literatur menjelaskan bahwa produksi dan pengaruh fisiologis etilen akan terjadi pada kondisi kadar oksigen tinggi. Walaupun pada kondisi penyimpanan udara terkendali, pengaruh etilen masih nampak nyata. Hal ini terungkap dari percobaan penghilangan gas etilen pada ruang simpan udara terkendali dengan menggunakan bahan penyerap etilen seperti Kalium Permanganat (KmnO4) maupun Brominated carbon. Buah yang disimpan pada kondisi tersebut dapat tertunda pemasakannya dibandingkan dengan buah yang disimpan pada kondisi yang sama tetapi etilen tidak diserap. 6. Keuntungan dan kerugian penyimpanan udara terkendali

Peranan udara terkendali selain menguntungkan dapat juga menyebabkan kerugian pada komoditi tersimpan. Terhadap buah-buahan, kondisi ruang penyimpanan yang kandungan karbondioksidanya tinggi dapat mengalami kerusakan jaringan karena terjadi metabolisme abnormal. Penimbunan asam suksinat dapat merupakan racun bagi buah itu sendiri karena asam suksinat dapat menyebabkan penurunan laju respirasi. Buah232

buah menjadi beralkohol dan berasa tidak enak apabila disimpan dalam udara yang tidak ada oksigennya sama sekali. Perubahan warna jaringan menjadi kusam disebabkan karena adanya perubahan kimiawi pada senyawa tannin (zat penyamak). Perubahan senyawa fenol juga merupakan gejala pada buah yang disimpan dalam udara terkendali. Perubahan tersebut cenderung merugikan karena menyebabkan terjadinya perubahan warna kearah lebih kusam. Bilamana senyawa beracun seperti asam-asam fenolat selama penyimpanan mengalami hidrolisis, maka senyawa-senyawa hasilnya yang bersifat meracun akan tertimbun dan kemudian akan mematikan sel-sel dan kemudian menjadi subtrat bagi reaksi enzimatik perubahan warna yang mengarah lebih jelek. Penyimpanan buah pada kondisi udara berkonsentrasi karbondioksida di atas 15 persen, biasanya akan menyebabkan rasa dan bau yang tidak dikehendaki atau penyimpang dari semestinya. Bau dan rasa yang menyimpang tersebut disebabkan adanya penimbunan etanol dan etanal. Bersamaan dengan itu juga muncul perubahan warna yang tidak menguntungkan bagi penampilan buah. Kandungan asam askorbat akan berkurang dan disertai dengan peningkatan pH. Apabila udara penyimpanan mengalami peningkatan terhadap konsentrasi karbondioksida, maka jumlah karbondioksida yang terlarut dalm sel atau bergabung dengan beberapa zat penyusun sel akan meningkat pula. Kandungan karbondioksida yang tinggi akan menyebabkan perubahanperubahan fisiologi sebagai berikut : a. Terjadi penurunan reaksi sintesis pematangan, b. Penghambatan beberapa kegiatan enzimatik, c. Penurunan produksi senyawa volatile, d. Gangguan metabolisme asam organic, e. Kelambatan pemecahan senyawa pectin, f. Penghambatan sintesis klorofil, dan g. Perubahan perbandingan berbagai gula. Sedangkan bilamana konsentrasi oksigen dalam udara penyimpanan rendah, maka pengaruh fisiologis yang terjadi meliputi : a. Kecepatan respirasi dan oksidasi subtrat menurun, b. Pematangan tertunda sehingga umur komoditi tersimpan menjadi lebih panjang, c. Perubahan klorofil tertunda, d. Produksi etilen rendah, e. Kecepatan pembentukan asam askorbat berkurang, f. Perbandingan asam-asam lemak tidak jenuh berubah, dan g. Kecepatan degradasi senyawa pectin tidak secepat seperti penyimpanan dalam udara biasa.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

233

Latihan Soal : 1. Sebutkan perbedaan antara penyimpanan dingin dan penyimpanan beku, jelaskan! 2. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi pengeringan pada saat pembekuan! 3. Jelaskan prinsip-prinsip dari Control Atmosphere Storage (CAS) dan Modified Atmosphere Storage (MAS)! 4. Sebutkan akibat dari pengaruh konsentrasi CO2 yang tinggi pada penyimpanan atmosfir terkendali !

234

DAFTAR PUSTAKA

Andarwulan, N. dan P. Hariyadi. 2004. Perubahan mutu (fisik, kimia, mikrobiologi) produk pangan selama pengolahan dan penyimpanan produk pangan. Pelatihan Pendugaan Waktu Kedaluwarsa (Self Life), Bogor, 1−2 Desember 2004. Pusat Studi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor Anonimous, 1990. Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed). Jakarta. Anonimous, 1990. Kemasan Gelas Ringan. Di dalam : S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed), Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. Jakarta. Brody, A.L., B. Bugusu, J.H. Han, C.L. Sand dan T.H. McHugh. 2008. Innovative Food Packaging Solutions. Journal of Food Science, Vol 73 No 8, pages 107-116. Bucle, K.A., R.A. Edwards, G.H. Fleet, dan M. Woofon. 1987. Ilmu Pangan. UI Press, Jakarta Butler, P. 2001. Intelligent packaging for food, beverages, pharmaceuticals and household products. Materials World 9(3) : 11-13. Church, I.J. and A.L. Pearsons. 1994. Modified atmosphere packaging technology: review. J. Sci. Food Agric. 67: 143−152. Coles, R., McDowell dan M.J. Kirwan. 2003. Food Packaging Technology. Blackwell Publishing, Denmark. David J. Walker dan Graham Farrell. 2003. Food Storage Manual. Natural Resources Institute/Rome: World Food Programme. Chatham, United Kingdom. Direktorat Jenderal Industri Kecil Menengah, Departemen Perindustrian. 2007. Teknologi Berbagai Jenis Kemasan. Departemen Perindustri RI. Jakarta. Fellows,P.J. 2000. Food Processing Technology. Principles and Practice. 2nd Ed. Woodhead Publishing Ltd., Cambridge, England.

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

235

Floros, J.D. and V. Gnanasekharan. 1993. Shelf life prediction of packaged foods: chemichal, biological, physical, and nutritional aspects. G. Chlaralambous (Ed.). Elsevier Publ.,’London. Hagan, A.T. 2003. Prudent Food Storage. Borderline Press. Gainesville, USA. Hariyadi, P. 2004a. Prinsip-prinsip pendugaan masa kedaluwarsa dengan metode Accelerated Shelf Life Test. Pelatihan Pendugaan Waktu Kedaluwarsa (Self Life). Bogor, 1−2 Desember 2004. Pusat Studi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Hariyadi, P. 2004b. Prinsip penetapan dan pendayagunaan masa kedaluwarsa dan upayaupaya memperpanjang masa simpan. Pelatihan Pendugaan Waktu Kedaluwarsa (Self Life). Bogor, 1−2 Desember 2004. Pusat Studi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Herman, A.S., 1990. Kandungan Timah Putih (Sn) Dalam Makanan kaleng. Di dalam : S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed), Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. Jakarta. Hurme, E.,T.S-Malm , R.Ahvenainen and T.Nielsen, 2002. Active and Intelligent Packaging. In Minimal Processing Technologies in Food Industry. th

Jay, M.J. 2000. Modern Food Microbiology 6 ed. Aspen Publication, Maryland. Koswara, S. 2004. Evaluasi sensori dalam pendugaan umur simpan produk pangan. Pelatihan Pendugaan Waktu Kedaluwarsa (Self Life). Bogor, 1−2 Desember 2004. Pusat Studi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Kusnandar, F. 2004. Aplikasi program computer sebagai alat bantu penentuan umur simpan produk pangan: metode Arrhenius. Pelatihan Pendugaan Waktu Kedaluwarsa (Shelf Life) Bahan dan Produk Pangan. Bogor, 1−2 Desember 2004. Pusat Studi Pangan dan Gizi, Institut Pertanian Bogor. Labuza, T.P. 1982. Open Shelf Life Dating of Foods. Food and Nutrition Press, West Port CT. Labuza, T.P. and M.K. Schmidl. 1985. Accelerated shelf life testing of foods. Food Technol. 39(9): 57−62, 64, 134. Miltz, J., 1992. Food Packaging. In : Handbook of Food Engineering, D.R.Heldman and D. B.Lund (Ed). Marcel Dekker, Inc. New York. 236

Morris, A., A. Barnett and O.J. Burrowsb. 2004. Food Spoilage, Packaging and Storage. Journal of Food Science, 37:3, page 165-168. Ohlsson, T dan López-Cervantes, J., D.I. SÁnchez-Machado, S. Pastorelli, R. Rijk, P. Paseiro-Losada. 2003. Evaluating the migration of ingredients from active packaging and development of dedicated methods: a study of two iron-based oxygen absorbers. Food Additives & Contaminants, Volume 20, Issue 3, pages 291 – 299 Pantastico, Er. B., A.K. Matto, T. Murata, and K. Ogata, 1973. Chilling Injury, in Pantastico, Er. B. (Ed). Postharvest Physiology, Handling, and Utilization of Tropical and Sub-Tropical Fruits and Vegetables. The Avi Publishing Company. Inc., Connecticut. Pantastico, Er. B., T.K. Chattopadhyay, dan Subramanyam, 1973. Storage and Operation on Commercial Storage, in Pantastico, Er. B. (Ed). Postharvest Physiology, Handling, and Utilization of Tropical and Sub-Tropical Fruits and Vegetables. The Avi Publishing Company. Inc., Connecticut. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 69 tahun 1999 tentang Label dan Iklan Pangan. Rahayu, W.P., H. Nababan, S. Budijanto, dan D. Syah. 2003. Pengemasan, Penyimpanan dan Pelabelan. Badan Pengawasan Obat dan Makanan, Jakarta. Regal Plastic Supply Company. 2000. Plastics Reference Handbook. A Division of Regal Supply Company. New Kansas City. Rochlan,F. 1990. Kemasan Karton dalam Industri pangan. Di dalam : S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed), Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. Jakarta. Soekarto, S.T., 1990. Peranan Pengemasan dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dan Ekspor Produk Pangan di Indonesia. Di dalam : S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed), Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. Jakarta. Song, Y.S., F. Al-Taherz and G. Sadlerz. 2003. Migration of volatile degradation products into ozonated water from plastic packaging materials. Food Additives and Contaminants, Vol. 20, No. 10, pages 985– 994

Buku Ajar - Pengemasan dan Penyimpanan Pangan

237

Syarief, R dan Halid, H. 1990. Buku dan Monograf Teknologi Penyimpanan Pangan. Laboratorium Rekayasa Proses Pangan dan Gizi. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Syarief, R., S. Santausa, dan S. Isyana. 1989. Teknologi Pengemasan Pangan. Pusat Antar-Universitas, Institut Pertanian Bogor. Thompson, J.F. et al. 1998. Commercial cooling of fruits, vegetables, and flowers. Publ. 21567, ANR, University of California, Oakland, CA, 61 pp. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 7 Tahun 1996 tentang Pangan. Van den Berg,C and S.Bruin, 1981. Water Activity and Estimation in Food System. In : L.B. Rockland and G. F.Stewart (ed). Water Activity : Influences on Food Quality. Academic Press, New York. Waldron, K.W., A.C. Simth, A.J. Palr, and M.L. Parker. 1997. New approaches to understanding and controlling cell separation in relation to fruit and vegetable texture. Trend Food Sci. Technol. 8: 213−221. Walker, D.J. dan G. Farrell. 2003. Food Storage Manual. Chatham, UK: Natural Resources Institute/Rome: World Food Programme. London. Winarno, F.G. 1990. Migrasi Monomer Plastik Ke Dalam Makanan. Di dalam S.Fardiaz dan D.Fardiaz (ed), Risalah Seminar Pengemasan dan Transportasi dalam Menunjang Pengembangan Industri, Distribusi dalam Negeri dan Ekspor Pangan. Jakarta. Wiraatmaja, S. 1995. Kemasan Ekspor. Fateta IPB Bogor.

238