Post on 08-Feb-2016
description
1
KESESUAIAN GALAKTOMANAN
SEBAGAI EDIBLE COATING
UNTUK BUAH TROPIS
Makalah Review Jurnal
ROZANA
F152120061
SEKOLAH PASCASARJANA
DEPARTEMEN TEKNIKMESIN DAN BIOSISTEM
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2013
2
PENDAHULUAN
Seiring dengan meningkatnya permintaan buah – buahan dan sayuran
segar membuat industry makanan untuk mengembangkan metode yang baru dan
lebih baik untuk menjaga kualitas dan memperpanjang umur simpan. Susut mutu
dari 20 – 80% pada buah – buahan segar terjadi mulai panen sampai produk
dikonsumsi dan umur simpan yang pendek merupakan kelemahan yang sangat
mendasar dalam rantai distribusi. Di sisi lain, konsumen menginginkan makanan
yang berkualitas tinggi, tanpa bahan pengawewt kimia dengan umur simpan yang
lebih lama. Sebagai knsekwensinya adalah adanya upaya menemukan bahan
pengawt alami dan antimikroba (Chien et al., 2007).
Kemasan memainkan peranan penting dalam memperpanjang umur
simpan buah – buahan segar dan bahan kemasan baru sedang dikembangkan,
sebagian besar berasal dari sumber dari sumber daya terbarukan (Lin dan Zhao,
2007). Pengemasan makanan adalah suatu proses pembungkusan makanan dengan
bahan pengemas yang sesuai. Hal ini agar kualitas dan keamanan bahan makanan
dapat dipertahankan. Fungsi dari pengemas pada bahan pangan mencegah atau
mengurangi kerusakan, melindungi bahan pangan dari bahaya pencemaran serta
gangguan (Bayu, A.R et at ., 2012).
Menurut Krochta (1992) pelapis edibel atau edible coating adalah suatu
lapisan tipis yang rata, dibuat dari bahan yang dapat dimakan, dibentuk di atas
komponen makanan (coating) atau diletakkan di antara komponen makanan (film)
dan dapat berfungsi sebagai penahan (barrier) perpindahan massa (seperti
kelembaban, oksigen, lipida, zat terlarut) dan atau sebagai pembawa (carrier)
bahan tambahan makanan seperti bahan pengawet untuk meningkatkan kualitas
dan umur simpan makanan. Gennadios dan Weller (1990) mendefinisikan pelapis
edibel sebagai pelapis tipis dari bahan yang dapat dimakan yang digunakan pada
makanan dengan cara pembungkusan, pencelupan, penyikatan atau penyemprotan
agar terjadi tahanan yang selektif terhadap transmisi gas dan uap air dan memberi
perlindungan terhadap kerusakan mekanik.
Edible coatings bekerja dengan membuat atmosfer termodifikasi
disekitar komoditas, hamper sama dengan kondisi penyimpanan dengan control
atmosfer atau modifikasi atmosfer. Atmosfer termodifikasi yang dicipatakan
edible coatings mampu melindungi makanan mulai saat diaplikasikan sampai
pada konsumen akhir (Diab et al., 2001; Durango et al, 2006;. Ribeiro et al, 2007).
Beberapa penelitian telah mempelajari penerapan pelapisan pada buah –
buahan seperti apel (Rojas – Grau et al., 2007), stroberi (Mali dan Grossmann,
2003; Tanada – Palmu dan Grosso, 2005; Riberio et al., 2007), mangga
(Srinivinasa et al., 2002; Chien et al., 2007; Dang et al ., 2008), dan kiwi (Xu et
al., 2001). Di Indonesia juga telah banyak dilakukan penelitian tentang aplikasi
edible coatings pada buah seperti pada tomat (Olly, S.H, 2008), pisang cavendish
(Budiman, 2011), dan jambu biji (Reza, N.R, 2011).
Komponen yang dapat digunakan untuk pembuatan pelapis edibel dapat
terdiri dari tiga kategori yaitu hidrokoloid, lipid dan kombinasinya (komposit).
Hidrokoloid terdiri atas protein, turunan selulosa, alginate, pektin, tepung (starch)
dan polisakarida lainnya, sedangkan dari golongan lipid antara lain lilin (waxes),
gliserol dan asam lemak (Donhowe dan Fennema 1994).
3
Pelapis yang berbasis polisakarida tidak berwarna dan bebas minyak, dan
dapat memperpanjang umur simpan buah – buahan, sayuran, produk ikan atau
daging dengan menghindari kehilangan air, dan untuk mengurangi oksidasi yang
menyebabkan ketengikan dan pecoklatan permukaan sampai batas tertentu.
Karakteristik lain yang menarik dari pelapis polisakarida adalah sifat transportasi
(permeanilitas CO2, O2, dan uap air), pengurangan susut bobot dan mengurangi
pembusukan akibat mikroba (Petersen et al, 1999;.. Dang et al, 2008).
Edible coating menggunakan bahan dasar polisakarida banyak digunakan
terutama pada buah dan sayuran, karena memiliki kemampuan bertindak sebagai
membran permeabel yang selektif terhadap pertukaran gas karbondioksida dan
oksigen. Sifat inilah yang dapat memperpanjang umur simpan karena respirasi
buah dan sayuran menjadi berkurang. Selain itu polisakarida memnghasilkan film
dengan sifat mekanik yang baik.
Namun efektivitas edible coatings pada buah tergantung dari tahap
pertama pengaturan kelarutan lapisan supaya ada keseragaman pada lapisan.
Factor – factor lain yang juga mempengaruhi efektivitas lapisan adalah
permeabilitas, dan sifat mekanis, hal ini mempertimbangka : a) kehilangan air
dalam buah, b) penurunan kadar O2 (Faber, et al., 2003) dan mengurangi produksi
etilen (Lee et al., 1996; Zagory, 1995), c) memperpanjang umur simpan buah
dengan mempertahankan komposisi CO2 (Farber et al, 2003;. Phillips, 1996), d)
meningkatkan ketahanan mekanis pelapis.
Galaktomanan umumnya terdapat pada bagian endosperm biji – bijian
yang termasuk family Leguminosae, dan juga terdapat pada biji kelapa sawit,
kelapa, kapas dan alfalfa yang dikenal dengan nama gum lucerna dan purple
medic. Polisakarida ini hamper seluruhnya larut dalam air membentuk larutan
kental dan membentuk gel jika ditambahkan garam anorganik Imisalnya garam
boraks), serta membentuk kompleks dengan pereaksi Fehling (Ketaren, 1975).
Galaktomanan berfungsi sebagai cadangan karbohidrat (Reid dan
Edward, 1995). Galaktomanan adalah suatu polimer yang mengandung unit
mannopiranosa dengan ikatan β – (1 – 4) dan unit galaktopiranosa dengan ikatan α
– (1 – 6). Polimer ini cukup panjang dan dapat meningkatkan viskositas larutan,
oleh karena itu biasanya digunakan sebanyak 1% atau kurang pada makanan
(Fennema, 1985).
Dalam tulisan ini, pelapis dari galaktomanan divaluasi dari dua spesies
tanaman (Adenanthera pavonina dan Caesalpinia pulcherrima). A. pavonina
memberikan rasio mannose/galaktosa sebesar 1,35 sedangkan galaktomanan dari
biji C. pulcherrima memberikan rasio mannose/galaktosa sebesar 2,88 (Cerqueirra
et al., 2009). Polisakarida ini merupakan alternative murah untuk mengganti zat
sintetik dan memiliki keuntungan sebagai produksi local, dekat dengan lokasi
pemanenan buah yang sedang diteliti. Aplikasi dari bahan alami ini akan
digunakan untuk memperpanjang umur simpan buah dan memberikan kontribusi
terhadap perekonomian Negara seperti Brazil.
Tulisan ini bertujuan untuk menilai kesesuaian galatomanan dari biji A.
pavonina dan C. pulcherrima untuk digunakan sebagai edible coatings pada buah
– buahan tropis yang berbeda: acerola (Malpighia glabra), caja (Spondias lutea),
mangga (Mangifera indica), pitanga (Eugenia Uniflora) dan seriguela (Spondias
purpurea) dan untuk menentukan formulasi yang paling memadai untuk melapisi
buah-buahan. Kemudian dilakukan evaluasi sifat permukaan buah setelah
4
penerapan lapisan yang berbeda (didasarkan pada macam – macam konsentrasi
campuran polisakarida dan plasticizer) dan mengoptimalkan komposisi lapisan
dalam hal kelarutan dan sifat permeabilitas. Untuk mengevaluasi sifat mekanis
dilakukan pengukuran kekuatan tarik dan perpanjangn putus dari lapisan.
5
BAHAN DAN METODE
A. Bahan
Bahan yang digunakan biji A. pavonina (AP) dan C. pulcherima (CP),
setelah dibersihkan disimpan di tempat yang sejuk dan kering.
Ekstraksi polisakarida dilakukan seperti yang dijelaskan dalam
Cerqueira et al. (2009). Biji tersebut hilangkan polongnya, dibersihkan dan
dimasukkan dalam blender. Setelah itu, endosperm itu dipisahkan secara manual
dari germ dan hull dan disuspensi dalam etanol (kemurnian 99,8%, Riedel-de
Haën, Jerman) pada 700 C selama 15 menit. Etanol didekantasi, air suling
ditambahkan dalam endosperm (1 : 5 : air), suspensi ini dibiarkan untuk
didiamkan selama kurang lebih 24 jam. Air dalam (suspensi : air) rasio volumetrik
1 : 10 adalah ditambahkan dan suspensi yang diperoleh dicampur dalam blender
selama 5 menit. Suspensi dicampur disaring melalui jaring nilon diikuti dengan
langkah sentrifugasi pada 3800 g (Sigma 4 K, B. Braun, Jerman) selama 20 menit
pada 20oC. Pengendapan dari galaktomanan dicapai dengan menambahkan
supernatan menjadi etanol (kemurnian 99,8%, Riedel-de Haën, Jerman) dengan
rasio 1 : 2. Etanol didekantasi dan endapan galaktomanan itu diliofilisasi
(Kristus, alpha 2-4, Jerman) dan disimpan di tempat yang kering.
Bahan yang digunakan untuk menyiapkan konsentrasi edible coating
adalah: galaktomanan (syang diekstrak dari A. pavonina dan C. pulcherrima
biji), gliserol 87% (Gly) (Panreac, Spanyol) dan air suling.
B. Pelapis dan Persiapan Film
Desain formulasi coating dibuat tiga tingkat faktorial dengan konsentrasi
galaktomanan dari: 0,5%, 1,0%, dan 1,5% (b / v) dan konsentrasi gliserol dari:
1,0%, 1,5% dan 2,0% (b / v). Jumlah ulangan ditentukan ketika menggambarkan
masing-masing dari metodologi yang digunakan. Konsentrasi yang dipilih
berdasarkan pada percobaan awal (data tidak ditampilkan) di mana itu ditentukan
bahwa untuk isi galaktomanan di atas 1,5% (b / v) pembubaran mereka
sangat sulit, juga untuk gliserol, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa
maksimum 2,0% akan diperlukan, sedangkan untuk nilai lebih rendah dari 0,5%
film akan terlalu rapuh.
Konsentrasi pelapisan disiapkan dengan melarutkan lyophilized
galaktomanan dalam air suling (20oC) dan penambahan plasticizer. Setiap
campuran diaduk selama 2 jam pada suhu kamar (20oC) dan dibiarkan stabil
selama 10 menit lebih pada temperatur yang sama. Film-film yang disiapkan
dengan jumlah konstan (28 mL) konsentrasi yang diletakkan ke piring kaca
diameter 9 cm. Itu film dikeringkan dalam oven pada 35 oC selama 16 jam dan
dipertahankan pada 20oC dan 50% RH sampai karakterisasi mereka.
C. Buah-buahan dan Persiapan Untuk Pengukuran Sudut Kontak
Acerola, Pitanga, seriguela, Caja dan mangga yang dibeli
dari supermarket lokal (Fortaleza, CE - Brazil). Semua buah-buahan yang
dipertahankan pada 8-10oC sampai digunakan lebih lanjut. Buah yang dipilih
memiliki keseragaman, ukuran, warna (dan tidak adanya kerusakan dan infeksi
jamur. Sebelum pengujian, buah diletakkan pada suhu kamar (20oC) dan
permukaannya dibersihkan dengan air suling. Bagian tipis dari permukaan luar
6
(kulit) dari buah dipotong dengan pisau dan ditempatkan pada piring kaca untuk
pengukuran sudut kontak.
D. Nilai Kritis Ketegangan Permukaan Kulit Buah
Menurut Zisman (1964), dalam sistem yang memiliki tegangan
permukaan lebih rendah dari 100 mN m-1 (energi permukaan rendah), sudut
kontak dibentuk oleh setetes cairan pada permukaan padat akan menjadi fungsi
linear dari tegangan permukaan cairan, CLV, (di mana fase V adalah udara
jenuh dengan cairan uap, L). Metode Zisman berlaku
hanya untuk energi permukaan rendah, karena itu perlu menentukan energi
permukaan buah.
Untuk cairan murni, jika interaksi polar dan dispersif diketahui, dan jika
ᶱ adalah sudut kontak antara yang cair dan padat, interaksi dapat digambarkan
dalam hal kejadian reversibel adhesi, Wa, seperti:
dimana dan adalah kontribusi polar dan dispersif dari permukaan padat
dipelajari. Mengatur ulang Eq. (1), hasil:
Penentuan sudut kontak (lihat Bagian E) dari setidaknya tiga senyawa
murni: Bromonaphthalene (Merck, Jerman), formamida (Merck, Jerman) dan air
murni ultra, pada permukaan buah (kulit buah) dikombinasikan dengan setiap
dispersif dan nilai komponen polar, akan memungkinkan perhitungan dari kedua
variabel independen, dan variabel dependen, dari Persamaan. (2).
Tegangan permukaan, dispersif dan komponen polar itu, masing-masing,
72.10, 19.90 dan 52.20 mN m-1
untuk air, 44.40, 44.40 dan 0,00 mN m-1
untuk
Bromonaphthalene dan 56.90, 23.50 dan 33,40 mN m-1
untuk formamida
(Busscher et al., 1984). Estimasi nilai kritis tegangan permukaan (ƔC) dilakukan
dengan ekstrapolasi dari plot Zisman (Zisman, 1964). Plot Zisman
telah lama digunakan untuk mengkarakterisasi kelarutan dari energi
permukaan rendah. Plot Zisman diperoleh dengan memplot kosinus
dari sudut kontak cairan murni pada permukaan padat untuk dipelajari
terhadap tegangan permukaan dari seri yang sama dari cairan. Kurva ini dengan
cos h = 1 dikenal sebagai nilai kritis tegangan permukaan (ƔC). Nilai kritis
tegangan permukaan adalah titik imajiner nilai Ɣsv dan sering digunakan untuk
menggambarkan kelarutan tersebut dari permukaan. Ini merupakan nilai ƔLV dari
cairan di atas yang penyebaran ini cair dalam permukaan padat. Nilai kritis
tegangan permukaan (ƔC) didefinisikan sebagai:
7
E. Kelarutan Kelarutan diperoleh dengan menentukan nilai-nilai dari koefisien
penyebaran (Ws) dan gaya adhesi (Wa) dan kohesi (Wc). Kekuatan perekat
membuat cairan menyebar dalam permukaan padat dan kekuatan kohesif
menyebabkan kontraksi. Kelarutan dari konsentrasi akan tergantung
pada keseimbangan antara kekuatan - kekuatan. Tegangan permukaan dari
konsentrasi pelapisan diukur dengan metode penurunan liontin menggunakan
pendekatan Laplace-Young (Song dan Springer, 1996).
Sudut kontak dari setetes cairan pada permukaan padat didefinisikan
oleh keseimbangan mekanik di bawah tindakan dari tiga ketegangan
antarpermukaan: solid-uap (ƔSV), padat-cair (ƔSL), dan cair-uap (ƔLV).
Keseimbangan koefisien penyebaran (Ws) didefinisikan oleh Persamaan. (4)
(Rulon dan Robert, 1993), dan hanya dapat menjadi negatif atau nol:
dimana Wa dan Wc adalah kerja adhesi dan kohesi, didefinisikan oleh Pers. (5)
dan (6), masing-masing
Sudut kontak dan tegangan permukaan cair-uap (ƔLV) diukur dalam
meter muka kontak sudut (OCA 20, Dataphysics, Jerman). Sampel dari lapisan
diambil dengan 500 µL jarum suntik (Hamilton, Swiss), dengan jarum diameter
0,75 mm. Sudut kontak pada permukaan buah diukur dengan metode penurunan
sessile (Newman dan Kwok, 1999), di mana tetesan cairan uji ditempatkan pada
permkaan horisontal dan diamati dengan meteran kontak wajah sudut.
Pengukuran dibuat dalam waktu kurang dari 30 detik. Sepuluh ulangan kontak
sudut dan permukaan pengukuran tegangan diperoleh pada 21,3 ± 0,5oC.
F. Ketebalan Film Ketebalan film diukur dengan mikrometer digital (Mitutoyo, Jepang).
Lima pengukuran ketebalan diambil pada setiap sampel pengujian yang berbeda,
poin yang dipilih secara acak. Nilai rata-rata digunakan untuk menghitung
permeabilitas uap air (WVP), permeabilitas oksigen (O2P), permeabilitas karbon
dioksida (CO2P) dan kekuatan tarik (TS).
G. Pengukuran Permeabilitas uap air (WVP) Pengukuran permeabilitas uap air (WVP) ditentukan secara gravimetri
didasarkan pada ASTM E96-92 metode (McHugh et al, 1993;.. Guillard et al,
2003). Film ini telah disegel di bagian atas sel permeasi yang mengandung air
suling (100% RH; 2.337 Pa tekanan uap pada 20oC), ditempatkan di
suatu desikator pada 20oC dan RH 0% (0 Pa uap air tekanan) mengandung silika.
Sel-sel ditimbang pada interval 2 jam selama 10 jam. Tekanan air diasumsikan
pada kondisi steady state dan seragam dengan mempertahankan sirkulasi udara
konstan luar sel uji dengan menggunakan miniatur kipas di dalam desikator
8
(McHugh et al., 1993). Kemiringan penurunan berat badan terhadap waktu
diperoleh oleh regresi linier. Tiga ulangan diperoleh
untuk setiap sampel.
H. Permeabilitas Oksigen dan permeabilitas karbon dioksida Permeabilitas oksigen (O2P) dan permeabilitas karbon dioksida
(CO2P) ditentukan berdasarkan pada metodeASTM D 3985-02 (2002). Film-film
yang disegel antara dua kamar, masing-masing memiliki dua saluran. Dalam
chamber O2 rendah (atau CO2) yang diberikan terkontrol (J & W Scientific, ADM
2000, USA) laju alir untuk mempertahankan tekanan yang konstan dalam
kompartemen. Ruang lain yang dibersihkan oleh aliran nitrogen, juga di aliran
dikontrol. Nitrogen bertindak sebagai pembawa O2 (atau CO2).
Dalam kasus pengukuran O2P, aliran meninggalkan ruangan ini
terhubung ke sebuah sensor O2 (Mettler Toledo, Suisse) yang diukur konsentrasi
O2 dalam aliran on-line. Dalam kasus CO2P aliran meninggalkan ruang ini
dikumpulkan dalam jarum suntik untuk kuantifikasi CO2. Untuk menentukan
konsentrasi CO2, 1 mL sampel diinjeksikan dalam kromatografi gas (Chrompack
9001, Middelburg, Belanda) pada 110OC dengan kolom Porapak Q 80 /
100 mesh 2 m x 1/8” x 2 mm SS, menggunakan detektor ionisasi nyala
(FID) pada 110oC. Helium pada 23 mL min
-1 digunakan sebagai gas pembawa.
Campuran standar mengandung CO2 10%, O2 20% dan N2 70% digunakan
untuk kalibrasi.
Arus dari dua chamber yang terhubung ke manometer untuk menjamin
persamaan tekanan (baik pada 1 atm) antara kedua kompartemen. O2 (dan CO2)
dilakukan terus menerus oleh aliran nitrogen, itu dianggap bahwa tekanan parsial
O2 (dan CO2) di kompartemen atas adalah nol, sehingga ΔP adalah sama dengan 1
atm. Tiga ulangan yang diperoleh untuk setiap sampel, dalam setiap kasus (O2P
dan CO2P).
I. Sifat mekanis - kekuatan tarik (TS) dan perpanjangan saat istirahat (E) TS dan E diukur dengan Universal Testing Machine Instron (Model
4500, Instron Corporation) mengikuti pedoman ASTM D 882-91 (1991).
Pemisahan pegangan awal ditetapkan pada 30 mm kecepatan kecepatan crosshead
ditetapkan sebesar 5 mm min-1
. TS disajikan dalam MPa dan dihitung dengan
membagi beban maksimum (N) dengan luas penampang awal (m2) dari spesimen.
E dihitung sebagai rasio dari panjang akhir pada titik sampel pecah dengan
panjang awal spesimen (30 mm) dan dinyatakan dalam persentase. Menurut
standar ASTM film strip, dengan panjang 45 mm dan lebar 20 mm yang
digunakan. TS dan E tes diulang sepuluh kali untuk setiap sampel.
J. Analisis Statistik Analisis statistik dari data dilakukan dengan menggunakan Analisis
Varians (ANOVA), Uji Tukey (p <0,05) dan analisis regresi (SigmaStat, versi
trial, 2003, USA).
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Tegangan Permukaan dan Nilai Kritis Tegangan Permukaan Kulit Buah
Tegangan permukaan yang diperoleh saling mendekati, tetapi ada
perbedaan antara komponen polar dan komponen dispersif (Tabel 1).
Tabel 1. Nilai Tegangan Permukaan dan Nilai Kritis Tegangan Permukaan
Semua buah menunjukkan komponen dispersif yang lebih tinggi. Ini
menunjukkan kemampuan permukaan buah untuk berpartisipasi dalam interaksi
non-polar. Hal ini juga dibuktikan oleh Ribeiro et al. (2007) pada stroberi, dimana
komponen dispersif lebih tinggi dari komponen polar. Permukaan dengan
karakteristik ini akan berinteraksi dengan cairan karena gaya dispersi yang dapat
mempengaruhi efektifitas penyebaran lapisan pada permukaan buah:
kompatibilitas polaritas (apolar atau polar) permukaan dan lapisan sehingga
mungkin memainkan peran penting dalam kelarutan dari permukaan oleh cairan
dan mungkin kondisi komposisi yang terakhir.
Pada penelitian ini, buah yang menunjukkan nilai-nilai interaksi polar
yang lebih tinggi adalah acerola dan seriguela, sementara mangga menunjukkan
nilai terendah dari komponen polar, hal ini menunjukkan kemampuan terendah
untuk berpartisipasi dalam interaksi polar. Meskipun secara statistik perbedaan ini
signifikan, namun tidak cukup untuk memaksakan perilaku yang sangat berbeda
dari permukaan terhadap konsentrasi lapisan. Hipotesis ini didukung oleh
hasil yang disajikan dalam Tabel 2, di mana ada perbedaan yang jelas ditunjukkan
antara nilai Ws untuk buah - buahan dan pelapis.
Tabel 1 juga menunjukkan nilai kritis tegangan permukaan yang
diperoleh untuk setiap buah, yang bervariasi antara 9,39 dan 23,92 mN m-1.
Acerola menunjukkan nilai terendah dan Caja yang tertinggi. Nilai-nilai yang
diperoleh mendekati nilai kritis tegangan permukaan dari apel (18,70 mN m-1)
dan jeruk (20,00 mN m-1) disajikan oleh Choi et al. (2002), kecuali untuk Acerola
dan Pitanga yang menyajikan nilai yang lebih rendah.
Nilai-nilai kritis tegangan permukaan harus lebih rendah dari nilai-nilai
tegangan permukaan (Dann, 1970), yang berlaku untuk semua buah yang
digunakan dalam penelitian. Dalam semua kasus, adalah mungkin untuk
menyimpulkan bahwa buah yang memiliki energi permukaan rendah (yaitu, di
bawah 100 m mN m-1) yang berarti bahwa metode Zisman berlaku.
10
B. Kelarutan
Penentuan kelarutan dilakukan dengan berbagai konsentrasi
galaktomanan untuk berbagai konsentrasi plasticizer. Kelarutan tersebut dipelajari
dengan menentukan nilai-nilai koefisien penyebaran (Ws). Koefisien penyebaran
(Ws) dari konsentrasi galaktomanan dan gliserol diterapkan pada setiap buah
seperti disajikan dalam Tabel 2 dan 3. Bila secara statistik tidak ada perbedaan
signifikan antara konsentrasi galaktomanan, telah diasumsikan bahwa keduanya
sama-sama baik dalam hal kelarutan dan diferensiasi mereka harus dibuat
berdasarkan kriteria lain (seperti permeabilitas terhadap gas, yang akan disajikan
kemudian). Hasil menunjukkan bahwa nilai-nilai Ws cukup baik tergantung pada
sumber dan konsentrasi galaktomanan dan buah yang diuji. Konsentrasi dengan
nilai yang lebih rendah dari galaktomanan A. pavonina (AP) menunjukkan lebih
baik (lebih tinggi) nilai (p <0,05) dari Ws bagi buah dengan nilai komponen polar
yang lebih tinggi dari (acerola dan seriguela). Dalam kasus galaktomanan C.
pulcherrima yang nilainya lebih baik di Ws mangga (komponen polar rendah)
dicapai untuk konsentrasi galaktomanan dari 1,5%.
Hasil ini terkait dengan polaritas larutan berair, dengan peningkatan
dalam konsentrasi galaktomanan polaritas konsentrasi menurun membuat mereka
lebih mampu untuk melapisi permukaan non-polar (permukaan mangga tersebut).
Tabel 2 menampilkan nilai-nilai Ws diperoleh dengan menggunakan
galaktomanan dari (AP). Acerola menyajikan nilai terbaik dari Ws ketika dilapisi
dengan konsentrasi 0,5% galaktomanan dan gliserol 1,0%, seriguela menyajikan
nilai terbaik dengan konsentrasi galaktomanan yang sama dan 1,5% gliserol.
Untuk mangga, Pitanga dan Caja konsentrasi 0,5%, 1,0% dan 1,5% galaktomanan
tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan secara statistik, menunjukkan nilai-
nilai yang baik dari Ws untuk konsentrasi galaktomanan dan gliserol yang
berbeda. Ketika galaktomanan C. pulcherrima (CP) yang digunakan, nilai Ws
(Tabel 3) menyajikan perbedaan yang signifikan secara statistik untuk setiap buah,
sebuah konsentrasi tunggal ditemukan dalam setiap kasus, memiliki nilai yang
lebih rendah dari Ws. Dalam semua kasus, dengan pengecualian mangga (Nilai
Ws terbaik diperoleh dengan 1,5% galaktomanan) nilai terbaik dari Ws diperoleh
dengan larutan yang mengandung 0,5% galaktomanan. Yang terbaik dari pelapis
A. pavonina dan C. pulcherrima dalam hal kelarutan (diwakili oleh koefisien
penyebaran - Ws) kemudian dianalisis permeabilitas uap air, oksigen dan karbon
dioksida, menurut kriteria yang disebutkan di bawah.
11
Tabel 2. Koefisien Penyebaran (Ws) diperoleh untuk konsentrasi
galaktomanan A. pavonina dan gliserol pada buah
Tabel 3. Koefisien Penyebaran (Ws) diperoleh untuk konsentrasi
galaktomanan C. pilcherrima dan gliserol
C. Permeabilitas uap air (WVP)
Permeabilitas uap air adalah yang paling banyak dipelajari
dalam edible coatings terutama karena pentingnya air dalam reaksi yang dapat
merusak. Tabel 4 menunjukkan bahwa perubahan nilai-nilai WVP dengan
menggunakan konsentrasi yang berbeda dari gliserol dalam konsentrasi
galaktomanan seperti untuk konsentrasi gliserol yang lebih tinggi peningkatan
WVP terjadi. Perbedaan-perbedaan ini secara statistik signifikan ketika
konsentrasi plasticizer meningkat dari 1,0% menjadi 2,0%. Gontard et al. (1993)
menjelaskan bahwa efek gliserol dapat dikaitkan dengan sifat senyawa hidrofilik
ini yang mendukung adsorpsi molekul air. Gliserol, melalui aksi plasticizing nya,
mengubah jaringan polimer menciptakan daerah mobile dengan jarak besar,
mempromosikan pengelompokan air dengan bersaing dengan air di lokasi polimer
matriks aktif dan pembentukan microcavities dalam struktur jaringan polimer
(Diab et al., 2001). Peningkatan WVP dari edible coatings didukung oleh
meningkatnya konsentrasi plasticizer juga telah dilaporkan terjadi di film berbasis
pati (Mali et al, 2006.), pullulan film (Diab et al., 2001), film gluten gandum
(Gontard et al, 1993; Cherian et al, 1995), film berbasis selulosa (Park dan
12
Chinnan, 1995) locust bean gum films (Aydinli dan Tutas, 2000) dan campuran
sodium caseinate / pati (Arvanitoyannis dan Biliaderis, 1998).
Peningkatan konsentrasi galaktomanan AP dan CP, untuk konsentrasi
gliserol yang sama, sesuai dengan penurunan WVP, mungkin karena jaringan gel
kuat, di mana molekul polisakarida lebih dekat, membentuk lebih kohesif
struktur film. Perbedaan ini sangat signifikan secara statistik ketika perubahan
peningkatan konsentrasi galaktomanan dari 0,5% menjadi 1,5% (Tabel 4).
Formulasi menampilkan nilai yang lebih rendah dari WVP adalah: CP 0,5% -
1,0% Gly, CP 1,5% - 2,0% Gly, AP 0,5% - 1,0% Gly, 1,0% AP - 1,0% dan 1,5%
Gly AP - 1.0 Gly.
Nilai WVP yang diperoleh untuk film galaktomanan berada di standard
dengan yang dilaporkan untuk galaktomanan lain dan film polisakarida. Aydinli
dan Tutas (2000) diperoleh nilai WVP berkisar antara 3,2 dan 1,8 (10 -11
g m -1
s-1
Pa-1
) untuk locust bean gum films (≈1,0% w/v) dengan polyethylene glycol (≈0.4%
dan 1,7% (v/v)). Dalam penelitian lainnya, film berbasis pati jagung (5%) dengan
gliserol (1.4%) disajikan nilai WVP dari 8,7 (10-11
gm 1 s-1
Pa? 1) (Garcia et al,
2006.).
D. Permeabilitas Oksigen (O2P)
Oksigen merupakan faktor kunci untuk oksidasi, yang bertanggung jawab
untuk perubahan bau, warna, rasa dan kerusakan nutrisi makanan. Oleh karena itu,
film yang memberikan penghalang oksigen yang tepat dapat membantu dalam
meningkatkan kualitas makanan dan memperpanjang umur simpan makanan.
Tabel 4 menyajikan O2P yang diukur untuk lapisan dipilih dari AP dan CP. Hal
ini diketahui bahwa peningkatan konsentrasi galaktomanan berkontribusi terhadap
penurunan permeabilitas, sementara itu biasanya diterima bahwa konsentrasi yang
lebih tinggi dari O2P gliserol meningkat (karena tidak dengan WVP, seperti yang
ditunjukkan sebelumnya) (Caner et al, 1998;. Kester dan Fennema, 1986). Secara
umum, sampel dengan konsentrasi plasticizer yang lebih tinggi memiliki nilai O2P
lebih tinggi dari daripada sampel dengan menurunkan konsentrasi plasticizer.
Hasil ini dapat dijelaskan oleh sifat apolar dari molekul oksigen yang tidak
berinteraksi dengan sifat polar dari molekul gliserol, meningkatkan permeabilitas
film pada oksigen. Hasil yang sama juga diperoleh oleh Caner et al. (1998) dan
Kester dan Fennema (1986) bahwa plasticizer menurunkan atraksi antarmolekul
antara polimer rantai, memfasilitasi penetrasi molekul gas. Pada kasus sekarang,
efek dari sumber galaktomanan tampaknya telah melampaui pengaruh konsentrasi
gliserol, memiliki perbedaan signifikan secara statistik antara O2P dari film dari
galaktomanan AP dan CP. Perbedaan ini dapat dijelaskan oleh konstitusi rantai
polimer berbeda dua galaktomanan; galaktomanan AP memiliki rasio mannose /
galaktosa lebih rendah dari galaktomanan CP: masing-masing 1,35 dan 1,85
(Mikkonen et al, 2007;. Cerqueira et al, 2009). Nilai-nilai terendah dari O2P
13
diperoleh dengan tiga formulasi: AP 1,0% - 1,0% Gly, AP 1,5% - 1,0% Gly dan
AP 1,5% - 1,5% Gly.
E. Permeabilitas Karbondioksida (CO2P)
Karbon dioksida sangat penting untuk respirasi jaringan hidup dan nilai
yang lebih tinggi dari CO2P dapat menunda pelunakan buah (Holcroft
dan Kader, 1999). Tabel 4 menunjukkan nilai CO2P untuk konsentrasi
polisakarida yang diuji. Hasil tampaknya menunjukkan bahwa larutan plasticizer
dengan konsentrasi yang lebih tinggi memproduksi film dengan nilai CO2P yang
lebih rendah. Pengaruh konsentrasi gliserol tampaknya, sejauh ini,
yang paling penting yang mempengaruhi CO2P. Efek kebalikan dari konsentrasi
gliserol untuk WVP dan O2P; film-film yang menunjukkan O2P rendah
menunjukkan CO2P tinggi. Ketika konsentrasi gliserol meningkat WVP dan O2P
meningkat dan CO2P menurun mungkin sebagai akibat dari polar dan sifat ikatan
hidrogen dari molekul gliserol. Nilai tertinggi CO2P diperoleh dengan formulasi:
1,5% AP - 1,0% Gly.
Berdasarkan kriteria sebelumnya disajikan - nilai kelarutan tinggi,
permeabilitas uap air rendah, O2P rendah dan CO2P tinggi - berikut komposisi
lapisan / film yang dipilih untuk menjadi paling memadai untuk setiap buah:
acerola - 0,5% dan 1,0% AP Gly; Caja - 1,0% dan 1,0% AP Gly, mangga dan
Pitanga - 1,5% dan AP 1,0% Gly, dan seriguela - 0,5 CP dan 1,5 Gly (Tabel 4).
Tabel 4. Permeabilitas Uap Air, O2,CO2, dan Ketebalan Film
F. Sifat mekanis
Nilai - nilai TS dan E film diukur untuk setiap buah (Tabel 4). Gambar. 1
menunjukkan bahwa nilai-nilai TS meningkat dengan peningkatan konsentrasi
galaktomanan untuk film AP. Membandingkan nilai TS antara film dari AP dan
CP, Gambar. 1 menunjukkan bahwa film dari CP dengan konsentrasi
0,5% galaktomanan dan 1,5% gliserol tidak berbeda secara statistik (p> 0,05)
dengan film AP dengan konsentrasi 1,5% galaktomanan dan 1,0% gliserol, ini
mungkin karena dengan struktur yang kurang sesuai dari galaktomanan CP
14
(mannose / galaktosa rasio 2,88) bila dibandingkan dengan struktur
AP (mannose / galaktosa rasio 1,35), karena sifatnya kurang bercabang,
mungkin lebih rentan untuk membangun obligasi antarmolekul daripada yang
terakhir, sehingga memberikan nilai film TS yang sama meskipun konsentrasi
galaktomanan rendah. Hasil serupa diperoleh Mikkonen et al. (2007) ketika
membandingkan film TS locust bean gum films (mannose / galaktosa 3,5) dan
guar gum (mannose / galaktosa 1,5). Film CP menyajikan nilai E yang lebih tinggi
(Gambar 2), yang dapat dijelaskan oleh isi gliserol yang tinggi, tetapi juga lebih
fleksibel, kurang diganti struktur galaktomanan CP bila dibandingkan dengan
yang ada pada AP galaktomanan, namun, dari data itu tidak mungkin untuk
menyimpulkan mana dari dua efek yang paling mempengaruhi nilai
E.
Kecenderungan serupa telah dilaporkan oleh Mikkonen et al.
(2007), yang telah menunjukkan bahwa locust bean gum films lebih fleksibel
daripada film guar gum.Nilai-nilai yang diperoleh sesuai dengan penelitian yang
dilaporkan lainnya yang menggunakan film polisakarida. Srinivasa et al. (2007)
menunjukkan bahwa film kitosan, dengan gliserol sebagai plasticizer, memiliki
nilai 14.14 MPa dan 34,00%, untuk TS dan E, masing-masing.
Garcia et al. (2006) menunjukkan bahwa film dengan rasio yang berbeda
dari pati jagung, kitosan dan gliserol telah mulai nilai 60,7-7,1 MPa untuk TS
15
dan nilai-nilai berkisar antara 22,5 dan 3,0% untuk E, dengan film
dibentuk oleh pati jagung dan TS gliserol menyajikan nilai-nilai dan E lebih dekat
dengan film dari galaktomanan.
16
KESIMPULAN
Formulasi pelapisan terbaik untuk masing-masing buah diteliti adalah:
acerola - 0,5% A. pavonina dan 1,0% gliserol, Caja - 1,0% A. pavonina dan 1,0%
gliserol, mangga dan Pitanga - 1,5% A. pavonina dan 1,0% gliserol, dan seriguela
- 0,5% C. Pulcherrima dan 1,5% gliserol. Formulasi ini harus diterapkan baik
dengan perendaman atau disemprotkan pada buah-buahan dan biarkan kering di
suhu kamar selama 3 jam.
Telah terbukti bahwa galaktomanan baru diekstrak dari AP dan CP dapat
diterapkan pada buah berdasarkan sifat permukaan. Pekerjaan di masa depan
harus mencakup studi umur simpan untuk menunjukkan efek positif yang
diharapkan dari aplikasi coating pada buah: memperpanjang ekstensi umur
simpan dan meningkatkan mutu sensori.
17
DAFTARPUSTAKA
Bayu,A. R., Ni Ayan Santi Dewi., Kristinah Haryani. 2012. Pemanfaatan Tepung
Glukomannan dari Umbi Iles – iles (Amorphallus oncophyllus)
sebagaiBahan Baku Pembuatan Edible Film. Jurnal Teknologi Kimia da
Industri, Vol. 1 No. 1, 401 – 411.
Budiman. 2011. Aplikasi Pati Singkong Sebagai Bahan Baku Edible Coating
Untuk Memperpanjang Umur Simpan Pisang Cavendish (Musa
cavendishii.). Skripsi. Fakultas Pertanian,IPB,Bogor.
Cerqueira,M.A., Alvaro M.Lima., Jose A.Teixeira.,Renato A.Moreira., Antonio
A.Vicente. Suitability of novel galactomannans as edible coatings for
tropical fruits. Journal of Food Engineering 94 (2009) 372–378
Fennema, O.R. (ed.). 1985. Principles of Food Science. Marcell Dekker, New
York.
Ketaren, S. 1975. Gum Sumber dan Peranannya. Departemen Teknologi Hasil
Pertanian, Fateta, IPB, Bogor.
Olly, S.H. 2008. Kajian Pengurangan Gejala Chilling Injury Tomat yang
Disimpan pada Suhu Rendah. Tesis. Sekolah Pascasarjana, IPB, Bogor.
Reza,N. R. 2011. Penyimpanan Jambu Biji Crystal Terolah Minimal Dan Berlapis
Edibel Dalam Kemasan Atmosfer Termodifikasi. Tesis. Sekolah
Pascasarjana, IPB, Bogor.