Active Packaging

19
A. Pengertian Pengemasan Pengemasan disebut juga pembungkusan, pewadahan atau pengepakan, dan merupakan salah satu cara pengawetan bahan hasil pertanian, karena pengemasan dapat memperpanjang umur simpan bahan. Pengemasan adalah wadah atau pembungkus yang dapat membantu mencegah atau mengurangi terjadinya kerusakankerusakan pada bahan yang dikemas / dibungkusnya. Sebelum dibuat oleh manusia, alam juga telah menyediakan kemasan untuk bahan pangan, seperti jagung dengan kelobotnya, buah-buahan dengan kulitnya, buah kelapa dengan sabut dan tempurung, polong-polongan dengan kulit polong dan lain- lain. Dalam dunia moderen seperti sekarang ini, masalah kemasan menjadi bagian kehidupan masyarakat sehari-hari, terutama dalam hubungannya dengan produk pangan. Sejalan dengan itu pengemasan telah berkembang dengan pesat menjadi bidang ilmu dan teknologi yang makin canggih. Ruang lingkup bidang pengemasan saat ini juga sudah semakin luas, dari mulai bahan yang sangat bervariasi hingga model atau bentuk dan teknologi pengemasan yang semakin canggih dan menarik. Bahan kemasan yang digunakan bervariasi dari bahan kertas, plastik, gelas, logam, fiber hingga bahan-bahan yang dilaminasi. Namun demikian pemakaian bahan-bahan seperti papan kayu, karung goni, kain, kulit kayu , daun-daunan dan pelepah dan bahkan sampai barang-barang bekas seperti koran dan plastik bekas yang tidak etis dan hiegenis juga digunakan sebagai bahan pengemas produk pangan. Bentuk dan teknologi kemasan juga bervariasi dari kemasan botol, kaleng, tetrapak, corrugated box, kemasan vakum, kemasan aseptik, kaleng bertekanan, kemasan tabung hingga kemasan aktif dan pintar (active and intelligent packaging) yang dapat menyesuaikan kondisi lingkungan di dalam kemasan dengan kebutuhan produk yang dikemas. B. Pengertian Active packqaging

Transcript of Active Packaging

Page 1: Active Packaging

A. Pengertian Pengemasan

Pengemasan disebut juga pembungkusan, pewadahan atau pengepakan, dan

merupakan salah satu cara pengawetan bahan hasil pertanian, karena pengemasan dapat

memperpanjang umur simpan bahan. Pengemasan adalah wadah atau pembungkus yang

dapat membantu mencegah atau mengurangi terjadinya kerusakankerusakan pada bahan

yang dikemas / dibungkusnya. Sebelum dibuat oleh manusia, alam juga telah menyediakan

kemasan untuk bahan pangan, seperti jagung dengan kelobotnya, buah-buahan dengan

kulitnya, buah kelapa dengan sabut dan tempurung, polong-polongan dengan kulit polong

dan lain- lain.

Dalam dunia moderen seperti sekarang ini, masalah kemasan menjadi bagian

kehidupan masyarakat sehari-hari, terutama dalam hubungannya dengan produk pangan.

Sejalan dengan itu pengemasan telah berkembang dengan pesat menjadi bidang ilmu dan

teknologi yang makin canggih. Ruang lingkup bidang pengemasan saat ini juga sudah

semakin luas, dari mulai bahan yang sangat bervariasi hingga model atau bentuk dan

teknologi pengemasan yang semakin canggih dan menarik. Bahan kemasan yang

digunakan bervariasi dari bahan kertas, plastik, gelas, logam, fiber hingga bahan-bahan

yang dilaminasi. Namun demikian pemakaian bahan-bahan seperti papan kayu, karung

goni, kain, kulit kayu , daun-daunan dan pelepah dan bahkan sampai barang-barang bekas

seperti koran dan plastik bekas yang tidak etis dan hiegenis juga digunakan sebagai bahan

pengemas produk pangan. Bentuk dan teknologi kemasan juga bervariasi dari kemasan

botol, kaleng, tetrapak, corrugated box, kemasan vakum, kemasan aseptik, kaleng

bertekanan, kemasan tabung hingga kemasan aktif dan pintar (active and intelligent

packaging) yang dapat menyesuaikan kondisi lingkungan di dalam kemasan dengan

kebutuhan produk yang dikemas.

B. Pengertian Active packqaging

Active packaging adalah emasan yang dibuat sedemikian rupa untuk mengatasi

masalah yang dijumpai dalam produksi dan distribusi pangan serta dapat memperpanjang

masa simpan atau meningkatkan keamanan pangan atau sifat organoleptik. Misal : O2

absorber, moisture regulators, CO2 absorber, aldehyde scavengers, sulfite scavengers, heat

releasers, antimicrobial-releasing systems, antioxidant releasers, flavor releasers, color

releasers dan lain-lain.

Active Packaging mengacu pada memasukkan bahan tambahan tertentu kedalam

film kemasan atau dalam wadah kemasan dengan tujuan menjaga dan memperpanjang

umur simpan produk.

Page 2: Active Packaging

Pengemasan dikatakan aktif saat pengemasan tersebut menunjukkan beberapa

peran yang diinginkan dalam pengawetan pangan (lain dari menyediakan barrier inert

terhadap kondisi eksternal)

Active packaging adalah teknik kemasan yang mempunyai sebuah indikator

eksternal atau internal untuk menunjukkan secara aktif perubahan produk serta menentukan

mutunya. Dalam active packaging bahan-bahan didesain untuk melepas komponen-

komponen aktif ke dalam makanan, seperti antioksidan, aroma, warna . Kemasan akif

disebut sebagai kemasan interaktif karena adanya interaksi aktif dari bahan kemasan

dengan bahan pangan yang dikemas. Pengemasan aktif biasanya mempunyai bahan

1. penyerap O2 (oxygen scavangers)

2. penyerap atau penambah (generator) CO2

3. ethanol emiters,

4. penyerap etilen,

5. penyerap air

6. bahan antimikroba,

7. heating/cooling

8. bahan penyerap (absorber)

9. Bahan yang dapat mengeluarkan aroma/flavor

10. pelindung cahaya (photochromic).

Kemasan aktif juga dilengkapi dengan indikator- indikator yaitu :

- time-temperature indikator yang dipasang di permukaan kemasan

- indikator O2

- 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 berinteraksi

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 yang diharapkan dari kemasan aktif saat ini adalah :

- Mempertahankan integritas dan mencegah secara aktif kerusakan produk

(memperpanjang umur simpan)

- Meningkatkan atribut produk (misalnya penampilan, rasa, flavor, aroma dan lain-lain)

- Memberikan respon secara aktif terhadap perubahan produk atau lingkungan kemasan

Page 3: Active Packaging

- Mengkomunikasikan informasi produk, riwayat produk (product history) atau kondisi untuk

penggunanya.

- Memudahkan dalam membuka

Gambar kemasan aktif pada produk pangan

Fungsi kemasan aktif ( Active Packaging ) terutama digunakan untuk mengontrol

kelembaban dikarenakan untuk makanan dengan kelembaban tinggi seperti buah dan

sayuran, kemasan aktif dapat mengontrol RH pada kemasan, memperlambat hilangnya

kelembaban, memperlambat lebihnya kelembaban pada headspace dan celah-celah yang

memungkinkan mikroba untuk tumbuh sehingga dengan terkontrolnya kelembaban umur

simpan atau masa simpan produk bisa lama.

B. Teknik-teknik yang digunakan dalam Active Packaging

1. Absorber Oksigen

Dalam active packaging digunkan absorber oksigen yang umumnya digunakan

untuk menyerap oksigen pada bahan-bahan pangan seperti hamburger, pasta segar, mie,

kentang goreng, daging 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, daging

ham yang dimasak dimana pertumbuhan jamur dan perubahan warna merupakan masalah

utamanya.

Keuntungan penggunaan absorber oksigen pada active packaging 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 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

Page 4: Active Packaging

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.

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 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.

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.

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.

Page 5: Active Packaging

Gambar absorber oksigen

Pada absorber oksigen mengunakan system oksigen scavenger, untuk

menghilangkan O2 dan memperlambat reaksi oksidasi, biasanya pada produk-produk

makanan sachets seperti jerky, pepperoni, pasta, dan produk bakery, dan pada material

kemasan plastic beer, botol ,pasta, retortable pouched an tray. Scavenger Scavenging

system dapat menyerap substansi, seperti air dan oksigen dengan tujuan untuk

memperpanjang umur (shelf life) atau menjaga kesegaran (freshness) dan kualitas makanan

contohnya adalah : pengontrol moisture, edible, anti microba films, penyerap

ethylene .Perilaku migrasi komponen aktif dari dua produk penangkap oksigen (oxygen-

scavenging) 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.

Fungsi dari Oxygen Scavenger sendiri adalah

1. Mencegah Oksidasi

Page 6: Active Packaging

Dalam pencegahan oksidasi oksigen scavenger harus bisa:

- Mencegah bau tengik pada minyak dan lemak

- Mencegah kehilangan warna pada produk daging dan tumbuhan serta mencegah

kehilangan rasa

- Mencegah kehilangan nutrisi

2. Mencegah kerusakan akibat serangga

Oksigen Scavenger sangat efektif untuk serangga karena oksigen scavenger bisa

menghilangkan oksigen yang digunakan oleh serangga untuk hidup

3. Mencegah pertumbuhan kapang dan jamur serta bakteri aerobic

Kelebihan O2 Scavanger:

- Mampu mengurangi konsentrasi oksigen hingga < 0,01% (lebih rendah daripada

konsentrasi oksigen residu yang dicapai dengan modified atmosphere packaging

(MAP) (0,3-3,0%))

- Scavenger oksigen dapat dipakai tunggal atau dengan kombinasi dengan MAP.

Kelemahan O2 scavanger :

- Kemungkinan bisa terjadi kecelakaan ingestion isi ke konsumen sehingga

menghalangi kesuksesan komersial (Amerika Utara dan Eropa)

2. Absorber dan Emittters 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, erutama 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.

3. Absorber Etilen

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

Page 7: Active Packaging

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 kerusakan-kerusakan

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.

- 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 disbanding yang dikemas tanpa mineral. Hal ini mungkin

disebabkan oleh terbukanya pori-pori dari bahan polimer oleh mineral yang terdispersi,

sehingga trejadi 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 konsnetrasi etilen selama 48 jam. Tetrazine akan berubah

warnanya jika sudah jenuh dengan etilen, sehingga dapat digunakan sebagai indikator.

4. Absorber air dan uap air

Akumulasi air pada kemasan dapat disebabkan oleh transpirasi produk hortikultura,

keluarnya air dari jaringan pada daging 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.

Page 8: Active Packaging

Lapisan absorber untuk uap air (Drip-absorber pad) biasanya digunakan untuk

pengemasan daging dan ayam, terdiri dari granula-granula polimer superabsorbent di antara

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.

C. 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 molekul-molekulnya 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 komponen-komponen produk pangan yang diinginkan, misalnya zat

gizi.

1. 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 sulpit 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

Page 9: Active Packaging

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.

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.

2. 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) .

3. 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 lactose intoleran. Penambahan enzim laktase pada bahan kemasan

susu dapat mengurangi kandungan laktosa pada susu yang dikemasnya.

4. Antimikroba Di Dalam Bahan Kemasan

Antimikroba 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

pangan.

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.

Beberapa bahan kemasan komersial yang mengandung antimikroba adalah :

- partikel keramik yang mengandung komponen aktif yaitu aluminium silikat dan perak

Page 10: Active Packaging

- bubuk kering yang dibuat dengan mengantikan 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.

D. Aplikasi Active Packaging untuk Produk Buah ( Duku)

Buah duku tergolong ke dalam buah yang memiliki masa simpan yang singkat. Buah

duku akan berwarna coklat setelah 4 hari dalam penyimpanan konvensional pada suhu

ruang (Widodo dkk., 2000; Widodo, 2004, 2005a dan b). Pengalaman penelitian (Widodo

dan Zulferiyenni, 2008) menunjukkan bahwa buah duku yang disimpan tanpa kemasan apa

pun di ruang ber-AC, dengan suhu berkisar 20ºC dan tanpa pelembab ruangan, kulit

buahnya akan berubah coklat dalam semalam.

Teknologi active packaging untuk produk buah duku

Dalam teknologi active packaging, komposisi udara di dalam kemasan diubah dengan

memasukkan bahan tambahan (additives) ke dalam kemasan. Dalam perkembangannya,

bahan tambahan tersebut dimasukkan menjadi bagian integral di dalam struktur bahan

kemasan (Han, 2002; Vermeiren dkk., 1999). Fungsi bahan tambahan tersebut adalah untuk

memperpanjang masa simpan dan mempertahankan mutu produk.

Teknologi pengemasan aktif ini pada awalnya berkembang pada bidang

penyimpanan bahan pangan jadi dan pengemasan anggur (wine). Konsumen bahan pangan

semakin lama memerlukan bahan pangan dengan mutu kesegaran yang semakin baik.

Selain itu, dengan berbagai perkembangan teknik penjualan dan distribusi semakin

memperluas jarak distribusi dan memperlama masa simpan berbagai produk dengan

Page 11: Active Packaging

kebutuhan suhu simpan yang berbeda.

Pengemasan aktif adalah suatu konsep inovatif yang mengubah kondisi

pengemasan untuk memperlama masa simpan atau meningkatkan penampakan dan

keselamatan produk, dan sekaligus mempertahankan mutu produk tetap tinggi. Untuk itu, ke

dalam kemasan dimasukkan bahan tambahan . Berbagai bahan tambahan yang dikenal

saat ini dapat berfungsi secara khusus, misalnya mampu menyerap O2 dan etilen,

menyerap dan melepas CO2, mengatur kelembapan, bersifat antimikroba, melepas

antioksidan, melepas atau penyerap flavor atau bau.

Penyerap oksigen (oxygen scavenger)

Oksigen terlibat langsung dalam respirasi. Penurunan konsentrasi O2 (atau sebaliknya,

peningkatan konsentrasi CO2) hingga konsentrasi yang belum memicu terjadinya fermentasi

menjadi salah satu parameter utama teknologi pengemasan buah. Pada umumnya,

penurunan O2 akan menurunkan laju respirasi, yang selanjutnya akan menghambat

pemasakan buah, sehingga mampu memperpanjang masa simpannya. Walaupun bahan

pangan dapat dikemas dengan teknologi MAP atau bahkan dalam kemasan vakum, cara–

cara tersebut tidak menjamin dapat menghilangkan O2 secara sempurna. Selain itu, O2

yang mampu menembus plastik kemasan tidak mampu dihilangkan dengan teknologi

kemasan tersebut. Untuk itu diperlukan penyerap oksigen yang mampu menyerap O2

pascakemas di dalam kemasan.

Pada umumnya teknologi penyerapan oksigen menggunakan satu atau lebih

konsep berikut ini: oksidasi asam askorbat, oksidasi serbuk Fe, oksidasi pewarna peka-

cahaya, oksidasi enzimatik (misalnya enzim glukose oksidase dan alkohol oksidase), asam

lemak tak jenuh (misalnya asam oleat atau linolenat, dan ragi (yeast). Di antara bahan

tambahan tersebut, asam askorbat (vitamin C) dianggap yang paling luas penerimaannya

oleh konsumen. Adapun reaksi yang akan terjadi dengan asam Laskorbat adalah: asam

dehidro L-askorbat + H2O, dengan bantuan asam L-askorbat + O2 enzim (oksidase atau

peroksidase). Artinya, dengan keberadaan asam L-askorbat aktif, O2 di dalam kemasan

akan menurun karena digunakan untuk mengoksidasi asam L askorbat. Akibatnya, respirasi

buah akan menurun, dan masa simpan dapat diperpanjang.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dengan menggunakan duku

‘Sabu’ (Widodo dkk., 2007a dan 2007b) diperoleh hasil bahwa asam L-askorbat dengan

bobot 6 mg (konsentrasi 40% dan volume 15 ml) adalah bobot asam L-askorbat yang paling

efektif sebagai bahan aditif penyerap O2 pada pengemasan aktif buah duku. Bahan aditif

Page 12: Active Packaging

asam L-askorbat ini mampu memperpanjang masa simpan 407,11 g buah duku di dalam

kemasan-kedap dengan volume 2.064,59 cm3 hingga 9 hari. Masa simpan ini tampaknya

masih dapat diperpanjang hingga 11 hari sebagaimana yang diperoleh pada penelitian

sebelumnya dengan menggunakan duku ‘Komering’ (Widodo, 2004). Bahan aditif ini dapat

diterapkan baik di dalam kemasan kedap udara maupun kemasan plastik (wrapping film)

dua lapis. Untuk mengaktifkan oksidasi asam L-askorbat dapat digunakan beberapa tetes

jus jeruk (Widodo, 2005a).

Penyerap etilen (ethylene scavenger)

Buah duku memproduksi etilen 2-6 mendorong proses senesen prematur. Untuk

memperpanjang masa simpan dan mempertahankan mutu baik secara visual maupun

organoleptik, akumulasi etilen di dalam kemasan mutlak harus dihindari.

Untuk menciptakan kondisi kemasan bebas etilen, berbagai senyawa penyerap

etilen dimasukkan ke dalam kemasan untuk membentuk pengemasan aktif. Dibandingkan

dengan bahan aditif penyerap oksigen yang banyak macamnya, penyerap etilen hanya

terdiri dari tiga macam, yaitu penyerap etilen berbahan dasar (1) KMnO4, (2) karbon aktif,

misalnya berisi PdCl, dan (3) mineral halus, seperti zeolit, monmorilonit, bentolit,

aluminosilikat yang dimasukkan sebagai bahan pembentuk kemasan film plastik. Di dalam

artikel ini hanya akan dibahas penyerap etilen berbahan dasar KMnO4,

Berdasarkan penelitian Widodo (2005b) diperoleh hasil bahwa KMnO4 bersifat

efektif jika diberikan sampai sebanyak total 200 mg KMnO4 per 368,59 g duku per 2064,59

cm3 ruang kemasan-kedap, yang mampu memperpanjang masa simpan buah duku dari 3—

5 hari (3 hari tanpa kemasan, 5 hari dalam kemasan kedap tanpa KMnO4) menjadi 9 hari.

Di dalam perkembangan penelitiannya (Widodo dkk. 2007b), bahan aditif asam L-askorbat

ternyata terbukti lebih efektif dibandingkan KMnO4 (Widodo, 2005b). Hal ini didasarkan

pada pertimbangan bahwa baik bahan aditif asam L-askorbat maupun KMnO4 sama

efektifnya dalam memperpanjang masa simpan duku dan mempertahankan kandungan

asam L-askorbat dalam buah. Namun tingkat kemanisan buah duku dengan bahan aditif

asam L-askorbat terbukti lebih tinggi daripada yang berbahan aditif KMnO4 (Widodo dkk.

2007b). Selain itu, dibandingkan dengan KMnO4, bahan aditif asam L-askorbat tampaknya

lebih aman, baik dari segi kesehatan maupun lingkungan.

Dalam aplikasinya, baik asam L-askorbat maupun KMnO4 berbentuk cair. Oleh

karena itu, mereka memerlukan bahan penyerap (adsorbers). Bahkan untuk KMnO4, bahan

penyerap menjadi sangat penting karena KMnO4 bersifat racun sehingga dalam aplikasinya

tidak boleh terkontak langsung dengan bahan pangan. Bahan penyerap yang baik haruslah

Page 13: Active Packaging

bersifat inert (tidak bereaksi) dan berluas-permukaan besar. Bahan-bahan seperti perlit,

alumina, silika gel, vermikulit, karbon aktif atau selit telah digunakan secara komersial.

Namun demikian, pada dasarnya bahanbahan lokal yang mempunyai sifat tersebut dapat

digunakan sebagai bahan penjerap. Spon (sering disebut oase, sebagai penegak dasar

bunga pada vas bunga) dan batu apung terbukti mampu bersaing dengan silica gel dan

vermikulit sebagai bahan penjerap (Widodo, 2005a). Daya serap keduanya adalah sebagai

berikut:

spon 1 ml/cm3, dan batu apung 0,3 ml/cm3.

Teknologi pengemasan duku dengan tujuan untuk memperpanjang masa simpan

terkendala oleh kepekaan kulit duku terhadap CO2. Penelitian duku hingga kurun 4 tahun

terakhir ini (Widodo, 2004; 2005a dan b; Widodo dkk., 2007a dan b; Widodo dan

Zulferiyenni, 2008) telah mampu memperpanjang masa simpan duku 9—25 hari. Rentang

masa simpan ini tampaknya sudah maksimal mengingat pola respirasi duku menunjukkan

mulai terjadinya fermentasi antara masa simpan 25—30 hari (Widodo dan Zulferiyenni,

2008). Satu-satunya kendala adalah terjadinya pencoklatan kulit buah duku segera setelah

duku dikeluarkan dari kemasannya (diistilahkan sebagai browning pascakemas). Proses ini

mampu diperlambat dari awalnya 10 detik hingga menjadi 24,46 menit dengan tambahan

perlakuan pelapisan duku dengan chitosan (Widodo dan Zulferiyenni, 2008).