BAB I

PENDAHULUAN

Sejarah

Pada awalnya, hanya karbondioksida dan nitrogen yang digunakan sebagai gas untuk

proses dan pengemasan kopi dan keju. Kemudian perusahaan Belanda berhasil melakukan

pengemasan pertama pada daging segar dengan campuran gas Oksigen, karbondioksida dan

nitrogen. Umur simpan daging adalah 6-8 hari dan penampakannya juga memuaskan tetap merah

dan terlihat segar. Alat pencampur gas (gas mixer) untuk pengemasan makanan semakin

berkembang dan saat ini alat ini telah memenuhi seluruh persyaratan teknis untuk pengemasan

pangan.

Prinsip

Controlled atmosphere packaging (CAP) merupakan salah satu jenis dari kemasan aktif.

Kemasan aktif merupakan 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.

Teknik pengemasan dengan atmosfir terkendali (CAP) dan pengemasan atmosfir

termodifikasi (MAP) hampir sama, perbedaannya hanya pada ketepatan pengendalian, karena

pada teknik atmosfir terkendali (CAP) perubahan komposisi atmosfir lebih bersifat spontan

karena aktifitas fisiologi (respirasi) dan produk hasil pertanian (produk segar) . Pada teknik

atmosfir termodifikasi, komposisi udara dengan sengaja diubah.

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 daging proses iris yang sulit dipisah-pisahkan bila dikemas

vakum. Tipe lain CAP adalah yang disebut gas flushing yaitu suatu metode penggunaan

nitrogen atau karbon dioksida yang dimasukkan dengan tekanan ke dalam kemasan terbuka atau

ruang yang mengelilingi area sealing. Tujuan utama Controlled Atmosphere Packaging (CAP)

adalah eliminasi oksigen hingga level oksigen 1% atau kurang. Hasil pengemasan juga

tergantung pada permeabilitas pengemas dan jumlah residual oksigen dalam daging. Diskolorasi

dapat terjadi karena residual oksigen di dalam pengemas vakum dan nitrogen atmosfer jika

pengemas diekspose ke cahaya langsung setelah pengemasan.

Latar belakang

Saat ini permintaan konsumen akan kemasan bahan pangan adalah teknik 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. Salah satu teknologi pengemasan bahan pangan yang modern adalah

pengemasan atmosfir terkontrol (Controlled Atmosfer Packaging/CAP) yang bertujuan untuk

semaksimal mungkin meningkatkan keamanan dan mutu bahan sebagaimana bahan alaminya.

Controlled Atmosfer Packaging (CAP) muncul karena keinginan dari konsumen.

Masyarakat menginginkan pangan dengan kualitas tinggi, segar, dan menarik kapanpun dan

dimanapun. Untuk memenuhi keinginan ini industri harus menyelesaikan masalah logistik.

Transportasi jarak jauh membutuhkan produk dengan stabilitas tinggi, selain itu produk yang

dikemas harus tampak cukup menarik agar dapat terbeli. Kualitas yang konsisten dari rasa,

aroma, warna, dan sebagainya sangat penting utuk menjaga kepuasan konsumen. Selain itu saat

ini konsumen lebih memilih makanan yang siap saji dan siap makan, oleh karena itu CAP

banyak dimanfaatkan dalam teknologi olah pangan minimal buah-buahan dan sayuran segar

serta bahan-bahan pangan yang siap santap (ready-to eat).

Sehingga saat ini CAP 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 CAP merupakan satu dari bentuk kemasan aktif, karena banyak metode

kemasan aktif juga memodifikasi & mengontrol 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.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi

Controlled Atmosfer Packaging merupakan suatu sistem pengemasan yang hampir

serupa dengan MAP. Namun, dalam CAP tidak hanya dilakukan modifikasi komposisi gas saja

melainkan juga terdapat proses pengendalian. Pengendalian ini dapat dilakukan secara eksternal

maupun internal. Pengendalian secara eksternal, dapat dilakukan seperti pada CAS yaitu

memanfaatkan generator gas untuk menginjeksi gas sekaligus mengontrolnya. Pengendalian

internal dilakukan dengan memanfaatkan reaksi kimia yang terjadi, misal: penempatan oksigen

absorber dalam kemasan CAP. Oksigen Absorber akan mengendalikan jumlah oksigen yang

dapat masuk melalui pori-pori dinding kemasan.

Controlled atmosfer Packaging biasanya digunakan pada kemasan sekunder dan atau

kemasan untuk pengepul. CAP tidak cocok dilakukan untuk kemasan individu. Hal ini terjadi

karena kemasan yang impermeable memungkinkan beberapa gas masuk ke produk dan

mempengaruhi kenampakannya (missal:warna yang tidak diinginkan pada daging akibat anoxic

meat).Untuk itu, CAP digunakan pada kemasan sekundernya (missal:carcass).

Komposisi atmosfer yang terkontrol dapat berupa Karbondioksida atau Nitrogen, atau

campuran keduanya. Masing-masing gas ini memiliki keunggulannya dan kelemahan. Nitrogen,

dapat memberikan kondisi atmosfer yang nyaris sama dengan vakum, namun kekurangannya

dapat mempengaruhi jaringan otot (bila daging yang dikemas)dan komposisi mikroflora.

Karbondioksida, dapat menghambat aktifitas mikroba pembusuk yang anaerob.

Faktor yang mempengaruhi CAP:

1. Jenis Bahan yang Dikemas

2. Komposisi Gas yang diinjeksikan

3. Bahan Pengemas (permeabilitasnya terhadap gas)

4. Jenis Pengontrolnya (missal: Absorben)

2.2 Gas yang diinjeksikan

Setelah panen fungsi physologi seperti pernafasan pada buah dan sayuran masih terus

berlangsung. Dengan cara melakukan kontrol atmosfer, gas yang ada di lingkungan produk dapat

dikontrol pada temperatur rendah, kurangi kadar O2 dan ditambah CO2, untuk mengendalikan

pernafasan dan mempertahankan kualitas dari produk tersebut untuk jangka waktu yang lama.

Konsentrasi gas O2, CO2 dan etilen dapat dikontrol atau diciptakan dalam penyimpanan ataupun

pengemasan dalam berbagai cara. Misalnya dengan menurunkan kadar O2 dengan cepat dapat

dilakukan dengan menyalakan kompor yang disebut : catalityc burners atau conventers dimana

udara disirkulasikan dalam ruang atau pengememas control atmosfer, atau gas nitrogen

dimasukkan dalam ruang control atmosfer dari silinder gas nitrogen bertekanan (Widjanarko,

1991).

Kontrol kadar CO2 dicapai dengan cara memasukkan gas CO2 dari gas CO2 bertekanan.

Sedang penurunan CO2 dengan bahan penghisap CO2 seperti : NaOH, air, karbon aktif, kapur

hidup atau kapur gamping. Biasanya dipasang kotak berisi kapur hidup/gamping diletakkan

disamping ruang control atmosfer dan udara yang keluar masuk ruang control atmosfer

dilwatkan lebih dulu ke kotak gamping tersebut (Widjanarko, 1991).

Bila buah dikemas dalam kantong polyethylene, komposisi udara didalam kemasan akan

mengubah pernafasan yang berlebihan, buah berkerut dan nilai buah tersebut sebagai produk

akan menurun. Bila kadar O2 meningkat, maka warna buah berubah, dan bila kadar CO2

meningkat maka rasa akan berubah. Low density polyethylene film dengan ketebalan kurang dari

20 micron agak lumayan untuk pengemasan sayuran, karena permeability yang tinggi terhadap

gas dan uap air. Namun demikian sulit diaplikasikan, film tersebut agak rapuh dan mudah sobek.

Menurut penelitian high density polyethylene dengan ketebalan 10 micron sudah memberikan

hasil yang memuaskan dalam pengemasan buah jeruk. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut

dalam aplikasi pengemasan buah dan sayuran sebagai metode CA, dengan menggunakan film

LDPE maupun HDPE dihadapkan humidity yang cukup tinggi di Indonesia.

Menurut Kader dan Morris (1997), untuk meningkatkan masa simpan produk segar,

dilakukan pengontrolan komposisi udara yang terdapat didalam kemasan. Dimana komposisi

udara dalam kondisi udara normal adalah Nitrogen (N2) 78,08% (v/v), Oksigen (O2) 20,96%,

Karbon dioksida (CO2) 0,03%, gas inert dan uap air. Masing-masing gas tersebut memiliki

pengaruh yang sangat signifikan terhadap produk dalam kemasan. Berikut efek gas tersebut

dalam kemasan produk segar.

Gas CO2

Sifat gas CO2 yang mampu menimbulkan kerusakan bahan pangan segar, memproduksi asam

karbonat (H2CO3) yang meningkatkan keasaman larutan dan mengurangi Ph, Kelarutan CO2

meningkat dengan penurunan suhu, CO2 yang tinggi dapat menyebabkan kemasan collapse.

Pengaruh CO2 terhadap pertumbuhan mikroorganisme CO2 efektif menghambat pertumbuhan

psychrotrophs, dan berpotensi memperpanjang umur simpan pangan disimpan pada suhu rendah.

Pada umumnya CO2 menaikkan fase lag dan waktu generasi mikroorganisme. Lebih efektif

menghambat pertumbuhan bakteri gram negatif untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri dan

jamur, diperlukan CO2 minimum 20%.

Gas O2

Dapat memicu beberapa reaksi penyebab kerusakan pangan (oksidasi lemak, reaksi pencoklatan,

dan oksidasi pigmen). Mendukung pertumbuhan mikroorganisme.

Gas N2

Sifat gas N2 yang mampu menimbulkan kerusakan bahan pangan segar,tidak mendukung

pertumbuhan mikrobia aerobik, tetapi tidak mencegah pertumbuhan bakteri anaerobik. Pengaruh

N2 terhadap pertumbuhan mikroorganisme Digunakan untuk mengusir udara dan khususnya O2

dari CAP pertumbuhan organisme pembusuk aerobic telah dihambat atau dihentikan. Juga

dipakai untuk menyeimbangkan tekanan gas didalam kemasan serta untuk mencegah kemasan

collapse.

Metode pengemasan CAP untuk buah dan sayur segar, kondisi udara yang digunakan adalah 3-

8% CO2 ; 2-5% O2 ; 87-95% N2.

2.3 Bahan Pengemas

Menurut Coles, et al (2003), jenis bahan pengemas aktif yang biasa digunakan untuk

metode pengemasan CAP adalah:

Bahan Kemasan Yang dapat Menyerap Oksigen

Absorber oksigen sebagai bagian dari kemasan, dengan cara mengintegrasikan absorber oksigen

dengan film polimer, adhesif, tinta atau bahan pelapis (coating). Absorber oksigen yang dapat

dicampur dengan film polimer adalah sulpit logam, asam asakorbat dan besi. 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.

Bahan Kemasan dengan Antioksidan

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.

Bahan Kemasan Enzimatis

Enzim yang dapat merubah produk secara biokimia dapat digabung dengan bahan kemasan.

Penambahan enzim kolestterol reduktase ke dalam susu akan mengurangi resiko kelebihan

kolesterol. Penambahan enzim laktase pada bahan kemasan susu dapat mengurangi kandungan

laktosa pada susu yang dikemasnya.

Antimikroba Di Dalam Bahan Kemasan

Antimikroba yang dicampur atau diberikan pada permukaan bahan pangan dan juga dilakukan

dengan cara mencampurnya ke dalam bahan kemasan yang kemudian dalam jumlah kecil akan

bermigrasi ke dalam bahan pangan. Bahan yang mempunyai pengaruh antimikroba, misalnya

nisin yang diproduksi oleh Lactococcus actis, asam organik, ester dan sorbat, serta bahan

kemasan yang mengandung kitosan, allilisotiosianatt . Bahan-bahan lain yang dapat digunakan

sebagai antimikroba adalah etanol dan alkohol lain, asam organik, garam (sorbat, benzoat,

propionat), bakteriosin dan lain-lain.

2.4. Alat Pembentuk kondisi atmosfer terkendali

Pada umumnya, alat yang digunakan untuk membentuk atmosfer termodifikasi pada CAP

sudah umum digunakan. Alatnya berupa pipa atau selang yang dimasukkan atau dipasangkan ke

mulut kantong atau kemasan bahan pangan. Ujung kemasan tersebut harus menutup ujung selang

lalu hood diletakkan di luar kemasan tersebut. Hood tersebut akan membungkus kantong atau

kemasan sekaligus membungkus ujung bibir selang agar mudah untuk dikondisikan menjadi

kedap udara. Udara dalam kemasan lalu disedot dengan selang dan udara yang ada di hood

otomatis juga akan tersedot. Akibat proses penyedotan udara tersebut, kemasan akan menekan

atau bersinggungan dengan hood dan secara otomatis akan meminimalisasi adanya bagian

kemasan yang masih mungkin menyerap oksigen. Hal ini terjadi karena meskipun kemasan

terlihat baik dan tidak berlubang, masih mungkin terjadi penyerapan oksigen dari lingkungan

sekitar.

Langkah berikutnya adalah hood diisi dengan sedikit udara yang bertujuan untuk

memberi sedikit tekanan pada kemasan. Tekanan pada kemasan menyebabkan volume kemasan

bisa disusutkan sebelum diisi gas dengan komposisi lain (selain oksigen, misalnya karbon

dioksida dan nitrogen). Kemasan tersebut dapat diberi masukan gas sekali atau beberapa kali

sebelum disegel. Perlakuan ini umumnya dikolaborasikan dengan menerapkan prosedur

pengisian sesuai standar agar meminimalisasi jumlah residu oksigen pada kemasan. Meskipun

demikian, pada umumnya residu oksigen setelah penyegelan umumnya sekitar 100ppm.

Jadi, alat tersebut sudah sesuai dengan prinsip dari Controlled Atmosphere Packaging

(CAP) yaitu mengkondisikan suatu kemasan pada kondisi vakum ataupun kedap udara dengan

meminimalkan kadar oksigen dan menambah konsentrasi gas nitrogen dan beberapa persen

sehingga bahan yang dikemas menjadi lebih tahan lama karena respirasi bisa dihambat.

2.5 Mekanisme pengontrolan dan bahannya

Pengendalian dalam CAP dapat dilakukan dalam 2 cara. Cara pertama yaitu cara

eksternal dilakukan pada ruang storage-nya. Cara ini dilakukan dengan cara menempatkan alat-

alat pengontrol seperti: pengontrol temperature, gas, dan Kelembaban. Pengontrol Temperatur

ini berupa pipa yang berisi refrigerant (Ammonia atau Klorofluorokarbon). Ujung pipa ini akan

berada di dalam ruang penyimpanan. Kerja alat ini berdasarkan sensor, apabila dirasa ruangan

telah semakin panas, alat ini akan mendinginkannya hingga suhu yang diinginkan. Pengontrol

gas dilakukan oleh gas analyzer. Alat ini akan menganalisa kebutuhan ruangan atas gas CO2 dan

O2. Adapula ethylene gas analyzer yang mengendalikan jumlah gas etilen dalam ruangan.

Pengontrol Kelembaban ini merupakan kerja kombinasi antara evaporator dengan koil

pendingin. DImana, koil pendingin akan menurunkan panas sehingga menyebabkan air dari

ruang penyimpanan pada evaporator terkondensasi. Terbebasnya air dari ruang penyimpanan

akan menurunkan RH ruangan.Dalam kondisi ini, Kelembaban Produk akan turun dengan

mekanisme evapo-transpiration.

Cara Kedua adalah cara internal dengan memanfaatkan bantuan absorbant. Absorbant ini

berupa absorben oksigen, etilen, air dan uap air. Bahan Penyerap oksigen secara aktif akan

menurunkan oksigen dalam headspace kemasan hingga 0.01%, bahannya dapat berupa asam

askorbat, sulfit,atau besi yang dibungkus dalam sachet. Absorben etilen dapat berupa KMnO4

dan karbon aktif atau zeolit dan tanah liat kombinasi tartazine yang bersifat hidrofilik dengan

polimer PE yang bersifat hidrofobik akan menurunkan konsentrasi etilen selama 48 jam.

Absorbant air dan uap air berupa garam poliakrilat dan kopolimer dari pati, Polimer

seperabsorben ini dapat menyerap 100-500 kali dari beratnya sendiri.

2.6 Kelebihan dan Kekurangan

2.6.1 Kelebihan

1. Daya tahan produk yang dikemas menjadi lebih lama.

2. Memperlambat fase pematangan dan kerusakan pada produk segar.

3. Mengurangi pemakaian bahan kimia yang biasanya terdapat pada kemasan.

4. mengurangi produksi gas etilen.

5. Tidak membutuhkan penyetingan untuk komposisi gas.

6. komposisi udara didalam kemasan tidak berubah atau sama pada saat awal dikemas.

2.6.2 Kekurangan

1. Tidak cocok untuk kemasan tray individu pada daging, karena dapat menyebabkan perubahan

warna pada daging.

2. Membutuhkan peralatan yang khusus, dan pekerja yang terlatih.

3. Biaya mesin dan peralatan yang relative mahal.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Controlled Atmosfer Packaging merupakan salah satu jenis pengemasan yang tidak hanya

melakukan modifikasi komposisi gas saja melainkan juga mengendalikannya. Pengendalian ini

dapat dilakukan secara eksternal maupun internal. Pengendalian secara eksternal, dapat

dilakukan seperti pada CAS yaitu memanfaatkan generator gas untuk menginjeksi gas sekaligus

mengontrolnya. Pengendalian internal dilakukan dengan memanfaatkan reaksi kimia yang

terjadi, misal: penempatan oksigen absorber dalam kemasan CAP. Alat pengkondisian suasana

atmosfer dalam kemasan berupa snorkel (semacam pipa atau selang) dengan kombinasi hood.

3.2 Saran

Sebaiknya pengemasan Controlled Atmosfer Packaging tidak dilakukan untuk

pengemasan individual, melainkan untuk pengemasan sekunder yang berisi beberapa buah

produk.

DAFTAR PUSTAKA

Ahvenain,Raija. 2000. Novel Food Packaging Techniques. Washington DC: CRC Press.

Ali,M.Hikmah. 2008. Modul Pembelajaran Berbasis SCL Mata Kuliah Pengemasan,

Pengepakan dan Labeling Produk Hasil Ternak. Makassar: Universitas Hasanuddin.

Johnsonna. 2007. Modified Atmosphere Packaging vs. Controlled Atmosphere Packaging.

http://www.ppcind.com/pdfFiles/MAP%20vs.%20CAP.pdf. Tanggal Akses: 19 April 2011.

Kader, A.A. and Morris, L.L. 1997. Relative Tolerance of Fruits and Vegetables to Elevated CO2

and Reduced O2 Levels. Michigan State: Univ.Hort Rept 28-260.

Widjanarko, S.B. 1991. Fisiologi Lepas Panen. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian. FTP.

Universitas Brawijaya. Malang.