BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keterangan umur simpan (masa kadaluarsa) produk pangan merupakan

salah satu informasi yang wajib dicantumkan oleh produsen pada label kemasan

produk pangan. Kewajiban pencantuman masa kadaluarsa pada label pangan

diatur dalam Undang-Undang Pangan no. 7/1996 serta Peraturan Pemerintah No.

69/1999 tentang Label dan Iklan Pangan, dimana setiap industri pangan wajib

mencantumkan tanggal kadaluarsa (expired date) pada setiap kemasan produk

pangan.

Umur simpan merupakan rentang waktu antara saat produk mulai dikemas

dengan mutu produk yang masih memenuhi syarat untuk dikonsumsi. Yang

mempengaruhi kepuasan konsumen adalah mutu produk itu sendiri. Pencantuman

informasi umur simpan menjadi sangat penting terkait dengan keamanan produk

pangan serta memberikan jaminan mutu pada saat produk sampai ke tangan

konsumen. Selain mengetahui tingkat keamanan dan kelayakan produk untuk

dikonsumsi, konsumen juga mendapatkan petunjuk terjadinya perubahan citarasa,

penampakan dan kandungan gizi produk tersebut. Perubahan-perubahan tersebut

secara langsung akan mempengaruhi mutu dari suatu produk.Untuk itu, perlu

diketahui umur simpan setiap produk.

Tidak hanya untuk konsumen, informasi umur simpan juga sangat penting

bagi produsen, penjual dan distributor. Bagi produsen, informasi umur simpan

merupakan bagian dari konsep pemasaran produk yang penting secara ekonomi

dalam hal pendistribusian produk serta berkaitan dengan usaha pengembangan

jenis bahan pengemas yang digunakan. Bagi penjual dan distributor informasi

umur simpan sangat penting dalam hal penanganan stok barang dagangannya.

Penentuan masa kadaluwarsa suatu produk dilakukan dengan metode ASS

(accelerated storage studies), yaitu penentuan tanggal kadaluwarsa dengan cara

menyimpan produk pada kondisi lingkungan yang memungkinkan reaksi

penurunan mutu produk pangan berlangsung lebih cepat. Terdapat berbagai model

ASS yang digunakan, yaitu dengan mengamati berbagai karakteristik mutu yang

dapat diuur secara kuantitatif. Tidak dilakukannya metode penentuan waktu

kadaluwarsa produk pangan dapat menyebabkan kerancuan dalam menafsirkan

waktu kadaluwarsa suatu bahan pangan yang diikuti dengan pemborosan biaya.

Dua contoh model penentuan waktu kadaluwarsa adalah Model Arrhenius

dan Model Labuza. Model Arrhenius merupakan pendekatan yang

mengkuatifikasi pengaruh suhu terhadap reaksi deteriorasi wafer dan penentuan

umur simpan berdasarkan niai laju reaksi tersebut, sedangkan Model Labuza

(1982) adalah suatu model penentuan waktu kadaluwarsa yang memanfaatkan

karakteristik sorpsi isotermik wafer dengan menggunakan pendekatan kadar air

kritis. Model yang kami lakukan untuk menentukan umur simpan wafer dalam

praktikum kali ini adalah Model Labuza.

Karakteristik yang sangat menonjol pada wafer adalah kerenyahan, dan

sangat erat kaitannya dengan kadar air. Penggunaan jenis kemasan yang tepat

dapat menghambat peningkatan kadar air sehingga proses kehilangan kerenyahan

beserta reaksi penurunan mutu lainnya akibat hidrolisis dapat dihambat sampai

batas waktu yang diinginkan.

1.2 Tujuan

Untuk menduga umur simpan dari produk wafer menggunakan metode

akselerasi dengan pendekatan kadar air kritis dengan persamaan Labuza.

BAB II

METODOLOGI

A. Bahan dan Alat

Bahan:

- Cracker

- Larutan garam jenuh MgCl2, NaCl, K2CO3, dan KCl.

Alat:

- Timbangan,

- Pinggan porselin,

- Oven,

- Gegep besi,

- Humidic chamber,

- Penggaris.

B. Prosedur Kerja

Penelitian ini menggunakan metode Accelerated Shelf Life Testing

(ASLT).

1. Pengukuran Kadar Air Awal (Moisture Initial, Mo)

Cawan bersih kosong dikeringkan dalam oven bersuhu kurang lebih 105oC selama satu jam.

Didinginkan dalam desikator selama kurang lebih 15

menit dan ditimbang (W1).

Sejumlah sampel (W2) dalam cawan dimasukkan

dalam oven bersuhu 105oC selama lima jam sampai

mencapai berat konstan.

2. Pengukuran Kadar Solid

3. Pengukuran Kadar Air Kritis (Moisture Critical, Mc)

Cawan yang berisi sampel didinginkan dalam desikator lalu

ditimbang (W3). Kadar air awal dihitung dengan rumus: Mo = x 100%

Kadar solid diperoleh dari perhitungan dengan rumus:

g solid =

Sampel ditimbang dan disimpan pada kondisi RH 70%

Setelah satu jam, timbang kembali sampel.

Catat dan hitung kadar air kritis.

Kadar air kritis dihitung dengan rumus:

Mc =

4. Pengukuran Kadar Air Kesetimbangan (Moisture Equilibrium, Me)

Sampel ditimbang kemudian dimasukkan ke humidic

chamber yang berisi larutan garam jenuh yaitu MgCl2,

NaCl, K2CO3, dan KCl.

Sampel ditimbang setiap hari hingga diperoleh berat

konstan, berarti kadar air kesetimbangan telah tercapai.

Dibuat kurva sorpsi isotermis dengan memplotkan kadar

air dan aktivitas air keseimbangan.

Nilai kadar air kesetimbangan (Moisture Equilibrium, Me)

bersama dengan aw, dimasukkan dalam model persamaan

sorpsi isothermis.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 HASIL

Tabel 1. Kadar Air Awal

Ulangan Berat

Awal (g)

Berat Akhir (g)

setelah dioven

Kadar air awal (Mo)

gr/H2O/gr solid

Kadar solid

sampel (Ws)

1 1,9370 0,0332 0,9678

2 2,0564 1,9910 0,0328 0,9682

3 2,0021 1,9370 0,0336 0,9675

Rata – rata 0,0332 0,9678

Kadar solid per kemasan (Ws) =

Tabel 2. Kadar Air Kritis

Ulangan

Berat

awal

(g)

Berat akhir (g)

setelah

melempem

Berat

solid (g)

Berat

air (g)

Kadar air kritis

(Mc) (gH2O/g

solid)

1 7,9674 8,200 7,7108 0,4892 0,0634

2 7,9188 8,125 7,6638 0,4612 0,0601

3 7,6257 7,875 7,3801 0,4949 0,0670

Rata – rata 7.5849 1,4453 0,0635

Tabel 3. Kadar Air Kesetimbangan

Garam

Hari Kadar air kesetimbangan (Me) (gH2O/g

solid)0 1 2 3 4

MgCl2 2,955 3,155 3,305 3,340 3,400 0,1888K2CO3 2,815 3,468 3,468 3,503 3,533 0,2968NaCl 2,070 2,277 2,280 2,285 2,285 0,1407KCl 2,535 2,960 2,985 2,995 3,015 0,2289

Tabel. 4 Penentuan Permeabilitas Kemasan

Kemasan Plastik

8,2 cm x 12 cm = 98,4 cm2

Hari

Penyimpanan

Berat

(gram)

0 44,7601 44,8252 44,8303 44,8454 44,850

SLOPE 0,02

INTERCEPT 44,872

WVTR 1,7422

Grafik 1. Kurva Sorpsi Isotermis Crackers

Grafik 2. Permeabilitas Kemasan

3.2 PEMBAHASAN

Kadar air adalah persentase kandungan air suatu bahan yang dapat

dinyatakan berdasarkan berat basah (wet basis) atau berdasarkan berat kering (dry

basis). Kadar air berat basah mempunyai batas maksimum teoritis sebesar 100

persen, sedangkan kadar air berdasarkan berat kering dapat lebih dari 100 persen

(Syarif dan Halid, 1993). Kadar air menunjukkan banyaknya air yang terkandung

di dalam bahan sebagai salah satu sifat fisik dari bahan. Umur simpan produk

wafer ditentukan dengan menggunakan metode pendekatan kadar air kritis.

Penentuan kadar air kritis dilakukan dengan cara menyimpan sampel, dalam

praktikum ini wafer pada suhu kamar (300C) di ruangan terbuka tanpa kemasan

(Relative Humidity/RH 70%) yaitu melalui persamaan Labuza (1982). Nilai RH

tersebut dipilih untuk mewakili kondisi penyimpanan produk oleh konsumen.

Kadar air kritis merupakan kadar air produk saat produk tersebut ditolak oleh

konsumen. Umur simpan produk dengan metode kadar air kritis ditentukan

setelah diperoleh kadar air kritis dan kurva ISA. Dengan rumus Labuza kami

dapat memprediksi umur simpan produk pada kondisi penyimpanan berbeda.

1. Kadar air awal (Moisture Initial, Mo)

Kadar air awal merupakan kadar air yang dimiliki suatu produk tidak lama

setelah produk tersebut diproduksi dan siap untuk dipasarkan. Kadar air dan

aktivitas air (Aw) sangat berpengaruh dalam menentukan masa simpan dari

makanan, karena faktor-faktor ini akan mempengaruhi sifat-sifat fisik (kekerasan

dan kekeringan) dan sifat fisiko-kimia, perubahan-perubahan kimia, kerusakan

mikrobiologis dan perubahan enzimatis terutama pada makanan yang tidak diolah

(Winarno, 2004). Selama penyimpanan akan terjadi proses penyerapan uap air

dari lingkungan yang menyebabkan produk kering mengalami penurunan mutu

menjadi lembab atau tidak renyah (Robertson, 2010). Kadar air awal ditentukan

berdasarkan AOAC di tahun 2005 dengan menggunakan metode oven melalui

perhitungan basis kering (bk) dengan suhu 1050C.

Berdasarkan hasil pengujian di dapatkan bahwa kadar air awal produk

crackers ini adalah 0,9678 gr H2O/g solid . kadar air awal tersebut cukup rendah

hal itu dipengaruhi karena produk tersebut mengalami pemanasan pada suhu

tinggi pada saat proses pembuatannya sehingga kadar airnya rendah. Kandungan

air dalam produk pangan ikut menentukan acceptability, kesegaran, tekstur,

dan daya tahan produk tersebut. Pada produk pangan kering seperti crackers,

kadar air merupakan karakteristik kritis yang mempengaruhi penerimaan

konsumen terhadap crackers karena menentukan tekstur (kerenyahan) crackers

itu sendiri.

2. Kadar Air Kritis ( Moisture Critical, Mc)

Kadar air kritis crackers pada percobaan ini ditentukan dengan melakukan

pengamatan tekstur wafer crackers yang dibiarkan terbuka pada suhu kamar

selama beberapa jam hingga crackers hilang keerenyahannya (mlempem). Dimana

kadar air kritis ini adalah batas hilangnya kerenyahan pada saat crackers sudah

lembek atau tidak renyah, maka kadar air kritis tersebut sudah lewat. Kadar air

kritis rata-rata yang didapat dari tiga sampel crackers adalah sebesar

.

Nilai-nilai yang diperoleh kemudian diintergarasikan dalam persamaan

Labuza (1982),

Berdasarkan perhitungan, diperoleh bahwa pendugaan umur simpan produk

biskuit crackers yang dikemas adalah -7,8782 hari atau -0,2626 bulan pada RH

70%. Data yang didapat tidak sesuai dengan umur simpan yang tertera pada

kemasan. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa faktor yaitu terlalu lamanya

crackers berada diluar chamber, produk disimpan dalam lingkungan garam jenuh

yang tingkat kelembapannya tinggi, kesalahan saat penimbangan menyebabkan

hasil penimbangan tidak sesuai dengan literature yang menyebabkan hasil

perhitungan tidak sesuai dengan umur simpan yang tertera pada kemasan produk.

3. Kadar Air Kesetimbangan

Kadar air kesetimbangan adalah kadar air dimana laju perpindahan air

dari bahan ke udara sama dengan dengan laju perpindahan air dari udara ke bahan.

Kadar air kesetimbangan dapat digunakan untuk mengetahui kadar air terendah

yang dapat dicapai pada proses pengeringan dengan tingkat suhuh dan

kelembaban udara relatif tertentu. Menurut Heldman dan Singh (1981), kadar air

kesetimbangan dari bahan pangan adalah kadar air bahan tersebut pada saat

tekanan uap air dari bahan setimbang dengan lingkungannya, sedangkan

kelembaban relatif pada saat terjadinya kadar air kesetimbangan disebut

kelembaban realtif kesetimbangan. Sifat-sifat kadar air keseimbangan atau

Equilibrium of Moisture Content (EMC) dari bahan pangan sangat penting dalam

penyimpanan dan pengeringan. Kadar air keseimbangan didefinisikan sebagai

kandungan air pada bahan pangan yang seimbang dengan kandungan air udara

sekitarnya. Hal tersebut merupakan satu faktor yang menentukan sampai seberapa

jauh suatu bahan dapat dikeringkan pada kondisi lingkungan tertentu (aktivitas air

tertentu) dan dapat digunakan sebagai tolak ukur pencegahan kemampuan

berkembangnya mikroorganisme yang menyebabkan terjadinya kerusakan bahan

pada saat penyimpanan.

Kadar air kesetimbangan (equilibrium moisture content) adalah kadar air

minimum yang dapat dicapai pada kondisi udara pengeringan yang tetap atau pada

suhu dan kelembaban relatif yang tetap. Suatu bahan dalam keadaan seimbang

apabila laju kehilangan air dari bahan ke udara sekelilingnya sama dengan laju

penambahan air ke bahan dari udara di sekelilingya. Kadar air pada keadaan

seimbang disebut juga dengan kadar air kesetimbangan atau keseimbangan

higroskopis. Kadar air kritis kesetimbangan pada produk pangan digunakan untuk

menentukan dan menggunakan kurva sorpsi isotermis produk tersebut. Kurva

tersebut digunakan untuk mendapatkan informasi tentang perpindahan air selama

proses adsorpsi atau desorpsi.

Beberapa jenis garam yang digunakan dan RH masing-masing pada suhu 30 0C (suhu ruang) disajikan pada tabel berikut :

KADAR AIR KESETIMBANGAN (Me)

Garam Awgr

cawan

H0

(gr)

H1

(gr)

H2

(gr)

H3

(gr)

H4

(gr)

MgCl2 0,328 22,530 2,955 3,155 3,305 3,340 3,400

K2CO3 0,432 22,282 2,815 3,468 3,468 3,503 3,533

NaCl 0,753 1,745 2,070 2,277 2,280 2,285 2,285

KCl 0,843 20,325 2,535 2,960 2,985 2,995 3,015

Berdasarkan hasil data yang diperoleh kesetimbangan kadar air

semakin meningkat hal ini disebabkan adanya perpindahan udara pada

garam-garam yang diuji sehingga kadar air yang terkandung dalam garam-

garam tersebut semakin bertambah. Kadar air kesetimbangan yang

didapatkan dari masing-masing sampel tercapai pada penyimpanan 4 hari

tergantung dari kelembaban relatif penyimpanan. Semakin tinggi nilai

kelembaban relatif penyimpanan, maka semakin lama waktu yang dibutuhkan

untuk mencapai kondisi setimbang dengan lingkungannya. Kadar air

kesetimbangan crackers yang didapatkan menunjukkan adanya

kecenderungan penambahan berat.

4. Kurva Sorpsi Isotermis

Kurva sorpsi isotermis merupakan kurva yang menggambarkan hubungan

antara aktivitas air (Aw) atau kelembaban relatif kesetimbangan pada ruang

penyimpanan (ERH) dengan kandungan air pergram suatu bahan pangan

(Winarno, 2004). Secara umum, pendekatan kurva sorpsi isotermis merupakan

metode yang lebih tepat untuk menentukan umur simpan crakers karena produk

crakers memiliki kurva sorpsi isotermis yang berbentuk sigmoid, meskipun tidak

sigmoid sempurna. Hal ini sesuai dengan apa yang dikemukakan Labuza (1982),

bahwa produk yang memiliki kurva sorpsi isotermis ditentukan umur simpannya

dengan pendekatan kurva sorpsi isotermis.

Kurva isotermis sorpsi air (ISA) digunakan untuk menentukan hubungan

antara kadar air produk dengan RH lingkungan, sehingga kita dapat memprediksi

nilai kadar air suatu bahan pada lingkungan berbeda. Kurva ini diperoleh dengan

memplotkan kadar air kesetimbangan yang dihasilkan dengan nilai aktifitas air

atau RH lingkungannya masing-masing akan membentuk suatu kurva yang

disebut kurva sorpsi isotermis. Kurva ini membentuk sigmoid menyerupai huruf S

walau tidak sempurna. Menurut Fennema (1996), bentuk kurva sangat beragam

tergantung pada beberapa faktor seperti sifat alami bahan pangan, perubahan fisik

yang terjadi selama perpindahan air, suhu, kecepatan desorpsi atau adsorpsi dan

tingkatan air yang dipindahkan selama desorpsi atau adsorpsi.

Setiap garam mempunyai kelembaban relatif (RH) berbeda. Setelah

disimpan selama waktu tertentu, maka akan terbentuk kadar air kesetimbangan

produk (Me). Kemudian dibuat kurva hubungan antara RH dari garam dengan

kadar air produk. Pada tabel 3 memperlihatkan empat jenis garam yang digunakan

untuk menentukan ISA pada percobaan ini.

Dari kurva isotermis yang terbentuk dapat ditentukan slope (b). Nilai

slope kurva sorpsi isotermis (b) ditentukan pada daerah linear (Arpah,

2007). Daerah linear untuk menentukan slope kurva sorpsi isotermis diambil

pada daerah yang melewati Mo (kadar air awal) (Labuza, 1982).

5. Parameter pendukung

Parameter pendukung umur simpan yang sangat penting untuk ditentukan

selain parameter-parameter yang telah disebutkan sebelumnya seperti

permeabilitas kemasan wafer (k/x), luas kemasan (A), berat solid wafer per

kemasan (Ws), dan tekanan uap air murni pada suhu 300 C(Po).

Permeabilitas uap air kemasan (k/x) adalah kecepatan atau laju transmisi

adanya perbedaan unit tekanan uap air antara permukaan produk dengan

lingkungannya pada suhu dan kelembaban tertentu (Robertson, 1993). Laju

transport uap air dan oksigen dari udara adalah faktor utama dalam melakukan

kontrol umur simpan dari makanan kering dan produk-produk lain yang

mengandung lipid atau komponen-komponen yang sensitif terhadap oksigen.

Semakin tingginya suhu, maka pori-pori plastik akan semakin membesar sehingga

permeabilitas plastik meningkat. Oleh karena itu, penentuan permeabilitas uap air

kemasan harus dilakukan dengan suhu yang konstan untuk menghindari

peningkatan ukuran pori-pori plastik. Jenis kemasan yang digunakan pada produk

ini adalah jenis metallized plastic. Kemasan metallized plastic ini cocok untuk

produk yang membutuhkan barier tinggi terhadap uap air dan gas. Jenis kemasan

ini memiliki permeabilitas 0.01359 g/m2.hari. mmHg. Jenis kemasan ini memiliki

permebabilitas sangat rendah dibandingkan dengan jenis kemasan lainnya.

Semakin rendah nilai k/x suatu kemasan, maka semakin baik digunakan sebagai

pengemas atau barrier terhadap uap air sehingga umur simpan bahan pangan yang

dikemas semakin lama. Proses difusi yang terjadi pun semakin sedikit sehingga

dapat mempertahankan kerenyahan produk yang menjadi salah satu faktor kritis

dari produk yang diuji yaitu crackers.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Setelah dilakukan percobaan pendugaan umur simpan produk crackers

dengan menggunakan metode Labuza dapat disimpulkan bahwa produk crackers

memiliki umur simpan selama -7,8782 hari. Hal ini berbeda dengan umur simpan

yang tertera pada kemasan produk. Hal ini berarti produk tidak dapat didiamkan

lama dan harus segera dikonsumsi oleh konsumen sebelum mutu produk berubah.

Dengan adanya pendugaan umur simpan yang telah diperoleh, dapat pula

diperoleh jaminan mutu mengenai keamanan suatu produk pangan.

Saran

Dalam melakukan praktikum pendugaan umur simpan suatu produk pangan,

sebaiknya diperhatikan beberapa hal antara lain, pengukuran kadar air awal, kadar

air kritis dan kadar air kesetimbangan, dan parameter pendukung lainnya. Dengan

melakukan hal-hal tersebut dengan teliti dan cermat, maka dapat diperoleh hasil

yang akurat pula.

DAFTAR PUSTAKA

Arpah. 2007. Penentuan Kadaluwarsa Produk Pangan. Program Studi Ilmu Pangan. Institut Pertanian Bogor: Bogor

Fennema, O.R. 1996. Food Chemistry. New York: Marcel Dekker, Inc

Heldman, D.R. dan R.P. Singh. 1981. Food Process Engineering. AVI Publ. Co. Connecticut

Labuza, T.P. dan M.K. Schmidl. 1985. Accelerated Shelf Life Testing of Foods. Food Technol. 39(9):57-62, 64, 134.

Robertson, G.L. 2010. Food Packagingand Shelf Life: A Pratical Guide. CRC Press. Florida

Syarief, R. dan H. Halid. 1993. Teknologi Penyimpanan Pangan. Arcan, Jakarta.

Winarno F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta