termodifikasi yang optimum untuk buah dan sayuran dalam kemasan akan tercapai pada konsentrasi O
2
lebih rendah dan konsentarsi CO
2
lebih tinggi dari udara normal. Daerah atmosfir termodifikasi adalah batas konsentrasi O
2
dan CO
2
yang memberikan umur simpan paling panjang dibanding konsentrasi yang lain. Pengaruh rendahnya O
2
dan tinggnya CO
2
dalam udara penyimpanan dapat memperlambat pematangan buah, menurunkan laju produksi etilen,
memperlambat pembusukan dan menekan berbagai perubahan yang berhubungan dengan pematangan Kader, 1986 dalam Sunanto, 2004.
Menurut Syarief 2004, manfaat yang dapat diperoleh dari penyimpanan teknik atmosfir termodifikasi ialah 1 konsentrasi O
2
yang rendah dapat menurunkan laju respirasi dan oksidasi substrat; 2 kandungan CO
2
yang tinggi menyebabkan perubahan fisiologis seperti penurunan reaksi sintesis
pematangan, penghambatan sintesis klorofil; 3 adanya interaksi antara O
2
, CO
2
dan suhu rendah akan mengakibatkan penurunan bobot yang hilang.
C. PERANCANGAN KEMASAN ATMOSFIR TERMODIFIKASI
Perancangan kemasan akan membawa dampak lama atau tidaknya umur simpan suatu komoditi sehingga masih layak diterima oleh konsumen.
Perancangan kemasan meliputi penentuan luas kemasan, volume bebas kemasan, jenis kemasan film, jenis kemasan wadah, dan berat produk.Perancangan kemasan
ini juga dipengaruhi oleh suhu penyimpanan karena suhu yang berbeda menyebabkan perubahan koefisien permeabilitas. Berdasarkan hasil penelitian
Gunadya 1993 memperlihatkan bahwa semakin tinggi suhu maka semakin besar nilai koefisien permeabilitas. Disamping itu suhu juga mempengaruhi cepat
lambatnya laju respirasi produk, makin meningkatnya suhu maka laju konsumsi O
2
dan produksi CO
2
makin bertambah. Dalam merancang suatu kemasan, yang perlu diperhatikan bukan hanya film kemasan tetapi wadah kemasan tempat
produk juga mempunyai pengaruh. Pengaruh dari wadah kemasan ini adalah kemungkinan terjadinya perembesanpertukaran gas dari dalam dan luar
kemasan walaupun sangat kecil.
Pengemasan sayur-sayuran dan buah-buahan yang mudah rusak dengan menggunakan film plastik akan memperpanjang masa simpannya. Pada
kemasan film plastik yang tertutup rapat, produk pertanian sering tampak dalam keadaan lebih baik dan tahan lama dari pada produk yang disimpan dalam
kemasan yang diberi lubang-lubang kecil. Hal ini terjadi karena termodifikasinya udara disekitar bahan yang dikemas rapat, akan tetapi bau dan rasa yang tidak
dikehendaki dapat timbul dalam kemasan seperti ini. Bau dan rasa yang tidak diinginkan dapat timbul apabila penurunan O
2
dan akumulasi CO
2
akibat respirasi melebihi batas sehingga proses respirasi berubah dari aerobik menjadi anaerobik
Hadiana, 2005. Film kemasan sebgai bahan pengemas mempunyai fungsi untuk
melindungi dan mengawetkan produk pertanian yang mudah rusak serta membuta produk yang dikemas menjadi lebih menarik Hall et al, 1989. Film plastik
memberikan perlindungan terhadap kehilangan air pada produk sehingga produk akan tetap kelihatan segar sampai waktu yang lama. Pengemasan dapat membantu
mencegah atau mengurangi terjadinya kerusakan-kerusakan, baik kerusakan yang terjadi secara spontan ataupun kerusakan karena pengaruh lingkungan luar.
Pengemasan dalam film plastik adalah suatu teknik yang umum diterapkan untuk mencegah kehilangan kelembaban, menghindari kerusakan mekanik,
menghasilkan produk yang lebih menarik. Pemilihan film kemasan yang tepat dan optimasi rancangan kemasan dapat menguntungkan dengan mengubah komposisi
gas sekitar buah-buahan sehingga menghasilkan umur simpan yang lebih panjang dan mempertahankan kualitas produk.
Menurut Deily dan Rizvi 1981, pengemasan buah dalam film permeabel merupakan sistem dinamik dan meliputi dua proses yang terjadi
bersamaan yakni proses pernafasan gas CO
2
dan O
2
ke luar dan ke dalam kemasan. Oksigen secara terus menerus digunakan oleh buah-buahan dan sayuran
untuk kegiatan pernafasannya, dan menghasilkan CO
2
, H
2
O dan energi panas. Sebagai akibatnya terjadi perbedaan konsentrasi antara bagian dalam dan luar
kemasan sehingga O
2
mulai merembes ke dalam kemasan. Konsentrasi CO
2
pada saat yang sama akan semakin meningkat akibat kegiatan respirasi dan merembes
keluar kemasan melalui film pengemas. Gambar 1 berikut dapat mengilustrasikan proses yang akan terjadi.
Keterangan untuk Gambar 1 adalah: ya :
konsentrasi O
2
diudara 21 y :
konsentrasi O
2
dalam kemasan RO
2
: Laju konsumsi O
2
za : konsentrasi CO
2
di udara 0.03 z
: konsentrasi CO
2
dalam kemasan RCO
2
: Laju produksi CO
2
Gambar 1. Perpindahan gas dalam kemasan atmosfir termodifikasi. Desain kemasan yang sesuai untuk produk segar memperhatikan laju
respirasi bahan dan permeabilitas film kemasan agar mendapatkan kondisi yang sesuai dan dapat memperpanjang masa simpan. Laju penyerapan gas tergantung
dari struktur film permeabel, ketebalan, luas permukaan transmisi, suhu, dan perbedaan kandungan gas antara bagian dalam dan luar kemasan. Parameter bahan
yang mempengaruhi laju penyerapan gas antara lain berat buah, laju kegiatan pernafasan dan volume bebas dalam kemasan Daily dan Rizvi, 1981. Laju
kegiatan pernafasan produk yang dikemas merupakan parameter penting untuk menentukan langkah-langkah optimasi selanjutnya, yaitu mendapatkan
lingkungan yang serasi untuk mempertahankan kesegaran produk dalam kemasan. Cara menentukan film kemasan yang akan digunakan antara lain dilakukan
pemecahan secara grafik yaitu dengan mengetahui konsentrasi O
2
dan CO
2
y RO2 z RCO2
komoditas
ya
za
ya ya
za za
optimum seperti Mannapperuma et al 1989 atau secara empiris mengamati perubahan dari beberapa kemasan yang dicobakan.
Film kemasan memberikan lingkungan yang berbeda pada produk yang disimpan karena laju perembesan O
2
ke dalam kemasan dan CO
2
ke luar kemasan sebagai akibat proses respirasi. Laju perembesan O
2
dan CO
2
tiap kemasan berbeda-beda tergantung jenis dan sifat kemasan yang digunakan. Film
kemasan juga memberikan perlindungan terhadap kehilangan air pada produk sehingga sampai pada waktu yang lama produk akan tetap kelihatan segar. Laju
dari penyerapan gas tergantung dari struktur film peremeabel, ketebalan, luas permukaan, suhu dan perbedaan kandungan gas antar bagian dalam dan luar gas.
Keberhasilan tujuan pengemasan sangat ditentukan oleh pengetahuan terhadap parameter-parameter dalam pengemasan yaitu:
1. Faktor produk Laju respirasi dari produk yang dikemas dalam suhu penyimpanan
terpilih. RQ Respiratory Quotient produk yang dikemas dalam suhu
penyimpanan terpilih. Berat produk dalam kemasan
Konsentrasi O
2
dan CO
2
optimum untuk mengurangi laju respirasi aerob produk.
2. Faktor film kemasan Permeabilitas bahan film pengemas terhadap CO
2
, O
2
dan uap air pada suhu penyimpanan terpilih per unit ketebalan dari bahan pembungkus.
Efek dari RH pada permeabilitas film terhadap CO
2
dan O
2
. Total luas permukaan pada kemasan tertutup.
Kekuatan segel penutup pada kemasan. 3. Faktor lain
Volume bebas di dalam kemasan Kecepatan udara dan RH disekitar kemasan.
Film yang digunakan dalam pengemasan atmosfir termodifikasi harus mempunyai rasio permeabilitas CO
2
dan O
2
yang besar serta permeabilitas yang rendah terhadap uap air Kader, Zagory Karbel, 1989. Pada RH dibawah 85
uap air yang keluar dari produk dapat menyebabkan layu pada komoditi sayuran daun dan mengkisutkanmengkerutkan beberapa jenis buah-buahan dan sayuran.
Pada RH yang tinggi mendekati 100 di dalam kemasan atmosfir termodifikasi dapat menyebabkan kondensasi cairan dipermukaan sebelah dalam kemasan yang
kemudian ditransmisikan pada permukaan produk. RH yang tinggi dalam kemasan juga menyebabkan penurunan kualitas produk yaitu pemudaran warna
dan penurunan konsentrasi vitamin. Sifat film kemasan yang cocok untuk penyimpanan buah-buahan
adalah yang permeabel terhadap CO
2
, sehingga laju akumulasi CO
2
dari respirasi lebih sedikit daripada laju penyusutan O
2
Peleg, 1985. Apabila buah-buahan dikemas dengan bahan yang impermeabel maka proses respirasi akan
mengakibatkan berkurangnya O
2
dan terjadi akumulasi CO
2
sehingga menghasilkan respirasi anaerob disertai dengan terbentuknya etanol, asetaldehid,
dan komponen-komponen yang tidak diinginkan. Sebaliknya jika menggunakan bahan kemasan yang mempunyai permeabilitas yang sangat tinggi, efek
modifikasi udara dalam kemasan hampir tidak terjadi sehingga tujuan memperpanjang umur simpan tidak tercapai. Beberapa jenis film plastik yang
biasa digunakan dalam penyimpanan buah-buahan dan sayuran dengan termodifikasi antara lain dapat dilihat pada tabel 2 dan 3.
Tabel 2. Koefisien permeabilitas film hasil perhitungan dan penetapan dalam satuan ml.milm
2
.jam.atm Gunadnya, 1993. Jenis film
kemasan Tebal
10
o
C a 15
o
C a 25
o
C b mil
O
2
CO
2
O
2
CO
2
O
2
CO
2
LDPE 0.99 - - - -
1002 3600
PP 0.61 265 364 294 430 229 656
Stretch Film 0.57 342 888 473 748 4143 6226
White Stretch 0.58 226 422 291 412 1464 1470
a. hasil perhitungan b. hasil penetapan
Tabel 3. Koefisien permeabilitas yang ada di pasaran ml.milm
2
hari pada T atm Permeabilitasmlm
2
hari pada 1 atm
Jenis film kemasan
CO
2
O
2
Perbandingan CO
2
dan O
2
Transmisi uap air gm
2
hari pada 37.8
o
C dan 90RH
LDPE LLDPE
MDPE HDPE
PVC PP
Polystyrene Saran
Polyester 7700-77000
- 7700-38750
3900-10000 4263-8138
7700-21000 10000-26000
52-150 180-390
3900-13000 7000-93000
2600-8293 520-4000
620-2248 1300-6400
2000-7700 8-26
52-130 2.0-5.9
- -
- 3.6-6.9
3.3-5.9 3.4-3.8
5.8-6.5 3.0-3.5
6-23.2 16-31
8-15 4-10
- 4-10.8
108.5-155 -
- Sumber : Zagory, D dan A.A. Kader 1988.
III. PENDEKATAN TEORITIS A. MODEL FISIK SISTEM
