Kerangka Pemikiran Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Karakteristik Bahan Pengemas

III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Kerangka Pemikiran

Kerangka berpikir pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Gambar 4 Kerangka pemikiran

3.2 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan dari bulan Februari sampai dengan bulan September 2009. Penelitian telah dilaksanakan di Laboraturium Analisa dan Laboratorium Bangsal, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian, Bogor; Laboratorium Instrumentasi Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor; serta Balai Besar Kimia dan Kemasan, Jakarta Timur.

3.3 Bahan dan Alat

Bahan utama yang digunakan adalah buah rambutan varietas Binjai dan Lebak Bulus yang diperoleh dari daerah Subang dan Blitar. Buah yang dikemas adalah buah yang telah matang secara komersial Lampiran 3. Bahan kemasan 23 yang digunakan adalah kemasan plastik stretch film dan LDPE antifog dengan ketebalan 44 µm. Bahan pembantu yang digunakan adalah NaOH 0,1 N, Iod 0,1 N, indikator phenolftalen, amilum dan aquades. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah gas chromatograpi GC- Hitachi-263-50, detector FID, coloum pocket dengan panjang 3 meter dan isi OV- 17, carrier gas N 2, serta sistim pengapian H 2 dan udara , hand refraktometer, timbangan analitik, cold storage , thermometer, sealer, kamera digital, titrasi set, gelas ukur, dan labu takar.

3.4 Tahapan Penelitian

3.4.1 Penelitian Pendahuluan

Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mengetahui kerusakan-kerusakan pada buah rambutan yang dikemas dan menentukan waktu adaptasi buah rambutan pada suhu dingin. Penelitian pendahuluan dilakukan dengan tahapan sebagai berikut: 1. Karakterisasi sifat fisik bahan pengemas a. Untuk mengidentifikasi posisi lubang, ukuran lubang dan permukaan bahan pengemasan LDPE antifog, dilakukan dengan menggunakan mikroskop cahaya terpolarisasi dengan 400 kali pembesaran. b. Pengukuran sifat fisik plastik LDPE antifog menggunakan metode ASTM. Pengukuran meliputi ketebalan, laju transmisi uap air serta laju transmisi gas lembaran plastik film terhadap O 2 dan CO 2 Lampiran 1. 2. Karakterisasi buah rambutan Karakterisai buah rambutan meliputi pengamatan terhadap sifat fisik, kimia dan fisiologis. Buah rambutan yang digunakan untuk bahan penelitian adalah buah yang sudah matang dipohon atau buah siap panen, yang ditandai dengan sudah terjadinya perubahan warna pada rambut buah. Buah kemudian dibersihkan dan dipotong tangkainya. Tangkai buah yang tersisa ± 0,5 cm dari buah. Buah rambutan kemudian dicuci dan disortasi berdasarkan warna kulit. Buah yang telah disortasi berdasarkan warna kulit, kemudian dianalisa mutu fisik dan kimia. Mutu fisik meliputi berat rata-rata per buah, warna, dan 24 penampakan. Mutu kimia meliputi analisa pH, total padatan terlarut, kandungan vitamin C dan total asam. Sifat fisiologis buah rambutan dilakukan dengan mengukur laju respirasi buah. Untuk mengukur laju respirasi, dilakukan dengan menggunakan closed system Hasbullah, 2007. Sebanyak 15 buah rambutan disimpan dalam toples kaca tertutup rapat kemudian disimpan dalam suhu ruang dan suhu dingin. Pengukuran dilakukan setiap 1 jam sebanyak 3 kali pengambilan pada hari pertama sampai ke tiga. Selanjutnya pada hari ke-4 sampai ke-6 hanya 1 kali pengambilan. Pengukuran dilakukan dengan cara pengambil gas dalam toples setiap 1 jam. Setelah pengukuran dilakukan, tutup toples dibuka selama 15 menit untuk mengembalikan udara dalam kemasan kembali normal. Selanjutnya toples ditutup lagi untuk mencegah gas keluar. Konsentrasi gas diukur dengan menggunakan alat gas kromatografi. Laju respirasi buah diukur dengan menggunakan rumus: Keterangan: R : laju respirasi ml CO 2 kg-jam atau ml O 2 kg- jam V : volume bebas chamber ml v : volume inject x : konsentrasi gas i W : berat buah rambutan kg t : selang waktu pengamatan jam Gambar 5 Pengukuran laju respirasi buah 25 3. Penentuan waktu adaptasi buah pada suhu dingin Penentuan waktu adaptasi atau precooling dilakukan untuk buah yang akan disimpan pada suhu 10⁰C. Precooling dilakukan untuk memberikan waktu buah beradaptasi dengan suhu penyimpanan. Precooling dilakukan dengan dua cara, yaitu: a. Satu tahap Buah dicuci dan disortasi, kemudian buah disimpan dalam pendingin dengan suhu 15⁰C selama dua jam, lalu buah dikemas dalam kantong LDPE antifog dan stretch film. b. Dua tahap Buah dicuci dan disortasi, kemudian buah disimpan dalam pendingin dengan suhu 15⁰C selama dua jam, lalu buah dikemas dalam kantong LDPE antifog dan stretch film. Kemudian buah disimpan lagi pada suhu 15⁰C selama 24 jam.

3.4.2 Penelitian Lanjutan

Buah rambutan varietas Binjai dan Lebak Bulus dengan tingkat kematangan komersial diperoleh dari daerah Blitar dan Subang. Buah rambutan dibersihkan dan dicuci dengan air mengalir, lalu disortasi berdasarkan warna kulit buah. Pengemasan dilakukan untuk buah dengan warna kulit kuning 70-85 kulit buah berwarna merah atau orange dan merah 85-100 kulit buah berwarna merah atau orange. Pengemasan dilakukan dengan menggunakan bahan pengemas stretch film dan kantong plastik LDPE antifog dengan ketebalan 44 µm ukuran 25 cm x 30 cm, dengan jumlah lubang perforasi 0, 5, 10, dan 30 masing- masing berdiameter 100 µm. Sebanyak 15 buah rambutan dikemas dalam masing-masing kemasan, kemudian disimpan pada suhu kamar dan suhu 10 ⁰C. Pengamatan dilakukan pada hari ke-7, 14, dan 21. Penelitian utama terdiri dari beberapa tahapan yaitu: 1. Pengukuran perubahan komposisi gas O 2 dan CO 2 dalam kemasan Pengukuran terhadap perubahan komposisi gas dalam kemasan dilakukan untuk mengetahui kondisi setimbang. Pengukuran gas dalam kemasan dilakukan sebelum kemasan dibuka dengan menggunakan syringe, 26 kemudian konsentrasi gas O 2 dan CO 2 diukur dengan menggunakan gas kromatograpi. Gambar 6 Pengambilan sampel gas dalam kemasan Konsentrasi gas O 2 dan CO 2 dihitung dengan menggunakan rumus 2. Pengukuran konsentrasi gas sesaat dalam kemasan Pengukuran konsentrasi gas sesaat dalam kemasan selama penyimpanan dilakukan dengan menggunakan model matematis yang dikembangkan Sutrisno 2007 dan Gonzalez et al., 2008. a. Sutrisno 2007 ……………………………1 Keterangan: Yt : konsentrasi gas i sesaat dalam kemasan pada saat “t” Ys : konsentrasi gas i setimbang dalam kemasan Ya : konsentrasi gas i di atmosfir K : permeabilitas efektif kemasan terhadap gas i mlm2jam.atm V : volume bebas ml t : waktu jam b. Gonzalez et al. 2008 Jika Lh dimodifikasi dimodifikasi dengan menggunakan persamaan Fishman Ghosh dan Anantheswaran, 2001: 27 Maka persamaannya menjadi: ……………………………………….2 Keterangan: dQidt : konsentrasi gas i dalam kemasan pada saat t Ah : luas microperforasi cm 2 Di : koefisien difusi gas i di udara cm 2 s Ci : volume gas i dalam kemasan Ci out : volume gas i di luar kemasan x : tebal film kemasan cm rh : jari-jari microperforasi cm

3.5 Pengamatan dan Rancangan Percobaan

3.5.1 Pengamatan

Buah rambutan yang telah dikemas, kemudian disimpan pada suhu kamar dan suhu 10°C. Pengamatan dilakukan pada perubahan fisik dan kimia buah rambutan dalam kemasan selama penyimpanan. Pengamatan fisik dilakukan untuk melihat perubahan persen berat, warna rambut, warna kulit, tekstur dan aroma selama penyimpanan. Pengamatan dilakukan pada hari ke- 7, 14 dan 21. Masing- masing pengamatan dilakukan dua kali ulangan. a. Perubahan sifat fisik Pengamatan dilakukan terhadap perubahan persen berat Lampiran 2, warna rambut, warna kulit, tekstur dan aroma selama penyimpanan. Skor perubahan mutu fisik buah dapat dilihat pada Tabel 8. Data non parametrik dianalisis dengan menggunakan Uji Kruskal Wallis pada taraf 5 , dan uji lanjut menggunakan Uji Dunn. Analisa dilakukan dengan menggunakan program SPSS versi 13. b. Perubahan sifat kimia Pengamatan kimia dilakukan terhadap perubahan: a Total Padatan Terlarut Total Solid Suspended TSS b Total Asam c Kandungan Vitamin C d Nilai pH 28 Motode dan prosedur analisis diuraikan pada Lampiran 2. Tabel 8 Skor perubahan mutu fisik buah selama penyimpanan Parameter pengamatan Nilai Rambut Kulit 45-75 warna rambut masih hijau tidak ada browning, warna kulit merah 1 10 -44 warna rambut hijau 1 – 20 mulai terjadi pencoklatan 2 9 warna rambut hijau. mayoritas sudah berwarna merah 21 – 50 sudah berwarna coklat 3 warna rambut merah gelap 51 – 80 sudah berwarna coklat 4 warna rambut sudah mulai coklat 81 – 100 berwarna coklat Parameter Pengamatan Nilai Tekstur Off flavor yang tercium lembut baik tidak ada 1 agak lunak sedikit 2 lunak sedang 3 sangat lunak kuat 4 lunak dan berair sangat kuat

3.5.2 Rancangan Percobaan

Perlakuan yang diberikan adalah teknik pengemasan dan suhu penyimpanan. Bahan kemasan yang digunakan adalah stretch film dan LDPE antifog. Masing-masing kemasan diisi buah rambutan sebanyak 15 buah, lalu ditutup rapat dengan menggunakan sealer pada suhu 130⁰C untuk kemasan LDPE antifog . Pada kemasan jenis LDPE antifog diberi lubang perforasi dengan diameter 100 µm. Rancangan percobaan yang digunakan adalah disain eksperimen RAK faktorial. Analisa dilakukan dengan menggunakan program SPSS versi 13. 1. Faktor teknik pengemasan α α : buah rambutan dikemas dalam kemasan stretch film α 1 : buah rambutan dikemas dalam plastik LDPE tanpa perforasi α 2 : buah rambutan dikemas dalam plastik LDPE dengan 5 perforasi α 3 : buah rambutan dikemas dalam plastik LDPE dengan 10 perforasi α 4 : buah rambutan dikemas dalam plastik LDPE dengan 30 perforasi 29 2. Faktor suhu penyimpanan β β 1 : suhu kamar β 2 : tidak disimpan pada suhu kamar 10⁰C Model linier aditif yang digunakan: ijk ij j i ijk K y            k dengan : ijk y pengamatan nilai respon  rataan umum dari seluruh pengamatan i  pengaruh faktor teknik pengemasan ke-i j  pengaruh faktor suhu penyimpanan ke-j ij  pengaruh interaksi faktor teknik pengemasan dan suhu ijk  pengaruh acak galat keseluruhan K k pengaruh kelompok ke-k IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Bahan Pengemas

Bahan kemasan LDPE antifog yang digunakan pada penelitian ini, diperoleh dari Food Technology Centre, Wahgeningen, Belanda. Kemasan diperoleh berupa kantong plastik yang siap digunakan dengan berbagai jumlah perforasi pada kemasan. Hasil pengamatan terhadap posisi perforasi pada kemasan LDPE antifog diketahui bahwa jumlah perforasi pada kedua sisi plastik film adalah sama. Posisi lubang pada tiap kantong disajikan pada Gambar 7. Pengamatan terhadap bahan pengemas jenis Low Density Polyethylene LDPE dengan pelapis antifog diketahui, bahwa kemasan yang digunakan mempunyai diameter perforasi 100 µm Gambar 8. Menurut Gosh dan Anantheswaran 2001 perforasi dengan diameter 5 – 17 mm disebut macro perforasi dan diameter 40 – 200 µm disebut micro perforasi. a b c Gambar 7 Posisi lubang pada masing-masing kantong plastik LDPE antifog a 5 perforasi b 10 perforasi c 30 perforasi Gambar 8 menunjukkan pengamatan pada permukaan lapisan bahan pengemas LDPE dan LDPE antifog. Pengamatan dengan menggunakan mikroskop cahaya terpolarisasi menunjukkan, perbedaan pada permukaan plastik LDPE dan LDPE antifog. Permukaan plastik LDPE antifog memiliki lapisan yang tidak terdapat pada plastik LDPE. Lapisan ini merupakan lapisan antifog yang ditambahkan pada permukaan plastik film LDPE. Menurut Zagory 1997 bahan tambahan yang berfungsi sebagai antifog pada lembaran plastik film terbuat dari surfaktan non-ionik. Bahan tambahan ini biasanya mempunyai derajat ketidakcocokan tertentu dengan polimer matriks pada bahan campurannya dan akibatnya terjadi migrasi pada permukaan. Bahan tambahan antifog dapat bermigrasi ke permukaan plastik film sehingga dapat mencegah terbentuknya butiran-butiran air membesar pada permukaan kemasan a b c Gambar 8 Pengamatan dengan mikroskop cahaya terpolarisasi a permukaan plastik LPDE antifog; b permukaan plastik LDPE tanpa antifog c diameter perforasi pada kemasan plastik LDPE antifog Bahan ini akan mengurangi tegangan permukaan air pada saat terbentuknya embun pada permukaan plastik. Hal ini yang menyebabkan penyimpanan buah dengan LDPE antifog lebih lama, karena selama penyimpanan pembentukan embun pada permukaan plastik menjadi lebih lambat. Tidak terbentuknya embun sebagai akibat terdispersinya uap air oleh komponen pada bahan pengemas yang dilapisi antifog. Air akan terdispersi pada permukaan plastik sehingga pembentukan butiran air akan terhambat. Tidak terbentuknya butiran air pada permukaan plastik dapat menjaga kelembaban dalam kemasan. Terjaganya kondisi kelembaban dalam kemasan akan menekan aktivitas mikroba. Buah yang 100µm dikemas dengan LDPE antifog terlihat lebih menarik karena kemasan menjadi lebih bersih tanpa adanya butiran uap air pada kemasan Gambar 9. a b Gambar 9 Penampilan fisik kemasan pada penyimpanan hari ke-8 suhu 10°C a kemasan stretch film b LDPE antifog Penyimpanan dengan atmosfir termodifikasi erat hubungannya dengan difusi gas melalui film. Nilai permeabilitas film kemasan merupakan gambaran, mudah tidaknya gas, uap air, cairan, ion-ion dan molekul terlarut menembus suatu bahan tanpa memperhatikan mekanismenya. Permeabilitas suatu film kemasan adalah kemampuan melewatkan partikel gas dan uap air pada suatu unit luasan bahan pada suatu kondisi tertentu. Nilai permeabilitas sangat dipengaruhi oleh faktor- faktor sifat kimia polimer, struktur dasar polimer, sifat komponen permeant Syarief dan Hariyadi, 1993. Permeabilitas uap air merupakan suatu ukuran kerentanan suatu bahan untuk terjadinya proses penetrasi air. Permeabilitas uap air dari suatu film kemasan adalah laju kecepatan atau transmisi uap air melalui suatu unit luasan bahan yang permukaannya rata dengan ketebalan tertentu, sebagai akibat dari suatu perbedaan unit tekanan uap antara dua permukaan pada kondisi suhu dan kelembaban tertentu Lathief, 2001. Sedangkan permeabilitas film kemasan terhadap gas-gas, penting diketahui terutama gas oksigen karena berhubungan dengan sifat bahan dikemas yang masih melakukan respirasi. Permeabilitas kemasan LDPE antifog terhadap uap air, O 2 dan CO 2 disajikan pada Tabel 9. Tabel 9 Nilai permeabilitas bahan kemasan Permeabilitas bahan kemasan terhadap Jenis kemasan Tebal film mil Suhu dan RH Uap air H 2 O gm 2 milhari Suhu dan RH Oksigen O 2 mlm 2 milhari Karbondioksi- da CO 2 mlm 2 milhari LDPE 1,18 23°C dan 76,5 0,30 21°C dan 50 15,76 89,52 LDPE antifog Tanpa perforasi 1,73 37,8°C dan 100 5,35 21°C dan 50 18,80 54,53 10 perforasi 1,73 23°C dan 76,5 0,17 21°C dan 50 27,51 Hasil pengukuran BBKK, Jakarta menggunakan metode ASTM nilainya tidak terditeksi,karena terlalu porous Hasil pengukuran terhadap nilai permeabilitas bahan pengemas LDPE tehadap O 2 dan CO 2 lebih kecil jika dibandingkan dengan hasil penelitian Zagory dan Kader 1988. Meskipun nilai yang diperoleh berbeda tetapi rasio permeabilitas CO 2 O 2 = 5,67 masih berada pada sesuai dengan hasil penelitian Zagory dan Kader 1988 yaitu 2,00 – 5,90. Laju transmisi bahan pengemas LDPE terhadap H 2 O yang terukur adalah 0,30 gm 2 milhari mendekati hasil yang diperoleh Robertson senilai 0,31 – 0,59 gm 2 milhari 1993. Perbedaan nilai yang diperoleh disebabkan perbedaan metode dan kondisi pada saat pengukuran. Tabel 9 menunjukkan bahwa bahan pengemas LDPE antifog mempunyai permeabilitas terhadap O 2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan LDPE tanpa antifog . Nilai pemeabilitas CO2 pada LDPE tanpa antifog lebih tinggi dibandingkan LDPE antifog. Perbedaan ini dikarenakan adanya perbedaan pada proses pembuatan plastik film. Penurunan kemampuan aliran gas melalui plastik film dapat dilakukan meningkatkan derajat ikat silang plastik dan daerah kristalinitasnya. Nilai permeabilitas LDPE antifog berperforasi terhadap O 2 meningkat dari 18,80 ccm 2 milhari menjadi 27,51 ccm 2 milhari, tetapi pada kondisi ini permeabilitas terhadap CO 2 menjadi tidak terukur. Menurut Zagory 1997 pemberian lubang kecil atau perforasi pada film kemasan menyebabkan film mempunyai keterbatasan fisik karena difusi gas CO 2 melalui film kemasan yang diberi perforasi terjadi 2-6 kali lebih cepat dibandingkan dengan O 2 , dengan demikian CO 2 akan keluar dari kemasan lebih cepat dari pada masuknya O 2 . Tingginya kecepatan difusi gas CO 2 pada kemasan, mengakibatkan nilai permeabilitasnya juga meningkat sehingga tidak dapat terukur dengan menggunakan metode ASTM. Besarnya nilai permeabilitas terhadap CO 2 dapat menguntungkan pengemasan buah dan sayur segar, karena kesetimbangan gas dalam kemasan tercapai dengan penurunan O 2 1-5 tanpa terjadinya akumulasi CO 2 15-20 .

4.2 Karakteristik Buah Rambutan