BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Bahan Pengemas Dapat Dimakan Edible Packaging
Bahan pengemas telah memainkan peranan yang sangat penting dalam rantai distribusi produk makanan olahan dan telah menjadi satu bagian baik dalam
proses pembuatan makanan tersebut maupun dalam proses pendistribusiannya. Bahan pengemas digunakan untuk melindungi makanan dari lingkungan
sekitarnya seperti misalnya cahaya, mikroba, abu, tekanan mekanis, uap air dan lain sebagainya. Bahan pengemas harus dapat melindungi makanan dari berbagai
macam kemungkinan kerusakan yang akan dialaminya seperti misalnya akibat dari proses fisiologis contoh: proses respirasi pada sayuran dan buah-buah segar,
proses kimiawi contoh: oksidasi lemak, proses fisika contoh: dehidrasi, aspek mikrobiologis contoh: timbulnya jamur dan pencemaran oleh serangga.
Disamping itu, bahan pengemas juga dapat digunakan sebagai sarana produsen untuk menyampaikan informasi berkaitan dengan makanan tersebut melalui
penempelan label pada bahan pengemas. Bahan pengemas yang baik harus
memenuhi kriteria-kriteria tertentu yakni:
1. Mampu mempertahankan kualitas makanan supaya tetap bersih dan terhindar
dari kontaminasi kotoran atau kontaminan lainnya. 2. Menjaga makanan dari kerusakan fisik akibat pengaruh cahaya, udara dan air.
3. Bahan pengemas harus dirancang untuk siap pakai dan dapat berfungsi secara
benar.
4. Mudah dibentuk dan digunakan, dimana dalam hal ini tidak hanya memberi kemudahan bagi konsumen tetapi juga harus dapat mempermudah pekerja-pekerja
dalam pengolahan di pabrik dan selama pengangkutan untuk distribusi.
5. Memiliki daya tarik, mudah dikenali dan informatif sehingga konsumen mengetahui produk makanan apa yang terdapat dalam kemasan tersebut sehingga
tertarik untuk membelinya Buckle et al., 1985
Sejak tahun 1950 berbagai penelitian dan inovasi untuk mengembangkan plastik sebagai penunjang kebutuhan hidup manusia berkembang dengan pesat.
Universitas Sumatera Utara
Produksi plastik berkembang 10 setiap tahunnya. Dari sekitar 1,3 juta ton produksi plastik dunia pada tahun 1950 berkembang menjadi 230 juta ton pada
tahun 2005. Dari jumlah tersebut sekitar 37 diantaranya digunakan sebagai pengemas. Total konsumsi dunia untuk plastik sebagai pengemas bertumbuh
sekitar 2,9 pertahunnya berdasarkan data tahun 1992 – 1997 Avella et al.,
2001. Perkembangan yang sangat pesat ini disebabkan oleh karena plastik memiliki beberapa keunggulan yakni: fleksibel, mudah dibentuk, transparan, kuat
dan harganya murah. Namun demikian dalam perkembangannya plastik mulai dikurangi pemakaiannya di seluruh dunia, dimana hal ini disebabkan sifat plastik
yang sukar terdegradasi di lingkungan serta dapat mencemari produk melalui transmisi monomernya ke bahan yang dikemas. Oleh karena itu mulai
dikembangkan bahan pengemas yang berasal dari bahan-bahan yang mudah terurai di lingkungan. Bahan pengemas dapat dimakan
edible packaging merupakan salah satu bahan pengemas yang bersifat
biodegradable dan berasal dari bahan-bahan yang terperbaharui. Kelebihan utama dari
edible packaging ini dibandingkan plastik adalah dapat dikonsumsi bersamaan dengan bahan makanan
yang dilapisinya. Bahkan meskipun tidak ikut dikonsumsi, edible packaging ini
tidak akan mencemari lingkungan karena akan cepat terurai di alam Bourtoom,
2008.
Edible packaging dapat dikelompokkan menjadi dua bagian yaitu yang berfungsi sebagai pelapis
edible coating dan yang berbentuk lembaran edible film Krochta
et al.,1994. Edible film dan coating berbeda dalam cara pembentukannya dan penggunaannya pada makanan.
Edible coating dibentuk dan digunakan secara langsung pada produk makanan dengan menggunakan
larutan pembentuk film cair atau senyawa-senyawa yang dicairkan, dengan cara mengolesi menggunakan kuas cat, penyemprotan, pencelupan atau penyiraman
Cuq et al., 1995. Sedangkan Edible film merupakan lapisan tipis berupa lembaran
yang dibentuk melalui penuangan pada cetakan yang selanjutnya dikeringkan. Edible coating banyak digunakan untuk pelapis produk daging beku, makanan
semi basah, ayam beku, produk hasil laut, sosis, buah-buahan dan obat-obatan terutama untuk pelapis kapsul Krochta
et al., 1994. Edible film dan coating
Universitas Sumatera Utara
dapat memberikan penahanan terhadap uap air, oksigen O
2
, karbondioksida CO
2
, aroma, lipida dan sebagai pembawa zat seperti antimikroba, antioksidan,
flavour dan lain sebagainya Krochta and De Mulder-Johnston, 1997.
Edible packaging dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang memiliki kemampuan untuk membentuk lapisan film. Bahan-bahan tersebut terlebih dahulu dilarutkan
dalam pelarut seperti misalnya air, alkohol, campuran air dan alkohol atau dengan pelarut lainnya. Bahan pemlastis, pewarna, pemberi rasa atau antimikroba dapat
ditambahkan pada waktu pelarutan ini. Penyesuaian pH atau pemanasan larutan dilakukan selanjutnya untuk menyempurnakan dispersi. Larutan film ini
kemudian dituangkan pada cetakan dan dipanaskan sesuai suhu yang diinginkan
hingga diperoleh lapisan film Bourtoom, 2008. Edible packaging yang dihasilkan harus memenuhi beberapa kriteria yakni:
•
Tidak mencemari lingkungan
•
Teknologi untuk membuatnya sederhana
•
Biaya untuk proses pembuatan dan pengadaan bahan-bahannya murah
•
Memiliki kualitas sensorik yang baik
• Memiliki sifat penghambat
barrier yang baik
•
Memiliki kestabilan biokimia, fisikokimia dan mikrobial yang baik
•
Tidak beracun dan aman bagi kesehatan tubuh manusia Giancone, 2006
Secara keseluruhan terdapat beberapa kelebihan edible packaging dibandingkan
bahan pengemas lainnya yakni:
• Edible packaging dapat dikonsumsi secara bersamaan dengan bahan yang
dikemas.
• Meskipun
edible packaging tersebut tidak dimakan tetapi tidak akan mencemari lingkungan karena berasal dari bahan-bahan yang terperbaharui
dan mudah terdegradasi di lingkungan.
• Edible packaging dapat meningkatkan sifat organoleptis dari makanan yang
dikemas, dimana bahan-bahan penambah rasa, pewarna atau pemanis dapat di inkorporasi kedalam
edible packaging tersebut.
Universitas Sumatera Utara
• Edible packaging dapat meningkatkan nilai nutrisi makanan yang
dikemasnya,misalnya edible packaging yang dibuat dari protein.
• Edible packaging dapat digunakan untuk melapisi makanan dalam jumlah
yang kecil secara sendiri seperti misalnya pelapisan buah-buahan.
• Edible packaging dapat diaplikasikan pada makanan yang memiliki lapisan
yang berbeda-beda untuk mencegah pencampuran antar komponen dalam makanan tersebut dan untuk mencegah migrasi zat terlarut seperti pada
pizza,
pie dan permen.
• Edible packaging dapat membawa bahan antimikroba dan antioksidan
sehingga meningkatkan daya simpan produk makanan tersebut.
• Edible packaging dapat digunakan secara bersamaan dengan bahan pengemas
nonedible lainnya dimana dalam hal ini edible packaging bertindak sebagai pemisah antara produk makanan dengan pengemas
nonedible tersebut Gennadios
and Weller, 1990; Debeaufort et al., 1998.
Komponen penyusun edible film dan coating umumnya berasal dari bahan
pertanian. Komponen polimer hasil pertanian antara lain adalah polipeptida protein, polisakarida karbohidrat dan lipida. Ketiganya mempunyai sifat
termoplastik, sehingga mempunyai potensi untuk dibentuk atau dicetak sebagai film kemasan. Keunggulan polimer hasil pertanian adalah bahannya yang berasal
dari sumber yang terbarukan renewable dan dapat dihancurkan secara alami
biodegradable Julianti dan Nurminah, 2006.
Lilin wax merupakan edible packaging yang pertama kali digunakan pada
buah-buahan. Bangsa Cina telah menggunakan lilin untuk melapisi jeruk dan limau pada sekitar abad ke 12 dan 13. Kemungkinan pada masa tersebut bangsa
Cina tidak menyadari fungsi dari lilin tersebut yang dapat mengurangi kecepatan penguapan dari buah-buahan. Hanya saja mereka menemukan bahwa buah-buahan
yang dilapisi lilin dapat disimpan lebih lama dibandingkan buah-buahan yang tidak dilapisi. Pada sekitar abad ke 16 di Inggris juga telah digunakan lemak
sebagai pelapis produk makanan. Baru pada sekitar tahun 1930 diproduksi secara komersial lilin parafin untuk melapisi buah-buahan seperti apel dan pear Park,
1999.
Universitas Sumatera Utara
Salah satu fungsi dari edible packaging adalah mempertahankan kualitas
produk makanan yang dikemasnya agar tidak mengalami degradasi. Degradasi dalam sistem makanan sangat ditentukan oleh komposisi gas yang terdapat dalam
lingkungan produk yang dikemas tersebut. Sebagai contoh, oksigen yang terlibat dalam proses ketengikan lemak dan minyak, pertumbuhan mikroorganisme,
pembentukan warna coklat oleh enzim dan kerusakan vitamin. Dengan demikian edible packaging yang ingin dibuat harus dapat melindungi produk makanan dari
oksigen Gontard et al., 1996. Namun demikian, permeabilitas edible packaging
terhadap oksigen dan karbon dioksida sangat penting bagi buah-buahan dan sayur- sayuran dimana respirasi sangat berperan penting dalam menjaga kesegaran
produk tersebut. Untuk itu bahan yang dapat membentuk edible packaging dengan
kemampuan yang seimbang lebih diutamakan. Oleh karena itu karakteristik utama dalam mempertimbangkan pemilihan
edible packaging adalah daya permeabilitas terhadap oksigen, karbon dioksida dan uap airnya Ayranci
and Tunc, 2002. Pada produk makanan segar, keberhasilan
edible packaging mempertahankan kesegaran produk bergantung pada kemampuannya untuk mengontrol komposisi
gas internal Park, 1999. Tabel 1 dibawah ini memperlihatkan komposisi gas yang diinginkan dalam berbagai jenis produk makanan agar dapat tahan lama serta
jenis-jenis bahan untuk membuat edible packaging-nya berdasarkan data-data
hasil penelitian peneliti sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1. Komposisi Gas Dan Jenis Kerusakan Yang Terjadi Pada Makanan
Produk Makanan
Jenis Kerusakan yang Dapat Terjadi
Komposisi Gas-gas yang
Diinginkan Contoh
Bahan Pembuat Edible
Packaging Buah-buahan Respirasi tinggi
Kehilangan air Tumbuh mikroba
O
2
1 – 5 CO
2
0 – 5 Mangga
Apel Kiwi
Strawberi Alpukat
Aprikot Polisakarida
Tepung Gandum, CMC Protein Kedelai, CMC
Polisakarida CMC
MC
Sayuran Respirasi tinggi
Kehilangan air Tumbuh mikroba
O
2
1 – 5
Tidak ada
CO
2
Jamur Lada
MC MC
Daging
Daging Merah
photooksidasi pigmen
Tumbuh mikroba O
2
80
CO
2
30 –
20 Daging babi
Kasein, alginat, tepung jagung
Daging lainnya
Photooksidasi pigmen
Tumbuh mikroba O
2
sedikit
CO
2
banyak Daging ayam
Kasein, CMC, tepung jagung
Ikan
Rendah lemak
Autolisis oleh
adanya enzim
O
2
30
CO
2
40 Ikan
Karagenan
Banyak lemak
Oksidasi dan
aktivitas metabolik mikroorganisme
CO
2
40 - 60
N
2
60 -40 Telur
Tumbuh bakteri -
Telur Lemak
Roti Tumbuh jamur
Staling O
2
sedikit Roti
Etil selulosa, pektin
Makanan beku
Degradasi pigmen dan vitamin
Oksidasi lemak Destabilisasi
protein O
2
sedikit Ikan salmon beku
Daging beku Strawberi beku
Whey Amilosa pati
Kitosan
Makanan yang
digoreng Oksidasi
O
2
sedikit Kentang goreng
Produk turunan
pati Sereal
Hidroksi propil metil selulosa
Tepung jagung Gelatin,
gum dan
karagenan
Sumber: Akbari et al., 2007.
Keterangan: CMC = Carboxy Methyl Cellulose MC = Methyl Cellulose
Pembuatan edible packaging untuk skala laboratorium dilakukan dengan
cara sederhana yang meliputi proses pendispersian hidrokoloid dalam pelarut,
Universitas Sumatera Utara
penyebaran larutan film dalam cetakan, pengeringan dan aplikasi pada produk makanan. Pada skala industri, proses pembuatannya meliputi proses ekstruksi atau
ko-ekstruksi, laminasi, moulding dan pengeringan pelarut menggunakan pengering berjalan
roll drying Guilbert et al., 1996; Debeaufort et al., 1998. Edible packaging yang dibentuk tersebut harus memenuhi beberapa persyaratan
fungsional yang diperlukan seperti kemampuan menahan uap air, penghambatan gas atau padatan, kelarutan dalam air atau lemak, warna dan penampilan,
karakteristik mekanik dan daya alir, uji racun dan lain sebagainya. Karakteristik edible packaging ini sangat bergantung pada bahan-bahan yang digunakan, cara
pembuatan dan aplikasinya. Bahan pembentuk ikatan silang cross lingking
agent, pemlastis, antimikroba, antioksidan, bahan pembentuk tekstur dan lainnya dapat ditambahkan untuk meningkatkan sifat fungsional
edible packaging
tersebut.
Pada edible packaging ada 2 gaya tarik menarik yang terlibat yakni kohesi
dan adhesi. Gaya kohesi terjadi diantara molekul-molekul yang membentuk film tersebut sedangkan gaya adhesi terjadi diantara film tersebut dengan molekul-
molekl bahan yang dikemas. Kekuatan gaya kohesi mempengaruhi sifat fungsional
edibe packaging seperti fleksibilitas, permeabilitas, ketahanan, dan lain sebagainya. Gaya kohesi yang kuat menyebabkan sifat fleksibilitas dan
kemampuan menahan gas dan padatan menjadi menuruntetapi terjadi peningkatan kemampuan menyerapnya
porosity Gontard et al., 1993. Kuat tidaknya gaya kohesi dari
edible packaging tergantung pada struktur bahan pembentuknya, prosedur pembuatan dan parameter-parameter saat diproduksi suhu, tekanan,
jenis pelarut dan tingkat pengenceran, teknik penguapan pelarut, dan lain-lain, adanya zat pemlastis dan pembentuk ikatan silang serta ketebalan film yang
dibentuk Guilbert
et al., 1996.
Pemlastis merupakan salah satu komponen yang sangat menentukan sifat fisikokimia
edible packaging. Secara umum, pemlastis ditambahkan kedalam edible packaging untuk memperbaiki kerapuhan film yang terbentuk yang
disebabkan oleh gaya intermolekuler yang terjadi. Disamping itu, penambahan pemlastis juga berfungsi supaya film yang terbentuk dapat dengan mudah
Universitas Sumatera Utara
dilepaskan dari cetakannya. Penambahan pemlastis menyebabkan menurunnya gaya intermolekuler yang terjadi pada rantai polimer bahan penyusun
edible packaging sehingga sebagai konsekuensinya terjadi peningkatan fleksibilitas,
ekstensibilitas, kekerasan dan ketidakmudah robekan film yang terbentuk. Namun demikian, pemlastis menyebabkan terjadinya penurunan terhadap sifat
permeabilitas gas, uap air dan padatan serta penurunan elastisitas dan gaya kohesi edible packaging tersebut Parra et al., 2004. Pemlastis yang akan digunakan
harus kompatibel dengan polimer bahan penyusun edible packaging dan jika
memungkinkan dapat cepat larut dalam pelarut yang digunakan. Hal ini untuk mencegah terjadinya pemisahan pemlastis dengan komponen penyusun
edible packaging lainnya selama proses pengeringan berlangsung. Dengan kata lain,
pemlastis yang efektif haruslah memiliki struktur yang mendekati atau hampir mirip struktur polimer yang ada pada bahan penyusun
edible packaging. Bahan pemlastis yang biasa digunakan berupa poliol seperti gliserol, sorbitol, polietilen
glikol, mono-, di- atau oligosakarida, lemak dan turunannya Guilbert, 1986; Bozdemir
and Tutas, 2003.
2.2. Komponen Penyusun Edible Packaging
Kategori