Penentuan Model Umur Simpan Produk Minuman Mengandung Susu Berkemasan Botol HDPE dengan Pendekatan Arrhenius di PT Danone Indonesia

PENENTUAN MODEL UMUR SIMPAN PRODUK MINUMAN MENGANDUNG
SUSU BERKEMASAN BOTOL HDPE DENGAN PENDEKATAN ARRHENIUS
DI PT DANONE INDONESIA

MALA MARETA

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penentuan Model
Umur Simpan Produk Minuman Mengandung Susu Berkemasan Botol HDPE
dengan Pendekatan Arrhenius di PT Danone Indonesia adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir

skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Mala Mareta
NIM F24100054

ABSTRAK
MALA MARETA. Penentuan Model Umur Simpan Produk Minuman
Mengandung Susu Berkemasan Botol HDPE dengan Pendekatan Arrhenius di PT
Danone Indonesia. Dibimbing oleh FRANSISKA RUNGKAT ZAKARIA dan
VERONICA GUNAWAN.
Informasi umur simpan produk pangan sangat penting dalam menjamin
mutu untuk waktu yang lama. Kewajiban pencantuman umur simpan telah diatur
dalam undang-undang Pangan No. 7 tahun 1996 serta peraturan pemerintah No.
69/1999 tentang Label dan Iklan Pangan. Produk minuman mengandung susu
yang disterilisasi memiliki umur simpan yang lama, maka dibutuhkan metode
yang cepat, tepat, dan efisien untuk menentukan permodelan umur simpan, yaitu
dengan metode akselerasi model Arrhenius. Tujuan penelitian ini yaitu membuat
model umur simpan untuk memprediksi waktu penyimpanan dan melihat

gambaran nilai pH dan sensori pada batas waktu yang telah ditetapkan PT Danone
Indonesia serta melihat korelasi antara parameter pH dan sensori. Penelitian ini
dilakukan dengan menggunakan produk minuman mengandung susu berperisa
strawberry cream (SC) kemasan HDPE (High Density Polyethylene). Pengujian
dilakukan dengan masing-masing disimpan dalam penyimpanan normal pada suhu
30 0C selama 6 bulan dan penyimpanan akselerasi pada suhu 35 0C, 40 0C, dan 45
0
C selama 6 minggu. Pengambilan data dilakukan berdasarkan parameter kritis
yaitu parameter pH dan sensori dengan beberapa atribut yaitu Kualitas
Keseluruhan, Intensitas Keseluruhan, Kemanisan, Rasa Susu, Aroma Asing, dan
Intensitas Keseluruhan. Modeling umur simpan yang paling representatif
digunakan yaitu model ekponensial 2P atau model Arrhenius ordo reaksi 1. Umur
simpan produk ditentukan oleh faktor kemasan, suhu proses UHT, dan formula.
Korelasi hubungan antara pH dan sensori menunjukkan penurunan nilai pH diikuti
dengan penurunan nilai sensori sampai batas standar sehingga didapat waktu umur
simpan yaitu 24 minggu.

Kata kunci: susu, umur simpan, metode akselerasi, model Arrhenius

ABSTRACT

MALA MARETA. Determination of Beverage Product Containing Milk in
HDPE Bottle Packaging using Arrhenius Method at PT Danone Indonesia.
Supervised by FRANSISKA RUNGKAT ZAKARIA and VERONICA
GUNAWAN.
The information of shelf life of food product is important to ensure the
quality of food product in a certain time. The regulation to control food product
shelf life had been released in Undang-undang Pangan No. 7 tahun 1996 and
Peraturan Pemerintah No. 69/1999 tentang Label dan Iklan Pangan. Beverage
product containing milk which had been produced through a sterilisation process
relatively has long shelf life, therefore a fast and efficient method for its shelf life
determination is needed. An accelerated shelf life test using Arrhenius method
was considered to be used. This research aimed to create a model to predict the
shelf life of the beverage product containing milk by observing pH and sensory
parameter at a certain storage time to correlate both parameters. Materials for this
research was beverage product containing milk with cream strawberry flavor (SC)
in HDPE (High Density Polyethylene). Each sample was stored in normal storage
at 30 oC for 6 month and accelerated storage at 35 0C, 40 0C, dan 45 0C for 6
weeks. Data were collected based on critical parameter, pH and sensory with
several attribute: overall quality, overall intensity, sweetness, milkiness, off note,
dan flavor intensity. The most representative shelf life model was 2P exponential

model or Arrhenius model following the first orde reaction. The shelf life of the
product was determined by packaging, UHT temperature, and formula.
Correlation between pH and sensory showed the decreasing pH followed with the
decrease of sensory attributes until standard limit time, at 24 weeks.
Keyword: milk, shelf life, accelerated method, Arrhenius model.

PENENTUAN MODEL UMUR SIMPAN PRODUK MINUMAN MENGANDUNG
SUSU BERKEMASAN BOTOL HDPE DENGAN PENDEKATAN ARRHENIUS
DI PT DANONE INDONESIA

MALA MARETA

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknologi Pertanian
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Penentuan Model Umur Simpan Produk Minuman Mengandung
Susu Berkemasan Botol HDPE dengan Pendekatan Arrhenius di
PT Danone Indonesia
Nama
: Mala Mareta
NIM
: F24100054

Disetujui oleh

Prof.Dr.Ir.Fransiska R. Zakaria, M.Sc.
Pembimbing I

Veronica Gunawan, S.TP.
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr.Ir.Feri Kusnandar, M.Sc.
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga tugas akhir ini berhasil diselesaikan. Tugas akhir
yang dilaksanakan sejak Februari 2014 ini dapat diselesaikan dengan baik berkat
dari dukungan beberapa pihak. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Prof. Dr.
Ir. Fransiska Rungkat Zakaria, M.Sc., Eryta Trisnayani, S.TP., Marcel Priyandi
Segara, S.TP., dan Veronica Gunawan, S.TP. selaku dosen pembimbing akademik
atas masukan dan perhatian yang diberikan selama penyelesain tugas akhir ini.
Seluruh teknisi Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan yang telah membantu
penulis selama melakasanakan tugas akhir.
Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada orang tua, kakak dan adik
penulis yang selalu mengingatkan dan memberikan semangat. Kepada
Mochammad Alfian Ramadhianto atas dukungan dan saran yang telah diberikan

kepada penulis. Kepada sahabat penulis Laras Yulia, Zaskia Puspitasari, Novita
Iin Yustari, Annissa Ramdhani, Fuad Assifa, Dandi Alamsyah, Mawla Rabbi,
Arfa Winiartika, Baniar D. Kustantia, Annisa Yunaini, dan Raoudhotul Jannah Ali
yang telah menghibur dan memberikan semangat kepada penulis. Kepada sahabatsahabat di Ilmu dan Teknologi Pangan IPB Riana Kanthi Hapsari, Lulu Maknun,
Rita Astuti, Mutiara Primaniyarta, Striwicesa Hangganararas, Devi Ardelia,
Anjani Anggitasari, Zackuary, Rahmalia S., Rizky A., Novandra C dan Dimas
Imam yang telah menjadi teman belajar dan memberikan banyak ilmu dan
semangat sehingga selesainya tugas akhir ini. Kepada kakak-kakak supervisor PT
Danone Annisa Maulida, Bernadheta Pangestuti, Rosalia Kusumaningtyas, Nida
Khairunnisa, Hilma Pramadya, Ayi Maqhfuroh, Afldori, dan Aliyudin yang telah
memberikan banyak saran, ilmu, dan dukungannya selama melakukan magang di
PT Danone Indonesia.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih belum sempurna
dan memerlukan saran dan masukan. Penulis berharap agar tugas akhir ini
memberikan dampak terhadap perkembangan ilmu dan teknologi khususnya
dalam bidang Ilmu dan Teknologi Pangan.

Bogor, Agustus 2014
Mala Mareta

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN

vi
vi
vi
1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

3

Tujuan Penelitian

3

Manfaat Penelitian

3

METODOLOGI

3

Alat dan Bahan

3

Rancangan Penelitian

4

Prosedur Penelitian

6

Pengolahan dan Analisis Data

7

a. Variable JMP: AICc, BIC, SSE, E% dan R2.

8

b. Korelasi hubungan k (Laju penurunan mutu) dengan T (suhu)

8

c. Hubungan Qt JMP, Qt Arr, dan data original (data sebelum dilakukan
pembuatan model).

8

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Pengukuran pH

9
9

Penentuan Model Umur Simpan Produk Minuman Mengandung Susu

12

1.

Variabel JMP

13

2.

Korelasi hubungan k dan T

13

3.

Hubungan Qt JMP, Qt Arrhenius, dan Data Original.

14

Penerapan Model Terhadap Perubahan Kemasan

15

Penerapan Model Terhadap Perubahan Suhu Proses UHT

19

Penerapan Model Terhadap Perubahan Formula

20

SIMPULAN DAN SARAN

26

Simpulan

26

Saran

26

DAFTAR PUSTAKA

27

LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

29
71

DAFTAR TABEL
Tabel 1. Rata-rata data pH formula SB penyimpanan normal pada suhu 30 oC
Tabel2. Rata-rata data pH formula SB penyimpanan akselerasi pada suhu
35 oC, 40 oC, dan 45 oC
Tabel 3. Data hasil output JMP
Tabel 4. Data k JMP Eksponensial 2P
Tabel 5. Data k Arrhenius
Tabel 6. Tabulasi prediksi data pH persamaan Qt JMP dan Qt Arrhenius
pada suhu 30 oC
Tabel 7. Hasil uji SPSS: Faktor yang berpengaruh terhadap parameter uji
Tabel 8. Hasil modeling pH produk berdasarkan faktor kemasan
Tabel 9. Hasil modeling Atribut Rasa susu berdasarkan faktor kemasan
Tabel 10.Karakteristik pH dan sensori minggu ke-24 atribut Rasa susu
faktor kemasan
Tabel 11. Hasil modeling pH berdasarkan faktor suhu proses UHT
Tabel 12. Hasil modeling atribut Rasa susu berdasarkan faktor suhu proses
UHT
Tabel 13. Karakteristik sensori minggu ke-24 atribut Rasa susu faktor suhu
proses UHT
Tabel 14 Perbedaan Nilai Gizi antara Formula FS dan SB
Tabel 15. Hasil modeling pH berdasarkan faktor formula
Tabel 16. Hasil Modeling atribut Kualitas keseluruhan berdasarkan faktor
formula
Tabel 17. Hasil Modeling atribut Intensitas keseluruhan berdasarkan
faktor formula
Tabel 18. Hasil Modeling atribut Kemanisan berdasarkan faktor formula
Tabel 19. Hasil Modeling atribut Rasa susu berdasarkan faktor formula
Tabel 20. Hasil Modeling atribut Intensitas flavor berdasarkan faktor formula
Tabel 21. Karakteristik pH dan sensori minggu ke-24 atribut Kualitas
keseluruhan faktor formula
Tabel 22. Karakteristik pH dan sensori pada minggu ke-24 atribut Intensitas
keseluruhan faktor formula
Tabel 23. Karakteristik pH dan sensori pada minggu ke-24 atribut Kemanisan
faktor formula
Tabel 24. Karakteristik pH dan sensori pada minggu ke-24 atribut Rasa
susu faktor formula
Tabel 25. Karakteristik pH dan sensori pada minggu ke-24 atribut Intensitas
flavor faktor formula

9
9
10
11
12
15
15
17
17
19
20
20
21
21
21
22
22
22
22
23
24
24
25
25

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Kerangka pemikiran penentuan umur simpan metode akselerasi
Gambar 2 Plot Arrhenius dengan regresi linier
Gambar 3 Persamaan Arrhenius Eksponensial 2P
Gambar 4 Variable penentuan analisis model JMP Tiger SC
Gambar 5 Hubungan antara k dan suhu Eksponensial 2P
Gambar 6 Grafik hubungan antara k dan suhu Eksponensial 3P
Gambar 7 Grafik hubungan antara pH dan waktu Ekponensial 2P
Gambar 8 Grafik hubungan antara pH dan waktu Eksponensial 3P
Gambar 9 Grafik hubungan Aroma asing terhadap waktu
Gambar 10 Hubungan korelasi antara nilai pH dengan atribut Rasa susu
Gambar 11. Korelasi hubungan antara pH dan sensori atribut
Kualitas keseluruhan
Gambar 12. Korelasi hubungan antara pH dan sensori atribut
Intensitas keseluruhan 24
Gambar 13. Korelasi hubungan antara pH dan sensori atribut kemanisan
Gambar 14. Korelasi hubungan antara pH dan sensori atribut Rasa susu
Gambar 15. Korelasi hubungan antara pH dan sensori atribut intensitas

5
7
11
13
13
14
14
14
17
18
23

24
25
25

DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Sortasi data pH dan Sensori produk berperisa strawberry
Lampiran 2. Rata-rata data pH formula FS kemasan 170 ml pada
penyimpanan suhu akselerasi dan suhu normal
Lampiran 3. Output SPSS data pH prduk faktor pack T=30 oC
Lampiran 4. Output SPSS data pH prduk faktor pack T=35 oC
Lampiran 5. Output SPSS data pH prduk faktor pack T=40 oC
Lampiran 6. Output SPSS data pH prduk faktor pack T=45 oC
Lampiran 7. Output SPSS data pH prduk faktor formula T=30 oC
Lampiran 8. Output SPSS data pH prduk faktor formula T=35 oC
Lampiran 9. Output SPSS data pH prduk faktor formula T=40 oC
Lampiran 10. Output SPSS data pH prduk faktor formula T=45 oC
Lampiran 11. Hasil analisi JMP dan Arrhenius ekponensial 2P dan
eksponensial 3P
Lampiran 12. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenis eksponensial
2P & 3P data pH SC FS UHT B 95ml
Lampiran 13. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenis eksponensial
2P & 3P data pH SC FS UHT 170ml
Lampiran 14. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius eksponensial
2P & 3P data pH SC SB UHT B 170ml
Lampiran 15. Data k dan T pH pada kemasan berbeda
Lampiran 16. Hubungan k dan T pH dengan kemasan berbeda eksponensial
2P dan 3P
Lampiran 17. Data k dan T pH pada formula berbeda
Lampiran 18. Hubungan k dan T pH pada formula berbeda eksponensial
2P dan 3P
Lampiran 19. Hubungan data JMP, data Arrhenius dan data original
(data sebelum dilakukan pengolahan) pH SC FS UHT B
95ml eksponensial 2P & 3P
Lampiran 20. Hubungan data JMP, data Arrhenius dan data original
(data sebelum dilakukan pengolahan) pH SC FS UHT B
170 ml eksponensial 2P & 3P
Lampiran 21. Hubungan data JMP, data Arrhenius dan data original
(data sebelum dilakukan pengolahan) pH SC SB UHT B
170 ml eksponensial 2P & 3P
Lampiran 22 . Sortasi data sensori produk berperisa strawberry
Lampiran 23. Rata-rata data sensori formula FS kemasan
170ml pada penyimpanan suhu akselerasi dan suhu normal
Lampiran 24. Output SPSS data sensori atribut overall qua Kualitas
keseluruhan faktor kemasan T=30 oC
Lampiran 25. Output SPSS data sensori atribut overall qua Kualitas
keseluruhan faktor kemasan T=35 oC
Lampiran 26. Output SPSS data sensori atribut overall qua Kualitas
keseluruhan faktor kemasan T=40 oC
Lampiran 27. Output SPSS data sensori atribut overall qua Kualitas
keseluruhan faktor kemasan T=45 oC

29
30
31
31
32
32
33
33
34
34
35
36
37
38
39
39
40
40

41

41

42
43
44
45
45
45
45

Lampiran 28. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan faktor
suhu proses UHT T=30 oC
Lampiran 29. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan faktor
suhu proses UHT T=35 oC
Lampiran 30. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan faktor
suhu proses UHT T=40 oC
Lampiran 31. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan
faktor formula T=30 oC
Lampiran 32. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan
faktor formula T=35 oC
Lampiran 33. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan
faktor formula T=40 oC
Lampiran 34. Output SPSS data sensori atribut Kualitas keseluruhan
faktor formula T=45 oC
Lampiran 35. Hasil analisi JMP dan Arrhenius Model Linear
Lampiran 36. Hasil analisi JMP dan Arrhenius Model Eksponensial 2P
Lampiran 37. Hasil analisi JMP dan Arrhenius Model Eksponensial 3P
Lampiran 38. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius
Linear, Ekponesial 2P, dan Eksponesial 3P data Sensori
atribut Intensitas Flavor SC FS UHT B 95ml
Lampiran 39. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius
Linear, Ekponesial 2P, dan Eksponesial 3P data Sensori
atribut Intensitas Flavor SC OR UHT B 180ml
Lampiran 40. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius
Linear, Ekponesial 2P, dan Eksponesial 3P data Sensori
atribut Intensitas Flavor SC OR UHT B 170ml
Lampiran 41. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius
Linear, Ekponesial 2P, dan Eksponesial 3P data Sensori
atribut Intensitas Flavor SC FS UHT B 180ml
Lampiran 42. Tabulasi perbandingan Qt JMP dan Qt Arrhenius
Linear, Ekponesial 2P, dan Eksponesial 3P data Sensori
atribut Intensitas Flavor SC SB UHT B 170ml
Lampiran 43. Hubungan k dan T pH dengan kemasan berbeda Model
Linear, eksponensial 2P, dan eksponensial 3P 64
Lampiran 44. Hubungan k dan T pH dengan suhu proses UHT berbeda
model Linear, eksponensial 2P, dan eksponensial 3P
Lampiran 45. Hubungan k dan T pH dengan formula berbeda model
Linear, eksponensial 2P, dan eksponensial 3P
Lampiran 46. Hubungan data JMP, data Arrhenius dan data original
(data sebelum dilakukan pengolahan) Sensori SC FS
UHT B 170 ml eksponensial 2P & 3P
Lampiran 47. Nutrition Fact Produk Formula FS 95ml
Lampiran 48. Nutrition Fact Produk Formula SB 95ml
Lampiran 49. Nutrition Fact Produk Formula FS 170 ml
Lampiran 50. Nutrition Fact Produk Formula SB 170 ml
Lampiran 51. Kuisioner Uji Sensori Produk Minuman Mengandung Susu

46
46
47
48
48
48
49
50
53
56

59

60

61

62

63

65
66

67
68
68
69
69
70

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dewasa ini produk industri pangan sangat mudah untuk dijangkau oleh
konsumen. Ketertarikan konsumen membuat timbul rasa keingintahuan terhadap
produk yang dibelinya. Informasi pada kemasan pun perlu diperhatikan, seperti
informasi nilai gizi, komposisi produk, hingga label sertifikasi produk yang
menyatakan keamanan dan kualitas produk. Namun, ada hal yang lebih penting
selain dari aspek sensori yang terkait dengan keamanan pangan untuk konsumen,
yaitu informasi umur simpan produk pangan. Keterangan umur simpan atau masa
kadaluarsa produk pangan merupakan salah satu informasi yang wajib dicantumkan
oleh produsen pada label kemasan produk pangan. Pencantuman informasi umur
simpan menjadi sangat penting karena berkaitan dengan keamanan produk pangan
dan untuk memberikan jaminan mutu pada saat produk sampai ke tangan konsumen
(Hariyadi 2004). Kewajiban pencantuman masa kadaluarsa pada label pangan
diatur dalam Undang-undang Pangan No. 7 tahun 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.
Informasi umur simpan produk sangat penting bagi banyak pihak, baik
produsen, konsumen, penjual, dan distributor. Dengan informasi umur simpan,
konsumen dapat memastikan keamanan dan kelayakan suatu produk. Bagi industri
pangan atau produsen, penentuan umur simpan penting sebagai dasar penentuan
jumlah produk yang kaitannya dengan penyimpanan, pengembangan formula
produk dan pengembangan jenis bahan pengemas. Bagi penjual dan distributor,
informasi umur simpan sangat penting dalam penanganan stok barang dagangnya.
Penentuan umur simpan produk pangan dapat dilakukan dengan menyimpan
produk pada kondisi penyimpanan yang sebenarnya. Cara ini menghasilkan hasil
yang baik, namun memerlukan waktu yang lama dan biaya yang cukup besar.
Kendala yang sering dihadapi oleh industri dalam penentuan umur simpan suatu
produk adalah masalah waktu, karena bagi produsen hal ini akan mempengaruhi
jadwal target penjualan suatu produk pangan. Oleh karena itu, diperlukan metode
pendugaan umur simpan yang efisien, tepat, cepat, mudah, dan mendekati umur
simpan yang sebenarnya. Metode konvensional sering digunakan untuk produk
yang mempunyai masa kedaluwarsa kurang dari 3 bulan (Herawati 2008). Karena
produk yang akan diduga umur simpannya ini adalah produk olahan susu cair
sterilisasi yang umumnya memiliki umur simpan lebih dari 3 bulan, maka metode
yang sesuai untuk pendugaan umur simpan adalah metode Accelerated Shelf Life
Testing (ASLT), yaitu dengan cara menyimpan produk pangan pada lingkungan
yang menyebabkan menjadi cepat rusak, baik pada kondisi suhu atau kelembaban
ruang penyimpanan yang lebih tinggi dibandingkan kondisi penyimpanan normal.
Menurut Kusnandar (2006), produk pangan yang dapat ditentukan umur simpannya
dengan karakteristik produk seperti makanan kaleng steril komersial, susu UHT,
susu bubuk/formula, produk chip/snack, jus buah, mi instan, frozen meat, dan
produk lainnya yang mengandung lemak tinggi sehingga berpotensi terjadinya
oksidasi lemak atau mengandung gula pereduksi dan protein yang berpotensi

2
terjadinya reaksi Maillard adalah dengan penentuan umur simpan dengan model
Arrhenius.
Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan model umur simpan dengan
metode Arrhenius menggunakan parameter kritis yang telah diketahui paling
sensitif terhadap penurunan mutu produk. Produk yang digunakan adalah produk
minuman mengandung susu berperisa strawberry yang disterilisasi dengan
teknologi suhu ultra tinggi (UHT) dan dikemas dalam botol HDPE (High Density
Poly Ethylene). Menurut BPOM-RI (2006), minuman susu berperisa didefinisikan
sebagai minuman berbahan dasar susu segar, susu rekonstusi atau susu rekombinasi
yang diberi perisa, dapat ditambahkan gula, bahan pangan lain, dan disterilisasi atau
dipasteurisasi serta dikemas secara kedap (hermetis). Sedangkan karakteristik dasar
produk minuman mengandung susu yaitu produk minuman yang memiliki kadar
lemak susu tidak kurang dari 0.3% (BPOM 2006). Pemilihan kemasan botol HDPE
ini selain alasan proteksi produk, polimer ini juga memiliki keunggulan lain yaitu
tahan terhadap panas, memiliki kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara
kemasan plastik dengan pangan yang dikemasnya, dan sangat cocok kemasan
produk susu (BPOM 2011).
Parameter kritis diperlukan dalam menduga umur simpan dengan
menggunakan model Arrhenius karena tidak semua parameter dapat dimasukkan ke
dalam perhitungan umur simpan. Menurut Steffy (2013), kriteria-kriteria dalam
pemilihan parameter umur simpan suatu produk, yaitu: 1) Parameter mutu yang
paling cepat mengalami penurunan selama penyimpanan yang ditunjukkan dengan
nilai koefisien k mutlak atau nilai koefisien korelasi (R2) paling besar, 2) Parameter
mutu paling sensitif terhadap perubahan suhu yang dilihat dari energi aktivasi (Ea)
yang lebih rendah. Berdasarkan penelitian Balyak (2014), pada produk minuman
mengandung susu, parameter yang memiliki nilai R2 yang tinggi dan energi aktivasi
(Ea) paling rendah adalah parameter pH.
Berdasarkan tinjauan dan analisis data yang dimiliki PT Danone Indonesia 3
tahun terakhir, parameter sensori merupakan data paramater yang dapat digunakan
untuk membuat permodelan umur simpan Arrhenius. Metode ini dilakukan dengan
melihat tingkat penerimaan konsumen untuk menentukan kriteria apakah pangan
tersebut masih layak dikonsumsi atau tidak. Oleh karena pada akhirnya yang dituju
adalah penerimaan konsumen maka uji organoleptik pun perlu dilakukan. Atribut
uji sensori yang dilakukan adalah Kualitas keseluruhan, Intensitas keseluruhan,
Kemanisan, Rasa susu, Aroma Asing, dan Intensitas flavor.
Data perubahan mutu selama penyimpanan yang diperoleh lalu diubah ke
dalam model matematika, dan umur simpan dapat ditentukan dengan cara
ekstrapolasi persamaan kondisi penyimpanan normal (Kusnandar 2006). Dengan
menggunakan metode akselerasi ini, penentuan umur simpan produk dapat
dilakukan dalam waktu yang lebih singkat dengan akurasi yang baik. Efisiensi
waktu pendugaan umur simpan dengan metode ASLT dapat diperoleh karena pada
penentuannya dilakukan percepatan reaksi penurunan mutu produk (Ellis 1994).

3
Perumusan Masalah
Kebutuhan peningkatan kinerja perusahaan yang tinggi menunutut produsen
untuk selalu bertindak cepat tidak terkecuali bagi PT Danone Indonesia. Penentuan
umur simpan produk umumnya memerlukan waktu yang lama. Oleh karena itu,
diperlukan metode penentuan umur simpan yang cepat, tepat, dan mendekati umur
simpan produk yang sebenarnya. Dalam hal ini diperlukan model persamaan dalam
pendugaan umur simpan dan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi umur
simpan produk. Dengan adanya metode penentuan umur simpan dapat memberikan
gambaran atau prediksi umur simpan produk secara cepat.
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian magang pada PT Danone Indonesia secara umum adalah
untuk mengembangkan wawasan berpikir mahasiswa dalam skala industri serta
meningkatkan pengalaman lapang dalam penerapan ilmu dan teknologi pangan di
industri dalam upaya penyelesaian tugas akhir sebagai syarat kelulusan. Sedangkan
tujuan khusus dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Membuat model kinetika persamaan Arrhenius untuk parameter pH dan sensori
pada produk minuman mengandung susu UHT kemasan botol HDPE
berdasarkan faktor-faktor yang berpengaruh selama umur simpan.
2. Menentukan umur simpan produk minuman mengandung susu berperisa
strawberry dengan metode Accelerated Shelf Life Testing (ASLT) pendekatan
model persamaan Arrhenius.
3. Melihat karakteristik pH dan sensori pada waktu umur simpan yang ditetapkan
PT Danone Indonesia
4. Melihat korelasi permodelan kinetika persamaan Arrhenius dari parameter pH
dan sensori.
Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat:
1. Memberikan metode yang efisien untuk memprediksi umur simpan produk
minuman mengandung susu berperisa strawberry dengan model kinetika
persamaan Arrhenius.
2. Dengan diperolehnya model persamaan maka dapat memberikan gambaran
atau prediksi waktu umur simpan produk
3. Mengetahui korelasi antara nilai pH dengan karakter sensori produk.

METODOLOGI
Alat dan Bahan
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah produk minuman
mengandung susu berperisa strawberry cream (SC) berformula OR, FS, dan SB
dengan melalui proses UHT bersuhu A dan suhu B dimana suhu A < suhu B serta
menggunakan kemasan botol HDPE kapasitas 95 ml, 170 ml, dan 180 ml (lampiran
1). Dari ketiga jenis kapasitas kemasan tersebut ketiganya memiliki jenis polimer

4
yang sama yaitu HDPE. Hal yang membedakan dari ketiga kemasan tersebut adalah
volume headspace setiap kemasan yang berbeda. Bahan kimia yang digunakan
adalah aquadest dan buffer phosphate pH 4 dan pH 7.
Alat analisis laboratorium yang digunakan dalam penelitian ini adalah pHmeter (Mettler Toledo), neraca analitik, inkubator, dan alat-alat gelas. Sedangkan
alat untuk analisis dan penggolahan data menggunakan perangkat keras dengan
spesifikasi sebagai berikut:
Processor
: Intel(R) Celeron(R) CPU 1000M @ 1.80GHz
Installed memory (RAM) : 2,00 GB (1,89 GB usable)
System type
: 64-bit Operating System
Dan menggunakan beberapa aplikasi sebagai berikut:
IBM SPSS Statistics 22
JMP Statistical Discovery Version 11
Microsoft Excel 2007
Rancangan Penelitian
Pada penelitian ini dilakukan pembuatan dan penentuan model umur simpan
kinetika persamaan Arrhenius dari parameter kritis yang telah tentukan yaitu
parameter pH dan sensori. Sampel yang digunakan adalah produk minuman
mengandung susu berperisa strawberry berkemasan botol HDPE yang disteriliasi
dengan temperatur ultra tinggi (UHT).
Sampel produk dibagi dalam dua kelompok utama yaitu penyimpanan normal
pada suhu 30 0C dan penyimpanan akselerasi pada suhu 35 0C, 40 0C, dan 45 0C.
Selanjutnya masing-masing kelompok dibagi menjadi tujuh kelompok kecil dan
diberi label sesuai minggu pengamatan, misalnya minggu ke-0 sampai minggu ke-6.
Dari setiap kelompok tersebut disimpan dalam chamber bersuhu ruang 30 0C dan
inkubator yang terkontrol 35 0C, 40 0C, dan 45 0C untuk penyimpanan accelerated.
Penyimpanan normal dilakukan selama 6 bulan sedangkan penyimpanan akselerasi
dilakukan selama 6 minggu. Setiap satu minggu dari minggu ke-0 sampai minggu
ke-6 dilakukan pengambilan data, begitu juga untuk penyimpanan normal
dilakukan pengambilan data setiap 1 bulan dari bulan ke-0 sampai bulan ke-6
dilakukan pengambilan data berdasarkan parameter kritis yang telah ditentukan
yaitu parameter pH dan sensori dengan beberapa atribut sensori antara lain:
Kualiatas keseluruhan, Intensitas keseluruhan, Kemanisan, Rasa susu, Aroma Asing,
dan Intensitas flavor. Data perubahan mutu selama penyimpanan yang diperoleh
lalu akan diubah ke dalam model matematika, dan umur simpan dapat ditentukan
dengan cara ekstrapolasi persamaan kondisi penyimpanan normal.
Data pembuatan model yang digunakan yaitu data tiga tahun sebelumya
dengan metode preparation sampling yang sama diikutsertakan dengan
pengolahan data terbaru. Setelah dilakukan pengumpulan data, dilakukan plotting
data berdasarkan perbedaan kemasan (berdasarkan volme headspace), suhu proses
UHT, dan formula yang dijadikan faktor yang berpegaruh selama pengujian umur
simpan. Kemudian plotting data yang sudah terbentuk dilakukan analisis data
dengan menggunakan aplikasi JMP Statistical Discovery, IBM SPSS Statistics 22,
dan Microsoft Excel versi 2007. Ketiga aplikasi tersebut digunakan dalam
pengolahan data, analisis model Arrhenius, serta pemilihan ordo model terbaik
berdasarkan variable-variable terpilih. Dengan melihat korelasi antara nilai pH dan

5
karakteristik sensori, didapat waktu umur simpan produk. Kerangka pemikiran
penelitian ini secara jelas dapat dilihat pada Gambar 1.

Produk minuman
mengandung susu
(Lampiran 1)

Penyimpanan pada chamber
bersuhu ruang 30 0C selama 6
bulan

Pengamatan pada bulan ke-0 sampai
bulan ke-6 dilakukan setiap 1 bulan

Analisis pada parameter pH dan
karakteristik sensori

Penyimpanan pada inkubator
dengan suhu yang berbeda 35
0
C, 40 0C, dan 45 0C selama 6
minggu
Pengamatan pada minggu ke-0 sampai
minggu ke-6 dilakukan setiap1minggu

Analisis pada parameter pH dan
karakteristik sensori

Pengumpulan data dan analisis model persamaan
Arrhenius dengan JMP, SPSS, dan Ms. Excel

Data pH dan sensori
tahun 2011-2013

Permodelan Umur simpan ASLT persamaan
Arrhenius dan Penyimpanan normal

Melihat korelasi antara nilai pH
dengan karakteristik sensori

Penentuan umur simpan pada
kondisi suhu perlakuan

Waktu umur simpan
Gambar 1 Kerangka pemikiran penentuan umur simpan metode akselerasi

6
Prosedur Penelitian
Analisis yang dilakukan dari bulan ke-0 sampai bulan ke-6 adalah sebagai
berikut:
Analisis pH (AOAC 2005)
Pengukuan pH dilakukan dengan pH-meter. Sebelum dilakukan
pengukuran pH sampel, pH-meter harus dikalibrasi dengan menggunakan
buffer phosphate pH 4 dan pH 7. Sampel minuman yang diukur pH-nya,
dituangkan ke dalam gelas piala sebanyak 50 ml dan selanjutnya alat pH-meter
dicelupkan ke dalam sampel hingga pH terukur dan terbaca pada gauge.
Analisis Sensori
Evaluasi sensori dilakukan oleh minimal dua hingga tiga panelis terlatih
mengacu pada Fu dan Labuza (1993). Pengujian sensori yang dilakukan PT
Danone Indonesia menggunakan 10 orang panelis terlatih dengan menguji
beberapa atribut sensori sebagai berikut:
a. Kualitas keseluruhan
Pengujian dilakukan penilaian menggunakan atribut secara
keseluruhan seperti rasa, aroma, mouthfeel, warna, dan tekstur produk.
b. Intensitas keseluruhan
Pada uji ini, panelis diminta menilai intensitas atribut sensori tertentu
pada skala kategori dari beberapa sampel produk (Adawiyah 2010).
Atribut yang digunakan untuk pengujian ini adalah atribut rasa.
c. Kemanisan
Pada uji ini dilakukan penilaian terhadap tingkat kemanisan pada
sampel produk.
d. Rasa susu
Pada uji ini panelis diminta untuk menilai intensitas karaktristik sifat
fisik susu pada sampel produk.
e. Aroma Asing
Pada uji ini panelis diminta untuk mendeteksi keberadaan aroma
asing atau menyimpang pada sampel produk.
f. Intensitas Flavor
Pada uji ini panelis diminta untuk menilai tingkat kekuatan flavor
pada sampel produk. Dalam uji ini digunakan flavor strawberry.
Uji sensori tersebut dilakukan dengan metode uji rating intensity pada skala
kategori. Skala pengukuran yang digunakan untuk uji Kuliatas keseluruhan,
Intensitas keseluruhan, Kemanisan, Rasa susu, dan Intensitas flavor yaitu dari skala
1 - 7. Skala penilaian 1 - 7 menunjukan intensitas dari paling rendah sampai paling
kuat. Sedangkan uji Aroma asing digunakan skala 0 - 7. Nilai 0 menunjukan tidak
adanya aroma asing atau penyimpang yang terdeteksi pada sampel uji. Kuisioner
evaluasi sensori dapat dilihat pada lampiran 49. Data yang didapat kemudian
dilakukan pengolahan data dengan metode pendekatan persamaan Arrhenius.

7
Pengolahan dan Analisis Data
Analisis SPSS
SPSS merupakan program komputer yang didasarkan pada prinsip
statistika untuk melakukan pengolahan data dengan berbagai tujuan. Dalam
penelitian ini program SPSS digunakan untuk melihat faktor yang paling
berpengaruh terhadap perubahan kemasan, suhu proses UHT, dan formula
dengan uji T-test atau Two Way Annova.
Analisis JMP Model Arrhenius
Aplikasi JMP merupakan program statistik untuk membuat model
persamaan berdasarkan input data pH dan sensori yang diberikan dengan
pendekatan Arrhenius. Dari hasil input data tersebut menghasilkan 3 jenis
model yaitu model Linear, Exponensial 2P, dan Exponensial 3P. Pada model
Arrhenius, model Linear = model ordo nol, model exponensial 2P = model
ordo 1, dan model exponensial 3P = model ordo 1 dengan asymtot. Dari ketiga
model tersebut dipilih ordo reaksi atau model terbaik dengan melihat variablevariable yang dapat menentukan baik atau tidaknya suatu data seperti R2,, Sum
of Square Error (SSE), percentage of error (E%), Akaike Information Criterion
(AICc), dan Bayesian Information Criterion value (BIC).
Perhitungan umur simpan dengan model Arrhenius ini dilakukan dengan
mencari nilai ln k dari nilai k atau nilai konstanta penurunan mutu yang
diperoleh dari kemiringan persamaan regresi grafik ordo yang sesuai untuk
masing-masing suhu penyimpanan (Nurkhoeriyati 2007). Selanjutnya dibuat
plot Arrhenius, dengan sumbu x menyatakan nilai 1/T (K-1) dan sumbu y
menyatakan nilai ln k pada masing-masing suhu penyimpanan yang digunakan
sehingga terbentuk regresi linier dapat dilihat pada gambar 2.
y = a + bx
Ln k

1/T (K-1)
Gambar 2 Plot Arrhenius dengan regresi linier
Dari regresi linier yang diperoleh pada kurva Arrhenius yang
diintepretasikan dengan rumus Arrhenius sebagai berikut (Toledo 1991):
⁄

Keterangan:
k = konstanta penurunan mutu
ko = konstanta (tidak tergantung pada suhu)
Ea = energi aktivasi
T = suhu mutlak (K)
R = konstanta gas (1.986 kal/mol K)

8
Dengan mengubah persamaan di atas menjadi:

y =

a

+

bx

ko merupakan konstanta penurunan mutu produk yang tidak tergantung
pada suhu, sedangkan k merupakan konstanta penurunan mutu dari salah satu
kondisi suhu yang digunakan dan Ea/R merupakan gradien yang diperoleh dari
plot Arrhenius. Dari hasil k Arrhenius yang didapat, kemudian disubtitusi
kembali ke persamaan model JMP terpilih untuk melihat gambaran dan
prediksi parameter hingga batas standar untuk pH dan sensori sehingga didapat
waktu umur simpannya.
Penetuan Model Terpilih
Semua model yang telah dianalisis, dilakukan pemilihan model yang paling
representatif untuk digunakan selama umur simpan. Pemilihan model dipilih
berdasarkan beberapa pertimbangan:
a. Variable JMP: AICc, BIC, SSE, E% dan R2.
Semakin kecil nilai AICc, BIC, SSE, E% data semakin baik,
sedangkan R2 semakin besar semakin baik. Dari semua analisis data,
dipilih model dengan hasil data yang menunjukan persentasi terbanyak
dari data yang baik.
b. Korelasi hubungan k (Laju penurunan mutu) dengan T (suhu)
Pada pemilihan model ini dilihat model dengan korelasi hubungan
antara k dan T yang paling sesuai. Semakin tinggi suhu (T) yang
digunakan, semakin tinggi nilai laju penurunan mutunya (k).
c. Hubungan Qt JMP, Qt Arr, dan data original (data sebelum dilakukan
pembuatan model).
Pada analisis ini melihat ketiga data yaitu data Qt JMP, Qt Arrhenius,
dan data original, kemudian dari ketiga data tersebut dilihat nilai SSE (Sum
of Square Error). Nilai SSE terkecil merupakan model terbaik.
Korelasi pH dan Sensori
Masing-masing model pH dan sensori yang sudah terpilih, dilakukan
korelasi hubungan antara pH dan sensori berdasarkan model dari setiap profil
produk yang saling sesuai. Korelasi ini untuk melihat nilai pH pada waktu
tertentu serta melihat bagaimana persepsi panelis terhadap produk berdasarkan
hasil nilai atribut sensori secara keseluruhan sehingga dapat ditentukan batas
waktu penerimaan konsumen dan batas aman produk berdasarkan pH.
Berdasarkan standar kualitas yang ditentukan PT Danone Indonesia, batas
aman untuk pH yaitu 6.5 sedangkan batas penerimaan untuk sensori yaitu pada
skala 4. Berdasarkan batasan tersebut, dapat ditentukan umur simpan produk.

9

HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Pengukuran pH
Menurut Balyak (2014), pH merupakan paramater kritis dalam pengujian
umur simpan pada produk minuman mengandung susu. Pada penelitian ini
dilakukan pengukuran pH produk minuman mengandung susu berperisa strawberry
yang diproduksi oleh PT Danone Indonesia. Hasil pengukuran pH untuk produk
dengan formula SB dapat dilihat pada tabel 1 dan tabel 2. Untuk formula FS
dilampirkan pada lampiran 2.
Tabel 1. Rata-rata data pH formula SB penyimpanan normal pada suhu 30 oC
Variant
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC

Formula
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB

Proses
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B

Kemasan
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml

Temp (oC)
30
30
30
30
30
30
30

Waktu (minggu)
0
4
8
12
16
20
24

pH
6.70
6.62
6.64
6.61
6.58
6.54
6.51

Tabel 2. Rata-rata data pH formula SB penyimpanan akselerasi pada suhu 35 oC,
40 oC, dan 45 oC
Variant

Formula

Proses

Kemasan

SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC
SC

SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB
SB

UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B
UHT B

170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml
170 ml

Temp
(oC)
35
35
35
35
35
35
35
40
40
40
40
40
40
40
45
45
45
45

Waktu (minggu)

pH

0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3

6.69
6.63
6.61
6.60
6.62
6.57
6.55
6.69
6.63
6.57
6.55
6.55
6.51
6.50
6.69
6.59
6.53
6.50

10
SC
SC
SC

SB
SB
SB

UHT B
UHT B
UHT B

170 ml
170 ml
170 ml

45
45
45

4
5
6

6.49
6.44
6.41

Berdasarkan hasil pengukuran pH pada tabel 1 dan tabel 2 didapatkan bahwa
terjadi penurunan nilai pH dari minggu ke 0 hingga minggu ke 6. Semakin tinggi
suhu penyimpanan yang digunakan trend penurunan pH semakin tinggi karena suhu
yang lebih tinggi membuat reaksi kerusakan secara kimia yang terjadi lebih cepat.
Hasil pengukuran pada tabel 1 dan 2 kemudian digunakan sebagai input data
software JMP Statistical Discovery Versi 11. Setelah dilakukan pengolahan data
menggunakan software tersebut didapatkan tiga model yakni ekponensial 2P,
ekponensial 3P, dan Linear. Model eksponensial 2P merupakan model yang paling
representatif selama pengujian umur simpan. Output JMP model ekponensial 2P
ditampilkan pada tabel 3.
Tabel 3. Data hasil output JMP
Exponential 2P

Temp
(⁰C)

Temp
(K)

1/T
(K⁻¹)

Qo

k

AICc

BIC

SSE

R2

30

303

0.0033

6.7024

-0.0012

-139.7452

-136.0833

0.0228

0.8423

35

308

0.0032

6.6303

-0.0007

-180.5174

-174.9029

0.1163

0.2325

40

313

0.0032

6.6616

-0.0045

-204.2515

-198.6369

0.0761

0.7233

45

318

0.0031

6.6507

-0.0066

-205.1595

-199.5450

0.0749

0.8474

Dari hasil output JMP dibuat tabulasi untuk plot data Arrhenius dengan
menggunakan data 1/T dan k yang kemudian diubah dalam bentuk Ln k. Hasil
tabulasi tersebut ditampilkan pada tabel 4.
Tabel 4. Data k JMP Eksponensial 2P
K
Temperature
(⁰C)

Temperature
(K)

1/T (K⁻¹)

30

303

0.0033

-0.0012

-6.7288

35

308

0.00324

-0.0007

-7.3339

40

313

0.003195

-0.0045

-5.3946

45

318

0.003145

-0.0066

-5.0181

JMP 2P

ln k

Berdasarkan data tabel 4 dapat dibuat plot grafik Arrhenius dengan
menggunakan 1/T sebagai sumbu x dan Ln k sebagai sumbu y. Plot grafik dapat
dilihat pada gambar 3.

11
0.0000
0.00312 0.00314 0.00316 0.00318 0.0032 0.00322 0.00324 0.00326
-1.0000
-2.0000

ln k

-3.0000
y = -22762x + 66.818
R² = 0.8744

-4.0000
-5.0000
-6.0000
-7.0000
-8.0000

1/T

Gambar 3 Persamaan Arrhenius Eksponensial 2P
Berdasarkan Gambar 3 didapat regresi linier
eksponensial 2P dengan persamaan sebagai berikut:

persamaan

Arrhenius

Dengan mensubtitusi nilai T pada persamaan di atas didapat nilai k Arrhenius
untuk masing-masing suhu yang ditampilkan pada tabel 5.
Tabel 5. Data k Arrhenius
Temp
(⁰C)

Temp
(K)

ln k

k Arr

30
35
40
45

303
308
313
318

-8.3041
-7.0846
-5.9040
-4.7606

0.0002
0.0008
0.0027
0.0086

Nilai k Arrhenius yang didapat kemudian disubtitusikan kembali ke
persamaan JMP sehingga menjadi Qt Arrhenius. Qt Arrhenius digunakan sebagai
pembanding terhadap hasil Qt JMP untuk melihat apakah terdapat perbedaan di
antara keduanya. Qt JMP merupakan nilai pH hasil modeling yang di dapat dari
persamaan Qt JMP = Qo exp k*t menggunakan k hasil output JMP. Sedangkan Qt
Arrhenius merupakan nilai pH hasil modeling yang di dapat dari persamaan Qt
Arrhenius = Qo exp k Arr * t. Tabulasi prediksi data pH menggunakan persamaan
Qt JMP dan Qt Arrhenius dari minggu ke-0 sampai minggu ke-24 pada suhu
penyimpanan normal dapat dilihat pada tabel 6.

12
Tabel 6. Tabulasi prediksi data pH persamaan Qt JMP dan Qt Arrhenius pada suhu
30oC
T

30

Profile
Product

Tiger SC SB
UHT B 170ml

sum
E%

Week
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24

E% 2P

2P
Qt JMP
6.7024
6.6944
6.6864
6.6784
6.6704
6.6624
6.6545
6.6465
6.6386
6.6306
6.6227
6.6148
6.6069
6.5990
6.5911
6.5832
6.5753
6.5675
6.5596
6.5518
6.5440
6.5361
6.5283
6.5205
6.5127

Qt Arr
6.7024
6.7007
6.6991
6.6974
6.6957
6.6941
6.6924
6.6908
6.6891
6.6875
6.6858
6.6842
6.6825
6.6808
6.6792
6.6775
6.6759
6.6742
6.6726
6.6709
6.6693
6.6676
6.6660
6.6643
6.6627

Qt vs Qt Arr
0.0000
0.0009
0.0019
0.0028
0.0038
0.0048
0.0057
0.0067
0.0076
0.0086
0.0095
0.0105
0.0114
0.0124
0.0134
0.0143
0.0153
0.0163
0.0172
0.0182
0.0192
0.0201
0.0211
0.0221
0.0230
0.2868
1.15

Berdasarkan tabulasi data pada tabel 6, dapat dilihat bahwa nilai prediksi pH
hasil persamaan Qt JMP dan Qt Arrhenius memiliki nilai yang tidak berbeda jauh.
Hal ini dapat dilihat pada nilai E% yaitu sebesar 1.15%. Metode yang sama
dilakukan pada model Linear dan eksponensial 3P baik untuk model pH maupun
sensori.
Penentuan Model Umur Simpan Produk Minuman Mengandung Susu
Penenetuan model model umur simpan untuk produk minuman mengandung
susu menggunakan hasil pengolahan data analisis pH dan sensori yang telah
dilakukan. Terdapat 3 model yang dihasilkan yaitu Model Linear, Ekponensial 2P,

13
dan Ekponensial 3P. Dari ketiga model tersebut dilakukan pemilihan model yang
paling representatif selama pengujian umur simpan. Seperti yang telah disebutkan
sebelumnya model eksponensial 2P merupakan model yang paling representatif,
dibuktikan atas pertimbangan-pertimbangan sebagai berikut:
1. Variabel JMP
Terdapat beberapa variabel JMP yang dapat dijadikan indikator baik atau
tidaknya suatu data yaitu AICc, BIC, SSE , E% dan R-Square. Semakin kecil nilai
AICc, BIC, SSE, dan E% data yang dihasilkan semakin baik. Sedangkan untuk
nilai R-Square, semakin besar nilainya semakin baik. Presentasi dari keenam
variabel JMP ditampilkan pada gambar 4:
100
80
60

2p

40

3p

20
0
AICc

BIC

SSE JMP SSE Arr R-Square

E%

Gambar 4 Variable penentuan analisis model JMP Tiger SC
Berdasarkan gambar 4 secara umum dapat dilihat bahwa presentasi
model 2P dan 3P untuk keenam variable JMP tersebut adalah seimbang.
Oleh karena itu, dilakukan uji lanjutan untuk melihat korelasi antara k dan
suhu (T).
2. Korelasi hubungan k dan T
Untuk melihat trend dari konstanta penurunan mutu terhadap suhu
penyimpanan ekponensial 2P dan ekponensial 3P dapat dilihat pada gambar 5
dan gambar 6.
0
-0.001 0

20

40

60

-0.002
-0.003
k

95 ml FS

-0.004

170 ml FS

-0.005
-0.006
-0.007

Suhu

Gambar 5 Hubungan antara k dan suhu Eksponensial 2P

14

0
0

20

40

60

-0.2
-0.4
k

95 ml FS
-0.6

170 ml FS

-0.8
-1

Suhu

Gambar 6 Grafik hubungan antara k dan suhu Eksponensial 3P
Berdasarkan gambar 5 dan gambar 6, dapat dilihat bahwa
eksponensial 2P lebih rasional dibandingkan ekposensial 3P yang fluktuatif.
Menurut teori Arrhenius, pengaruh suhu terhadap konstanta laju reaksi
kimia (k) dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu, laju reaksi umumnya
semakin cepat atau konstanta laju reaksi (k) semakin meningkat
penurunannya. Hal ini dapat terlihat pada grafik ekponensial 2P.

pH

3. Hubungan Qt JMP, Qt Arrhenius, dan Data Original.
Model ekponensial 2P dan 3P yang sudah terbentuk masing-masing
memiliki data plot data Qt JMP dan Qt Arrhenius dari minggu ke-0 sampai
minggu ke-24. Plot data Qt JMP dan Qt Arrhenius dibandingkan dengan data
sebelum dilakukan penglolahan data (data original) untuk melihat sebaran
antara model dengan data original. Sebaran data tersebut dapat dilihat pada
gambar 7 dan gambar 8.
6.8
6.7
6.6
6.5
6.4
6.3
6.2

data
Qt JMP
Qt Arr
0

10
20
Waktu (minggu)

30

Gambar 7 Grafik hubungan antara pH dan waktu Ekponensial 2P

pH

100000000.0000
0.0000
-10
0
-100000000.0000

10

20

30

Qt JMP

-200000000.0000

Qt Arr

-300000000.0000

data

-400000000.0000

Waktu (minggu)

Gambar 8 Grafik hubungan antara pH dan waktu Eksponensial 3P

15
Berdasarkan gambar 7 dan 8, grafik hubungan antara pH dan waktu
menunjukkan model yang paling mendekati data original yaitu model eksponensial
2P. Sehingga model ekspoenesial 2P merupakan model yang paling representatif
selama pengujian umur simpan. Setelah dilakukan pemilihan model umur simpan
dilakukan analisis faktor-faktor yang mempengaruhi selama umur simpan dengan
menggunakan aplikasi statistik SPSS. Selama pengujian umur simpan ini terdapat
faktor perubahan kemasan, perubahan suhu UHT dan perubahan formula. Setiap
parameter uji dilakukan analisis SPSS untuk melihat faktor apa saja yang
berpengaruh terhadap parameter pH dan atribut-atribut sensori. Hasil uji SPSS
ditunjukkan pada tabel 7.
Tabel 7. Hasil uji SPSS: Faktor yang berpengaruh terhadap parameter uji
Parameter
pH

Atribut
Sensori

Faktor yang Berpengaruh

pH
Kualitas keseluruhan
Intensitas keseluruhan
Kemanisan
Rasa susu
Aroma asing
Intensitas flavor

Semua faktor
Formula
Formula
Formula
Semua faktor
Kemasan
Formula

Berdasarkan tabel 7, terlihat bahwa hasil pengujian SPSS menunjukkan
parameter pH berpengaruh pada semua faktor yaitu faktor perubahan kemasan,
perubahan suhu UHT, dan perubahan formula. Sedangkan untuk parameter sensori
untuk atribut Aroma asing berpengaruh pada faktor perubahan kemasan. Sedangkan
atribut Kualitas keseluruhan, Intensitas keseluruhan, dan Intensitas flavor
berpengaruh pada faktor perubahan formula. Atribut Rasa susu memiliki pengaruh
pada semua faktor yakni perubahan kemasan, suhu proses UHT, dan formula.
Penerapan Model Terhadap Perubahan Kemasan
Faktor perubahan kemasan dengan headspace yang berbeda memberikan
pengaruh pada kualitas produk selama umur simpan berdasarkan parameter kritis
yang telah ditentukan yaitu parameter pH. Adanya pengaruh tersebut, dibuat
modeling umur simpan terhadap perubahan kemasan seperti pada tabel 8.
Tabel 8. Hasil modeling pH produk berdasarkan faktor kemasan
Pack
95 ml
170ml

Profil Produk
Strawberry
FS
UHT B 95ml
Strawberry
FS
UHT B 170ml

T(0C)

Model

k0

Ea

E%

30

Qt=6.7096613*exp(-0.000872*t)

6.56E+08

16176.3900

0.61

30

Qt=6.6842335*exp(-0.000959*t)

1032526

11964.0480

1.70

Berdasarkan tabel 8, dihasilan model umur simpan parameter pH untuk
perbedaan kemasan dengan masing-masing energi aktivasi. Energi aktivasi (Ea)
merupakan energi minimal untuk terjadinya suatu reaksi. Reaksi kimia yang
melibatkan komponen pangan dapat terjadi bila energi minimal untuk terjadinya

16
reaksi atau Ea tercapai (Kusnandar 2010). Dari hasil tabel 9 terlihat bahwa pada
Pack 95ml memiliki Ea sebesar 16176,1900 dengan E% 0,62. Nilai Ea pada 95ml
lebih besar dibandingkan nilai Ea pada pack 170 ml yaitu 11964,0480 dengan E%
1,70. Hal ini menunjukkan reaksi kimia yang terjadi pada pack 170ml lebih cepat
terjadi dibandingkan pack 95ml. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi seperti reaksi
oksidasi dan hidrolisis lebih cepat bereaksi pada Ea yang lebih kecil (Kochhar
1996). Hasil dari reaksi tersebut akan mempengaruhi umur simpan produk.
Pada tabel 8 terdapat dua jenis kemasan yang ditampilkan yaitu kemasan 95
ml dan 170 ml. Setiap kemasan memiliki volume headspace yang berbeda yaitu
pada kemasan 95 ml memiliki volume headspace 14 cm3 dan kemasan 170 ml
memiliki volum headspace 19 cm3. Volume headspace yang mengandung oksigen
berpengaruh terhadap penurunan pH selama umur simpan. Keberadaaan oksigen
yang berperan memicu reaksi oksidasi lemak dan suhu penyimpanan yang tinggi
dapat menginisiasi reaksi autooksidasi (Kusnandar 2010). Oksidasi lemak adalah
salah satu reaksi kimia yang menyebabkan kerusakan lemak terutama lemak yang
mengandung asam lemak tidak jenuh.
Reaksi oksidasi lemak melibatkan ikatan rangkap yang dipicu oleh adanya
oksigen, radiasi cahaya, dan ion metal. Apabila lemak tidak jenuh teroksidasi
oksigen dan dipicu oleh adanya panas, maka ikatan rangkap akan terputus dan
oksigen menjadi bagian dari molekul. Pada mulanya, atom karbon yang terdapat
pada ikatan jenuhnya akan membentuk senyawa radikal bebas dengan
membebaskan atom hidrogen. Radikal bebas yang reaktif ini mengikat oksigen
untuk membentuk radikal peroksida yang masih bersifat reaktif. Radikal peroksida
yang reaktif ini segera mengambil atom hidrogen yang terikat pada karbon yang
memiliki ikatan rangkap dari asam lemak lainnya dan membentuk radikal bebas
baru. Pengikatan hidrogen oleh peroksida akan membentuk hidroperoksida,
sedangkan radikal bebas yang baru akan mengulang reaksi yang serupa sebelumnya.
Mekanisme berkelanjutan inilah yang dinamakan autooksidasi (Kusnandar 2010).
Degradasi dari hidroperoksida dapat membentuk senyawa aldehid yang
bersifat volatil dan berkontribusi pada pembentukan bau tengik. Senyawa aldehid
ini dapat dioksidasi dengan adanya metal atau enzim peroksidase menjadi asam
karboksilat (Fessenden 2001). Bentuk asam karboksilat inilah yang berperan dalam
penurunan pH selama umur simpan. Selain reaksi oksidasi, reaksi kimia yang
berperan dalam penurunan pH yaitu reaksi hidrolisis. Reaksi hidrolisis adalah
reaksi pelepasan asam lemak bebas dari gliserin dalam struktur molekul lemak.
Reaksi hidrolisis dapat dipicu dengan adanya pemanasan yang menyebabkan
pelepasan asam lemak bebas dan gliserol. Asam lemak bebas tersebut bersifat asam
dan dapat menurunkan pH produk selama umur simpan. Pembentukkan bau tengik
ini menunjukkan lemak sudah mengalami kerusakan yang disebut ketengikan
hidrolitik. Berdasarkan data volume headspace kedua kemasan, dimana volume
headspace kemasan 170 ml lebih tinggi dibandingkan kemasan 95 ml, hal ini
mengindikasikan bahwa penurunan pH lebih cepat terjadi pada kemasan 170 ml.
Selain pH, faktor perubahan kemasan mempengaruhi penilaian karakter
sensori selama umur simpan. Berdasarkan hasil uji SPSS terlihat bahwa faktor yang
berpengaruh terhadap perubahan kemasan yaitu atribut sensori Aroma asing dan
Rasa susu. Atribut Aroma asing merupakan uji sens