Berpotensi meningkatkan umur simpan 50

DEFENISI :

MODIFIED ATMOSPHERE PACKAGING



Pengemasan

produk

dengan

menggunakan

bahan

kemasan yang dapat menahan keluar masuknya gas
Tujuan Instruksional Khusus
 Mahasiswa mampu merancang kemasan modifikasi
atmosfir untuk produk hortikultura.

sehingga konsentrasi gas di dalam kemasan berubah dan
ini menyebabkan laju respirasi menurun, mengurangi
pertumbuhan mikroba, mengurangi kerusakan oleh enzim
serta memperpanjang masa simpan.

Alasan Perkembangan MAP








Perubahan pola makan
Perubahan gaya hidup
Kebutuhan akan produk yang aman
Memperpanjang umur simpan
Perluasan pasar
Perkembangan teknologi kemasan

Penggunaan fasilitas produksi dan distribusi yang
terpusat

 Penerapan MAP :
 Shipping container
 Retail packages for sliced commodity
 Retail packages for individual units of commodity
 Keuntungan & kerugian sama seperti pada CA

1

 Keuntungan :
 Menunda proses kematangan
 Menurunkan laju respirasi
 Mengurangi produksi etilen
 Mengurangi sensitivitas produk terhadap kerja etilen
 Mengurangi perubahan komposisi akibat pematangan
 Kerugian :
 [ ] CO2 > batas toleransi  kerusakan fisiologis
 [ ] O2 < batas toleransi  respirasi anaerob

Keuntungan MAP









Kelemahan MAP








Biaya tambahan
Memerlukan kontrol suhu
Diperlukan formulasi gas yang berbeda
Peralatan dan training khusus
Perhatian terhadap kemananan pangan
Meningkatkan volume kemasan
Keuntungan akan hilang jika kemasan
terbuka atau bocor



Berpotensi meningkatkan umur simpan 50
50--400%
Mengurangi kehilangan
Produk dapat didistribusikan pada area
pemasaran yang lebih luas
Menyediakan produk bermutu tinggi
Memudahkan penanganan
Memperbaiki penampilan
Sedikit atau bahkan tidak memerlukan pengawet

Masa simpan relatif produk yang dikemas dengan MAP 2 x > dari
produk yang disimpan pada kondisi udara biasa, dan pada suhu
optimal masa simpannya 4 x > panjang.

20-25oC

Udara

Suhu opt = 0oC untuk
produk yang tidak
sensitif terhadap
chilling injury dan 514oC untuk produk
yang sensitif terhadap
chilling injury

MA

Udara
Suhu Opt.

MA
1

2
3
Masa Simpan Relatif

4

2

Gambar 1. Pertukaran gas dalam kemasan MAP dari produk segar

 Pengaruh kemasan terhadap produk segar :
- Barrier bagi pergerakan uap air
- Membantu mempertahankan RH yang tinggi  menyebabkan
kondensasi air di permukaan  kondisi yang sesuai untuk
pertumbuhan jamur
- Mempertahankan turgor buah dan sayuran

- Melindungi produk dari kontaminasi
- Melindungi produk dari cahaya
- Melindungi produk dari benturan

 FaktorFaktor-faktor yang mempengaruhi permeabilitas film
kemasan :






Nature of gas
Structure and thickness of material
Temperature
Relative humidity for some materials
Partial pressures

3

1. PENENTUAN LAJU RESPIRASI

TAHAPAN--TAHAPAN DALAM MERANCANG MAP
TAHAPAN
UNTUK SATU KOMODITI :
 Penentuan laju respirasi dari produk

 Dapat dilakukan dengan sistem tertutup (closed system)
 Data yang diperoleh (% O2 dan CO2) ditransfer ke dalam
satuan ml/kg
ml/kg--jam

 Penentuan konsentrasi O2 dan CO2 optimum
 Penentuan jenis film kemasan
 Desain Kemasan atmosfir termodifikasi

C
W
x(V 
)


100
RxWx Tx( 273  t o )

10 3 xM
Rr 

w

2. PENENTUAN KONSENTRASI O2 DAN CO2 OPTIMUM

x




Rr = laju produksi CO2 atau laju konsumsi O2

Dilakukan dengan menyimpan produk pada komposisi udara
(konsentrasi O2 dan CO2 yang berbeda

berbeda--beda)
Kombinasi gas O2 dan CO2 yang dapat memberikan umur simpan
yang panjang merupakan daerah MA yang optimum untuk produk
tersebut.

Mw = berat molekul (CO2 = 44, dan O2 = 32)
C = perbedaan konsentrasi O2 atau CO2 (%) antara dua pengukuran

Contoh :
Campuran gas

Suhu

: 11-3% O2 dan 55-7% CO2
1-3% O2 dan 88-10% CO2
3-5% O2 dan 5
5--7% CO2
3-5% O2 dan 88-10% CO2
Udara biasa sebagai kontrol
: 0,5 dan 10oC

Lama Penyimpanan

: 5,10,15 and 20 hari

V = volume kemasan (l)
R = konstanta gas (0.0821 dm3.atm/K/mol)
W = berat contoh (kg)
 = kerapatan jenis contoh (kg/l)
to = suhu penyimpanan (oC)
T = interval pengamatan (jam)

4

3. PENENTUAN JENIS FILM KEMASAN
 Faktor yang harus diperhatikan dalam memilih jenis kemasan
untuk MAP adalah koefisien permeabilitas dari film kemasan.
 Yang paling banyak digunakan adalah LDPE dan PVC

PEMILIHAN FILM KEMASAN BERDASARKAN MANNAPERUMA et al.,

Mannaperuma et al., (1989) memilih film kemasan
berdasarkan metode grafik dengan persamaan :
x2 = c2 + / (c1 – x1)



Tabel 1. Jenis dan permeabilitas film yang tersedia sebagai bahan
pengemas produk segar
Jenis Film

Permeabilitas*

Perbandingan CO2 : O2

CO2

O2

LDPE

7,700
7,700--77,000

3,900
3,900--13,000

PVC

4,263--8,138
4,263

620,2,248

3.6
3.6--6.9

Polipropilen

7,700
7,700--21,000

1,300
1,300--6,400

3.3
3.3--5.9

10,000
10,000--26,000

2,600
2,600--7,700

3.4
3.4--3.8

5252-150

8-26

5.8
5.8--6.5

180180-390

5252-130

3.0
3.0--3.5

Polistiren
Saran
Poliester

x
c


= konsentrasi gas di dalam kemasan
= konsentrasi gas di luar kemasan
= perbandingan laju produksi CO2 dengan laju
konsumsi O2
 = perbandingan koef.permeabilitas film kemasan
terhadap CO2 dengan
dengan O2
Angka subskrip 1 menyatakan O2 dan 2 unuk CO2

2.0
2.0--5.9

*) dalam ml/m2/mil/hari-1 atm

Tabel 2. Koefisien permeabilitas film kemasan hasil perhitungan dan
penetapan (ml-mil/m2-jam-atm)
Jenis

15oC*

25oC**

O2

CO2

O2

CO2

O2

CO2

***

LDPE

0.99

-

-

-

-

1002

3600

3.59

PP

0.61

265

364

294

430

229

656

2.86

SF

0.57

342

888

473

748

4143

6226

1.56

WSF

0.58

226

422

291

412

1464

1470

1.00

*)

Grafik Pemilihan Jenis Film Kemasan (Gunadnya, 1993)

10oC*

Tebal
(mil)

Hasil Perhitungan

LDPE = Low Density Polyethylen

**) Hasil penetapan metode ASTM 1413

SF = Stretch Film

***) pada suhu 25 oC

PP = Polipropilen
WSF = White Stretch Film

5

Tabel 3. Jenis film kemasan dan keadaan MA optimal untuk buah-buahan
Komodita
s
Salak
Pondoh

Keadaan
MA opt

Jenis Film

2-6% O2,
SF
10-28% CO2

Masa Simpan (Hari)

Suhu (oC)

4. DESAIN KEMASAN ATMOSFIR TERMODIFIKASI
 Berat buah yang dikemas dan luas permukaan kemasan diperoleh dengan

menggunakan persamaan keseimbangan sebagai berikut :

MA

Tanpa MA

30

28

10

Belimbing 3-10% O2,
3-7% CO2

PP,0.04 mm

44

8

10

Sawo

3-5% O2,
8-10% CO2

SF 0.057 mm

15

5

15

Rambuta
n Binjai

3-5% O2,
SF 0.057 mm
12-15% CO2

16

4

15

Arben
Chandler

2-5% O2,
SF 0.057 mm
13-17% CO2

10

5

10

Arben
Oso

2-5% O2,
SF 0.057 mm
13-17% CO2

10

5

10

Jamur
Merang

4-8% O2,
WSF
13-17% CO2

6

2

10

WR2  PA

(c2  x2 )
b

W
= berat buah (kg)
R
= laju respirasi (ml/kg.jam)
P
= permeabilitas kemasan (ml.mil/m 2.jam.atm)
A
= luas kemasan (m2)
b
= ketebalan kemasan (m)
c
= komposisi udara normal
x
= komposisi udara dalam kemasan
Sub skrip 1 = konsentrasi O2 dan 2 = [ ] CO2

Contoh :
 Dari hasil penentuan laju respirasi dan komposisi atmosfir optimum untuk

penyimpanan buah jambu mete pada suhu 10o C diperoleh hasil sebagai
berikut :

W. 10,15 = 265.0,0187 (0,21-0,04)/0,58
W. 10,15 = 4.9555 (0,293)

− Laju respirasi (konsumsi O2) = 10.15 ml/kg-jam

W. 10,15 = 1,4525

− Laju respirasi (produksi CO2) = 27.47 ml/kg-jam

W

− Daerah MA optimum = 4-6% O2, 5-9% CO2
− Film kemasan terpilih = Polipropilen, dengan permeabilitas terhadap O 2

= 265 ml.mil/m2.jam atm, dan terhadap CO2 = 364
ml.mil/m2.jam.atm

− Jika luas permukaan kemasan dibuat tetap yaitu 0.0187 m2 dan tebal

= 0,14 kg
WR2  PA

(c2  x2 )
b

W. 27,47 = 364.0,0187 (0,21-0,05)/0,58

Jadi berat jambu
mete yang
dapat dikemas
dengan luas
permukaan 187
cm2 = 60-140 gr

W. 27,47 = 6.8068 (0,276)

kemasan = 0.58 mil

W. 27,47 = 1,8787

Maka dengan menggunakan rumus di atas, jambu mete yang dapat
dikemas adalah :

W

= 0,06 kg

6

Cara pengemasan :
• Buah/sayur yang segar dengan tingkat kematangan relatif seragam
dibersihkan, ditimbang dan dimasukkan ke dalam trayfoam
• Kemasan kontrol tidak ditutup dengan film kemasan, sedang yang
lainnya ditutup
• Caranya : pinggirian trayfoam diberi double tape dan pada badan
trayfoam digunakan cellophan tape untuk melekatkan film kemasan
• Film kemasan tidak menutupi bagian bawah trayfoam
Daerah MA
jambu mete

PERKEMBANGAN MAP
 Intelligent packaging/Active packaging :
Kemasan yang mempunyai kemampuan untuk menghilangkan atau

mengabsorbsi gas dan uap sesuai dengan kebutuhan
 Kategori active packaging :
 Oxygen scavenging
 Carbon dioxida formation
 Aroma removal
 Off-flavor removal
 Ethylene removal
 Ethanol removal
 Water removal
 Edible films

Oxygen Scavenger System
•

Pengertian : penyerap oksigen di dalam kemasan

•

Contoh jenis bahan : besi (dalam bentuk bubuk),
asam askorbat, sulfit, enzim.

•

Bahan penyerap dan penambah oksigen (absorber
dan emitters CO2 : Asam askorbat dan besi karbonat

7

Mekanisme Oksidasi dari Bubuk Besi

Contoh Oxygen Adsorber Komersial

Jenis penyerap etilen
 KMnO4, karbon aktif dan mineral lain yang dimasukkan ke sachet
dan diserapkan pada silika gel.
Permanganat mengoksidasi etilen membetuk etanol dan asetat
 penyerap berbentuk katalis logam seperti pallaidum
 karbon aktif yang mengandung bromin, tetapi penggunaannya
harus hati-hati  gas Bromin
 mineral –mineral yang mempunyai kemampuan menyerap etilen
seperti zeolit, tanah liat dan batu Oya dari Jepang
 Kombinasi diena dan triena yang defisien elektron pada bahan
kemasan

8

Mekanisme oksidasi etilen oleh KMnO4

ABSORBER AIR DAN UAP AIR

• Karbon aktif, zeolit, silika gel
• granula-granula polimer superabsorbent
• film dilaminasi dengan propilen glikol dan
polivinil alkohol (PVA)
• penambahan bahan anti kabut (anti fog) yang
dicampur dengan resin polimer
• garam poliakrilat dan kopolimer graft dari pati

ETHANOL EMITTERS
• Etanol merupakan bahan pengawet
• Dalam konsentrasi tinggi dapat mendenaturasi
protein dari kapang dan ragi  antimikroba
• Memperpanjang umur simpan

9

Antimicrobial Packaging

10