Laporan Praktikum ke 3 M.K. Pengemasan Pengemasan Pangan
Tanggal Mulai Tanggal Selesai
: 21 Februari 2012 : 6 Maret 2012
PENGUKURAN PERMEABILITAS UAP AIR FILM PLASTIK DAN PERMEABILITAS KEMASAN PLASTIK Oleh : Kelompok 3/A-P2 Suci Ramadhani
J3E111003
Rico Fernando Theo
J3E111044
Pratiwi Indah Ekasastri
J3E111055
Eka Nina
J3E111107
Wulan Dewi S
J3E111135
Asisten Praktikum : Sofiatul Andariah
Penanggung Jawab : Dwi Yuni Hastuti, STP,DEA
PROGRAM KEAHLIAN SUPERVISOR JAMINAN MUTU PANGAN DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Kemasan memegang peranan penting dalam pengawetan suatu produk pangan. Adanya wadah atau pembungkus dapat mencegah atau mengurangi kerusakan, melindungi bahan pangan yang ada di dalamnya, melindungi dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, getaran). Dalam menentukan fungsi kemasan sebagai pelindung, maka perlu dipertimbangkan faktor-faktor utama yang mempengaruhi daya awet bahan pangan yang telah dikemas meliputi : (1) sifat alamiah dari bahan pangan dan mekanisme dimana bahan ini mengalami kerusakan, misalnya kepekaannya terhadap kelembaban dan oksigen, dan kemungkinan terjadinya perubahan-perubahan kimia dan fisik di dalam bahan pangan, (2) ukuran bahan pengemas sehubungan dengan volumenya, (3) kondisi atmosfer (terutama suhu dan kelembaban udara), dan (4) ketahanan bahan pengemas secara keseluruhan terhadap air, gas, penutupan dan lipatan (Buckle et al. , 1987). Bahan pangan mempunyai sifat yang berbeda-beda dalam kepekaannya terhadap lingkungan. Untuk bahan pangan yang bersifat higroskopis, faktor suhu dan kelembaban sangat penting. Dengan demikian, produk pangan kering yang bersifat higroskopis harus dilindungi terhadap masuknya uap air. Umumnya produk pangan kering mempunyai kadar air rendah sehingga harus dikemas dengan kemasan yang mempunyai daya tembus atau permeabilitas uap air yang rendah untuk menghambat penurunan mutu produk seperti menjadi tidak renyah (Buckle et al., 1987). Plastik merupakan bahan kemasan yang paling populer dan sangat luas penggunaannya. Kita dapat dengan mudah menjumpai plastik di sekitar kita dengan berbagai bentuk dan warna. Kemasan plastik banyak digunakan sebagai pengemas buah, sayuran, makanan, dan minuman. Plastik merupakan polimer dari monomer-monomer monomer-monomer organik yang memiliki berat molekul yang tinggi. tin ggi. Pembuatan plastik berlangsung dalam suatu reaksi atau proses polimerisasi dari bahan baku plastik yang dapat berasal dari gas alam, batu bara, minyak bumi dan lain-lain.
Plastik memiliki karakteristik dan sifat yang berbeda dari jenis bahan kemasan lain. Salah satu sifat yang dimiliki plastik adalah permeabilitas. Permeabilitas adalah kemampuan plastik untuk melewatkan uap air dan gas. Setiap jenis plastik memiliki permeabilitas yang berbeda-beda tergantung dari monomer penyusunnya dan sifat plastik itu sendiri. Sifat permeabilitas plastik mempengaruhi proses respirasi produk karena sifatnya yang melewatkan gas dan uap air. Permebilitas dari plastik bisa mempengaruhi mutu dari produk,selain itu dapat mempengaruhi umur simpan dari produk. Sifat permeabilitas plastik terhadap uap air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan memodifikasi ruang kemas selama penyimpanan penyimpanan (Winarno, ( Winarno, 1994).
1.2 Tujuan Praktikum
Praktikum ini dilakukan dengan tujuan agar mahasiswa dapat menganalisis karakteristik plastik berdasarkan permeabilitasnya dan mengamati pengaruhnya terhadap produk pangan.
BAB II METODOLOGI
2.1 Alat dan Bahan
Alat :
Bahan :
Gunting
CaCl2
Karet
Kerupuk
Label
Film PVC
Alumunium Foil
Film HDPE
Sealer Machine
Film LDPE
Cup plastik
Film PP
Neraca digital
Jangka sorong
2.2 Metode
Langkah – langkah yang dilakukan dalam praktikum adalah sebagai berikut: Pengamatan 1: Cup plastik dibersihkan dan dikeringkan
Bagian luar cup ditutup dengan alumunium foil (diusahakan tertutup dengan rapat)
Ditimbang
NaCl2 0,5 gr ditambahkan ke dalam cup plastik
Ditutup dengan plastik
Ditimbang dan diamati setiap hari selama seminggu
Hasil pengamatan dibuat grafik
Pengamatan 2: Siapkan 5 potong kerupuk
4 potong kerupuk dimasukkan ke dalam masing-masing plastik
1 potong kerupuk diuji kerenyahannya kerenyahannya (sifat organoleptiknya)
Ditutup rapat menggunakan sealer machine
Dilakukan uiji kerenyahan setelah 1 minggu
Dibandigkan hasilnya
.
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil
Tabel Perubahan berat sampel sampel No. 1 2 3
Jenis plastik HDPE LDPE PP 4 PVC
1
2 0,1 0,1 0,1 0,1
0,1 0,2 0,1 0,1 0,2
3 0,1 0,2 0,2 0,2
4 0,2 0,2 0,2 0,4
Grafik Perubahan Berat plastik
HDPE 0.25 0.2 y = 0.01x + 0.09 R² = 0.125
0.15
HDPE
0.1
Linear (HDPE)
0.05 0 1
2
3
4
5
LDPE 0.25 0.2 y = 0,16X R² = 3E-30
0.15
LDPE
0.1
Linear (LDPE)
0.05 0 1
2
3
4
5
5 0,1 0,1 0,1 0,2
PP 0.25 0.2 y = 0.01x + 0.11 R² = 0.0833
0.15
PP
0.1
Linear (PP)
0.05 0 1
2
3
4
5
PVC 0.5 0.4 y = 0.04x + 0.1 R² = 0.3333
0.3
PVC
0.2
Linear (PVC)
0.1 0 1
2
3
4
5
Tabel Permeabilitas Plastik Jenis Plastik
Slope
Permeabilitas
HDPE LDPE PP
0,01 0,16 0,01
3,206669873 51,30671797 3,206669873
PVC
0,04
12,82667949
Tabel perubahan kerenyahan kerupuk Plastik HDPE LDPE PP PVC
Awal 3 3 3 3
Ket : 1 = tidak renyah 2= renyah 3=sangat renyah
Akhir 3 2 3 1
3.2 Pembahasan 1. Uji Permeabilitas film plastik
Kehilangan air atau peningkatan kadar air merupakan faktor yang penting dalam penentuan masa simpan dari produk pangan. Kemasan memberikan kondisi mikroklimat bagi bahan yang dikemasnya, dan kondisi ini ditentukan oleh tekanan uap air dari bahan pangan pada suhu penyimpanan dan permeabilitas kemasan. Jika nilai aktivitas air dari bahan meningkat sehingga sesuai dengan yang dibutuhkan oleh mikroba, maka mikroba akan tumbuh dan bahan menjadi rusak. Kemasan juga harus dapat mencegah masuknya warna dari plastisizer, tinta pencetak kemasan, perekat atau pelarut yang digunakan dalam pembuatan kemasan. Kemasan gelas dan logam kedap terhadap gas dan uap, sedangkan film plastik mempunyai kisaran permeabilitas yang luas tergantung pada ketebalan, komposisi kimia serta struktur dan orientasi molekul di dalam film plastik (Anonim, 2010). Pada praktikum kali ini dilakukan untuk mengetahui permeabilitas uap air plastik. Permeabilitas air adalah kemampuan untuk melewatkan air . Sifat permeabilitas plastik terhadap uap air dan udara menyebabkan plastik mampu berperan memodifikasi ruang kemasselama penyimpanan. Bila permeabilitas dari kemasannya rendah maka akan meningkatkan kadar air dari produk. Sehingga dapat merubah tekstur, rasa, dan aroma. bukan hanya itu saja umur simpan dari produk juga akan berkurang karena bila kadar air meningkat maka aktivitas air ( aw ) akan meningkatkan. Aw merupakan tingkat ketersedian air bebas dalam bahan pangan untuk berlangsungnya reaksi – reaksi kimia. Biokimia dan pertumbuhan mikroorganisme yang mungkin dapat menurunkan mutu produk tersebut (Winarno 2010). Peningkatan aw akan membuat mikroorganisme tumbuh tak terkendali. Petumbuhan yang tak terkendali akan menyebabkan kerusakan pada bahan pangan ( produk). Pada praktikum ini bahan yang digunakan merupakan bahan yang dapat menyerap uap air yaitu CaCl 2. Sampel plastik yang digunakan adalah HDPE,LDPE,PP,PVC. Pertama CaCl 2 dimasukkan kedalam cup plastik yang ditutupi dengan aluminiumfoil lalu ditutup dengan sampel plastik. Penggunaan aluminiumfoil bertujuan agar uap air tidak akan masuk melalui pori – pori cup
plastik melainkan hanya akan masuk melalui pori – pori sampel plastik. Kemudia cup plastik ditimbang selama satu minggu, tetapi pada hari libur sampel (cup plastik) tidak ditimbang. Penimbangan bertujuan untuk mengetahui perubahan berat dari sampel (cup plastik). Permeabilitas merupakan kemampuan plastik untuk melewatkan air melalui pori – pori plastik. Maka dapat dikatakan semakin meningkat berat sampel maka permeabilitas semakin tinggi. Setelah seminggu pengamatan didapatkan hasil penambahan berat plastik dari yang paling kecil hingga yang paling besar ( HDPE>PP>LDPE>PVC). Cup plastik yang dilapisi PVC mengalami perubahan berat yang paling besar. Hal tersebut menandakan bahwa permeabilitas PVC paling tinggi di bandingkan jenis film plastik yang lain karena peningkatan berat PVC paling besar diantara cup plastik lainnya. Cup film HDPE mengalami perubahan berat yang paling sedikit. Hal ini menandakan bahwa HDPE mempunyai permeabilitas yang paling rendah. Densitas HDPE lebih tinggi dibandingkan dengan PVC karena polimer penyusun HDPE lebih rapat, dan jumlah cabang pada rantai molekul lebih sedikit dibandingkan dengan PVC maka densitasnya menjadi tinggi sehingga tidak mudah ditembus oleh air, O 2 dan CO2.
Polyvinyl chloride (polivinil klorida)
merupakan hasil polimerisasi monomer vinil klorida dengan bantuan katalis. Pemilihan katalis tergantung pada jenis proses polimerisasi yang digunakan. Dari data perubahan berat sampel tidak konsistan atau turun naik hal ini menunjukkan bahwa air mudah masuk dan keluar dari sampel ( cup) . Faktor- faktor yang mempengaruhi perubahan berat pada sampel, ,diantarnya: sifat plastik, proses perekatan alimuniumfoil pada cup, kerapatan pengikatan, dan suhu penyimpanan plastik. Sifat plastik mempengaruhi penyerapan uap air pada CaCl 2. Setiap plastik mempunyai permeabilitas yang berbeda-beda tergantung sifat plastik itu sendiri . HDPE (High Density Polyethylene) merupakan jenis plastik PE ( Polyethylene ). HDPE merupakan salah satu bahan plastik yang aman untuk digunakan karena kemampuan untuk mencegah reaksi kimia antara kemasan plastik berbahan HDPE dengan makanan/minuman yang dikemasnya. HDPE mempunyai jumlah rantai cabang dan merupakan lantai yang lurus. HDPE memiliki sifat tahan suhu tinggi
0
hingga 120 C, Gaya antar molekul kuat, Daya tarik, dan kekakuan lebih kuat daripada LDPE, dan densitas yang tinggi. tin ggi. LDPE sulit bereaksi dengan senyawa kimia sehingga aman digunakan untuk makanan, mempunyai struktur rantai cabang yang panjang sehingga memiliki derajat elongasi yang tinggi. LDPE dihasilkan dengan cara polimerisasi pada tekanan tinggi. Sifat-sifat yang HDPE adalah Daya proteksi teradap uap air tergolong baik, akan tetapi kurang baik bagi gas-gas seperti oksigen, dan densitas Rendah lebih rendah daripada HDPE. PVC (polyvinylclorid) dihasilkan dari proses polimerisasi dengan adisi HCl yang menghasilkan polimer rantai lurus dengan ikatan ganda. PVC bersifat lentur atau kaku, mempunyai pori-pori kecil dan dapat menyusut bila dipanaskan, densitas rendah, dan permeabilitas gasnya tinggi. Proses perekatan alumunium foil pada cup juga mempengaruhi penambahan penambahan berat sampel. Jika sisi-sisi luar cup tidak tertutup dengan rapat, maka akan ada udara dan uap air yang masuk. Hal ini akan mempengaruhi hasil pengamatan terhadap kekeutan permeabilitas plastik. Proses perekatan pada plastik yang tidak rapat akan menyebabkan udara dan uap air dari luar masuk dengan bebas masuk tanpa melalui permukaan plastik sebelumnya. Suhu penyimpanan mempengaruhi seberapa banyak kandungan uap air bebas yang tersedia serta sifat dari plastik itu sendiri. Setiap plastik mempunyai resistensi suhu yang berbeda-beda sehingga akn mempengaruhi daya permeabilitas plastik. Semakin tinggi suhu, maka ketersedian air bebas akan semakin rendah.
Uji Permeabilitas kemasan plastik terhadap kerupuk
Makanan kering sangat sangat rentan terhadap lingkungan karena sifatnya yang sangat higroskopis. Makanan kering cenderung untuk menyerap uap air dari lingkungan yang akan membuat terkstur menjadi melempem atau biasa disebut alot, oleh sebab itu makanan kering harus dilindungi dengan jenis pengemas yang tepat, dan plastik merupakan salah satunya. Hal ini disebabkan karena makanan kering akan menyesuaikan kadar air dengan lingkungan hingga diperoleh suatu kadar keseimbangan (ERH). Penyesuaian ini diakibatkan karena bahan pangan yang kering akan sangat mudah untuk menyerap uap air yang terdapat dalam
lingkungan. Hal lain yang mungkin terjadi pada makanan kering yaitu dapat mengalami penggumpalan (seperti pada bahan pangan yang berjenis tepung atau bubuk) atau hilangnya kerenyahan (seperti pada keripik atau kerupuk) yang akan berujung kerusakan yang diakibatkan peningkatan kadar air dan berdampak pada penurunan kualitas bahan pangan tersebut. Pada praktikum ini, permeabilitas plastik diuji dengan kerupuk. Kerupuk dibungkus dengan plastik HDPE, LDPE, PP, PVC. Kemudian plastik diseal dan disimpan selama 1 minggu sebelumnya kerupuk di dicicipi dan kerupuk ternyata kerenyahanya 3 atau sangat renyah. Setelah 1 minggu krupuk pada plastik PVC warnanya menjadi lebih pucat daripada awal karena terjadinya proses oksidasi yang di sebabkan adanya uap air dan gas yang menembus pori – pori plastik. Setelah itu krupuk kembali dicicipi pada plastik PP kerenyahan dari krupuk masih sangat renyah hal ini dikarenakan sifat permeabilitas PP terhadap air rendah sehingga air tidak dapat masuk kedalam. Kerupuk terasa agak renyah karena HDPE memiliki permeabilitas terhadap airnya rendah karena memiliki densitas yang tinggi, sedangkan LDPE memiliki permeabilitas terhadap airnya tinggi sedangkan densitasnya rendah. Pada PVC kerupuk sangat melempem dan juga terdapat serangga mudah melempem kerupuk bisa karena faktor permabilitas yang tinggi atau bisa saja pada saat proses seal tidak rapat atau terlalu t erlalu panas dan ada yang bolong. Hal ini menunjukan bahwa sifat permeabilitas air mempengaruhi tingkat kerenyahan pada kerupuk. Selain itu, suhu dan proses perekatan juga mempengaruhi kerenyahan kerupuk. Ketersedian air bebas dipengaruhi oleh suhu yang bekerja pada lingkungan tersebut. Semakin tinggi suhu, maka ketersedian air bebas akan semakin deikit. Proses perekatan yang tidak rapat dan terdapat lubang akan membuat udara dengan mudah masuk dan menembus pori-pori kerupuk sehingga kerupuk akan mengalami peningkatan kadar air dan oksidasi.
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 3.1 Kesimpulan
Plastik jenis HDPE memiliki tingkat permeabilitas terhadap gas dan uap air yang paling rendah dibandingkan dengan jenis plastik lain. Densitas dan kerapatan molekul mempengaruhi sifat permeabilitas plastik. Plastik dengan kerapatan molekul yang tinggi memiliki tingkat densitas yang tinggi dan permeabilitas
yang
rendah.
Permeabilitas
plastik
mempengaruhi
tingkat
kerenyahan pada kerupuk karena sifatnya yang melewatkan uap gas dan gas ( mempengaruhi mempengaruhi proses respirasi r espirasi dan oksidasi). 3.2 Saran
Pemilihan jenis plastik sebagai kemasan pada produk pangan harus disesuaikan dengan karakteristik produk dan plastik terutama sifat permeabilitas plastik terhadap produk yang menuntut kesegaran. Hal ini dilakukan karena produk membutuhkan proses respirasi yang menentukan tingkat kesegaran dan kematangan produk.
DAFTAR PUSTAKA
Christiany, Maria Ulfa. 2009. Produksi biodegradable plastic melalui pencampuran pati sagu termoplastis dan compatibilized linear low density polyethylene [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Rosalina, Yessy. 2010. Teknologi pengemasan atmosfir termodifikasi (MAP) menggunakan bahan pengemas LDPE antifog dengan perforasi pada penyimpanan buah rambutan [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Widyasari, Rucita. 2010. Kajian penambahan onggok termoplastis karakterstik plastik komposit polietilen [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. http://www.scribd.com/doc/transfer massa uap air melewati film kemasan pe dan pp [ 3Maret 2012 ].
DAFTAR LAMPIRAN Tabel Perubahan Berat Sampel
Jenis plastik
No.
1 HDPE 2 LDPE 3 PP 4 PVC
Hari 1
Hari 2
Hari 3
Hari 4
Hari 5
Hari 6
8,3 gr
8,4 8,4 gr
8,5gr 8,5gr
8,6 gr
8,8gr
8,9 gr
8,8 gr
8,9 gr
9,1 gr
9,3 gr
9,5 gr
9,6gr
8,3 gr
8,4 gr
8,5 gr
8,7 gr
8,9 gr
9,0 gr
6,6 gr
6,7gr
6,9gr
7,1 gr
7,5 gr
7,7 gr
Pengolahan data : 2
0
Rumus WVTR (gr/m /24 jam/92% RH/38 C) =
HDPE=
LDPE= PP=
PVC=
3,206669873 51,30671797
3,206669873
12,82667949
