Pengendalian Atmosfir

BAB I

PENDAHULUAN

Latar belakang

Saat ini permintaan konsumen akan kemasan bahan pangan adalah teknik pengemasan yang ramah lingkungan, produk yang lebih alami dan tanpa menggunakan bahan pengawet.  Industri-industri pengolahan pangan juga berusaha untuk meningkatkan masa simpan dan keamanan dari produk.  Salah satu teknologi pengemasan bahan pangan yang modern adalah pengemasan atmosfir terkontrol (Controlled  Atmosfer Packaging/CAP) yang bertujuan untuk semaksimal mungkin meningkatkan keamanan dan mutu bahan sebagaimana bahan alaminya.

Controlled  Atmosfer Packaging (CAP) muncul karena keinginan dari konsumen. Masyarakat menginginkan pangan dengan kualitas tinggi, segar, dan menarik kapanpun dan dimanapun. Untuk memenuhi keinginan ini industri harus menyelesaikan masalah logistik. Transportasi jarak jauh membutuhkan produk dengan stabilitas tinggi, selain itu produk yang dikemas harus tampak cukup menarik agar dapat terbeli. Kualitas yang konsisten dari rasa, aroma, warna, dan sebagainya sangat penting utuk menjaga kepuasan konsumen. Selain itu saat ini konsumen lebih memilih makanan yang siap saji dan siap makan, oleh karena itu CAP banyak dimanfaatkan dalam teknologi olah pangan minimal buah-buahan dan  sayuran  segar  serta bahan-bahan pangan yang  siap  santap  (ready-to eat).

Sehingga saat ini CAP telah berkembang dengan sangat pesat, hal ini didorong oleh kemajuan fabrikasi film kemasan yang dapat menghasilkan kemasan dengan permeabilitas gas yang luas serta tersedianya adsorber untuk O2, CO2, etilen dan air. Ahli-ahli pengemasan sering menganggap bahwa CAP merupakan satu dari bentuk kemasan aktif, karena banyak metode kemasan aktif juga memodifikasi & mengontrol komposisi udara di dalam kemasan bahan pangan. Ide penggunaan kemasan aktif bukanlah hal yang baru, tetapi keuntungan dari segi mutu dan nilai ekonomi dari teknik ini merupakan perkembangan terbaru dalam industri kemasan bahan pangan. Keuntungan dari teknik kemasan aktif adalah tidak mahal (relatif terhadap harga produk yang dikemas), ramah lingkungan, mempunyai nilai estetika yang dapat diterima dan sesuai untuk sistem distribusi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi

Controlled Atmosfer Packaging  merupakan suatu sistem pengemasan yang hampir serupa dengan MAP. Namun, dalam CAP tidak hanya dilakukan modifikasi komposisi gas saja melainkan juga terdapat proses pengendalian. Pengendalian ini dapat dilakukan secara eksternal maupun internal. Pengendalian secara eksternal, dapat dilakukan seperti pada CAS yaitu memanfaatkan generator gas untuk menginjeksi gas sekaligus mengontrolnya. Pengendalian internal dilakukan dengan memanfaatkan reaksi kimia yang terjadi, misal: penempatan oksigen absorber dalam kemasan CAP. Oksigen Absorber akan mengendalikan jumlah oksigen yang dapat masuk melalui pori-pori dinding kemasan.

Controlled atmosfer Packaging biasanya digunakan pada kemasan sekunder dan atau  kemasan untuk pengepul.  CAP  tidak cocok dilakukan  untuk kemasan individu. Hal ini terjadi karena kemasan yang impermeable memungkinkan beberapa gas masuk ke produk dan mempengaruhi kenampakannya (missal:warna yang tidak diinginkan pada daging akibat anoxic meat).Untuk itu, CAP digunakan pada kemasan sekundernya (missal:carcass).  

Komposisi atmosfer yang terkontrol dapat berupa Karbondioksida atau Nitrogen, atau campuran keduanya. Masing-masing gas ini memiliki keunggulannya dan kelemahan. Nitrogen, dapat memberikan kondisi atmosfer yang nyaris sama dengan vakum, namun kekurangannya dapat mempengaruhi  jaringan otot (bila daging yang dikemas)dan komposisi mikroflora. Karbondioksida, dapat menghambat aktifitas mikroba pembusuk yang anaerob.

Faktor yang mempengaruhi CAP: 

1. Jenis Bahan yang Dikemas

2. Komposisi Gas yang diinjeksikan

3. Bahan Pengemas (permeabilitasnya terhadap gas)

4. Jenis Pengontrolnya (missal: Absorben)

2.2 Gas yang diinjeksikan

Setelah panen fungsi physologi seperti pernafasan pada buah dan sayuran masih terus berlangsung. Dengan cara melakukan kontrol atmosfer, gas yang ada di lingkungan produk dapat dikontrol pada temperatur rendah, kurangi kadar O2 dan ditambah CO2, untuk mengendalikan pernafasan dan mempertahankan kualitas dari produk tersebut untuk jangka waktu yang lama. Konsentrasi gas O2, CO2 dan etilen dapat dikontrol atau diciptakan dalam penyimpanan ataupun pengemasan dalam berbagai cara. Misalnya dengan menurunkan kadar O2 dengan cepat dapat dilakukan dengan menyalakan kompor yang disebut : catalityc burners atau conventers dimana udara disirkulasikan dalam ruang atau pengememas control atmosfer, atau gas nitrogen dimasukkan dalam ruang control atmosfer dari silinder gas nitrogen bertekanan (Widjanarko, 1991).

Kontrol kadar CO2 dicapai dengan cara memasukkan gas CO2 dari gas CO2 bertekanan. Sedang penurunan CO2 dengan bahan penghisap CO2 seperti : NaOH, air, karbon aktif, kapur hidup atau kapur gamping. Biasanya dipasang kotak berisi kapur hidup/gamping diletakkan disamping ruang control atmosfer dan udara yang keluar masuk ruang control atmosfer dilwatkan lebih dulu ke kotak gamping tersebut (Widjanarko, 1991).

Bila buah dikemas dalam kantong polyethylene, komposisi udara didalam kemasan akan mengubah pernafasan yang berlebihan, buah berkerut dan nilai buah tersebut sebagai produk akan menurun. Bila kadar O2 meningkat, maka warna buah berubah, dan bila kadar CO2 meningkat maka rasa akan berubah. Low density polyethylene film dengan ketebalan kurang dari 20 micron agak lumayan untuk pengemasan sayuran, karena permeability yang tinggi terhadap gas dan uap air. Namun demikian sulit diaplikasikan, film tersebut agak rapuh dan mudah sobek. Menurut penelitian high density polyethylene dengan ketebalan 10 micron sudah memberikan hasil yang memuaskan dalam pengemasan buah jeruk. Perlu diadakan penelitian lebih lanjut dalam aplikasi pengemasan buah dan sayuran sebagai metode CA, dengan menggunakan film LDPE maupun HDPE dihadapkan humidity yang cukup tinggi di Indonesia.

Menurut Kader dan Morris (1997), untuk meningkatkan masa simpan produk segar, dilakukan pengontrolan komposisi udara yang terdapat didalam kemasan. Dimana komposisi udara dalam kondisi udara normal adalah Nitrogen (N2) 78,08% (v/v), Oksigen (O2) 20,96%, Karbon dioksida (CO2) 0,03%, gas inert dan uap air. Masing-masing gas tersebut memiliki pengaruh yang sangat signifikan terhadap produk dalam kemasan. Berikut efek gas tersebut dalam kemasan produk segar.

• Gas CO2

Sifat gas CO2 yang mampu menimbulkan kerusakan bahan pangan segar, memproduksi asam karbonat (H2CO3) yang meningkatkan keasaman larutan dan mengurangi Ph, Kelarutan CO2 meningkat dengan penurunan suhu, CO2 yang tinggi dapat menyebabkan kemasan collapse. Pengaruh CO2 terhadap pertumbuhan mikroorganisme CO2 efektif menghambat pertumbuhan psychrotrophs, dan berpotensi memperpanjang umur simpan pangan disimpan pada suhu rendah. Pada umumnya CO2 menaikkan fase lag dan waktu generasi mikroorganisme. Lebih efektif menghambat pertumbuhan bakteri gram negatif untuk mengendalikan pertumbuhan bakteri dan jamur, diperlukan CO2 minimum 20%.

• Gas O2

Dapat memicu beberapa reaksi penyebab kerusakan pangan (oksidasi lemak, reaksi pencoklatan, dan oksidasi pigmen). Mendukung pertumbuhan mikroorganisme.

• Gas N2

Sifat gas N2 yang mampu menimbulkan kerusakan bahan pangan segar,tidak mendukung pertumbuhan mikrobia aerobik, tetapi tidak mencegah pertumbuhan bakteri anaerobik. Pengaruh N2 terhadap pertumbuhan mikroorganisme Digunakan untuk mengusir udara dan khususnya O2 dari CAP  pertumbuhan organisme pembusuk aerobic telah dihambat atau dihentikan. Juga dipakai untuk menyeimbangkan tekanan gas didalam kemasan serta untuk mencegah kemasan collapse.

Metode pengemasan CAP untuk buah dan sayur segar, kondisi udara yang digunakan adalah 3-8% CO2 ; 2-5% O2 ; 87-95% N2.

2.3 Bahan Pengemas

Menurut Coles, et al (2003), jenis bahan pengemas aktif yang biasa digunakan untuk metode pengemasan CAP adalah:

Bahan Kemasan Yang dapat Menyerap Oksigen

Absorber oksigen sebagai bagian dari kemasan, dengan cara mengintegrasikan absorber oksigen dengan film polimer, adhesif, tinta atau bahan pelapis (coating). Absorber oksigen yang dapat dicampur dengan film polimer adalah sulpit logam, asam asakorbat dan besi. Penggunaan sebuah permukaan reaktor enzim yang terdiri dari campuran enzim enzim glukosa oksidase dan katalase juga merupakan cara lain untuk mengatur konsentrasi O2 di dalam kemasan pangan. Enzim mudah dilekatkan pada permukaan poliolefin seperti PE dan PP karena kedua kemasan ini merupakan substrat yang baik untuk imobilisasi enzim.

Bahan Kemasan dengan Antioksidan

Di dalam kemasan, antioksidan berfungsi sebagai barrier bagi difusi O2 serta mentransfernya ke produk yang dikemas untuk mecegah reaksi oksidasi. Vitamin E dapat digunakan sebagai antioksidan, serta dapat dimigrasikan ke bahan pangan. Pelepasan vitamin E dari kemasan ke bahan pangan dapat menggantikan antioksidan sintesis.

Bahan Kemasan Enzimatis

Enzim yang dapat merubah produk secara biokimia dapat digabung dengan bahan kemasan. Penambahan enzim kolestterol reduktase ke dalam susu akan mengurangi resiko kelebihan kolesterol. Penambahan enzim laktase pada bahan kemasan susu dapat mengurangi kandungan laktosa pada susu yang dikemasnya.

Antimikroba Di Dalam Bahan Kemasan

Antimikroba yang dicampur atau diberikan pada permukaan bahan pangan dan juga dilakukan dengan cara mencampurnya ke dalam bahan kemasan yang kemudian dalam jumlah kecil akan bermigrasi ke dalam bahan pangan. Bahan yang mempunyai pengaruh antimikroba, misalnya nisin yang diproduksi oleh Lactococcus actis, asam organik, ester dan sorbat, serta bahan kemasan yang mengandung kitosan, allilisotiosianatt . Bahan-bahan lain yang dapat digunakan sebagai antimikroba adalah etanol dan alkohol lain, asam organik, garam (sorbat, benzoat, propionat), bakteriosin dan lain-lain.

2.4. Alat Pembentuk kondisi atmosfer terkendali

Pada umumnya, alat yang digunakan untuk membentuk atmosfer termodifikasi pada CAP sudah umum digunakan. Alatnya berupa pipa atau selang yang dimasukkan atau dipasangkan ke mulut kantong atau kemasan bahan pangan. Ujung kemasan tersebut harus menutup ujung selang lalu hood diletakkan di luar kemasan tersebut. Hood tersebut akan membungkus kantong atau kemasan sekaligus membungkus ujung bibir selang agar mudah untuk dikondisikan menjadi kedap udara. Udara dalam kemasan lalu disedot  dengan selang dan udara yang ada di hood otomatis juga akan tersedot. Akibat proses penyedotan udara tersebut, kemasan akan menekan atau bersinggungan dengan hood dan secara otomatis akan meminimalisasi adanya bagian kemasan yang masih mungkin menyerap oksigen. Hal ini terjadi karena meskipun kemasan terlihat baik dan tidak berlubang, masih mungkin terjadi penyerapan oksigen dari lingkungan sekitar.

Langkah berikutnya adalah hood diisi dengan sedikit udara yang bertujuan untuk memberi sedikit tekanan pada kemasan. Tekanan pada kemasan menyebabkan volume kemasan bisa disusutkan sebelum diisi gas dengan komposisi lain (selain oksigen, misalnya karbon dioksida dan nitrogen). Kemasan tersebut dapat diberi masukan gas sekali atau beberapa kali sebelum disegel. Perlakuan ini umumnya dikolaborasikan dengan menerapkan prosedur pengisian sesuai standar agar meminimalisasi jumlah residu oksigen pada kemasan. Meskipun demikian, pada umumnya residu oksigen setelah penyegelan umumnya sekitar 100ppm.

Jadi, alat tersebut sudah sesuai dengan prinsip dari Controlled Atmosphere Packaging (CAP) yaitu mengkondisikan suatu kemasan pada kondisi vakum ataupun kedap udara dengan meminimalkan kadar oksigen dan menambah konsentrasi gas nitrogen dan beberapa persen sehingga bahan yang dikemas menjadi lebih tahan lama karena respirasi bisa dihambat.

2.5 Mekanisme pengontrolan dan bahannya

Pengendalian dalam CAP dapat dilakukan dalam 2 cara. Cara pertama yaitu cara eksternal dilakukan pada ruang storage-nya. Cara ini dilakukan dengan cara menempatkan alat-alat pengontrol seperti: pengontrol temperature, gas, dan Kelembaban.  Pengontrol Temperatur ini berupa pipa yang berisi refrigerant (Ammonia atau Klorofluorokarbon). Ujung pipa ini akan berada di dalam ruang penyimpanan. Kerja alat ini berdasarkan sensor, apabila dirasa ruangan telah semakin panas, alat ini akan mendinginkannya hingga suhu yang diinginkan. Pengontrol gas dilakukan oleh gas analyzer. Alat ini akan menganalisa kebutuhan ruangan atas gas CO2 dan O2. Adapula ethylene gas analyzer yang mengendalikan jumlah gas etilen dalam ruangan. Pengontrol Kelembaban ini merupakan kerja kombinasi antara evaporator dengan koil pendingin. DImana, koil pendingin akan menurunkan panas sehingga menyebabkan air dari ruang penyimpanan pada evaporator terkondensasi. Terbebasnya air dari ruang penyimpanan akan menurunkan RH ruangan.Dalam kondisi ini, Kelembaban Produk akan turun dengan mekanisme evapo-transpiration.

Cara Kedua adalah cara internal dengan memanfaatkan bantuan absorbant. Absorbant ini berupa absorben oksigen, etilen, air dan uap air. Bahan Penyerap oksigen secara aktif akan menurunkan oksigen dalam headspace kemasan hingga 0.01%, bahannya dapat berupa asam askorbat, sulfit,atau besi yang dibungkus dalam sachet. Absorben etilen dapat berupa KMnO4 dan karbon aktif atau zeolit dan tanah liat kombinasi tartazine yang bersifat hidrofilik dengan polimer PE yang bersifat hidrofobik akan menurunkan konsentrasi etilen selama 48 jam. Absorbant air dan uap air berupa garam poliakrilat dan kopolimer dari pati, Polimer seperabsorben ini dapat menyerap 100-500 kali dari beratnya sendiri.

2.6 Kelebihan dan Kekurangan

2.6.1 Kelebihan

1. Daya tahan produk yang dikemas menjadi lebih lama.

2. Memperlambat fase pematangan dan kerusakan pada produk segar.

3. Mengurangi pemakaian bahan kimia yang biasanya terdapat pada kemasan.

4. mengurangi produksi gas etilen.

5. Tidak membutuhkan penyetingan untuk komposisi gas.

6. komposisi udara didalam kemasan tidak berubah atau sama pada saat awal dikemas.

2.6.2 Kekurangan

1. Tidak cocok untuk kemasan tray individu pada daging, karena dapat menyebabkan perubahan warna pada daging.

2. Membutuhkan peralatan yang khusus, dan pekerja yang terlatih.

3. Biaya mesin dan peralatan yang relative mahal.

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Controlled Atmosfer Packaging merupakan salah satu jenis pengemasan yang tidak hanya melakukan modifikasi komposisi gas saja melainkan juga mengendalikannya. Pengendalian ini dapat dilakukan secara eksternal maupun internal. Pengendalian secara eksternal, dapat dilakukan seperti pada CAS yaitu memanfaatkan generator gas untuk menginjeksi gas sekaligus mengontrolnya. Pengendalian internal dilakukan dengan memanfaatkan reaksi kimia yang terjadi, misal: penempatan oksigen absorber dalam kemasan CAP. Alat pengkondisian suasana atmosfer dalam kemasan berupa snorkel (semacam pipa atau selang) dengan kombinasi hood.  

3.2 Saran

Sebaiknya pengemasan Controlled Atmosfer Packaging tidak dilakukan untuk pengemasan individual, melainkan untuk pengemasan sekunder yang berisi beberapa buah produk.

DAFTAR PUSTAKA

Ahvenain,Raija. 2000. Novel Food Packaging Techniques. Washington DC: CRC Press.

Ali,M.Hikmah. 2008. Modul Pembelajaran Berbasis SCL Mata Kuliah Pengemasan, Pengepakan dan Labeling Produk Hasil Ternak. Makassar: Universitas Hasanuddin.

Johnsonna. 2007. Modified Atmosphere Packaging vs. Controlled Atmosphere Packaging. http://www.ppcind.com/pdfFiles/MAP%20vs.%20CAP.pdf. Tanggal Akses: 19 April 2011.

Kader, A.A. and Morris, L.L. 1997. Relative Tolerance of Fruits and Vegetables to Elevated CO2 and Reduced O2 Levels. Michigan State: Univ.Hort Rept 28-260.

Widjanarko, S.B. 1991. Fisiologi Lepas Panen. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian. FTP. Universitas Brawijaya. Malang.