Air dan Bahan PanganAir

Air merupakan komponen yang paling penting bagi kehidupan seluruh makhluk hidup dan fungsinya tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Tubuh manusia 65% nya terdiri dari air atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2.5 liter harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti tersebut 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1,0 liter berasal dari bahan makanan yang dikonsumsi. Air juga merupakan salah satu media pertumbuhan yang baik untuk berbagai mikroorganisma.

Fungsi Air dalam Bahan Pangan

Air dalam bahan makanan dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan tersebut. Air juga terdapat dalam bahan makanan kering yang secara kasat mata tidak terlihat adanya air, seperti tepung-tepungan dan biji-bijian dalam jumlah tertentu. Air dapat berupa komponen intrasel, dan / atau ekstrasel dalam sayuran dan produk hewani, sebagai medium pendispersi atau pelarut dalam berbagai produk, sebagai fase terdispersi dalam beberapa produk yang diemulsi seperti mentega dan margarine, dan sebagai komponen tambahan dalam makanan lain.

Tabel 1. Kandungan Air Beberapa Komoditi Bahan Air Bahan Air

Tomat 94 % Selada (lactuca sativa ) 95 %Semangka 93 % Kubis 92 %Kol 92 % Jeruk 87 %Nenas 85 % Biji kopi panggang 5 %Kacang Hijau 90 % Kentang 78 %Susu sapi 88 % Pisang 75 %Ikan teri kering 38 % Ayam 70 %Daging sapi 66 % Keju 37 %Roti 36 % Selai 28 %Buah kering 28 % Madu 20 %Susu bubuk 14 % Mentega dan margarin 16 %Tepung terigu 12 % Beras 12 %

Hartley, 1970; Poerwosoedarmo, 1977: John M deMan 1997

Jenis Air Dalam Makanan

Menurut derajat keterikatan air dalam makanan, air dapat dibedakan menjadi 4 tipe:

1. Tipe I Air tipe I (air terikat) yaitu molekul air yang terikat pada molekul-molekul lain melalui suatu ikatan hidrogen yang berenergi tinggi. Molekul air membentuk hidrat dengan molekul-molekul lain yang mengandung atom-atom O dan N, seperti karbohidrat, protein atau garam. Air tipe ini tidak dapat bertindak sebagai pelarut, dan tidak membeku pada suhu dibawah 0oC, tetapi sebagian dapat dihilangkan dengan cara pengeringan biasa.

2. Tipe II Air tipe II (air kapiler) adalah molekul-molekul air membentuk ikatan hydrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam mikrokapiler. Air jenis ini lebih sukar dihilangkan dan penghilangan air tipe ini akan mengakibatkan penurunan aw (water activity).

3. Tipe III Air tipe ini atau lebih dikenal dengan air bebas adalah air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan seperti membran, kapiler, serat dll. Air tipe ini mudah diuapkan dan dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan mikroba dan media bagi reaksi-reaksi kimiawi.

4. Tipe IV Air jenis ini adalah air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni, dengan sifat-sifat air biasa dan keaktifan penuh.

Tabel 2. Laju reaksi dalam makanan yang ditentukan oleh aktivitas air

Reaksi Air Tipe I Air Tipe II Air Tipe III

Aktivitas enzim Nol Rendah Tinggi

Pertumbuhan kapang Nol Rendah Tinggi

Pertumbuhan Khamir Nol Rendah Tinggi

Pertumbuhan Bakteri Nol Nol Tinggi

Hidrolisis Nol Meningkat cepat Tinggi

Pencoklatan non enzim

Nol Meningkat cepat Tinggi

Oksidasi lipid Tinggi Meningkat cepat Tinggi

Aktivitas air merupakan salah satu parameter hidratasi yang sering diartikan sebagai jumlah air bebas dalam bahan yang dapat digunakan untukpertumbuhan mikroorganisme. Setiap mikroorganisme hanya dapat tumbuh pada kisaran aw tertentu seperti aw untuk pertumbuhan bakteri 0,90, khamir 0,80 - 0,90 dan kapang 0,60 - 0,70. Oleh karena itu untuk mencegah pertumbuhan mikrobia, aw bahan harus diatur.

Air yang terikat secara kimiaterdiri atas :a. Air yang terikat sebagai air kristal.b.Air yang terikat dalam sistem dispersi koloidal yang

terdiri dari partikel-partikel yang mempunyai bentuk dan ukuran beragam. Partikel-partikel ini ada yang bermuatan listerik positif atau negatif sehingga dapat saling tarik menarik.

Air dan Penyimpanan Makanan Kandungan air dalam bahan makanan mempengaruhi daya tahan bahan makanan terhadap serangan mikroba yang dinyatakan dengan aw. Aw adalah jumlah air bebas yang dapat digunakan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhannya. Kandungan air dan aktivitas air mempengaruhi perkembangan reaksi pembusukan secara kimia dan mikrobiologi dalam makanan.

Karakteristik Hidratasi Karena proses utama dalam pengeringan adalah proses penguapan air, maka perlu terlebih dahulu diketahui karakteristik hidratasi bahan pangan yaitu sifat-sifat bahan yang meliputi interaksi antara bahan pangan dengan molekul air yang dikandungnya dan molekul air di udara sekitarnya. Peranan air dalam bahan pangan dinyatakan dengan kadar air dan aktivitas air (aw), sedangkan peranan air di udara dinyatakan dengan kelembaban relatif (RH) dan kelembaban mutlak (H).

Pengukuran kadar airPenentuan kadar air dapat dilakukan dengan cara mengeringkan bahan dalam oven pada suhu 105-110 C selama 3 jam atau sampai didapat berat yang konstan, atau dengan cara destilasi

Contoh soal perhitungan kadar air

Sebanyak 2 ton kacang tanah dengan kadar air awal 30 persen (atas dasar berat basah), dikeringkan sampai kadar air 17 persen (atas dasar barat basah) hitung jumlah air yang diuapkan dan berat bahan keringnya.

Penyelesaian contoh soal cara 1 (kadar air berat basah)

Berat air yang diuapkan =

Cara 2 (atas dasar berat kering)

=139,99 kg

Kelembaban Relatif dan Kelembaban MutlakKelembaban relatif atau kelembaban nisbi didefinisikan

sebagai perbandingan antara tekanan parsial uap air yang ada di udara dengan tekanan uap jenuh pada suhu yang sama.

Kurva Sorpsi Isotermik Secara umum sifat hidratasi ini digambarkan dalam kurva

isotermik, yaitu kurva yang menunjukkan hubungan antara kadar air bahan dengan kelembaban relatif kesetimbangan ruangan tempat penyimpanan bahan (RHs) atau aktivitas air (aw) pada suhu tertentuIstilah sorpsi air digunakan untuk penggabungan air ke dalam bahan. Apabila proses dimulai dengan bahan kering maka istilah yang digunakan

Gambar Kurva Sorpsi Isotermik

AW

1. Telur padat, 10 C2. Daging sapi, 10 C3. Ikan, 30 C aw 4. Kopi, 10 C5. Pati, 25 C6. Kentang, 28 C7. Sari buah jeruk,20 C

PENGENDALIAN SERANGGA HAMA GUDANG1.Cara-cara pengendalian hama di lapangan dapat diterapkandi gudang dengan beberapa penyesuaian2.Aplikasi pestisida bukan cara terampuh dalam pengendalianhama3. Pendekatan yang perlu dilakukan: Pengendalian Hama Terpadu (PHT) PHT adalah pendekatan pengendalian hama yang menggunakan³cost-benefit analysis´ dalam pengambilan keputusanDalam PHT, pengendalin dikatakan ´cost effective´ kalau ³cost of control is less than the reduction in market value due to pests´CARA-CARA PENGENDALIAN HAMA GUDANG1.Preventif (mencegah terjadinya serangan)2.Fisik-mekanik3.Cara hayati4.Cara kimiawi

Preventif Mencegah datangnya hama lebih mudahdaripada membasmi atau mengeliminasiserangga yang sudah masuk1. Membuat konstruksi kedap serangga: bangunan dari

betonatau logam lebih baik daripada kayu2. Sanitasi gudang: ceceran bahan simpanan di lantai

harusdibersihkan sebelum dilakukan penyimpanan selanjutnya,celah-celah atau retakan pada lantai, dinding, dsb. harusditutup (sealed)

3. Tidak menyimpan alat pertanian, seperti alat pemanenan diruang penyimpanan karena biji-biji yang tertinggal dapatmenjadi sumber infestasi

4. Jangan memakai karung bekas yang belum di´disinfestasi´ untuk menyimpan preventif

5. Jangan menyimpan wadah bekas di ruang penyimpanan6. Menggunakan wadah yang tidak mudah dimasuki olehserangga7. Menggunakan protektan untuk melindungi bahansimpanan (khusus untuk penyimpanan benih) seperti abusekam dan serbuk tanaman yang diketahui mengandunginsektisida8. Menyimpan bahan dalam bentuk yang lebih resisten,misal yang masih dilengkapi dengan polong, terutamakacang tanah

Cara Fisik/Mekanik1. Manipulasi lingkungan fisik untuk menekan

pertumbuhanpopulasi hama2. Faktor fisik yang dimanipulasi adalah:

temperatur,kelembapan relatif, kadar air, tempat penyimpanan (silo,elevator, karung, wadah lain), memberi tekanan padabahan simpan (kompresi), dan iradiasi3. Prinsip utama pelaksanaan penyimpanan: jagalah bahansimpanan tetap dingin dan kering

Penggunaan Temperatur Rendah3. Pengaruh temperatur rendah: penurunan

lajuperkembangan, aktivitas makan, dan keperidian; danpenurunan survival

4. Untuk sebagian besar hama gudang, pada temperatur dibawah 20oC perkembangan akan terhenti, kecuali pada S. granariusyang dapat bertahan sampai 15oC.

Respon Serangga Hama Gudang terhadap temperatur

Zone Temperatur ( oC) Pengaruh

Lethal >6250 – 6245 – 5035 - 42

Kematian < 1menitKematian < 1 jamKematian < 1 hariPertumbuhan populasi terhenti, serangga mencari tempat yang lebih dingin.

Suboptimal 3533 – 35

Perkembangan terhentiPerkembangan lambat

Optimal 25 – 32 Maksimum laju perkembangan

Suboptimal 13 – 25 15

Perkembangan lambatPerkembangan Terhenti

Lethal 5 – 13 -10 – 5 -25 – (-15)

Kematian dalam mingguKematian dalam hariKematian <1jam

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap penggunaan temperatur rendah untuk pengendalian hama:

TemperaturSpesiesFase perkembangan menentukan lama waktu membunuh seranggaAaaaklimatisasiKelembapan relatif

Perbedaan kerentanan beberapa spesies terhadap perlakuan temperatur rendah1.Paling rentan

T.castaneumT.confusumO. Mercator

2. Paling ToleranT. GranariumE. EelutallaE. KuehniellaP. interpuncte

Penggunaan Temperatur TinggiFaktor-faktor yang berpengaruh:1. Temperatur2. Lama perlakuan3. Spesies4. Fase perkembangan5. Aklimatisasi6. Kelembapan relatif Temperatur tinggi yang efektif untuk membunuh

seranggadi dalam tempat penyimpanan adalah antara 50 ± 60oC selama 24 jam

• Tingkat Toleransi Serangga terhadap Perlakuan Temperatur TinggiUrut-urutan dari yang paling toleran sampai yang paling tidak toleranpada perlakuan suhu 49oC

• L. Serricorne > C. pusillus = R. dominica > S. oryzae = T. castaneum= Trogoderma variabile > S. granarius = Gibbium psylloides >Cathartus quadricollis = O. mercator > T. confusum = O. Surinamensis

• Semakin rendah kelembapan relatif dan kadar air biji, semakinrentan serangga terhadap perlakuan suhu tinggi, terutama padakisaran temperatur antara 40 ± 45oC

IrradiasiDiizinkan untuk 40 jenis bahan pangan di lebih dari 30 negara.Dua jenis radiasi ionisasi yang dapat diterapkan:1. Gamma rays irradiation2. Electronic beam irradiationIrradiasi sinar gamma

umumnya dilakukan dengan menggunakanCo 60 sebagai sumber radiasi dan dapat menembus 20 ± 60 cm kedalam benda padat.

Electronic beam adalah penggunaan accelerator electron dengantenaga listrik untuk mempercepat gerakan elektron sampai padakecepatan yang menyebabkan terjadinya ionisasi di dalam selserannga. Cara ini hanya menembus kedalaman 1 lapisan biji padatitik aplikasi

Fasilitas komersial pertama penggunaan irradiasi untuk pengendalianhama gudang dibangun di Pelabuhan Odessa, Ukraine, yangmenggunakan dosis radiasi 0,2 kGy dengan kecepatan perlakuan 200ton per jam.Kelemahan penggunaan cara irradiasi:1.Dapat menurunkan kadar vitamin A, C, E, B1 (thiamine), dan K2.2. Dosis irradiasi yang dibutuhkan untuk membunuh serangga jugadapat mematikan biji sehingga tidak cocok untuk ³malting barley´dan penyimpanan benih

Penggunaan Kemasan Kedap SeranggaL. SerricorneS. PaniceumP. InterpunctellaE. Cautella dapat menembus kemasan yang digunakanC. CephalonicaT. variabile

R. Dominica dapat menembus kemasan juga namun jarang ditemukan padabahan simpanan dalam kemasan

T. CastaneumT. ConfusumC. FerrugineusC. Pusillus tanpa adanya lubang kecil ridak dapat menembuO. Mercator kemasan O. surinamensis

Cara biologi (dalam arti luas)1. Penggunaan varietas resistena. Sifat-sifat yang dikehendaki:

dapat menekan laju peletakan telur,memperpanjang siklus hidup, menyebabkan kematian fasepradewasab. Beberapa hal yang dapat menimbulkan resistensi: barier mekanik, pembatasan tempat peletakan telur, kekerasan biji,faktor nutrisi, adanya senyawa toksik, dll.

2. Penggunaan feromona. Pengertian feromonb. Macam-macam feromonc. Mekanisme kerja feromond. Aplikasi

d.1. Untuk pemantauan d.2. Untuk pengendalianPerangkap + Sex attractantPerangkap + Sex attractant + feromon agregasi + pathogen

+chemosterilantUdara di dalam gudang dijenuhi oleh sex attractant untuk

membuatserangga mengalami disorientasi

Penggunaan Parasitoid dan Predator 1.Keragaman jenis parasitoid dan predator 2.Aplikasi pengendalian hayati: inokulasi, inundasi, dan konservasi3. Kelayakan penggunaan parasitoid dan predator Penggunaan Patogen Serangga3.Keragaman jenis patogen4.Mekanisme terjadinya penularan penyakit3. Kemungkinan aplikasi patogen di gudangPenggunaan Serangga Mandul5.Metode sterilisasi6.Kelemahan metode sterilisasi7.Kelayakan penggunaan serangga mandul

Penggunaan Pestisida

Pestisida :Insektisida SeranggaRodentisida TikusFungisida Jamur/cendawanBakterisida BakteriNematisida NematodaAkarisida TungauHerbisida Gulma

Bahan kimia tidak beracun yang peraturan penggunaan danperizinannya disatukan dengan pestisidaperizinannya disatukan dengan pestisidaZat pemikat : attractantZat penolak : repellentZat pemandul : sterilantZat penghambat pertumbuhan : growth Inhibito

Formulasi Pestisida (dan campurannya dengan air ) 1.SP = soluble powder; SP + air larutan2.WP = wettable powder; WP + air suspensi3.SC = soluble concentrate; SC + air larutan4.WSC = water soluble concentrate; WSC + air larutan5.S = solution (formulasi siap pakai, biasanya dalam minyak)6.G = Granule (butiran siap pakai)7.D = dust (tepung siap pakai)8.EC = emulsifiable concentrate: EC + air emulsi

Kandungan bahan dalam suatu formulasia. Bahan aktifb. Bahan pembawac. Spreading agent, wetting agentd. Emulsifiere. Sitcker (bahan perekat )

Aplikasi PestisidaPenyemprotana. Permukaan: dinding, lantai, langit-langit, dsb.b. Ruangan: dengan sasaran serangga terbangPencampuran

Mencampur insektisida dengan bahan simpan/seed treatmentFumigasi

Memasukkan gas beracun ke dalam tempat penyimpananPengumpanan

Pengendalian tikus dengan umpan bercunPenyemprotanHal penting yang harus diperhatikan adalah insektisida yang digunakan harus mempunyai residu yang rendah pada bahan simpanan.

Batas Maksimum Residu menurut FAO/WHO

Jenis Insektisida Maksimum residu (ppm)

OrganofosfatPyrethoidKerbamat

8 – 10 3 - 5 3 – 5

Beberapa catatan penting dalam pelaksanaan penyemprotan:

1. Sprayer dan perlengkapannya harus dalam kondisi yang baik2. Perlengkapan keselamatan dalam penyemprotan harus dikenakan3. Permukaan yang akan disemprot harus dibersihkan terlebih

dahulu4. Insektisida dan alat ukur yang akan digunakan harus sesuai

dengankebutuhan5. Persiapkan cairan semprot sesuai dengan urut-urutan standar 6. Dalam menyemprot jangan melawan arah angin7. Jangan menyemprot langsung pada bahan pangan8. Penyemprotan harus dilakukan secara merata/tidak terlalu basah9. Awali penyemprotan dari daerah sudut ruangan dengan

caraberjalan mundur dan diakhiri di pintu keluar 10. Atur pengeluaran cairan semprot dari nozel agar dapat

tersemprotdalam droplet halus

RODENTA HAMA GUDANG

Jenis Tikus•Tikus Rumah,Tikus Sawah,Tikus Riol,Tikus Polenesia,Tikus Wirok,Tikus Belukar,Tikus GudangPerilaku Tikus•Tikus habitatnya mempunyai Umur relatif pendek•Tikus Mampu Beradaptasi dengan Lingkuangan•Tikus biasanya melakukan aktivitas pada saat gelapPopulasi Tikus•Ketersediaan Bahan Makanan•Musim Hujan Datang, Tikus meningkat•Tikus Merupakan Hewan OmnivoraSarang Tikus•Tikus biasanya Mempunyai banyak Pintu baik yg Utama maupun yg darurat•Mempunyai Lorong yang Berkelok-kelok•Sarang tikus juga merupakan tempat beranak dan menyimpan makanan

Kerusakan Akibat Tikus• Merusak komoditas Pangan• Kontaminasi bahan makanan akan menurunkan kualiatas bahan• Kebiasaan membuat lubang• Menularkan penyakit seperti tifoid paratifoid dan scabies

Monitoring Populasi• Pemeriksaan Secara Visual• Pemeriksaan Jejak Tikus• Pemeriksaan kerusakan dan kotoran tikus• Pemeriksaan Lubang (sarang) tikus

Pengendalian Tikus• Memasang Umpan• Pengendalian Terpadu• Pengendalian Fisik dan Kimiawi• Pengendalian sanitasi• Pengendalian biologi• Fumigasi

Pengendalian Terpadu• Menurunkan Populasi Tikus sampai tidak merugikan• Melidungi tanaman atau bahan simpanan dari serangan tikus• Mengurangi ketersediaan makanan tikus• Dilakukan secara berkesinambungan

Pengendalian secara Kultur Teknis• Memanfaakan cara-cara bercocok tanam untuk menekan populasi tikus• Melakukan pergiliran tanaman• Menanam secara serempak• Mengatur jarak tanam

Pengendalian secara Sanitasi• Menghilangkan daya dukung lingkungan bagi tikus• Membersihkan tumpukan barang yg mungkin akan dijadikan sarang tikus• Menutup lubang-lubang yg biasa d lalui tikus

Pengendalian secara Mekanis• Menggunakan alat seperti perangkap tikus, pemukul kayu dan

senapan angin• Membongkar sarang tikus dengan menggunakan anjing, kayu, dan

asap

Pengendalian secara Biologi• Menggunakan musuh alami tikus yaitu predator ataupun penyakit• Predator yg dapat menekan tikus adalah ular, burung, musang dan

kucing• Bakteri yg terdapat d dalam tikus adalah salmonella

Pengendalian secara Kimia• Menggunakan bahan-bahan kimia seperti fumigasi, repellent

(bahan kimia pengusir tikus), attractant (bahan kimia tikus) dan chemo-sterilant (bahan kimia yg memandulkan tikus)

Fumigasi (asap beracun)• Digunakan pada saat tanaman padi memasuki generatif• Bahan fumigasi adalah merang dan belerang kemudian d bakar• Dapat membunuh anak-anak tikus• Umpan beracunRepellent dan Attractant• Bahan pengusir (repellent) seperti : naftalent, kapur, bubuk

belerang, ekstrak buah cabai• Bahan Penarik (attractant) seperti : dapat di campurakan ke dalam

umpan beracun untuk dapat menarik tikusChemo-Sterilant ( bahan pemandul)• Menghambat pembentukan telur• Menghambat terjadinya pembuahan• Menyebabkan keguguran• Menjadikan keturunan tikus jadi mandul• Menghambat pembentukan air susu

ASPEK MIKROBIOLOGI ALAMI PENYIMPANANKlasifikasi Mikroba Pangan

Bakteri Bakteri merupakan makhluk bersel tunggal yang berkembang biak

dengan cara membelah diri dari satu sel menjadi dua sel. Pada kondisi yang sangat baik, kebanyakan sel bakteri dapat membelah dan berkembang biak dalam waktu kurang lebih 20 menit. Pada kecepatan yang tinggi ini satu sel bakteri dapat memperbanyak diri menjadi lebih dari 16 juta sel baru dalam waktu 8 jam.

Kapang Kapang merupakan mikroba dalam kelompok Fungi yang

berbentuk filamen, yaitu struktumya terdiri dari benang-benang halus yang disebut hifa. Kumpulan dari banyak hifa membentuk kumpulan massa yang disebut miselium dan lebih mudah dilihat oleh mata tanpa menggunakan mikroskop. Contoh miselium adalah serat putih seperti kapas yang tumbuh pada tempe.

Kapang juga mempunyai struktur yang disebut spora yang pada umumnya terletak pada ujung-ujung dari hifa, dan merupakan struktur yang sangat ringan dan mudah menyebar kemana-mana. Spora merupakan alat perkembangbiakan kapang, karena pada kondisi substrat dan lingkungan yang baik spora dapat bergerminasi dan tumbuh menjadi struktur kapang yang lengkap. Dari satu struktur kapang dapat dihasilkan beratus-ratus spora yang mudah menyebar dan mencemari pangan, kemudian tumbuh menjadi bentuk kapang yang lengkap.

Kamir Kamir merupakan organisme bersel tunggal yang termasuk

dalam kelompok Fungi. Jika tumbuh pada pangan, kamir dapat menyebabkan kerusakan, tetapi sebaliknya beberapa kamir juga digunakan dalam pembuatan makanan fermentasi. Kerusakan yang disebabkan oleh pertumbuhan kamir ditandai dengan terbentuknya bau asam dan bau alkohol, serta terbentuknya lapisan pada permukaan, misalnya kerusakan pada sari buah. Beberapa contoh kamir yang digunakan dalam proses fermentasi misalnya Saccharomyces cerevisiae untuk membuat roti, bir dan minuman anggur, dan (Candida utilis) untuk membuat protein mikroba yang disebut protein sel tunggal.

Pada umumnya kamir berkembang biak dengan cara membentuk tunas, meskipun beberapa jenis berkembang biak dengan cara membelah. Tunas yang timbul pada salah satu sisi sel kamir akan membesar dan jika ukurannya hampir menyamai induk selnya, maka tunas akan melepaskan diri menjadi sel yang baru. Pada beberapa spesies, tunas tidak melepaskan diri dari induknya sehingga semakin lama akan membentuk struktur yang terdiri dari kumpulan sel berbentuk cabang-cabang seperti pohon kaktus yang disebut pseudomiselium.

Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Mikroba

Karasteristik pangan:• Aktivitas air (aw)• Nilai pH (keasaman)• Kandungan gizi• Senyawa antimikrobaKondisi lingkungan:• Suhu• Oksigen• Kelembaban

Aktivitas Air Aktivitas air (aw) menunjukkan jumlah air bebas di

dalam pangan yang dapat digunakan oleh mikroba untuk pertumbuhannya. Nilai aw pangan dapat dihitung dengan membagi tekanan uap air pangan dengan tekanan uap air murni. Jadi air murni mempunyai nilai aw sama dengan 1. Nilai aw secara praktis dapat diperoleh dengan cara membagi %RH pada saat pangan mengalami keseimbangan kadar air dibagi dengan 100. Sebagai contoh, jika suatu jenis pangan mempunyai aw = 0,70, maka pangan tersebut mempunyai keseimbangan kadar air pada RE 70%, atau dengan perkataan lain pada RE 70% kadar air pangan tetap (yang menguap sama dengan yang terserap).

• Bakteri pada umumnya membutuhkan aw sekitar 0,91 atau lebih untuk pertumbuhannya. Akan tetapi beberapa bakteri tertentu dapat tumbuh sampai aw 0,75.

• Kebanyakan kamir tumbuh pada aw sekitar 0,88, dan beberapa dapat tumbuh pada aw sampai 0,6.

• Kebanyakan kapang tumbuh pada minimal 0,8.

Nilai pH Salah satu faktor pada pangan yang mempengaruhi pertumbuhan

mikroba adalah pH, yaitu suatu nilai yang menunjukkan keasaman atau kebasaan. Dengan menggunakan pH-meter, nilai pH suatu bahan dapat diukur, umumnya berkisar antara 0 sampai 14. Nilai pH 7 menunjukkan bahan yang netral, nilai pH kurang dari 7 menunjukkan bahan bersifat lebih asam, sedangkan nilai pH lebih dari 7 menunjukkan bahan lebih bersifat basa. Kebanyakan mikroba tumbuh baik pada pH sekitar netral, dan pH 4,6 – 7,0 merupakan kondisi optimum untuk pertumbuhan bakteri, sedangkan kapang dan kamir dapat tumbuh pada pH yang lebih rendah. Pengelompokan pangan berdasarkan nilai pH-nya adalah sebagai berikut:

Kandungan Gizi Seperti halnya mahluk hidup lainnya, mikroba membutuhkan zat gizi

untuk pertumbuhannya. Bahan makanan pada umumnya mengandung berbagai zat gizi yang baik untuk pertumbuhan mikroba, yaitu protein, karbohidrat, lemak, vitamin, dan mineral. Akan tetapi ada beberapa bahan makanan yang selain kandungan gizinya sangat baik juga kondisi lingkungannya mendukung, termasuk nilai aw dan pH-nya sangat baik untuk pertumbuhan mikroba. Contoh bahan makanan semacam ini adalah bahan yang mengandung protein tinggi, mempunyai pH sekitar netral dan mempunyai aw di atas 0,95, misalnya daging, susu, telur, dan ikan. Karena kondisinya yang optimum untuk pertumbuhan mikroba, maka pada bahan-bahan pangan seperti itu bakteri akan tumbuh dengan cepat sehingga bahan pangan menjadi mudah rusak dan busuk.

Senyawa Antimikroba Pertumbuhan mikroba pada pangan juga dipengaruhi oleh adanya

bahan pengawet yang terkandung di dalamnya, yaitu senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba. Bahan pengawet atau disebut juga senyawa antimikroba pada pangan dibedakan atas tiga golongan berdasarkan sumbernya, yaitu:1. Senyawa antimikroba yang terdapat secara alami di dalam bahan pangan, misalnya asam pada buah-buahan, dan beberapa senyawa pada rempah-rempah.2. Bahan pengawet yang ditambahkan dengan sengaja ke dalam pangan atau pangan olahan, misalnya:

• Nitrit untuk menghambat bakteri pada kornet sapi dan sosis• Garam natrium klorida untuk menghambat mikroba pada ikan asin• Asam benzoat untuk menghambat kapang dan kamir pada selai dan sari buah• Asam cuka (asam asetat) untuk menghambat mikroba pada asinan• Asam propionat untuk menghambat kapang pada roti dan keju• Sulfit untuk menghambat kapang dan kamir pada buah¬-buahan kering dan

anggur 3. Senyawa antimikroba yang terbentuk oleh mikroba selama proses fermentasi pangan. Asam laktat, hidrogen peroksida (H202), dan bakteriosin adalah senyawa antimikroba yang dibentuk oleh bakteri asam laktat selama pembuatan produk¬produk susu fermentasi seperti yogurt, yakult, susu asidofilus, dan lain-lain, serta dalam pembuatan pikel dari sayur-sayuran seperti sayur asin.

Suhu • Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap

pertumbuhan mikroba. Setiap mikroba mempunyai kisaran suhu dan suhu optimum tertentu untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kisaran suhu pertumbuhan, mikroba dibedakan atas tiga kelompok sebagai berikut:

1. Psikrofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan 0 – 20°C.

2. Mesofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran suhu pertumbuhan 20 – 45°C.

3. Termofil, yaitu mikroba yang mempunyai suhu pertumbuhannya di atas 45°C.

Oksigen Mikroba mempunyai kebutuhan oksigen yang berbeda-beda untuk pertumbuhannya. Berdasarkan kebutuhannya akan oksigen, mikroba dibedakan atas 4 kelompok sebagai berikut:

1. Aerob, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen untuk pertumbuhannya.2. Anaerob, yaitu mikroba yang tumbuh tanpa membutuhkan oksigen.3. Anaerob fakultatif, yaitu mikroba yang dapat tumbuh dengan atau tanpa

adanya oksigen.4. Mikroaerofil, yaitu mikroba yang membutuhkan oksigen pada konsentrasi

yang lebih rendah daripada konsentrasi oksigen yang normal di udara.

Kelembaban Pangan yang disimpan di dalam ruangan yang lembab (RH

tinggi) akan mudah menyerap air sehingga nilai aktivitas air (aw) meningkat. Kenaikan aw akan mengakibatkan mikroba mudah tumbuh dan menyebabkan kerusakan pangan.

Sebaliknya pangan yang disimpan di dalam ruangan yang mempunyai aw rendah akan kehilangan air sehingga menjadi kering pada permukaannya.Oleh karena itu salah satu cara penyimpanan yang baik, terutama untuk produk-produk kering (aw rendah), adalah dengan menyimpan di dalam ruangan yang kering (RH rendah) atau membungkusnya di dalam kemasan yang kedap uap air.

KERUSAKAN MAKANAN OLEH MIKROBA• Makanan dikatagorikan rusak apabila mengalami penurunan kualitas dari yang telah ditentukan• Faktor dalam menentukan kualitas makanan antara lain: warna, tekstur, citarasa (bau dan rasa), bentuk, tidak terdapat abnormalitas

• Penurunan kualitas makanan dapat disebabkan oleh:• Aktivitas serangga dan rodensia, • Faktor fisika dan kimia yang tidak diinginkan dehidrasi sayuran,

oksidasi lemak, degradasi autolitik sayuran (pektinase) atau ikan (proteinase)

Kerusakan oleh mikroba• Oleh pertumbuhan mikroba dalam makanan atau kerja enzim mikroba

(ekstra dan intraseluler) yang terdapat dalam makanan• Parameter kerusakan makanan: warna, bau, tekstur, pembentukan

lendir, akumulasi gas, pelepasan cairan (eksudat)• Kerusakan oleh pertumbuhan mikroba lebih cepat dibandingkan

kerusakan akibat enzim mikroba

• Kerusakan makanan oleh mikroba terjadi apabila:• Mikroba masuk ke dalam makanan • Kondisi makanan (pH, Aw, potensi redoks, nutrisi, dll) mendukung

pertumbuhan mikroba kontaminan• Makanan disimpan pada suhu yang memungkinkan mikroba tumbuh• Makanan disimpan pada kondisi yang mendukung pertumbuhan

mikroba dalam jangka waktu tertentu dalama jumlah tinggi

Kerusakan makanan oleh mikroba disebabkan:• Pertumbuhan sel mikroba pada komponen makanan• Enzim ekstraseluler dan intraseluler yang bereaksi dengan komponen makanan

dan mengubah sifat makanan tersebut.Penting diketahui untuk menghindari kerusakan makanan:• Prediksi waktu simpan makanan (setelah produksi) pada kondisi penyimpanan

normal untuk makanan tersebut.• Menentukan status terkini (terkait dengan kerusakan) makanan yang sudah

disimpan dalam waktu tertentu → estimasi tahapan kerusakan mikrobiologis

Kriteria atau indikator yang digunakan:• 1.Sensori/organoleptik• 2.Mikrobiologi• 3.KimiaI. Sensori/organoleptik• Perubahan warna, bau, aroma, tekstur, penampilan umum• Memiliki kekurangan jika digunakan sebagai indikator tunggal• Perubahan aroma /tekstur terjadi pada tahap akhir kerusakan• Bau dapat tersamarkan oleh bumbu, bau yang disebabkan oleh senyawa

volatile tidak terdeteksi jika terdedah ke udara• Terdapat perbedaan penilaian organoleptik antar individu

II. Indikator Mikrobiologi dan Kimia• Kriteria mikrobiologi maupun kimia secara tunggal juga tidak

efektif dalam memprediksikan baik umur simpan maupun status kerusakan produk.

• Faktor yang menentukan kerusakan makanan secara mikrobiologis:

• Tipe produk makanan• Komposisi nutrisi pada makanan• Metode yang digunakan selama pemrosesan• Kontaminasi yang terjadi selama pemrosesan• Sifat packagingyang digunakan• Suhu dan waktu penyimpanan• Kemungkinan terjadinya kesalahan pengaturan suhu penyimpanan• Indikator dipilih berdasarkan produk atau kelompok produk yang

sejenis

Makanan merupakan sumber energi yang dibutuhkan oleh manusia dan hewan untuk melangsungkan kehidupannya. Namun, makanan dapat menjadi sumber penyakit jika tidak memenuhi kriteria sebagai makanan baik, sehat dan aman. Berbagai kontaminan dapat mencemari bahan pangan dan pakan sehingga tidak layak untuk dikonsumsi.

Mikotoksin merupakan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh spesies kapang tertentu selama pertumbuhannya pada bahan pangan maupun pakan (Fox dan Cameron, 1989). Mikotoksin mulai dikenal sejak ditemukannya aflatoksin yang menyebabkan Turkey X –disease pada tahun 1960.

Fumonisin termasuk kelompok toksin fusarium yang dihasilkan oleh kapang Fusarium spp., terutama F. moniliforme dan F. proliferatum. Mikotoksin ini relatif baru diketahui dan pertama kali diisolasi dari F. moniliforme pada tahun 1988 (Gelderblom, et al., 1988). Selain F. moniliforme dan F. proliferatum, terdapat pula kapang lain yang juga mampu memproduksi fumonisin, yaitu F.nygamai, F. anthophilum, F. diamini dan F. napiforme.

Kontaminasi Mikotoksin

Aflatoksin berasal dari singkatan Aspergillus flavus toxin. Toksin ini pertama kali diketahui berasal dari kapang Aspergillus flavus yang berhasil diisolasi pada tahun 1960. A. flavus sebagai penghasil utama aflatoksin umumnya hanya memproduksi aflatoksin B1 dan B2 (AFB1 dan AFB2) Sedangkan A. parasiticus memproduksi AFB1, AFB2, AFG1, dan AFG2. A. flavus dan A. parasiticus ini tumbuh pada kisaran suhu yang jauh, yaitu berkisar dari 10-120C sampai 42-430C dengan suhu optimum 320-330C dan pH optimum 6.

Okratoksin, terutama Okratoksin A (OA) diketahui sebagai penyebab keracunan ginjal pada manusia maupun hewan, dan juga diduga bersifat karsinogenik. Okratoksin A ini pertama kali diisolasi pada tahun 1965 dari kapang Aspergillus ochraceus. Secara alami A. ochraceus terdapat pada tanaman yang mati atau busuk, juga pada biji-bijian, kacang-kacangan dan buah-buahan. Selain A.ochraceus, OA juga dapat dihasilkan oleh Penicillium viridicatum (Kuiper-Goodman, 1996) yang terdapat pada biji-bijian di daerah beriklim sedang (temperate), seperti pada gandum di eropa bagian utara.

Mikotoksin golongan trikotesena dihasilkan oleh kapang Fusarium spp., Trichoderma, Myrothecium, Trichothecium dan Stachybotrys. Mikotoksin golongan ini dicirikan dengan adanya inti terpen pada senyawa tersebut. Toksin yang dihasilkan oleh kapang-kapang tersebut diantaranya adalah toksin T-2 yang merupakan jenis trikotesena paling toksik. Toksin ini menyebabkan iritasi kulit dan juga diketahui bersifat teratogenik. Selain toksin T-2, trikotesena lainnya seperti deoksinivalenol, nivalenol dapat menyebabkan emesis dan muntah-muntah (Ueno et al., 1972 dalam Sinha, 1993).

KONSEP PENGENDALIAN MIKOTOKSINSECARA TERPADU

• Pengendalian prapanen1. Pemilihan varietas resisten2. Pengendalian serangga dan gulma3. Rotasi tanaman4. Irigasi dan pengaturan kondisi tanah5. Kontrol biologis

• Pengendalian saat panen1. Pemisahan secara fisik2. Pencucian dan pengenceran3. Pengeringan4. Penyimpanan5. Penggunaan bahan kimia dan bahan pengikat6. Penggunaan bahan alami, zat gizi dan vitamin7. Pemanfaatan mikroba8. Pemanasan dan radiasi9. Transportasi

Pengendalian prapanen

1. Pemilihan varietas resistenPemilihan bibit unggul merupakan strategi yang efektif untuk

menghindari serangan kapang toksigenik pada suatu komoditi .2. Pengendalian serangga dan gulma Infestasi serangga menyebabkan kerusakan pada bulir sehingga mempercepat infeksi kapang dan produksi mikotoksin . Pengendalian dengan menggunakan insektisida dan fungisida sesuai anjuran akan membantu mencegah pertumbuhan kapang danproduksi mikotoksin .3. Rotasi tanaman

Pencegahan infestasi kapang prapanen dapat dilakukan dengan rotasi tanaman untuk memutus siklus perkembangbiakan kapang toksigenik yang ada dalam tanah . Cara ini sangat efektif untuk mencegah penyebaran inokulum kapang penghasil mikotoksin.

4. Irigasi dan pengaturan kondisi tanahStres kekeringan dan fertilitas tanah sangat berpengaruh terhadap

intensitas serangan kapang dan produksi mikotoksin. Pengaturan suhu dan kelembabantanah berperan penting dalam pengendalian kontaminasi mikotoksin .5. Kontrol biologis

Pencegahan infestasi kapang toksigenik pada tanaman dapat pula dilakukan melalui pengendalian secara biologis dengan menebarkan Aspergillus spp. non-toksigenik yang akan berkompetisi dengan A.flavus dan A. parasiticus toksigenik, sehingga perkembangan kapang tersebut akan terhambat .

Pengendalian saat panenPanen sebaiknya dilakukan pada musim kering dan setelah biji benar-benar siap

untuk dipanen . Biji atau bulir yang masih muda banyak mengandung air yang sangat menguntungkan untuk pertumbuhan kapang . Kandungan air pada saat panen sebaiknya atur pada kisaran tertentu, misalnya untuk jagung pilan 23 - 25%, sorgum 12 - 17%, kacang kedelai 1 - 15% dan kacang tanah 35 - 50% (Department Of Crop Sciences University Of Illinois, 1997 ;Asno, 2004) .

Pengendalian pascapanen1. Pemisahan secara fisik

Pemisahan dilakukan melalui pengamatan visual pada produk pertanian yaitu, dengan memisahkan produk yang baik dari produk yang rusak akibat kerusakan mekanik, serangga, infeksi kapang atau busuk .

2. Pencucian dan pengenceran

Pada produk pertanian seperti kacang tanah, cemaran kapang dapat dikurangi dengan pencucian yang diikuti dengan pengeringan . Cara ini dapat mengurangi jumlah kapang, namun tidak menghilangkan/mengurangi toksin yang telah terbentuk .

3. PengeringanUntuk mencegah produksi mikotoksin, hasil pertanian dikeringkan sesegera mungkin dalam waktu tidak lebih dari 24 - 28 jam setelah panen. Pengeringan dapat dilakukan secara tradisional dengan memanfaatkan sinar matahari, digantung di udara terbuka atau dalam ruangan dengan sedikit pemanasan/pengasapan, terutama untuk produk yang mudah terinfeksi kapang, dan dengan menggunakan mesin pengering

4. Penyimpanan

Produk pertanian yang disimpan harus dalam keadaan kering dengan kadar air yang sesuai untuk penyimpanan . Produk pertanian yang disimpan harus dalam keadaan kering dengan kadar air yang sesuai untuk penyimpanan . Di negara-negara beriklim sedang, kadar air ideal adalah <13% untuk penyimpanan lebih dari 9 bulan, sedangkan untuk penyimpanan yang singkat kadar air dapat mencapai 14% (Department Of Crop Sciences University Of Illinois, 1997) .Namun,untuk negara-negara beriklim tropis dengan suhu dan kelembaban yang tinggi, kadar air ideal berkisar antara 7 - 9% terutama untuk komoditi yang disimpan lebihdari tiga bulan (KASNO, 2004) .

5. Penggunaan bahan kimia dan bahan pengikatBahan kimia dan bahan pengikat umumnya digunakan untuk pengendalian mikotoksin pada produk pertanian sebagai bahan pangan/pakan selama masa penyimpanan.

6. Penggunaan Bahan alami, zat gizi dan vitaminBeberapa bahan alami seperti bawang putih, kunyit dan ekstrak daun sambiloto efektif menurunkan konsentrasi aflatoksin pada pakan dan mencegah aflatoksikosis pada unggas (Maryam et al ., 1995 ; Sengngeng, 1996 ; Rachmawati et al., 1999) . Begitu pula senyawa-senyawa yang terdapat dalam kopi, strawberi, teh, lada, anggur, kunyit, bawang putih, kol, dan bawang-bawangan diketahui dapat mencegah efek negatif mikotoksin (Galvano et al ., 2001) .

7. Pemanfaatan MikrobaPenggunaan mikroba merupakan salah satu alternatif untuk menurunkan mikotoksin pada bahan pangan/pakan atau untuk meminimalkan efek mikotoksin . Proses biodegradasi dengan menggunakan berbagai jenis mikroba dilaporkan dapat menurunkan kandungan mikotoksin secara in vitro dan in vivo.

8. Pemansan dan RadiasiCara ini umumnya diaplikasikan pada produk pertanian dan hasil olahannya. Efektivitas pemanasan tergantung pada jenis mikotoksin, lama pemanasan, suhu, dan kadar air dari bahan. Aflatoksin, zearalenon, dan trikotesena sangat stabil pada suhu tinggi, tetapi sitrinin dan alkaloid ergot relatif mudah rusak oleh pemanasan (MOBIUDDIN, 2000).

9. TransportasiAlat transportasi dipastikan bersih dari kontaminasi kapang dan serangga . Selama transportasi sedapat mungkin dihindari peningkatan kelembaban dan fluktuasi suhu sehingga kondusif untuk pertumbuhan kapang dan produksi mikotoksin . Serangan serangga, burung dan tikus juga sebagai salah satu faktor penyebab meningkatnya kontaminasi mikotoksin selama transportasi . Hal ini dapat dicegah dengan menutupi produk sehingga terhindar dari gangguan-gangguan tersebut .

BAB 10. PENDUGAAN MASA KADALUARSA DAN MASA SIMPANLatar Belakang

• Keterangan umur simpan (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 terkait dengan keamanan produk pangan dan untuk memberikan jaminan mutu pada saat produk sampai ke tangan konsumen. Kewajiban pencantuman masa kadaluarsa pada label pangan diatur dalam Undang-undang Pangan no. 7/1996 serta Peraturan Pemerintah No. 69/1999 tentang Label dan Iklan Pangan, dimana setiap industri panganwajib mencantumkan tanggal kadaluarsa (expired date) pada setiap kemasan produk pangan (Feri Kusnandar, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan dan Peneliti, IPB).

Penentuan umur simpan produk pangan dapat dilakukan dengan menyimpan produk pada kondisi penyimpanan yang sebenarnya. Cara ini menghasilkan hasil yang paling tepat, namun memerlukan waktu yang lama dan biaya yang besar.Kendala yang sering dihadapi oleh industri dalam penentuan umur simpan suatu produk adalah masalah waktu, karena bagi produsen hal ini akan mempengaruhi jadwal launching suatu produk pangan. Oleh karena itu diperlukan metode pendugaan umur simpan cepat, mudah, murah dan mendekati umur simpan yang sebenarnya.

Stabilitas Cita Rasa• Salah satu faktor mutu makanan terpenting adalah cita rasa dan

flavour.perubahan suatu mutu pangan dapat diketahui dari perubahan faktor mutu tersebut yang bisa ditimbulkan oleh berbagai macam senyawa yang mudah menguap seperti senyawa hidrogen sulfida, alkohol, amoniak, amina, dam senyawa karbonil lainnya.

• Kerusakan produk pangan dapat disebabkan oleh adanya penyerapan air oleh produk selama penyimpanan. Produk pangan yang dapat mengalami kerusakan seperti ini di antaranya adalah produk kering, seperti snack, biskuit, krupuk, permen, dan sebagainya. Kerusakan produk dapat diamati dari penurunan kekerasan atau kerenyahan, dan/atau peningkatan kelengketan atau penggumpalan.

Uji TBA

• Uji TBA adalah mengamati hasil akhir reaksi oksidasi lemak (Malonaldehida) yaitu dengan cara mereaksikan senyawa tersebut dengan asam 2-thiobarbituriat sehingga dihasilkan zat warna merah.

• Intensitas warna tersebut menunjukan tingkat ketengikan makanan yang diperiksa yaitu apabila diukur dengan alat pengukur intensitas warna (colorimeter) pada panjang gelombang 535 nm.

Metode pada penentuan umur simpan

• Metode pendugaan umur simpan dapat dilakukan dengan metode Accelerated Shelf-life Testing (ASLT), yaitu dengan cara menyimpan produk pangan pada lingkungan yang menyebabkannya cepat rusak, baik pada kondisi suhu atau kelembaban ruang penyimpanan yang lebih tinggi. Data perubahan mutu selama penyimpanan diubah dalam bentuk model matematika, kemudian umur simpan ditentukan dengan cara ekstrapolasi persamaan pada kondisi penyimpanan normal. Metode akselerasi dapat dilakukan dalam waktu yang lebih singkat dengan akurasi yang baik. Metode ASLT yang sering digunakan adalah dengan model Arrhenius dan model kadar air kritis sebagaimana dijelaskan berikut ini.

Model Arhenius

• Suhu penyimpanan diketahui dapat berpengaruh pada bahan makanan terutama terhadap reaksi-reaksi yang terjadi didalamnya. Kecepatan kerusakan bahan selama penyimpanan pada beberapa suhu mempunyai hubungan yang dapat dijabarkan dengan rumus matematika. Dengan diketahuinya angka TBA bahan yang di teliti pada beberapa suhu penyimpanan, maka dapat ditentukan besar energi aktivasi dan Q10.

METODE ARRHENIUS

• Umur simpan suatu produk yang dikemas dapat ditetapkan dengan metode Accelerated Storage Studies (ASS).

• Metode ini menggunakan suatu kondisi lingkungan yang mempercepat (accelerated) terjadinya reaksi-reaksi penurunan mutu produk pangan. Metode ASS dapat menggunakan Pendekatan Kadar Air Kritis dan melalui penerapan Studi Kinetika Reaksi dengan menggunakan bantuan persamaan Arrhenius.

• Pada metode pendekatan Kadar Air Kritis, produk pangan kering disimpan pada kondisi lingkungan penyimpanan yang memiliki kelembaban relatif tinggi sehingga akan mengalami penurunan mutu akibat menyerap air.

• Sedangkan pada metode Arrhenius, produk pangan disimpan pada kondisi suhu ekstrim, sehingga parameter kritisnya mengalami penurunan mutu akibat pengaruh panas.

• Semakin tinggi suhu penyimpanan maka laju reaksi berbagai senyawa kimia semakin cepat.

• k = Konstanta Penurunan mutu ko= Konstanta (tidak tergantung pada suhu) E = Energi aktivasi T = Suhu mutlak (C+273) R = Konstanta gas 1,986 kal/mol

k = ko.e-E/RT

ASUMSI PENGGUNAAN METODE ARRHENIUS

• Perubahan faktor mutu ditentukan oleh suatu macam reaksi saja.• Tidak terjadi faktor lain yang mengakibatkan perubahan mutu• Proses perubahan mutu dianggap bukan merupakan akibat dari proses-

proses yang terjadi sebelumnya• Suhu selama penyimpanan tetap atau dianggap tetap• Faktor mutu dominan umumnya dapat diamati pada tekstur buah-

buahan, pencoklatan enzimatis dan vitamin C

Contoh Soal 1• Untuk menentukan laju perubahan warna susu menjadi coklat

(Browning) telah dilakukan percobaan penyimpanan susu bubuk pada amatan terhadap warnanya (Optical Density). Dari percobaan tersebut diperoleh data seperti tertera pada tabel 1.

Hari Berat contoh

Optical DensityOD x 10^2

Nilai Browning (OD/g) x 10^2

Suhu 250

0 3.0412 5.50 580 181 1.91

30 3.0424 12.80 1220 421 4.01

60 3.0431 18.60 1800 611 5.92

90 3.0431 21.90 2250 720 7.39

120 3.0446 28.30 2890 930 9.49

150 3.0472 35.30 3470 1158 11.39

180 3.0427 36.80 3740 1209 12.29

210 3.0410 42.60 4350 1401 14.30

Hari Berat contoh

Optical DensityOD x 10^2

Nilai Browning (OD/g) x 10^2

Suhu 350

0 3.0424 5.20 4.90 1.71 1.61

10 3.0497 15.20 17.90 5.00 5.89

20 3.0402 23.10 23.10 7.60 7.60

30 3.0424 31.00 30.70 10/19 10.09

40 3.0436 40.20 40.50 13.21 13.31

50 3.0431 47.80 48.40 15.71 15.90

60 3.0412 59.30 59.00 19.50 19.40

70 3.0421 68.10 68.80 22.39 22.62

95 3.0428 81.50 81.20 26.78 26.69

Hari Berat contoh

Optical DensityOD x 10^2

Nilai Browning (OD/g) x 10^2

Suhu 450

0 3.0432 5.20 5.20 1.71 1.71

2 3.0496 15.20 15.20 4.98 4.98

4 3.0455 21.00 20.70 6.90 6.80

7 3.0413 65.70 65.80 21.60 21.64

11 3.0422 73.90 74.20 24.29 24.39

18 3.0463 93.20 92.90 30.59 30.50

28 3.0486 130.40 129.90 42.77 42.61

35 3.0473 148.70 149.30 48.80 48.99

Kurfa Nilai OD Susu Pada beberapa Macam suhu dan waktu penyimpanan

Contoh Soal 2Perkembangan Ketengikan Ukel Manis Selama Penyimpanan

• Pengujian perkembangan ketengikan ukel manis selama penyimpanan dilakukan dengan metode akselerasi. Pada model Arrhenius, suhu merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap perubahan mutu produk pangan. Akselerasi dilakukan pada suhu 25, 35, dan 45oC yang bertujuan untuk mempercepat tercapainya angka TBA kritis.

Waktu Penyimpanan

Angka TBA(mg malonaldehid/ kg sampel bk)

250 350 450

05101520253035

0,2960,3540,4770,5790,6200,6680,7360,837

0,2960,3810,5500,6300,7590,7910,8060,802

0,2960,4190,5160,6620,7670,8200,8750,888

• Pada Tabel dapat terlihat bahwa angka TBA semakin meningkat seiring dengan peningkatan suhu penyimpanan. Pola reaksi pembentukan angka TBA pada beberapa suhu penyimpanan diasumsikan berlangsung mengikuti pola reaksi kemunduran mutu orde nol (zero orde) karena diperoleh grafik yang cenderung linier.

Berdasarkan Gambar

• Berdasarkan Gambar 1 dapat dibuat persamaan regresi linier Y= a + bX, antara lain adalah:

• Suhu 25oC Y = 0,308 + 0,0150 X (k = 0,0150) r = 0,99• Suhu 35oC Y = 0,355 + 0,0155 X (k = 0,0155) r = 0,95 • Suhu 45oC Y = 0,345 + 0,0177 X (k = 0,0177) r = 0,97

Keterangan Y = angka TBA (mg malonaldehid/ kg sampel bk),X = waktu penyimpanan

Grafik hubungan antara waktu penyimpanan dengan angka TBA padabeberapa suhu penyimpanan.

• Kenaikan angka TBA tersebut menunjukkan kenaikan kadar malonaldehid selama penyimpanan yang disebabkan adanya proses oksidasi. Proses oksidasi terjadi karena kontak antara oksigen dengan lemak yang menghasilkan asam lemak, kemudian peroksida dioksidasi lebih lanjut membentuk aldehid dalam bentuk malonaldehid sehingga angka TBA meningkat (Fennema, 1976).Berdasarkan Gambar 1 dapat dibuat persamaan regresi linier Y= a + bX, antara lain adalah:Suhu 25oC Y = 0,308 + 0,0150 X (k = 0,0150) r = 0,99Suhu 35oC Y = 0,355 + 0,0155 X (k = 0,0155) r = 0,95Suhu 45oC Y = 0,345 + 0,0177 X (k = 0,0177) r = 0,97Keterangan Y = angka TBA (mg malonaldehid/ kg sampel bk),

X = waktu penyimpanan

Konstanta kecepatan angka TBA ukel manis selama penyimpanan

Suhu Penyimpanan (oK) Konstanta kecepatan(mg malonaldehid/ kg sampel bk)

298308318

0,01500,01550,0177

Harga konstanta kecepatan penurunan mutu ukel manis terlihat semakin besaruntuk suhu yang semakin tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan proses ketengikan berlangsung berlangsung lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi. Apabila nilai-nilai k tersebut diterapkan dalam persamaan Arrhenius, maka persamaan tersebut dapat ditulis sebagai berikut : ln k = a + b 1/T sehingga apabila setiap nilai k dan 1/T diplotkan dalam sebuah grafik maka akan diperoleh Gambar 2.

• Dengan diketahuinya nilai-nilai k maka diperoleh harga konstanta kecepatan reaksi pembentukan proses ketengikan seperti tersaji pada Tabel 3.

• Berdasarkan Gambar 2 dapat diperoleh persamaan regresi linier sehingga dapat dihitung persamaan regresi yang digunakan sebagai persamaan Arrhenius yang menunjukkan kecepatan reaksi dipengaruhi suhu. Persamaan regresi liniernya adalah Y = -1,612 – 777,492 X dengan koefisien korelasi ( r ) sebesar –0,93. Persamaan tersebut dapat digunakan untuk menentukan kinetika perubahan angka TBA ukel manis selama penyimpanan sebagai fungsi suhu. Dari persamaan tersebut dapat dihitung energi aktivasinya. Energi aktivasi dihitung dari perkalian antara nilai kemiringan kurva (slope) dengan R. Nilai kemiringan kurva dari persamaan garis ini sebesar 777,492 merupakan nilai E/R dari persamaan Arrhenius sedangkan R (konstanta gas) sebesar 1,986 kal/moloK

• Energi aktivasi ukel manis diperoleh sebesar 1.544,1 kal/mol sedangkan produk ekstrusi sebesar 1.429,02 kal/mol (Hermanianto dkk., 2000). Energi aktivasi ukel manis lebih besar daripada produk ekstrusi, artinya energi yang diperlukan atau dibutuhkan lebih besar untuk mempercepat laju kemunduran mutunya. Hal ini disebabkan kandungan asam lemak tidak jenuh yang menyebabkan ketengikan ukel manis lebih sedikit dibanding dengan kandungan lemak produk ekstrusi dari bekatul dan menir. Dengan demikian produk ekstrusi membutuhkan energi yang lebih kecil untuk mempercepat laju kemunduran mutunya.

Model Q10

• Model Q10 adalah pemanfaatan lebih lanjut dari model Arhenius. Model ini dipakai untuk menduga berapa besar perubahan laju reaksi atau laju penurunan mutu produk makanan jika produk tersebut di simpan pada suhu-suhu tertentu.

• Gambaran seberapa cepat suatu reaksi akan terjadi jika suatu produk pangan disimpan pada beberapa macam suhu tinggi.

• Jika faktor percepatan terhadap suhu telah diketahui, dapat diektrakpolasi ke suhu lebih rendah, misalnya suhu selama distribusi produk sehingga dapat di duga umur simpannya pada suhu tersebut

• Model Q10 disebut juga dengan istilah faktor percepatan reaksi dengan rumus sbb:

Rumus Q10

• Q10 = Laju penuruna mutu pada suhu (T+10)

Laju penurunan mutu pada suhu T

= ts (T)

ts (T+10)

dimana : T = Suhu penyimpanan dalam 0 C

Ts(T) = Masa kadaluarsa jika disimpan dalam suhu T

Ts (T+10) = Masa kadaluarsa juka disimpan pada suhu T+10

Apabila perbdaan suhu penyimpanan (δT) tidak sama dengan 10, maka rumus yang digunakan sbb:

Q δT/10 = ts(T1)

ts(T2)

Contoh Soal 3

• Apabila diketahui Q10 suatu produk adalah 6 dan masa kadaluarsa produk tersebut dalam penyimpanan pada suhu 240 C adalah 3 bulan, maka berapa lamakah masa kadaluarsa produk tersebut apabila disimpan dalam suhu 290 C.

• Jawab :T 24 0 C = t 290 C x Q10 δT/10

= 3 x 6 (5/10)

= 7,3 bulan

METODE TOLERANSI WAKTU SUHU

• Akibat adanya raksi kimiawi dalam makanan yang bersifat komulatif dan tidak tergantikan kembali (irrevensibel)

• Apabila suhu penyimpanan relatif stabil, maka perhitungan jangka waktu kadaluarsa mudah dilakukan yaitu dengan model arhenius atau model Q10, tetapi apabila suhu penyimpanan berubah-ubah maka perhitungan jangka waktu kadaluarsa menjadi tidak mudah

• Untuk menduga masa kadaluarsa suatu produk yang disimpan pada suhu dari waktu ke waktu selama penyimpanan dan lama penyimpana pada saat perubahan suhu.

KURVA SUHU VS WAKTU

• Suhu Tidak Konstan

Suhu

waktu

PERUMUSAN TOLERANSI WAKTU• Besar umur simpan yang sudah habis dapat diperhitungkan dengan rumus : f = δti ts Ti

dimana :

F= bagian umur simpan yang sudah habis terpakaiδti = lama simpan pada suhu Ti (hari ayau jam)

Ts = jangka waktu kadaluarsa bila disimpan pada suhu Ti (dihitung dengan kurva in ts vs suhu)

Apabila produk disimpan pada suhu yang berubah-ubah, total umur simpan yang sudah habis terhitung :

F F total = ∑f = ∑f δti

ts [Ti] ( asumsi : reaksi ordo nol)

Contoh Soal

• Berapa persen umur simpan tomat yang tersisa? Berapa lama tomat tersebut dapat disimpan pada suhu 200 C?

• Jawab f = δti ts Ti

dan ts = 97 e-0,13T

Dari catatan suhu penyimplanan diperoleh (sesuai dengan tabel halaman 200)

KURVA UMUR SIMPAN TERHADAP WAKTU SIMPAN

• Apabila umur simpan yang sudah habis terpakai (f) diplotkan terhadap waktu simpan maka akan diperoleh kurva seperti gambar berikut :

• F

0,15

0,10

0,05

0 2 4 6 8 10 (hari)

• Maka umur simpan yang sudah habis adalah jumlah daerah yang ada di bawah kurva, yaitu :

• 10∫0 f.dt = 0,85• 0,0973+0,0559+0,0814+0,0948+0,0692+0,0559+0,05

59+0,0973+0,1388+0,10012 = 0,8477• Sisa umur simpan dari tomat tersebut tinggal (1-0,85) x 100% =15%Apabila tomat tersebut disimpan pada suhu 200 C maka

f= 0,14 sehingga tomat tersebut hanya dapat bertahan :

0,15/ 0,14 = 1 hari

DIAGRAM ISOHODRIK, ISOTHERMIK, DAN ISOKRONIK PENYIMPANAN

• Isohidrik diagram isohidrik di definisikan sebagai kumpulan titik-

tituk dimana ambang nilai batas faktor mutu yang masih dapat diterima, digambarkan sbagai fungsi suhu dan lama penyimpanan untuk nilai kadar air yang sama.

Isothermik apabila kumpulan titik-titik yang menunjukan ambang

nilai batas faktor mutu merupakan fungsi dari kadar air (kelembaban) dan waktu (lama) penyimpanan pada suhu yang sama, disebut diagram isothermik.

KURVA ISOTHERMIK

• Kurva isothermik yaitu kurva yang menunjukan hubungan antara kadar bahan dengan kelmbaban relative kesetimbangan ruang tempat penyimpanan bahan (RHs) atau aktivitas air (Aw), pada suhu tertentu. Istilah sorpsi air dipakai untuk penggabungan air kedalam bahan pangan, dan apabila proses dimulai dengan bahan kering istilah yang digunakan adalah absorpsi, sedangkan apabila proses dimulai dengan bahan basah disebut desorpsi.

• Isokronik diagram isokronik adalah sekumpulan titik-titik ambang nilai

batas faktor mutu yang merupakan fungsi dari kadar air (kelembaban) dan suhu pada waktu (lama) penyimpanan yang sama.

• Pestisida merupakan terjemahan dari pesticide (Inggris) yang berasal dari bahasa latin pestis dan caedo yang bisa diterjemahkan secara bebas menjadi racun untuk mengendalikan jasad pengganggu. Istilah jasad pengganggu pada tanaman sering juga disebut dengan organisma pengganggu tanaman (OPT).

Pengelompokkan Pestisida 1. Pengelompokkan pestisida menurut jenis racun pestisida yaitu : a. Racun sistemik, artinya dapat diserap melalui sistem organisme

misalnya melalui akar atau daun kemudian diserap ke dalam jaringan tanaman yang akan bersentuhan atau dimakan oleh hama sehingga mengakibatkan peracunan bagi hama.

b. Racun kontak, langsung dapat menyerap melalui kulit pada saat pemberian insektisida atau dapat pula serangga target kemudian kena sisa insektisida (residu) insektisida beberapa waktu setelah penyemprotan.

RESIDU PESTISIDA DAN METODE ANALISISPengertian Tentang Pestisida

2. Pengelompokkan pestisida menurut bentuknya: a. Bentuk padat meliputi dust/debu; umpan, bahan aktif dilapiskan pada bahan

makanan; seed dressing, bahan aktif dilapiskan pada biji/benih; granules, bahan aktif ditambah dengan bahan akatif dalam bentuk partikel yang agak besar

b. Bentuk cair meliputi larutan, suspensi, emulsi dan uap. c. Bentuk gas meliputi fumigant, merupakan cairan atau bentuk padat yang

mudah menguap. 3. Pengelompokkan pestisida berdasarkan jenis hama yang dituju atau

berdasarkan penggunaannya terhadap spesies binatang atau tumbuhan tertentu :

a. Insektisida untuk memberantas serangga b.Herbisida untuk memberantas rumput-rumputan atau tumbuhan pengganggu c.Nematisida untuk memberantas cacing d.Molluskisida untuk memberantas keong e.Fungisida untuk memberantas jamur f.Akarisida untuk memberantas laba-laba, caplak, dan tungau g.Rodentisida untuk memberantas berbagai binatang pengerat, misalnya tikus

4. Berdasarkan cara pembuatannya, pestisida digolongakan kedalam pestisida yang berasaldari bahan-bahan secara alamiah dan pestisida golongan sintetik. Pestisida yang terbuat dari bahan alami seperti akar tuba, tembakau, bunga matahari, dan lain – lain. Sedangkan golongan sintetik adalah organofosfat, karbamat, organoklorin dan pyretroid.

Keracunan PestisidaTiga efek pestisida terhadap kesehatan yaitu akut, kronik

akupasional, dan kronik asidental:1. Jumlah populasi yang akan menderita keracunan pestisida

secara akut jumlahnya cukup sedikit yang dapat terdeteksi keracunan, baik yang berupa keracunan yang memerlukan tindakan darurat medik atau hanya berupa reaksi alergi tetap memerlukan tindakan darurat medik atau hanya berupa reaksi alergi tetap memerlukan tindakan segera.

2. Golongan kedua dari efek pestisida adalah golongan pekerja yang menangani pestisida, baik yang berada di dalam pabrik maupun aplikasi pestisida, misalnya para petani, pekerja perkebunan, pekerja pemberantasan hama ataupun pekerja lain pengguna pestisida. Jumlah golongan ini cukup banyak, peningkatan jumlah dipengaruhi oleh intensifikasi pemakaian pestisida dalam berbagai sektor.

3. Golongan kronik asidental lebih terkenal karena secara demografis lebih luas mengenai sasaran berbagai umur, jenis kelamin, dan jenis pekerjaan. Efek golongan asidental diakibatkan oleh adanya pencemaran pestisida dari berbagai sebab antara lain residu dalam makanan, sisa dalam badan air dan berbagai faktor lainnya.

Dampak pestisida terhadap kesehatan bervariasi, antara lain tergantung dari golongan, intensitas pemaparan, jalan masuk dan bentuk sediaan. Dalam tubuh manusia diproduksi asetikolin dan enzim kholinesterase. Enzim kholinesterase berfungsi memecah asetilkolin menjadi kolin dan asam asetat. Asetilkolin dikeluarkan oleh ujung-ujung syaraf ke ujung syaraf berikutnya, kemudian diolah dalam Central Nervous System (CNS), akhirnya terjadi gerakan-gerakan tertentu yang dikoordinasikan oleh otak. Apabila tubuh terpapar secara berulang pada jangka waktu yang lama, maka mekanisme kerja enzim cholinesterase terganggu, dengan akibat adanya ganguan pada sistem syaraf.

Mekanisme Kerja Pestisida Dalam Tubuh Manusia

Gejala keracunan pestisida organofosfat yang banyak dijumpai adalah sebagai berikut : a. Gejala awal : timbul rasa mual, rasa sesak diperut, muntah, lemas, sakit kepala dan

gangguan penglihatan. b. Gejala lanjutan : sesak nafas, mengeluarkan lender pada hidung secara berlebihan,

liur berlebihan, kejang perut, diare, keringat dan air mata keluar secara berlebihan, kelemahan dan kelumpuhan otot rangka.

c. Gejala sentral : hilang reflek, bingung, sukar berbicara, kejang, paralysis dan koma. d. Kematian yang disebabkan oleh kelumpuhan pada otot pernafasan, sebagian karena

efek perifer dan sebagian karena efek sentral. Gejala – gejala tersebut akan muncul kurang dari 6 jam, bila lebih dari itu maka dapat

dipastikan penyebabnya bukan karena golongan organofosfat.

Toksisitas PestisidaPestisida ada di dalam bahan makanan dapat dibedakan menjadi dua golongan:1. Pertama, secara langsung, di mana pestisida diaplikasikan secara langsung

pada bahan makanan yang akan dikonsumsi oleh manusia.2. Kedua, secara tidak langsung, masuknya residu pestisida ke dalam bahan

makanan akibat kecerobohan sehingga menimbulkan food chain effect, di mana dikenal dua macam proses yaitu a) bioaccumulation dan b) biomagnification

• Pestisida juga menimbulkam masalah lingkungan seperti matinya makhluk bukan sasaran (ikan, ular, katak, belut, bebek, ayam, cacing tanah dan serangga penyerbuk) dan musuh alami (predator, parasitoid), residu pestisida dalam bahan makanan, pencemaran air, tanah, udara dan keracunan pada manusia serta ongkos produksi yang sangat mahal dan sia-sia.

KONSEKUENSI LINGKUNGAN DARI PENGGUNAAN PESTISIDA

Metode AnalisisProsedur : 1. Perlakuan sampel praekstraksi2. Ekstraksi3. Penentuan kondisi optimum sistem kromatografi gas4. Penentuan kecermatan dan keseksamaan5. Pembuatan kurva kalibrasi6. Penentuan linearitas, batas deteksi, kuantisasi dan determinasi7. Penetapan kadar residu pestisida8. Penetapan kadar residu pestisida metidation dalam sampel