1

KESESUAIAN GALAKTOMANAN

SEBAGAI EDIBLE COATING

UNTUK BUAH TROPIS

Makalah Review Jurnal

ROZANA

F152120061

SEKOLAH PASCASARJANA

DEPARTEMEN TEKNIKMESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

2

PENDAHULUAN

Seiring dengan meningkatnya permintaan buah – buahan dan sayuran

segar membuat industry makanan untuk mengembangkan metode yang baru dan

lebih baik untuk menjaga kualitas dan memperpanjang umur simpan. Susut mutu

dari 20 – 80% pada buah – buahan segar terjadi mulai panen sampai produk

dikonsumsi dan umur simpan yang pendek merupakan kelemahan yang sangat

mendasar dalam rantai distribusi. Di sisi lain, konsumen menginginkan makanan

yang berkualitas tinggi, tanpa bahan pengawewt kimia dengan umur simpan yang

lebih lama. Sebagai knsekwensinya adalah adanya upaya menemukan bahan

pengawt alami dan antimikroba (Chien et al., 2007).

Kemasan memainkan peranan penting dalam memperpanjang umur

simpan buah – buahan segar dan bahan kemasan baru sedang dikembangkan,

sebagian besar berasal dari sumber dari sumber daya terbarukan (Lin dan Zhao,

2007). Pengemasan makanan adalah suatu proses pembungkusan makanan dengan

bahan pengemas yang sesuai. Hal ini agar kualitas dan keamanan bahan makanan

dapat dipertahankan. Fungsi dari pengemas pada bahan pangan mencegah atau

mengurangi kerusakan, melindungi bahan pangan dari bahaya pencemaran serta

gangguan (Bayu, A.R et at ., 2012).

Menurut Krochta (1992) pelapis edibel atau edible coating adalah suatu

lapisan tipis yang rata, dibuat dari bahan yang dapat dimakan, dibentuk di atas

komponen makanan (coating) atau diletakkan di antara komponen makanan (film)

dan dapat berfungsi sebagai penahan (barrier) perpindahan massa (seperti

kelembaban, oksigen, lipida, zat terlarut) dan atau sebagai pembawa (carrier)

bahan tambahan makanan seperti bahan pengawet untuk meningkatkan kualitas

dan umur simpan makanan. Gennadios dan Weller (1990) mendefinisikan pelapis

edibel sebagai pelapis tipis dari bahan yang dapat dimakan yang digunakan pada

makanan dengan cara pembungkusan, pencelupan, penyikatan atau penyemprotan

agar terjadi tahanan yang selektif terhadap transmisi gas dan uap air dan memberi

perlindungan terhadap kerusakan mekanik.

Edible coatings bekerja dengan membuat atmosfer termodifikasi

disekitar komoditas, hamper sama dengan kondisi penyimpanan dengan control

atmosfer atau modifikasi atmosfer. Atmosfer termodifikasi yang dicipatakan

edible coatings mampu melindungi makanan mulai saat diaplikasikan sampai

pada konsumen akhir (Diab et al., 2001; Durango et al, 2006;. Ribeiro et al, 2007).

Beberapa penelitian telah mempelajari penerapan pelapisan pada buah –

buahan seperti apel (Rojas – Grau et al., 2007), stroberi (Mali dan Grossmann,

2003; Tanada – Palmu dan Grosso, 2005; Riberio et al., 2007), mangga

(Srinivinasa et al., 2002; Chien et al., 2007; Dang et al ., 2008), dan kiwi (Xu et

al., 2001). Di Indonesia juga telah banyak dilakukan penelitian tentang aplikasi

edible coatings pada buah seperti pada tomat (Olly, S.H, 2008), pisang cavendish

(Budiman, 2011), dan jambu biji (Reza, N.R, 2011).

Komponen yang dapat digunakan untuk pembuatan pelapis edibel dapat

terdiri dari tiga kategori yaitu hidrokoloid, lipid dan kombinasinya (komposit).

Hidrokoloid terdiri atas protein, turunan selulosa, alginate, pektin, tepung (starch)

dan polisakarida lainnya, sedangkan dari golongan lipid antara lain lilin (waxes),

gliserol dan asam lemak (Donhowe dan Fennema 1994).

3

Pelapis yang berbasis polisakarida tidak berwarna dan bebas minyak, dan

dapat memperpanjang umur simpan buah – buahan, sayuran, produk ikan atau

daging dengan menghindari kehilangan air, dan untuk mengurangi oksidasi yang

menyebabkan ketengikan dan pecoklatan permukaan sampai batas tertentu.

Karakteristik lain yang menarik dari pelapis polisakarida adalah sifat transportasi

(permeanilitas CO2, O2, dan uap air), pengurangan susut bobot dan mengurangi

pembusukan akibat mikroba (Petersen et al, 1999;.. Dang et al, 2008).

Edible coating menggunakan bahan dasar polisakarida banyak digunakan

terutama pada buah dan sayuran, karena memiliki kemampuan bertindak sebagai

membran permeabel yang selektif terhadap pertukaran gas karbondioksida dan

oksigen. Sifat inilah yang dapat memperpanjang umur simpan karena respirasi

buah dan sayuran menjadi berkurang. Selain itu polisakarida memnghasilkan film

dengan sifat mekanik yang baik.

Namun efektivitas edible coatings pada buah tergantung dari tahap

pertama pengaturan kelarutan lapisan supaya ada keseragaman pada lapisan.

Factor – factor lain yang juga mempengaruhi efektivitas lapisan adalah

permeabilitas, dan sifat mekanis, hal ini mempertimbangka : a) kehilangan air

dalam buah, b) penurunan kadar O2 (Faber, et al., 2003) dan mengurangi produksi

etilen (Lee et al., 1996; Zagory, 1995), c) memperpanjang umur simpan buah

dengan mempertahankan komposisi CO2 (Farber et al, 2003;. Phillips, 1996), d)

meningkatkan ketahanan mekanis pelapis.

Galaktomanan umumnya terdapat pada bagian endosperm biji – bijian

yang termasuk family Leguminosae, dan juga terdapat pada biji kelapa sawit,

kelapa, kapas dan alfalfa yang dikenal dengan nama gum lucerna dan purple

medic. Polisakarida ini hamper seluruhnya larut dalam air membentuk larutan

kental dan membentuk gel jika ditambahkan garam anorganik Imisalnya garam

boraks), serta membentuk kompleks dengan pereaksi Fehling (Ketaren, 1975).

Galaktomanan berfungsi sebagai cadangan karbohidrat (Reid dan

Edward, 1995). Galaktomanan adalah suatu polimer yang mengandung unit

mannopiranosa dengan ikatan β – (1 – 4) dan unit galaktopiranosa dengan ikatan α

– (1 – 6). Polimer ini cukup panjang dan dapat meningkatkan viskositas larutan,

oleh karena itu biasanya digunakan sebanyak 1% atau kurang pada makanan

(Fennema, 1985).

Dalam tulisan ini, pelapis dari galaktomanan divaluasi dari dua spesies

tanaman (Adenanthera pavonina dan Caesalpinia pulcherrima). A. pavonina

memberikan rasio mannose/galaktosa sebesar 1,35 sedangkan galaktomanan dari

biji C. pulcherrima memberikan rasio mannose/galaktosa sebesar 2,88 (Cerqueirra

et al., 2009). Polisakarida ini merupakan alternative murah untuk mengganti zat

sintetik dan memiliki keuntungan sebagai produksi local, dekat dengan lokasi

pemanenan buah yang sedang diteliti. Aplikasi dari bahan alami ini akan

digunakan untuk memperpanjang umur simpan buah dan memberikan kontribusi

terhadap perekonomian Negara seperti Brazil.

Tulisan ini bertujuan untuk menilai kesesuaian galatomanan dari biji A.

pavonina dan C. pulcherrima untuk digunakan sebagai edible coatings pada buah

– buahan tropis yang berbeda: acerola (Malpighia glabra), caja (Spondias lutea),

mangga (Mangifera indica), pitanga (Eugenia Uniflora) dan seriguela (Spondias

purpurea) dan untuk menentukan formulasi yang paling memadai untuk melapisi

buah-buahan. Kemudian dilakukan evaluasi sifat permukaan buah setelah

4

penerapan lapisan yang berbeda (didasarkan pada macam – macam konsentrasi

campuran polisakarida dan plasticizer) dan mengoptimalkan komposisi lapisan

dalam hal kelarutan dan sifat permeabilitas. Untuk mengevaluasi sifat mekanis

dilakukan pengukuran kekuatan tarik dan perpanjangn putus dari lapisan.

5

BAHAN DAN METODE

A. Bahan

Bahan yang digunakan biji A. pavonina (AP) dan C. pulcherima (CP),

setelah dibersihkan disimpan di tempat yang sejuk dan kering.

Ekstraksi polisakarida dilakukan seperti yang dijelaskan dalam

Cerqueira et al. (2009). Biji tersebut hilangkan polongnya, dibersihkan dan

dimasukkan dalam blender. Setelah itu, endosperm itu dipisahkan secara manual

dari germ dan hull dan disuspensi dalam etanol (kemurnian 99,8%, Riedel-de

Haën, Jerman) pada 700 C selama 15 menit. Etanol didekantasi, air suling

ditambahkan dalam endosperm (1 : 5 : air), suspensi ini dibiarkan untuk

didiamkan selama kurang lebih 24 jam. Air dalam (suspensi : air) rasio volumetrik

1 : 10 adalah ditambahkan dan suspensi yang diperoleh dicampur dalam blender

selama 5 menit. Suspensi dicampur disaring melalui jaring nilon diikuti dengan

langkah sentrifugasi pada 3800 g (Sigma 4 K, B. Braun, Jerman) selama 20 menit

pada 20oC. Pengendapan dari galaktomanan dicapai dengan menambahkan

supernatan menjadi etanol (kemurnian 99,8%, Riedel-de Haën, Jerman) dengan

rasio 1 : 2. Etanol didekantasi dan endapan galaktomanan itu diliofilisasi

(Kristus, alpha 2-4, Jerman) dan disimpan di tempat yang kering.

Bahan yang digunakan untuk menyiapkan konsentrasi edible coating

adalah: galaktomanan (syang diekstrak dari A. pavonina dan C. pulcherrima

biji), gliserol 87% (Gly) (Panreac, Spanyol) dan air suling.

B. Pelapis dan Persiapan Film

Desain formulasi coating dibuat tiga tingkat faktorial dengan konsentrasi

galaktomanan dari: 0,5%, 1,0%, dan 1,5% (b / v) dan konsentrasi gliserol dari:

1,0%, 1,5% dan 2,0% (b / v). Jumlah ulangan ditentukan ketika menggambarkan

masing-masing dari metodologi yang digunakan. Konsentrasi yang dipilih

berdasarkan pada percobaan awal (data tidak ditampilkan) di mana itu ditentukan

bahwa untuk isi galaktomanan di atas 1,5% (b / v) pembubaran mereka

sangat sulit, juga untuk gliserol, penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa

maksimum 2,0% akan diperlukan, sedangkan untuk nilai lebih rendah dari 0,5%

film akan terlalu rapuh.

Konsentrasi pelapisan disiapkan dengan melarutkan lyophilized

galaktomanan dalam air suling (20oC) dan penambahan plasticizer. Setiap

campuran diaduk selama 2 jam pada suhu kamar (20oC) dan dibiarkan stabil

selama 10 menit lebih pada temperatur yang sama. Film-film yang disiapkan

dengan jumlah konstan (28 mL) konsentrasi yang diletakkan ke piring kaca

diameter 9 cm. Itu film dikeringkan dalam oven pada 35 oC selama 16 jam dan

dipertahankan pada 20oC dan 50% RH sampai karakterisasi mereka.

C. Buah-buahan dan Persiapan Untuk Pengukuran Sudut Kontak

Acerola, Pitanga, seriguela, Caja dan mangga yang dibeli

dari supermarket lokal (Fortaleza, CE - Brazil). Semua buah-buahan yang

dipertahankan pada 8-10oC sampai digunakan lebih lanjut. Buah yang dipilih

memiliki keseragaman, ukuran, warna (dan tidak adanya kerusakan dan infeksi

jamur. Sebelum pengujian, buah diletakkan pada suhu kamar (20oC) dan

permukaannya dibersihkan dengan air suling. Bagian tipis dari permukaan luar

6

(kulit) dari buah dipotong dengan pisau dan ditempatkan pada piring kaca untuk

pengukuran sudut kontak.

D. Nilai Kritis Ketegangan Permukaan Kulit Buah

Menurut Zisman (1964), dalam sistem yang memiliki tegangan

permukaan lebih rendah dari 100 mN m-1 (energi permukaan rendah), sudut

kontak dibentuk oleh setetes cairan pada permukaan padat akan menjadi fungsi

linear dari tegangan permukaan cairan, CLV, (di mana fase V adalah udara

jenuh dengan cairan uap, L). Metode Zisman berlaku

hanya untuk energi permukaan rendah, karena itu perlu menentukan energi

permukaan buah.

Untuk cairan murni, jika interaksi polar dan dispersif diketahui, dan jika

ᶱ adalah sudut kontak antara yang cair dan padat, interaksi dapat digambarkan

dalam hal kejadian reversibel adhesi, Wa, seperti:

dimana dan adalah kontribusi polar dan dispersif dari permukaan padat

dipelajari. Mengatur ulang Eq. (1), hasil:

Penentuan sudut kontak (lihat Bagian E) dari setidaknya tiga senyawa

murni: Bromonaphthalene (Merck, Jerman), formamida (Merck, Jerman) dan air

murni ultra, pada permukaan buah (kulit buah) dikombinasikan dengan setiap

dispersif dan nilai komponen polar, akan memungkinkan perhitungan dari kedua

variabel independen, dan variabel dependen, dari Persamaan. (2).

Tegangan permukaan, dispersif dan komponen polar itu, masing-masing,

72.10, 19.90 dan 52.20 mN m-1

untuk air, 44.40, 44.40 dan 0,00 mN m-1

untuk

Bromonaphthalene dan 56.90, 23.50 dan 33,40 mN m-1

untuk formamida

(Busscher et al., 1984). Estimasi nilai kritis tegangan permukaan (ƔC) dilakukan

dengan ekstrapolasi dari plot Zisman (Zisman, 1964). Plot Zisman

telah lama digunakan untuk mengkarakterisasi kelarutan dari energi

permukaan rendah. Plot Zisman diperoleh dengan memplot kosinus

dari sudut kontak cairan murni pada permukaan padat untuk dipelajari

terhadap tegangan permukaan dari seri yang sama dari cairan. Kurva ini dengan

cos h = 1 dikenal sebagai nilai kritis tegangan permukaan (ƔC). Nilai kritis

tegangan permukaan adalah titik imajiner nilai Ɣsv dan sering digunakan untuk

menggambarkan kelarutan tersebut dari permukaan. Ini merupakan nilai ƔLV dari

cairan di atas yang penyebaran ini cair dalam permukaan padat. Nilai kritis

tegangan permukaan (ƔC) didefinisikan sebagai:

7

E. Kelarutan Kelarutan diperoleh dengan menentukan nilai-nilai dari koefisien

penyebaran (Ws) dan gaya adhesi (Wa) dan kohesi (Wc). Kekuatan perekat

membuat cairan menyebar dalam permukaan padat dan kekuatan kohesif

menyebabkan kontraksi. Kelarutan dari konsentrasi akan tergantung

pada keseimbangan antara kekuatan - kekuatan. Tegangan permukaan dari

konsentrasi pelapisan diukur dengan metode penurunan liontin menggunakan

pendekatan Laplace-Young (Song dan Springer, 1996).

Sudut kontak dari setetes cairan pada permukaan padat didefinisikan

oleh keseimbangan mekanik di bawah tindakan dari tiga ketegangan

antarpermukaan: solid-uap (ƔSV), padat-cair (ƔSL), dan cair-uap (ƔLV).

Keseimbangan koefisien penyebaran (Ws) didefinisikan oleh Persamaan. (4)

(Rulon dan Robert, 1993), dan hanya dapat menjadi negatif atau nol:

dimana Wa dan Wc adalah kerja adhesi dan kohesi, didefinisikan oleh Pers. (5)

dan (6), masing-masing

Sudut kontak dan tegangan permukaan cair-uap (ƔLV) diukur dalam

meter muka kontak sudut (OCA 20, Dataphysics, Jerman). Sampel dari lapisan

diambil dengan 500 µL jarum suntik (Hamilton, Swiss), dengan jarum diameter

0,75 mm. Sudut kontak pada permukaan buah diukur dengan metode penurunan

sessile (Newman dan Kwok, 1999), di mana tetesan cairan uji ditempatkan pada

permkaan horisontal dan diamati dengan meteran kontak wajah sudut.

Pengukuran dibuat dalam waktu kurang dari 30 detik. Sepuluh ulangan kontak

sudut dan permukaan pengukuran tegangan diperoleh pada 21,3 ± 0,5oC.

F. Ketebalan Film Ketebalan film diukur dengan mikrometer digital (Mitutoyo, Jepang).

Lima pengukuran ketebalan diambil pada setiap sampel pengujian yang berbeda,

poin yang dipilih secara acak. Nilai rata-rata digunakan untuk menghitung

permeabilitas uap air (WVP), permeabilitas oksigen (O2P), permeabilitas karbon

dioksida (CO2P) dan kekuatan tarik (TS).

G. Pengukuran Permeabilitas uap air (WVP) Pengukuran permeabilitas uap air (WVP) ditentukan secara gravimetri

didasarkan pada ASTM E96-92 metode (McHugh et al, 1993;.. Guillard et al,

2003). Film ini telah disegel di bagian atas sel permeasi yang mengandung air

suling (100% RH; 2.337 Pa tekanan uap pada 20oC), ditempatkan di

suatu desikator pada 20oC dan RH 0% (0 Pa uap air tekanan) mengandung silika.

Sel-sel ditimbang pada interval 2 jam selama 10 jam. Tekanan air diasumsikan

pada kondisi steady state dan seragam dengan mempertahankan sirkulasi udara

konstan luar sel uji dengan menggunakan miniatur kipas di dalam desikator

8

(McHugh et al., 1993). Kemiringan penurunan berat badan terhadap waktu

diperoleh oleh regresi linier. Tiga ulangan diperoleh

untuk setiap sampel.

H. Permeabilitas Oksigen dan permeabilitas karbon dioksida Permeabilitas oksigen (O2P) dan permeabilitas karbon dioksida

(CO2P) ditentukan berdasarkan pada metodeASTM D 3985-02 (2002). Film-film

yang disegel antara dua kamar, masing-masing memiliki dua saluran. Dalam

chamber O2 rendah (atau CO2) yang diberikan terkontrol (J & W Scientific, ADM

2000, USA) laju alir untuk mempertahankan tekanan yang konstan dalam

kompartemen. Ruang lain yang dibersihkan oleh aliran nitrogen, juga di aliran

dikontrol. Nitrogen bertindak sebagai pembawa O2 (atau CO2).

Dalam kasus pengukuran O2P, aliran meninggalkan ruangan ini

terhubung ke sebuah sensor O2 (Mettler Toledo, Suisse) yang diukur konsentrasi

O2 dalam aliran on-line. Dalam kasus CO2P aliran meninggalkan ruang ini

dikumpulkan dalam jarum suntik untuk kuantifikasi CO2. Untuk menentukan

konsentrasi CO2, 1 mL sampel diinjeksikan dalam kromatografi gas (Chrompack

9001, Middelburg, Belanda) pada 110OC dengan kolom Porapak Q 80 /

100 mesh 2 m x 1/8” x 2 mm SS, menggunakan detektor ionisasi nyala

(FID) pada 110oC. Helium pada 23 mL min

-1 digunakan sebagai gas pembawa.

Campuran standar mengandung CO2 10%, O2 20% dan N2 70% digunakan

untuk kalibrasi.

Arus dari dua chamber yang terhubung ke manometer untuk menjamin

persamaan tekanan (baik pada 1 atm) antara kedua kompartemen. O2 (dan CO2)

dilakukan terus menerus oleh aliran nitrogen, itu dianggap bahwa tekanan parsial

O2 (dan CO2) di kompartemen atas adalah nol, sehingga ΔP adalah sama dengan 1

atm. Tiga ulangan yang diperoleh untuk setiap sampel, dalam setiap kasus (O2P

dan CO2P).

I. Sifat mekanis - kekuatan tarik (TS) dan perpanjangan saat istirahat (E) TS dan E diukur dengan Universal Testing Machine Instron (Model

4500, Instron Corporation) mengikuti pedoman ASTM D 882-91 (1991).

Pemisahan pegangan awal ditetapkan pada 30 mm kecepatan kecepatan crosshead

ditetapkan sebesar 5 mm min-1

. TS disajikan dalam MPa dan dihitung dengan

membagi beban maksimum (N) dengan luas penampang awal (m2) dari spesimen.

E dihitung sebagai rasio dari panjang akhir pada titik sampel pecah dengan

panjang awal spesimen (30 mm) dan dinyatakan dalam persentase. Menurut

standar ASTM film strip, dengan panjang 45 mm dan lebar 20 mm yang

digunakan. TS dan E tes diulang sepuluh kali untuk setiap sampel.

J. Analisis Statistik Analisis statistik dari data dilakukan dengan menggunakan Analisis

Varians (ANOVA), Uji Tukey (p <0,05) dan analisis regresi (SigmaStat, versi

trial, 2003, USA).

9

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Tegangan Permukaan dan Nilai Kritis Tegangan Permukaan Kulit Buah

Tegangan permukaan yang diperoleh saling mendekati, tetapi ada

perbedaan antara komponen polar dan komponen dispersif (Tabel 1).

Tabel 1. Nilai Tegangan Permukaan dan Nilai Kritis Tegangan Permukaan

Semua buah menunjukkan komponen dispersif yang lebih tinggi. Ini

menunjukkan kemampuan permukaan buah untuk berpartisipasi dalam interaksi

non-polar. Hal ini juga dibuktikan oleh Ribeiro et al. (2007) pada stroberi, dimana

komponen dispersif lebih tinggi dari komponen polar. Permukaan dengan

karakteristik ini akan berinteraksi dengan cairan karena gaya dispersi yang dapat

mempengaruhi efektifitas penyebaran lapisan pada permukaan buah:

kompatibilitas polaritas (apolar atau polar) permukaan dan lapisan sehingga

mungkin memainkan peran penting dalam kelarutan dari permukaan oleh cairan

dan mungkin kondisi komposisi yang terakhir.

Pada penelitian ini, buah yang menunjukkan nilai-nilai interaksi polar

yang lebih tinggi adalah acerola dan seriguela, sementara mangga menunjukkan

nilai terendah dari komponen polar, hal ini menunjukkan kemampuan terendah

untuk berpartisipasi dalam interaksi polar. Meskipun secara statistik perbedaan ini

signifikan, namun tidak cukup untuk memaksakan perilaku yang sangat berbeda

dari permukaan terhadap konsentrasi lapisan. Hipotesis ini didukung oleh

hasil yang disajikan dalam Tabel 2, di mana ada perbedaan yang jelas ditunjukkan

antara nilai Ws untuk buah - buahan dan pelapis.

Tabel 1 juga menunjukkan nilai kritis tegangan permukaan yang

diperoleh untuk setiap buah, yang bervariasi antara 9,39 dan 23,92 mN m-1.

Acerola menunjukkan nilai terendah dan Caja yang tertinggi. Nilai-nilai yang

diperoleh mendekati nilai kritis tegangan permukaan dari apel (18,70 mN m-1)

dan jeruk (20,00 mN m-1) disajikan oleh Choi et al. (2002), kecuali untuk Acerola

dan Pitanga yang menyajikan nilai yang lebih rendah.

Nilai-nilai kritis tegangan permukaan harus lebih rendah dari nilai-nilai

tegangan permukaan (Dann, 1970), yang berlaku untuk semua buah yang

digunakan dalam penelitian. Dalam semua kasus, adalah mungkin untuk

menyimpulkan bahwa buah yang memiliki energi permukaan rendah (yaitu, di

bawah 100 m mN m-1) yang berarti bahwa metode Zisman berlaku.

10

B. Kelarutan

Penentuan kelarutan dilakukan dengan berbagai konsentrasi

galaktomanan untuk berbagai konsentrasi plasticizer. Kelarutan tersebut dipelajari

dengan menentukan nilai-nilai koefisien penyebaran (Ws). Koefisien penyebaran

(Ws) dari konsentrasi galaktomanan dan gliserol diterapkan pada setiap buah

seperti disajikan dalam Tabel 2 dan 3. Bila secara statistik tidak ada perbedaan

signifikan antara konsentrasi galaktomanan, telah diasumsikan bahwa keduanya

sama-sama baik dalam hal kelarutan dan diferensiasi mereka harus dibuat

berdasarkan kriteria lain (seperti permeabilitas terhadap gas, yang akan disajikan

kemudian). Hasil menunjukkan bahwa nilai-nilai Ws cukup baik tergantung pada

sumber dan konsentrasi galaktomanan dan buah yang diuji. Konsentrasi dengan

nilai yang lebih rendah dari galaktomanan A. pavonina (AP) menunjukkan lebih

baik (lebih tinggi) nilai (p <0,05) dari Ws bagi buah dengan nilai komponen polar

yang lebih tinggi dari (acerola dan seriguela). Dalam kasus galaktomanan C.

pulcherrima yang nilainya lebih baik di Ws mangga (komponen polar rendah)

dicapai untuk konsentrasi galaktomanan dari 1,5%.

Hasil ini terkait dengan polaritas larutan berair, dengan peningkatan

dalam konsentrasi galaktomanan polaritas konsentrasi menurun membuat mereka

lebih mampu untuk melapisi permukaan non-polar (permukaan mangga tersebut).

Tabel 2 menampilkan nilai-nilai Ws diperoleh dengan menggunakan

galaktomanan dari (AP). Acerola menyajikan nilai terbaik dari Ws ketika dilapisi

dengan konsentrasi 0,5% galaktomanan dan gliserol 1,0%, seriguela menyajikan

nilai terbaik dengan konsentrasi galaktomanan yang sama dan 1,5% gliserol.

Untuk mangga, Pitanga dan Caja konsentrasi 0,5%, 1,0% dan 1,5% galaktomanan

tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan secara statistik, menunjukkan nilai-

nilai yang baik dari Ws untuk konsentrasi galaktomanan dan gliserol yang

berbeda. Ketika galaktomanan C. pulcherrima (CP) yang digunakan, nilai Ws

(Tabel 3) menyajikan perbedaan yang signifikan secara statistik untuk setiap buah,

sebuah konsentrasi tunggal ditemukan dalam setiap kasus, memiliki nilai yang

lebih rendah dari Ws. Dalam semua kasus, dengan pengecualian mangga (Nilai

Ws terbaik diperoleh dengan 1,5% galaktomanan) nilai terbaik dari Ws diperoleh

dengan larutan yang mengandung 0,5% galaktomanan. Yang terbaik dari pelapis

A. pavonina dan C. pulcherrima dalam hal kelarutan (diwakili oleh koefisien

penyebaran - Ws) kemudian dianalisis permeabilitas uap air, oksigen dan karbon

dioksida, menurut kriteria yang disebutkan di bawah.

11

Tabel 2. Koefisien Penyebaran (Ws) diperoleh untuk konsentrasi

galaktomanan A. pavonina dan gliserol pada buah

Tabel 3. Koefisien Penyebaran (Ws) diperoleh untuk konsentrasi

galaktomanan C. pilcherrima dan gliserol

C. Permeabilitas uap air (WVP)

Permeabilitas uap air adalah yang paling banyak dipelajari

dalam edible coatings terutama karena pentingnya air dalam reaksi yang dapat

merusak. Tabel 4 menunjukkan bahwa perubahan nilai-nilai WVP dengan

menggunakan konsentrasi yang berbeda dari gliserol dalam konsentrasi

galaktomanan seperti untuk konsentrasi gliserol yang lebih tinggi peningkatan

WVP terjadi. Perbedaan-perbedaan ini secara statistik signifikan ketika

konsentrasi plasticizer meningkat dari 1,0% menjadi 2,0%. Gontard et al. (1993)

menjelaskan bahwa efek gliserol dapat dikaitkan dengan sifat senyawa hidrofilik

ini yang mendukung adsorpsi molekul air. Gliserol, melalui aksi plasticizing nya,

mengubah jaringan polimer menciptakan daerah mobile dengan jarak besar,

mempromosikan pengelompokan air dengan bersaing dengan air di lokasi polimer

matriks aktif dan pembentukan microcavities dalam struktur jaringan polimer

(Diab et al., 2001). Peningkatan WVP dari edible coatings didukung oleh

meningkatnya konsentrasi plasticizer juga telah dilaporkan terjadi di film berbasis

pati (Mali et al, 2006.), pullulan film (Diab et al., 2001), film gluten gandum

(Gontard et al, 1993; Cherian et al, 1995), film berbasis selulosa (Park dan

12

Chinnan, 1995) locust bean gum films (Aydinli dan Tutas, 2000) dan campuran

sodium caseinate / pati (Arvanitoyannis dan Biliaderis, 1998).

Peningkatan konsentrasi galaktomanan AP dan CP, untuk konsentrasi

gliserol yang sama, sesuai dengan penurunan WVP, mungkin karena jaringan gel

kuat, di mana molekul polisakarida lebih dekat, membentuk lebih kohesif

struktur film. Perbedaan ini sangat signifikan secara statistik ketika perubahan

peningkatan konsentrasi galaktomanan dari 0,5% menjadi 1,5% (Tabel 4).

Formulasi menampilkan nilai yang lebih rendah dari WVP adalah: CP 0,5% -

1,0% Gly, CP 1,5% - 2,0% Gly, AP 0,5% - 1,0% Gly, 1,0% AP - 1,0% dan 1,5%

Gly AP - 1.0 Gly.

Nilai WVP yang diperoleh untuk film galaktomanan berada di standard

dengan yang dilaporkan untuk galaktomanan lain dan film polisakarida. Aydinli

dan Tutas (2000) diperoleh nilai WVP berkisar antara 3,2 dan 1,8 (10 -11

g m -1

s-1

Pa-1

) untuk locust bean gum films (≈1,0% w/v) dengan polyethylene glycol (≈0.4%

dan 1,7% (v/v)). Dalam penelitian lainnya, film berbasis pati jagung (5%) dengan

gliserol (1.4%) disajikan nilai WVP dari 8,7 (10-11

gm 1 s-1

Pa? 1) (Garcia et al,

2006.).

D. Permeabilitas Oksigen (O2P)

Oksigen merupakan faktor kunci untuk oksidasi, yang bertanggung jawab

untuk perubahan bau, warna, rasa dan kerusakan nutrisi makanan. Oleh karena itu,

film yang memberikan penghalang oksigen yang tepat dapat membantu dalam

meningkatkan kualitas makanan dan memperpanjang umur simpan makanan.

Tabel 4 menyajikan O2P yang diukur untuk lapisan dipilih dari AP dan CP. Hal

ini diketahui bahwa peningkatan konsentrasi galaktomanan berkontribusi terhadap

penurunan permeabilitas, sementara itu biasanya diterima bahwa konsentrasi yang

lebih tinggi dari O2P gliserol meningkat (karena tidak dengan WVP, seperti yang

ditunjukkan sebelumnya) (Caner et al, 1998;. Kester dan Fennema, 1986). Secara

umum, sampel dengan konsentrasi plasticizer yang lebih tinggi memiliki nilai O2P

lebih tinggi dari daripada sampel dengan menurunkan konsentrasi plasticizer.

Hasil ini dapat dijelaskan oleh sifat apolar dari molekul oksigen yang tidak

berinteraksi dengan sifat polar dari molekul gliserol, meningkatkan permeabilitas

film pada oksigen. Hasil yang sama juga diperoleh oleh Caner et al. (1998) dan

Kester dan Fennema (1986) bahwa plasticizer menurunkan atraksi antarmolekul

antara polimer rantai, memfasilitasi penetrasi molekul gas. Pada kasus sekarang,

efek dari sumber galaktomanan tampaknya telah melampaui pengaruh konsentrasi

gliserol, memiliki perbedaan signifikan secara statistik antara O2P dari film dari

galaktomanan AP dan CP. Perbedaan ini dapat dijelaskan oleh konstitusi rantai

polimer berbeda dua galaktomanan; galaktomanan AP memiliki rasio mannose /

galaktosa lebih rendah dari galaktomanan CP: masing-masing 1,35 dan 1,85

(Mikkonen et al, 2007;. Cerqueira et al, 2009). Nilai-nilai terendah dari O2P

13

diperoleh dengan tiga formulasi: AP 1,0% - 1,0% Gly, AP 1,5% - 1,0% Gly dan

AP 1,5% - 1,5% Gly.

E. Permeabilitas Karbondioksida (CO2P)

Karbon dioksida sangat penting untuk respirasi jaringan hidup dan nilai

yang lebih tinggi dari CO2P dapat menunda pelunakan buah (Holcroft

dan Kader, 1999). Tabel 4 menunjukkan nilai CO2P untuk konsentrasi

polisakarida yang diuji. Hasil tampaknya menunjukkan bahwa larutan plasticizer

dengan konsentrasi yang lebih tinggi memproduksi film dengan nilai CO2P yang

lebih rendah. Pengaruh konsentrasi gliserol tampaknya, sejauh ini,

yang paling penting yang mempengaruhi CO2P. Efek kebalikan dari konsentrasi

gliserol untuk WVP dan O2P; film-film yang menunjukkan O2P rendah

menunjukkan CO2P tinggi. Ketika konsentrasi gliserol meningkat WVP dan O2P

meningkat dan CO2P menurun mungkin sebagai akibat dari polar dan sifat ikatan

hidrogen dari molekul gliserol. Nilai tertinggi CO2P diperoleh dengan formulasi:

1,5% AP - 1,0% Gly.

Berdasarkan kriteria sebelumnya disajikan - nilai kelarutan tinggi,

permeabilitas uap air rendah, O2P rendah dan CO2P tinggi - berikut komposisi

lapisan / film yang dipilih untuk menjadi paling memadai untuk setiap buah:

acerola - 0,5% dan 1,0% AP Gly; Caja - 1,0% dan 1,0% AP Gly, mangga dan

Pitanga - 1,5% dan AP 1,0% Gly, dan seriguela - 0,5 CP dan 1,5 Gly (Tabel 4).

Tabel 4. Permeabilitas Uap Air, O2,CO2, dan Ketebalan Film

F. Sifat mekanis

Nilai - nilai TS dan E film diukur untuk setiap buah (Tabel 4). Gambar. 1

menunjukkan bahwa nilai-nilai TS meningkat dengan peningkatan konsentrasi

galaktomanan untuk film AP. Membandingkan nilai TS antara film dari AP dan

CP, Gambar. 1 menunjukkan bahwa film dari CP dengan konsentrasi

0,5% galaktomanan dan 1,5% gliserol tidak berbeda secara statistik (p> 0,05)

dengan film AP dengan konsentrasi 1,5% galaktomanan dan 1,0% gliserol, ini

mungkin karena dengan struktur yang kurang sesuai dari galaktomanan CP

14

(mannose / galaktosa rasio 2,88) bila dibandingkan dengan struktur

AP (mannose / galaktosa rasio 1,35), karena sifatnya kurang bercabang,

mungkin lebih rentan untuk membangun obligasi antarmolekul daripada yang

terakhir, sehingga memberikan nilai film TS yang sama meskipun konsentrasi

galaktomanan rendah. Hasil serupa diperoleh Mikkonen et al. (2007) ketika

membandingkan film TS locust bean gum films (mannose / galaktosa 3,5) dan

guar gum (mannose / galaktosa 1,5). Film CP menyajikan nilai E yang lebih tinggi

(Gambar 2), yang dapat dijelaskan oleh isi gliserol yang tinggi, tetapi juga lebih

fleksibel, kurang diganti struktur galaktomanan CP bila dibandingkan dengan

yang ada pada AP galaktomanan, namun, dari data itu tidak mungkin untuk

menyimpulkan mana dari dua efek yang paling mempengaruhi nilai

E.

Kecenderungan serupa telah dilaporkan oleh Mikkonen et al.

(2007), yang telah menunjukkan bahwa locust bean gum films lebih fleksibel

daripada film guar gum.Nilai-nilai yang diperoleh sesuai dengan penelitian yang

dilaporkan lainnya yang menggunakan film polisakarida. Srinivasa et al. (2007)

menunjukkan bahwa film kitosan, dengan gliserol sebagai plasticizer, memiliki

nilai 14.14 MPa dan 34,00%, untuk TS dan E, masing-masing.

Garcia et al. (2006) menunjukkan bahwa film dengan rasio yang berbeda

dari pati jagung, kitosan dan gliserol telah mulai nilai 60,7-7,1 MPa untuk TS

15

dan nilai-nilai berkisar antara 22,5 dan 3,0% untuk E, dengan film

dibentuk oleh pati jagung dan TS gliserol menyajikan nilai-nilai dan E lebih dekat

dengan film dari galaktomanan.

16

KESIMPULAN

Formulasi pelapisan terbaik untuk masing-masing buah diteliti adalah:

acerola - 0,5% A. pavonina dan 1,0% gliserol, Caja - 1,0% A. pavonina dan 1,0%

gliserol, mangga dan Pitanga - 1,5% A. pavonina dan 1,0% gliserol, dan seriguela

- 0,5% C. Pulcherrima dan 1,5% gliserol. Formulasi ini harus diterapkan baik

dengan perendaman atau disemprotkan pada buah-buahan dan biarkan kering di

suhu kamar selama 3 jam.

Telah terbukti bahwa galaktomanan baru diekstrak dari AP dan CP dapat

diterapkan pada buah berdasarkan sifat permukaan. Pekerjaan di masa depan

harus mencakup studi umur simpan untuk menunjukkan efek positif yang

diharapkan dari aplikasi coating pada buah: memperpanjang ekstensi umur

simpan dan meningkatkan mutu sensori.

17

DAFTARPUSTAKA

Bayu,A. R., Ni Ayan Santi Dewi., Kristinah Haryani. 2012. Pemanfaatan Tepung

Glukomannan dari Umbi Iles – iles (Amorphallus oncophyllus)

sebagaiBahan Baku Pembuatan Edible Film. Jurnal Teknologi Kimia da

Industri, Vol. 1 No. 1, 401 – 411.

Budiman. 2011. Aplikasi Pati Singkong Sebagai Bahan Baku Edible Coating

Untuk Memperpanjang Umur Simpan Pisang Cavendish (Musa

cavendishii.). Skripsi. Fakultas Pertanian,IPB,Bogor.

Cerqueira,M.A., Alvaro M.Lima., Jose A.Teixeira.,Renato A.Moreira., Antonio

A.Vicente. Suitability of novel galactomannans as edible coatings for

tropical fruits. Journal of Food Engineering 94 (2009) 372–378

Fennema, O.R. (ed.). 1985. Principles of Food Science. Marcell Dekker, New

York.

Ketaren, S. 1975. Gum Sumber dan Peranannya. Departemen Teknologi Hasil

Pertanian, Fateta, IPB, Bogor.

Olly, S.H. 2008. Kajian Pengurangan Gejala Chilling Injury Tomat yang

Disimpan pada Suhu Rendah. Tesis. Sekolah Pascasarjana, IPB, Bogor.

Reza,N. R. 2011. Penyimpanan Jambu Biji Crystal Terolah Minimal Dan Berlapis

Edibel Dalam Kemasan Atmosfer Termodifikasi. Tesis. Sekolah

Pascasarjana, IPB, Bogor.