3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. BOTANI TANAMAN KOPI

Tanaman kopi termasuk dalam famili Rubiaceae dan terdiri atas banyak jenis

antara Coffea arabica, Coffea robusta dan Coffea liberica. Negara asal tanaman kopi

adalah Abessinia yang tumbuh di dataran tinggi. Tanaman kopi Robusta tumbuh baik

di dataran rendah sampai ketinggian sekitar 1000 m diatas permukaan laut, daerah-

daerah dengan suhu sekitar 200oC. Tanaman kopi arabika menghendaki daerah-

daerah yang lebih tinggi sampai ketinggian sekitar 1700 m di atas permukaan laut,

daerah-daerah yang umumnya dengan suhu sekitar 10-16°C. Tanaman kopi liberika

dapat tumbuh di dataran rendah. Untuk tumbuh subur kopi diperlukan curah hujan

sekitar 2.000-3.000 mm tiap tahun serta memerlukan waktu musim kering sekurang-

kurangnya 1-2 bulan pada waktu berbunga dan pada waktu pemetikan buah.

Tanaman kopi mulai dapat menghasilkan setelah umur 4-5 tahun tergantung pada

pemeliharaan dan iklim setempat. Tanaman kopi dapat memberi hasil tinggi mulai

umur 8 tahun dan dapat berbuah baik selama 15-18 tahun, jika pemeliharaan tanaman

kopi baik, akan menghasilkan sampai umur sekitar 30 tahun (Ridwansyah, 2003).

Menurut Pusat Standarisasi dan Akreditasi Departemen Pertanian (2003),

tanaman kopi jenis robusta umumnya hidup didataran yang lebih rendah dibanding

jenis arabika. Selain kandungan kafein yang lebih tinggi dan aroma yang khas,

tanaman kopi jenis robusta juga lebih tahan terhadap hama penyakit dan lebih

banyak berproduksi dibanding kopi arabika. Namun untuk harga, kopi arabika masih

lebih tinggi hal ini mungkin disebabkan karena tingkat pemeliharaan tanaman yang

lebih sulit dan konon semakin tinggi dataran yang digunakan untuk

membudidayakannya maka aroma dan rasanya semakin “enak” (fine coffee).

B. KARAKTERISTIK BIJI KOPI

Menurut Ridwansyah (2003), buah kopi tediri atas tiga bagian, yaitu: lapisan

kulit luar (excocarp), lapisan daging (mesocarp), dan lapisan kulit tanduk

(endoscarp). Adapun susunan buah kopi disajikan pada Gambar 1.

4

Gambar 1. Penampang lintang buah kopi

Komposisi kimia dari biji kopi hijau berbeda-beda tergantung kepada tanah

tempat tumbuh, jenis kopi, derajat kematangan, cara pengolahan, dan kondisi

penyimpanan (Clarke dan Macrae, 1985). Secara alamiah biji kopi mengandung

lebih dari 500 senyawa kimia, tetapi hanya dua senyawa utama yang membuat kopi

memiliki citarasa dan aroma yang disukai masyarakat. Dua senyawa tersebut adalah

kafein yang berpengaruh terhadap rangsangan metabolisme tubuh, dan kafeol yang

menghasilkan aroma yang khas dari kopi (Sivetz, 1963 dalam Almada, 2009). Pada

proses penyangraian biji kopi (green coffee), bagian kafein berubah menjadi kafeol

dengan jalan sublimasi.

Kandungan kafein yang tinggi memiliki beberapa pengaruh negatif, antara

lain dapat menyebabkan jantung berdebar, pusing, dan mempertinggi tekanan darah.

Selain itu, kafein juga dapat menyebabkan susah tidur dengan jalan mempergiat kerja

otak (Sivetz, 1979 dalam Almada, 2009). Menurut Winarno (1992), senyawa ini

dapat meningkatkan sekresi asam lambung, memperbanyak produksi urin, dan

memperlebar pembuluh darah serta meningkatkan kerja otot. Namun pengaruh

negatif pada ibu hamil dapat menyebabkan kelahiran bayi yang cacat. Selain

senyawa kafein, kopi mengandung beberapa senyawa kimia lain dengan berbagai

macam tingkatan kadarnya.

Kafein mempunyai rasa pahit, berwarna putih, dan merupakan senyawa

alkaloid yang berguna dalam bidang obat-obaan sebagai bahan aditif. Kandungan

kafein pada biji kopi Arabika berkisar antara 1-2% dan pada biji kopi Robusta sekitar

1.5%. Kafein sangat penting dalam aspek psikologis peminum kopi dan merupakan

5

faktor penting pemberi rasa pahit. Semakin kecil kandungan kafein dalam biji kopi,

semakin enak rasa kopi yang dihasilkan (Ciptadi dan Nasution, 1981).

Kafein yang terkandung di dalam kopi dapat menstimulasi kerja system saraf

pusat dan mempertinggi laju denyut jantung, karena itu setelah minum kopi akan

merasakan kesegaran psikis. Kopi bubuk murni mengandung 100 mg kafein. Kafein

baru mempunyai pengaruh stimulasi terhadap kerja otak pada jumlah 100-500 mg.

kafein mulai berbahaya bila konsumsinya mencapai 1000 mg/hari, yaitu kira-kira

lebih dari 5 cangkir per hari (Ismayadi, 1985). Selain itu, kafein juga dapat

meningkatkan daya aspirin dan obat-obatan penghilang rasa sakit lainnya, oleh

karena itu unsur kafein ditambahkan pada beberapa jenis obat. Akan tetapi, kafein

juga merupakan penyebab utama sakit kepala. Wanita yang meminum 2 cangkir atau

lebih perharinya dapat meningkatkan resiko terkena perapuhan tulang (osteoporosis).

Menurut Jacob (1958) dalam Sari (2001), rasa pahit pada ekstrak kopi

disebabkan oleh kandungan mineral bersama dengan pemecahan serat kasar, asam

khlorogenat, kafein, tannin, dan beberapa senyawa organik dan anorganik lainnya

(Varnam dan Sutherland, 1994). Jadi rasa pada kopi dipengaruhi oleh derajat

penyangraian dan jenis kopi serta cara pengolahannya. Kopi jenis Robusta memiliki

kandungan asam khlorogenat lebih tinggi dibandingkan kopi Arabika (Rouseff,

1990). Tiap jenis kopi mempunyai karakter komponen cita rasa yang berbeda-beda.

Hal ini yang menyebabkan masing-masing kopi tersebut bersifat unik (Wahyudi dan

Ismayadi, 1995).

Dalam pembentukan flavor, senyawa yang berperan penting adalah gula,

senyawa volatil, trigonellin, asam amino, dan peptide. Sementara itu, rasa dan

seduhannya dipengaruhi oleh asam karboksilat dan asam fenolat. Kandungan dan

sifat gula di dalam kopi sangat penting dalam pembentukan flavor dan pewarnaan

selama penyangraian.

Penurunan produk trigonellin sangat penting karena berkaitan dengan flavor

dan nutrisi yang akan dihasilkan. Kandungan trigonellin pada kopi Arabika adalah

1.0% basis kering dan pada kopi Robusta 0.7% basis kering. Trigonellin mempunyai

efek psikoogis pada system saraf pusat, pengeluaran air empedu dan system

pencernaan, tetapi hal ini tidak terlalu dipertimbangkan pada pengolahan kopi saat

ini (Varnam dan Sutherland, 1994). Trigonellin terdapat pada semua spesies

6

komersial. Akibat pengolahan kopi biji dapat memberikan sedikit pengaruh terhadap

kandungan trigonellin, tapi proses penyangraian dapat mengakibatkan trigonellin

terdegradasi. Produk hasil degradasi trigonellin antara lain vitamin asam nicotinil

(niacin), nicotinamida dan aroma volatil yang termasuk pyridine dan pyrol (Clifford

dan Wilson, 1985).

Pembentukan senyawaan volatil terjadi pada menit-menit terakhir proses

penyangraian, yaitu terjadinya pyrolisis gula, karbohidrat dan protein di dalam

struktur sel biji (Ukers dan Prescott, 1951 di dalam Ciptadi dan Nasution, 1981).

Selama proses pyrolisis terbentuk karamelisasi gula dan karbohidrat, asetat dan

berbagai jenis asam lainnya, aldehida dan keton, furfural, ester, asam lemak, CO2,

sulfide, dan lain-lain (Sivetz dan Foote, 1963).

Protein dan asam amino bebas tidak terlalu diperhitungkan. Perbedaan

kandungan antara jenis yang berbeda hanya sedikit, yaitu jenis Arabika 9.2% basis

kering dan jenis Robusta 9.5% basis kering. Asam amino bebas memberikan arti

tertentu dalam kualitas organoleptik pada hasil olahan terakhir (Varnam dan

Sutherland, 1994).

Karbohidrat terdapat pada biji kopi sebagai gula bebas dan polisakarida.

Sukrosa merupakan gula bebas utama dengan jumlah bervariasi tergantung kepada

cara penanaman, tingkat kematangan, proses pengolahan dan kondisi penyimpanan.

Kandungan karbohidrat pada Arabika adalah sekitar 6-8.3% basis kering dan

Robusta 3.1-4.1%. Selain sukrosa juga terdapat gula-gula tereduksi dalam jumlah

kecil. Total kandugan reduksi gula pada Arabika 0.1% basis kering dan 0.5% pada

Robusta. Kandungan dan sifat gula dalam biji kopi sangat penting dalam

pembentukan flavor dan warna saat penyangraian. Kandungan polisakarida di dalam

gula 40-50% dari berat kering (Varnam dan Sutherland, 1994).

Menurut Jacob (1958) dalam Sari (2001), rasa pahit pada ekstrak kopi

disebabkan oleh kandungan mineral bersama dengan pemecahan serat kasar, asam

khlorogenat, kafein, tannin, dan beberapa senyawa organik dan anorganik lainnya.

Kopi jenis Robusta memiliki kandungan asam khlorogenat lebih tinggi dibandingkan

kopi arabika (Rouseff, 1990). Tiap jenis kopi mempunyai karakter komponen cita

rasa yang berbeda-beda. Hal ini menyebabkan masing-masing kopi tersebut bersifat

unik (Wahyudi dan Ismayadi, 1995).

7

C. PENGOLAHAN KOPI BUBUK

Kopi beras berasal dari buah kopi basah yang telah mengalami beberapa

tingkat proses pengolahan. Secara garis besar dan berdasarkan cara kerjanya, maka

terdapat dua cara pengolahan buah kopi basah menjadi kopi beras, yaitu yang disebut

pengolahan buah kopi cara basah dan cara kering. Pengolahan buah kopi secara

basah bisa disebut West lndische Bereiding (W.I.B) , sedangkan pengolahan cara

kering bisa disebut Ost Indische Bereiding (O.I.B). Perbedaan pokok dari kedua cara

tersebut di atas adalah pada cara kering pengupasan daging buah, kulit tanduk dan

kulit ari dilakukan setelah kering (kopi gelondong), sedangkan cara basah

pengupasan daging buah dilakukan sewaktu masih basah (Ridwansyah, 2003).

Biji kopi (green coffee), menurut Clarke dan Macrae (1985) adalah biji kopi

yang berwarna hijau sudah terlepas dari daging buah, kulit tanduk, dan kulit arinya

serta telah mengalami pengeringan sehingga mengandung kadar air di bawah 12%.

Sebelum kopi dihancurkan untuk dijadikan kopi bubuk, biji kopi harus disangrai

terlebih dahulu. Suhu yang diperlukan untuk proses penyangraian adalah antara 149o-

213oC. Menurut Sivetz (1963) dalam Sari (2001), selama proses penyangraian terjadi

perubahan-perubahan warna yang dapat dibedakan secara visual. Perubahan warna

tersebut berturut-turut hijau, coklat kayu manis, dan hitam dengan permukaan

berminyak. Penyangraian dihentikan apabila kopi sudah mudah dipecahkan. Hal ini

menunjukkan bahwa kopi sangrai telah siap digiling untuk mendapatkan kopi bubuk.

Bubuk kopi yang baik adalah bubuk kopi yang memenuhi standar mutu .

syarat mutu kopi bubuk yang berlaku menurut Standar Nasional Indonesia (SNI)

adalah seperti yang tercantum pada Tabel 1.

Tabel 1. Syarat Mutu Kopi Bubuk (SNI. 01-3542, 1994)

Karakteristik I II

Kadar Air (%) Maks.7 Maks.7

Kadar Abu (%) Maks.5.0 Maks.5.0

Kealkalian Abu (ml NaOH 1 N/100 g) 57-64 Min. 35

Kadar Sari (%) Dihitung dari Bahan

Kering 20-36 Maks. 60

Bahan-Bahan Lain Tidak Ada Boleh Ada

Logam (Pb, Cu, Hg, As) Negatif Negatif

Keadaan (rasa, bau, dan warna) Normal Normal

8

1. Roasting

Menurut Ridwansyah (2003) roasting merupakan proses penyangraian biji

kopi yang tergantung pada waktu dan suhu yang ditandai dengan perubahan

kimiawi yang signifikan. Terjadi kehilangan berat kering terutama gas CO2 dan

produk pirolisis volatil lainnya. Kebanyakan produk pirolisis ini sangat

menentukan cita rasa kopi. Kehilangan berat kering terkait erat dengan suhu

penyangraian. Berdasarkan suhu penyangraian yang digunakan kopi sangrai

dibedakan atas 3 golongan yaitu : ligh roast suhu yang digunakan 193°-199°C,

medium roast suhu yang digunakan 204°C dan dark roast suhu yang digunakan

213°-221°C. Menurut Varnam dan Sutherland (1994), ligh roast menghilangkan

3-5% kadar air, medium roast 5-8 % dan dark roast 8-14%. Penyangraian sangat

menentukan warna dan cita rasa pruduk kopi yang akan dikonsumsi, perubahan

warna biji dapat dijadikan dasar untuk sistem klasifikasi sederhana. Perubahan

fisik terjadi termasuk kehilangan densitas ketika pecah.

Perubahan sifat fisik dan kimia terjadi selama proses penyangraian,

menurut Ukers dan Prescott dalam Ciptadi dan Nasution (1985) terjadi seperti

swelling, penguapan air, tebentuknya senyawa volatil, karamelisasi karbohidrat,

pengurangan serat kasar, denaturasi protein, terbentuknya gas CO2 sebagai hasil

oksidasi dan terbentuknya aroma yang karakteristik pada kopi. Swelling selama

penyangraian disebabkan karena terbentuknya gas-gas yang sebagian besar

terdiri dari CO2 kemudian gas-gas ini mengisi ruang dalam sel atau pori-pori

kopi.

Senyawa yang membentuk aroma di dalam kopi menurut Mabrouk dan

Deatherage dalam Ciptadi dan Nasution (1985) adalah:

1. Golongan fenol dan asam tidak mudah menguap yaitu asam kofeat, asam

chlorogenat, asam ginat dan riboflavin.

2. Golongan senyawa karbonil yaitu asetaldehid, propanon, alkohol, vanilin

aldehid.

3. Golongan senyawa karbonil asam yaitu oksasuksinat, aseto asetat, hidroksi

pirufat, keton kaproat, oksalasetat, mekoksalat, merkaptopiruvat.

4. Golongan asam amino yaitu leusin, iso leusin, variline, hidroksiproline,

alanine, threonine, glysine dan asam aspartat.

9

5. Golongan asam mudah menguap yaitu asam asetat, propionat, butirat dan

volerat.

Di dalam proses penyangraian sebagian kecil dari kafein akan menguap

dan terbentuk komponen-komponen lain yaitu aseton, furfural, amonia,

trimethylamine, asam formiat dan asam asetat. Kafein di dalam kopi terdapat

baik sebagai senyawa bebas maupun dalam bentuk kombinasi dengan klorogenat

sebagai senyawa kalium kafein klorogenat.

Sedangkan berikut merupakan tabel komposisi asam amino pada asam

hidrolisat pada biji kopi Kolombia sebelum dan sesudah diroasting dapat dilihat

pada Tabel 2..

Tabel 2. Komposisi Asam Amino pada Asam Hidrolisat pada Biji Kopi

Kolombia Sebelum dan Sesudah Diroasting.

Asam Amino Green Coffee

(%)

Roasted Coffee

(%)*

Alanine 4.75 5.52

Arginine 3.61 0

Aspartic acid 10.63 7.13

Cystine 2.89 0.69

Glutamic acid 19.80 23.22

Glycine 6.40 6.78

Histidine 2.79 1.61

Iso leucine 4.64 4.60

Leucine 8.77 10.34

Lysine 6.81 2.76

Methionine 1.44 1.26

Phenylalanine 5.78 6.32

Proline 6.60 7.01

Serine 5.88 0.80

Threonine 3.82 1.38

Tyrosine 3.61 4.35

Valine 8.05 8.05

*Jumlah loss dari proses penyangraian mencapai 17.6%.

Sumber : Belitz (1999).

Media penyangraian kopi yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu

wajan stainless steel dan wajan tanah liat. Berdasarkan www.wikipedia.com, baja

tahan karat atau lebih dikenal dengan Stainless Steel adalah senyawa besi yang

10

mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi

(pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya

lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses

oksidasi besi (Ferum) sedangkan lempung atau tanah liat ialah kata umum untuk

partikel mineral berkerangka dasar silikat yang berdiameter kurang dari empat 4

mikrometer.

Terdapat dua jenis tanah liat menurut Budiyanto et al. (2009), antara lain;

tanah liat primer dan tanah liat sekunder. Tanah liat primer adalah jenis tanah liat

yang dihasilkan dari pelapukan batuan feldspatik oleh tenaga endogen yang tidak

berpindah dari batuan induk (batuan asalnya), karena tanah liat tidak berpindah

tempat sehingga sifatnya lebih murni dibandingkan dengan tanah liat sekunder.

Tanah liat primer memiliki ciri-ciri yaitu: berwarna putih sampai putih kusam,

cenderung berbutir kasar, tidak plastis, daya lebur tinggi, daya susut kecil, dan

bersifat tahan api. Sedangkan tanah liat sekunder atau sedimen (endapan) adalah

jenis tanah liat hasil pelapukan batuan feldspatik yang berpindah jauh dari batuan

induknya karena tenaga eksogen yang menyebabkan butiran-butiran tanah liat

lepas dan mengendap pada daerah rendah seperti lembah sungai, tanah rawa,

tanah marine, tanah danau. Tanah liat sekunder memiliki ciri-ciri yaitu: kurang

murni, cenderung berbutir halus, plastis, berwarna krem; abu-abu; coklat; merah

jambu; kuning; kuning muda; kuning kecoklatan; kemerahan; kehitaman, daya

susut tinggi, suhu bakar 12000oC-13000

oC; ada yang sampai 14000

oC (fireclay,

stoneware, ballclay), suhu bakar rendah 9000oC-11800

oC; ada yang sampai

12000oC (earthenware).

2. Penggilingan

Penampilan bubuk kopi yang menarik akan meningkatkan permintaan di

pasaran. Hasil penggilingan biji kopi dibedakan menjadi : coarse (bubuk kasar),

medium (bubuk sedang), fine (bubuk halus), very fine (bubuk amat halus). Pilihan

kasar halusnya bubuk kopi berkaitan dengan cara penyeduhan kopi yang

digemari oleh masyarakat. Penggilingan melepaskan sejumlah kandungan CO2

dari kopi. Sebagian besar dilepaskan selama proses dan setelah penggilingan.

Sejumlah besar mungkin masih tertahan terutama pada kopi giling kasar

(Ridwansyah, 2003).

11

D. PENGEMASAN DAN PENYIMPANAN

Pengemasan atau yang biasa disebut juga dengan pembungkusan, pewadahan,

atau pengepakan mempunyai peranan penting dalam pengawetan bahan hasil

pertanian. Adanya wadah atau pembungkus dapat membantu mencegah atau

mengurangi kerusakan, melindungi bahan pangan yang ada di dalamnya, melindungi

dari bahaya pencemaran serta gangguan fisik (gesekan, benturan, dan getaran)

(Syarief et al., 1989).

Menurut Robertson (1993), pengemasan sebagai suatu teknik prindustrian

dan pemasaran untuk membungkus, melindungi, menghantarkan, dan memfasilitasi

distribusi dan penjualan produk pertanian dari produsen ke konsumen.

Menurut Syarief et al. (1989), bahan kemasan yang digunakan untuk

mengemas makanan syogyanya mempunyai enam fungsi utama berikut ini, yaitu:

1. Menjaga produk pangan agar tetap bersih dan melindungi produk pangan dari

kotoran dan kontaminasi lain.

2. Melindungi produk pangan dari kerusakan fisik, perubahan kadar air, dan

penyinaran (cahaya).

3. Memiliki fungsi yang baik, efisien, dan ekonomis, khususnya selama proses

penempatan makanan ke dalam kemasan.

4. Memiliki kemudahan dalam membuka atau menutup dan juga memudahkan

dalam tahap-tahap penanganan, pengangkutan, dan distribusi.

5. Memiliki ukuran, bentuk, dan bobot yang sesuai dengan norma atau standar yang

ada,mudah dibuang, dan mudah dibentuk atau dicetak.

6. Menampakkan identitas, informasi, dan penampilan yang jelas agar dapat

membantu promosi atau penjualan.

Kemasan yang baik yaitu kemasan yang menjaga produk dari gangguan

lingkungan sekitar produk yang akan merusaknya. Jenis kemasan yang digunakan

disesuaikan dengan sifat produk yang akan dikems, tujuan penggunaan, dan lain

sebagainya (Syarief et al, 1989).

Bahan plastik mepunyai sifat yang berbeda-beda dalam daya tembusnya

terhadap gas seperti nitrogen, oksigen, belerang oksida, dan uap air. Karena fungsi

bahan pengemas dalam menurunkan tingkat pembusukan dari beberapa bahan

pangan sangat erat hubungannya dengan penembusan gas, baik ke dalam maupun ke

12

luar dari kemasan, keterangan mengenai daya tembus sangat penting dalam

penelitian pengawetan. Sifat-sifat daya tembus dipengaruhi oleh suhu, ketebalan

lapisan, orientasi dan komposisi, kondisi atmosfer (seperti RH, untuk pemndahan uap

air), dan faktor lainnya (Buckle et al, 1988). Daya tembus plastik terhadap N2, O2,

CO2, dan H2O dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Daya Tembus Plastik terhadap N2, O2, CO2, dan H2O

Plastik Tipis

Daya Tembus (cm3/cm

2/mm/det/cmHg)

x 1010

N2 O2

(suhu 30oC)

CO2

H2O

(25oC,

RH 90%)

Polyethylene (kerapatan rendah) 19 55 352 800

Polyethylene (kerapatan tinggi) 2,7 10,6 35 130

Polystyrene 2,9 11,0 88 12000

Polyamide (nylon 6) 0,1 0,38 1,6 7000

Polypropylene - 23,0 92 680

Polyvinyl chlorida (rigid) 0,4 1,2 10 1560

Polyester (mylar) 0,05 0,22 1,53 1300

Polyvinylidene chlorida 0,0094 0,053 0,29 14

Rubber hydrochloride (pliofilm NO) 0,08 0,3 1,7 240

Polyvinyl acetat - 0,5 - 100000

Ethyl cellulosa 84 265 2000 130000

Cellulose acetat 2,8 7,8 68 75000

Sumber : Buckle et al. (1988)

Nilai-nilai pada tabel di atas menunjukkan daya tembus gas N2, O2, CO2, dan

H2O terhadap berbagai jenis plastik. Semakin besar nilai yang ditunjukkan berarti

semakin besar pula daya tembus gas tersebut terhadap plastik. Daya tembus gas yang

besar pada suatu plastik menunjukkan bahwa plastik tersebut bukanlah barrier yang

terhadap gas yang dimaksud. Daya tembus gas dan uap air berbanding terbalik

dengan densitas plastik. Semakin besar densitas plastik, maka daya tembus gas dan

uap air terhadap plastik tersebut semakin kecil.

Polipropilen termasuk jenis plastik olefin dan merupakan polimer dari

propilen. Plastik jenis ini dikembangkan sejak tahun 1950 dengan berbagai nama

dagang seperti bexphane, dynafilm, luparen, scon, ole fane, dan profax (Syarief et

al., 1989). Polipropilen sangat mirip dengan polietilen dan sifat-sifat penggunaannya

juga serupa. Akan tetapi, polipropilen lebih kuat dan ringan dengan daya tembus uap

13

yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap suhu tinggi dan

cukup mengkilap.

Menurut Syarief et al. (1989), sifat-sifat utama dari polipropilen, yaitu:

1. Ringan, mudah dibentuk, tembus pandang, dan jernih dalam bentuk film, tidak

transparan dalam bentuk kemasan kaku.

2. Mempunyai kekuatan tarik lebih besar dari Polyetilen (PE).

3. Lebih kaku dari PE dan tidak mudah sobek sehingga mudah dalam penanganan

dan distribusi.

4. Permeabilitas terhadap uap air rendah dan permeabilitas terhadap gas sedang,

sehingga tidak baik untuk makanan yang peka terhadap oksigen.

5. Tahan terhadap suhu tinggi sampai dengan 150oC.

6. Memiliki titik lebur yang tinggi.

7. Tahan terhadap asam kuat, basa, dan minyak.

8. Pada suhu tinggi PP akan bereaksi dengan benzene, silken, toluene, terpentin, dan

asam nitrat kuat.

Di dalam Buckle et al. (1978), polipropilen mempunyai sifat lebih kaku, kuat,

dan ringan dibandingkan polietilen. Selain itu, polipropilen juga memiliki daya

tembus uap air yang rendah, ketahanan yang baik terhadap lemak, stabil terhadap

suhu tinggi, dan cukup mengkilap. Plastik tipis yang tidak mengkilap mempunyai

daya tahan yang rendah terhadap suhu dan bukan penahan gas yang baik. Sifat Fisis-

mekanis Polypropylene (PP) dan Polyethylene (PE) dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Sifat Fisis-mekanis Plastik Polypropylene (PP) dan Polyethylene (PE)

Sifat PE PP

Tebal (mm) 0,0728 0,1026

Gramatur (g/m2) 68,79 82,78

Densitas (g/m3) 0,944918 0,806823

Sumber : Nugroho (2007)

Nilai gramatur plastik menunjukkan bobot plask per satuan luas, sedangkan

densitas menjukkan bobot plastik per satuan volume. Nilai densitas menunjukkan

tingkat kerapatan plastik tersebut. Nilai densitas yang besar menunjukkan bahwa

kerapatan plastik tersebut tinggi sehingga lebih sukar ditembus oleh uap air.

14

Kemasan kertas merupakan kemasan fleksibel yang pertama sebelum

ditemukannya plastik dan alumunium foil. Saat ini kemasan kertas masih banyak

digunakan dan mampu bersaing dengan kemasan lain seperti plastik dan logam

karena harganya yang murah, mudah diperoleh, dan penggunaannya yang luas.

Kelemahan kertas untuk mengemas bahan pangan adalah sifatnya yang sensitif

terhadap air dan mudah dipengaruhi oleh kelembaban udara lingkungan.

Beberapa jenis kertas yang dapat digunakan sebagai kemasan fleksibel adalah

kertas kraft, kertas tahan lemak (grease proof). Glassin dan kertas lilin (waxed

paper) atau kertas yang dibuat dari modifikasi kertas-kertas ini. Ada dua jenis kertas

utama yang digunakan, yaitu kertas kasar dan kertas lunak. Kertas yang digunakan

sebagai kemasan adalah jenis kertas kasar, sedangkan kertas halus digunkan untuk

buku dan kertas sampul. Kertas kemasan yang paling kuat adalah kertas kraft dengan

warna alami, yang dibuat dari kayu lunak dengan proses sulfitasi. Perbandingan sifat-

sifat utama bahan kemasan dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Perbandingan Sifat-sifat Utama Bahan Kemasan.

Jenis

material

Densitas

(gm/cc)

Kekuatan

(1000

kg/cm2)

Kekakuan

(1000

kg/cm2)

UTL*

(oC)

Transmisi

Cahaya/warna)

Plastik 0.88-1.7 0.07-1.0 0.7-42 80-250 Transparan-Opaque

Steel 7.80 1.40-3.5 1800 400 Opaque

Alumunium 2.70 0.70-2.1 700 260 Opaque

Kertas 0.70-1.2 0.07-0.7 7.0-32 160 Translucent-Opaque

Gelas 2.50 0.14-1.4 700 400 Translucent-Opaque

*UTL=Upper use temperatur limit (limit suhu maksimal)

Sumber : Labuza dan Schmidl (1982).

Selama penyimpanan dan distribusi, produk pangan terbuka pada kondisi

lingkungan. Faktor-faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban, kandungan oksigen,

dan cahaya dapat memicu beberapa reaksi yang dapat menyebabkan penurunan mutu

produk tersebut. Sebagai konsekuensi dari mekanisme tersebut, produk pangan dapat

ditolak oleh konsumen atau dapat membahayakan orang yang mengkonsumsinya

(Singh, 1994). Pengendalian suhu, kelembapan, dan penanganan fisik yang tidak

baik dapat dikategorikan sebagai kondisi distribusi pangan yang tidak normal.

Penentuan suhu pengujian umur simpan untuk jenis produk yang berbeda dapat

dilihat pada Tabel 6.

15

Tabel 6. Penentuan Suhu Pengujian Umur Simpan Produk.

Jenis produk Suhu pengujian (ºC) Suhu kontrol (ºC)

Makanan dalam kaleng 25, 30, 35, 40 4

Pangan kering 25, 30, 35, 40, 45 -18

Pangan dingin 5, 10, 15, 20 0

Pangan beku -5, -10, -15 <-40

Sumber : Labuza dan Schmidl (1982).

E. PENDUGAAN UMUR SIMPAN

Umur simpan merupakan waktu antara saat produk mulai dikemas sampai

dengan mutu produk masih memenuhi syarat untuk dikonsumsi. Labuza (1982)

menyatakan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi umur simpan bahan pangan

yang dikemas adalah keadaan alamiah atau sifat makanan dan mekanisme

berlangsungnya perubahan, misalnya kepekaan terhadap air dan oksigen dan

kemungkinana terjadinya perubahan kimia internal dan fisik, ukuran kemasan dalam

hubungannya dengan volume, kondisi atmosfer, terutama suhu dan kelembaban

dimana kemasan dapat bertahan selama transit dan sebelum digunakan, serta

kemasan keseluruhan terhadap keluar masuknya air, gas, dan bau termasuk

perekatan, penutupan, dan bagian-bagian yang terlipat.

Umur simpan produk pangan dapat diduga dan kemudian ditetapkan waktu

kadaluarsanya dengan menggunakan dua konsep studi penyimpanan produk pangan,

yaitu dengan Extended Storage Studies (ESS) dan Accelerated Sorage Studies (ASS).

ESS yang juga sering disebut sebagai metoda konvensional adalah penentuan tanggal

kadaluarsa dengan jalan menyimpan suatu seri produk pada kondisi normal sehari-

hari dan dilakukan pengamatan terhadap penurunan mutunya hingga mencapai

tingkat mutu kadaluarsa. Pendugaan umur simpan produk dilakukan dengan

mengamati produk selama penyimpanan sampai terjadi perubahan yang tidak dapat

lagi diterima oleh konsumen (Floros dalam Arpah (2001)).

Metode Arrhenius merupakan pendugaan umur simpan dengan menggunakan

metode simulasi. Untuk menganalisa penurunan mutu dengan metode simulasi

diperlukan beberapa pengamatan, yaitu harus ada parameter yang diukur secara

kuantitatif dan parameter tersebut harus mencerminkan keadaan mutu yang akan

terjadi pada kondisi ini (Syarief dan Halid, 1997). Selanjutnya menurut Syarief dan

16

Halid (1997), dalam penentuan dan umur simpan, metode Arrhenius sangat baik

untuk diterapkan dalam penyimpanan produk pada suhu penyimpanan yang relatif

stabil dari waktu ke waktu. Selanjutnya, laju penurunan mutu ditentukan dengan

persamaan Arrhenius berdasarkan persamaan berikut:

k = k0. E-Ea/RT

keterangan:

k = Konstanta penurunan mutu

k0 = Konstanta (tidak tergantung suhu)

Ea = Energi aktivasi (kal/mol)

T = Suhu mutlak (K)

R = Konstanta gas (1,986 kal/mol K)

Interpretasi Ea (energi aktivasi) dapat memberikan gambaran mengenai

besarnya pengaruh temperatur terhadap reaksi. Nilai Ea diperoleh dari slope grafik

garis lurus hubungan ln K dengan (1/T). Dengan demikian, energi aktivasi yang

besar mempunyai arti bahwa nilai lnK berubah cukup besar dengan hanya perubahan

beberapa derajat dari temperatur. Dengan demikian, nilai slope akan besar (Arpah,

2001). Kemudian besarnya nilai energi aktivasi dapat digolongkan menjadi tiga,

yaitu:

1. Kecil (Ea 2-15 kkal/mol), kerusakan produk diakibatkan karena kerusakan

karatenoid, klorofil, atau oksidasi asam lemak.

2. Sedang (Ea 15-30 kkal/mol), kerusakan produk diakibatkan karena kerusakan

vitamin, kerusakan pigmen yang larut air dan reaksi Mailard.

3. Besar (Ea 50-100 kkal/mol), kerusakan produk diakibatkan karena denaturasi

enzyme, inaktivasi mikroba dan sporanya.

Semakin sederhana model yang digunakan untuk menduga umur simpan,

maka semakin banyak asumsi yang dipakai. Asumsi-asumsi yang digunakan dalam

pendugaan metode Arrhenius adalah:

1. Perubahan faktor mutu hanya ditentukan oleh satu macam reaksi saja.

2. Tidak terjadi faktor lain yang mengakibatkan perubahan mutu.

3. Proses perubahan mutu dianggap bukan merupakan akibat proses-proses yang

terjadi sebelumnya.

4. Suhu selama penyimpanan tetap atau dianggap tetap.