understanding shelf life of foods-sent - compatibility mode

1

IPN701- Pembahasan mendalam tentang phenomena perubahan dalam bahan pangan, serta kuantifikasinya:Case: Understanding and Managing Shelf Life of Foodsphariyadi.staff.ipb.ac.id

Purwiyatno Hariyadi ----- [email protected] ..... Web: phariyadi,staff.ipb.ac.id

PEMAHAMAN MASA SIMPAN PRODUK PANGAN

IPN701Purwiyatno Hariyadiphariyadi.staff.ipb.ac.id

• Dept Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, IPB University

• 2020


Pustaka :

Hariyadi, P. 2019. Masa Simpan dan Batas KedaluwarsaProduk Pangan: Pendugaan, Pengelolaan & Penandaannya.

Gramedia, Jkt.

1

2

2



Apa itu Masa Simpan/Shelf Life?Semuanya mempunyai masa simpan atau masa pakai


Apa itu Masa Simpan/Shelf Life?Pemahaman :

Masa Simpan

distribusi

Konsumen terakhir yang mendapatkan jaminan “Produk memenuhi “daya guna seperti yang dijanjikan” Keamanan, Gzi, Mutu

The period between manufacture and retail purchase of a food product during

which the product is of satisfactory quality(IFT; 1974).

PabrikPengolahan

Bahan Baku/ Ingredien

BahanPengemas

Proses Produk

3

4

3



Kons???

Kedalu-warsa

Apa itu Masa Simpan/Shelf Life?Pemahaman :

distribusi

Konsumen tidak lagi mendapatkan jaminan “Produk

memenuhi “daya guna seperti yang dijanjikan”

Keamanan, Gzi, Mutu

Masa Simpan

PabrikPengolahan


BahanPengemas

Proses Produk


Apa itu Masa Simpan/Shelf Life?Definisi : Masa Simpan adalah waktu antara proses produksi dan kemungkinan paling akhir produk tsb dikonsumsi, dimana karakteristik produk tersebut masih tetap sesuai dengan beberapa aspek berikut :

5

6

4




Produk sesuai dgn standar keamanan Tidak bisa dikompromikan , dan

Mutu diterima (sesuai harapan) konsumen) Penting utk bisnis gain & maintain consumers loyalty



Produk sesuai dgn standar keamanan Tidak bisa dikompromikan , dan

Mutu diterima (sesuai harapan) konsumen) Penting utk bisnis gain & maintain consumers loyalty

Mutu?• Nilai gizi, fungsionalitas, nilai klaim gizi?• Kenampakan fisik? Package integrity, look (key for customers and at point of sale)

• Kesesuaian thd standard

7

8

5



PENENTUAN MASA SIMPAN

2 tahun

2 minggu3 bulan

1 tahun

6 bulanMasa Simpan????

MASA SIMPAN : Prinsip Pendugaannya


3. Konsultasi/diskusi dengan kolega/expert

2. Percobaan penyimpanan (pengujian laboratorium)

1. Studi pustaka

4. Verifikasi : Uji Inkubasi/Uji Lapang

METODA : Prinsip Pengukuran/Pendugaannya

9

10

6



a. Metoda langsung (direct method, real-time method)

b. Metoda tidak langsung (indirect method)

2. Percobaan penyimpanan (pengujian laboratorium)

METODA : Prinsip Pengukuran/Pendugaannya


Metode langsung ~ “pengukuran” masa simpan

- Untuk produk dengan masa simpan rendah

- Umumnya jenis kerusakan utamanya disebabkankarena aktivitas mikroba

- Akhir masa simpan (end of shelflife) biasanyaditentukan oleh factor keamanan pangan.

METODA : Prinsip Pengukuran Langsung

11

12

7



Metode langsung ~ “pengukuran” masa simpan

- Produk disimpan pada:

• kondisi penyimpanan tertentu,*)

• selama periode tertentu**), dan

• dilakukan pengujian (thd parameter keamanan dan mutu) pada interval waktu tertentu**)

untuk mengecek, kapan produk tersebut telah“rusak”/”tidak lagi sesuai” dengan spesifikasidiinginkan.

___*) sesuai dengan kondisi produk disimpan, distribusikan dan dijajakan di pasar**) sama atau sedikit lebih lama dari masa simpan yang diharapkan***) makin-sering makin baik, minimal 4-5 titik, dan telah diperoleh kapan produk tsb habis masa simpannya

METODA : Prinsip Pengukuran Langsung


Metode tak-langsung ~ “pendugaan” masa simpan

- Untuk produk dengan masa simpan panjang (lama)

- Akhir masa simpan biasanya ditentukan oleh factor mutu

- Perlu Percobaan/Pengujian Percepatan Masa Simpan (Accelerated Shelf Life Test/ASLT)

METODA : Prinsip Pendugaan Tak-Langsung

13

14

8



Q = kualitas (mutu)t = waktuk = konstanta laju penurunan mutun = ordo reaksi penurunan mutu

-dQ/dt = kQn




-dQ/dt = kQn

k = f (L)k dipengaruhi oleh

faktor lingkungan(suhu, kelembapan,

cahaya, dll)


15

16

9




-dQ/dt = kQn

k = f (L)k dipengaruhi oleh

faktor lingkungan(suhu, kelembapan,

cahaya, dll)

• Laju penurunan mutu (-dQ/dt) dapat dipercepat dengan mengendalikan faktor lingkungan

Produk pangan sensitive thd suhu Metode Arrhenius Produk pangan sensitif thd (uap) air Metode Kadar Air Kritis



a.Mikrobiologis? bakteri, kapang, khamir?

b. Kimiawi? klorofil, vit C., thiamin, karoten, riboflavin?

c. Gizi? protein, lemak, mutu/daya cerna?

d. Biokimia? aktivitas enzim, probiotik, antioksidan?

e. Fisik? kekentalan, warna, stabilitas emulsi?

f. Organoleptik? tekstur, penampakan/tampilan, bau, rasa?

g. Atau ????


Kenali Produk Anda !Kerusakan atau Penurunan DayaGuna/Mutu Apa yang Menyebabkan Produk Anda “tertolak” . . . (1)

17

18

10




Kenali Produk Anda & Interaksinya dgn Lingkungan

• Perlu pengujian & pemahaman (pentingnya pengalaman empiris) ttg produk

• Tentukan: Mutu produk (specific properties)??

• Daya guna seperti yang diharapkan? Siapa yang menentukan??

• Apa yang menyebabkan produk ditolak konsumen

Model kerusakan mutu ???• Bagaimana mutu produk berubah selama distribusi,

penyimpanan dan penjajaan?




• Perlu pengujian & pemahaman (pentingnya pengalaman empiris) ttg produk

• Tentukan: Mutu produk (specific properties)??

• Daya guna seperti yang diharapkan? Siapa yang menentukan??

• Apa yang menyebabkan produk ditolak konsumen

Model kerusakan mutu ???• Bagaimana mutu produk berubah selama distribusi,

penyimpanan dan penjajaan?

• batasan mutu awal (Q0)• batas mutu minimum yang diharapkan/dijanjikan

(masih layak dijual?) (Qs)

• Nilai k• Koefisien suhu (Ea, Q10, dll)

19

20

11



0 2 4 6 8 10Lama Simpan(bulan)

Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1





Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



MS

?

21

22

12




Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



MS MS

?


0 2 4 6 8 10

Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



Lama Simpan(bulan)

MS

?

23

24

13



0 2 4 6 8 10

Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



Lama Simpan(bulan)

MS MS

?



Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



1

MS1

25

26

14




Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



1

Q0-2

2

MS2



Nila

i Mut

u

Qs

Q0-1



1

MS1 MS2

2

Pengendalian:• Pengemas?• Lingkungan? • dll

27

28

15



PabrikPengolahan


BahanPengemas

Proses

Masa Simpan

distribusi

Konsumen terakhir yang mendapatkan jaminan bahwa produk memenuhi “daya guna seperti yang dijanjikan” Keamanan, Gzi, Mutu

ProdukKeluar Pabrik

BatasKedaluwarsa

Produkdi

Pasaran




PabrikPengolahan


BahanPengemas

Proses

Masa Simpan

distribusi

Konsumen terakhir yang mendapatkan jaminan bahwa produk memenuhi “daya guna seperti yang dijanjikan” Keamanan, Gzi, Mutu

Q0

BatasKedaluwarsa



Qs

29

30

16



PabrikPengolahan


BahanPengemas

Proses

Masa Simpan

distribusiQ0

BatasKedaluwarsa



Qs

Konsumentidak lagi

mendapatkan jaminan “Produk memenuhi “daya guna seperti yang

dijanjikan” Keamanan, Gzi, Mutu

<Qs




https://youc1000.com/

31

32

17







Tentukan : • Q0 = ? • Qs = ?

• Model kerusakanmutu bagaimana Q0 berubahmenuju Qs ???




33

34

18



0 2 4 6 8 10Lama Simpan (bulan)

Nila

i Mut

u

1000

Qo,1 > 1000



1

MS1


0 2 4 6 8 10Lama Simpan (bulan)

Nila

i Mut

u

1000

Qo,1 > 1000



1

Q0,2 > Q0,1

2

MS2

35

36

19



Ref: Ahmet Anbarci (2009); DIFSC, Dubi




Pendugaan Umur Simpandengan Metode Percepatan (Accelerated Shelf Life Test) :

Metode Arrhenius

IPN701_______Kasus 1

37

38

20



Pustaka :

Hariyadi, P. 2019. Masa Simpan dan Batas Kedaluwarsa Produk Pangan: Pendugaan, Pengelolaan & Penandaannya.

Gramedia, Jkt.



-dQ/dt = kQn

Perubahan Mutu Produk Selama Penyimpanan ... Kinetika

Rumus Umum perubahan Mutu :

39

40

21



Orde Nol• Mutu (overall quality) pangan beku• Pencoklatan Non-enzimatis

Orde Pertama • Kehilangan/kerusakan vitamin• Inaktivasi/pertumbuhan mikroba• Kerusakan warna oksidatif• Kerusakan tekstur karena panas

Kinetika Perubahan (Penurunan) Mutu Selama Penyimpanan ... (1)


100

80

60

40

20

0

0 2 4 6 8 10

Waktu penyimpanan (bulan)

Ku

alit

as (

mu

tu)

rela

tif

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0) :-dQ/dt = k atau Qt = Q0 - kt


41

42

22



JikaQ0 adalah mutu awal (mutu ketika produk keluar pabrik) dan Qs adalah mutu akhir (mutu produk saatharus ditarik dari pasaran), Maka

Qs= Q0 - kts

atauts = (Q0-Qs)/k

dimana ts adalah umur simpan (waktu kedaluwarsa)

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0) :-dQ/dt = k atau Qt = Q0 - kt



100

80

60

40

20

0

0 2 4 6 8 10

Waktu penyimpanan (bulan)

Ku

alit

as (

mu

tu)

rela

tif

-dQ/dt = kQ atau ln (Qt/Q0) = - kt

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1) :


43

44

23



Jika Q0 adalah mutu awal dan Qs adalah mutu akhir, maka

ln (Qs/Q0) = - kts

atauts = [ln(Q0/Qs)]/kataut1/2 = 0,693/k

dimana ts adalah Umur Simpan (waktu kedaluwarsa)

-dQ/dt = kQ atau ln (Qt/Q0) = - kt

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1) :



Orde Nol AtauOrde Pertama??

Penurunan mutu selama penyimpanan : Perbedaan antara model kinetika orde nol dan orde pertama.

40%reaksi

45

46

24





0 ORDER FIT

60%reaksi

1 ORDER FIT

?




0 ORDER FIT

60%reaksi

1 ORDER FIT

?

47

48

25



A = 100 pada t = 0 hariA = 50 pada t = 50 hari

Nilai mutu hasil perhitungan :

Waktu (hari)

n = 0 n =1

0 100 100

10

20

30

40

50 50 50

...

100


Contoh:


1 01386.050

100/50ln/ln

mutu/harisatuan 150

50

50

50100

harit

AoAk

t

AAok

Satuan (unit) untuk k berbeda; tidak bisa diperbandingkan besarannya.


Contoh:

49

50

26




Cek Pustaka


Handbook of Food Engineering, 2nd Edition. Heldman and Lund, Ed. 2007. CRC Press.

Orde Nol atau Orde Pertama?? Cek Pustaka

51

52

27



Uji Umur Simpan Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)

MODEL ARRHENIUS : mempercepat umur simpan denganmeningkatkan suhu secara terukur

Rumus umum penurunan mutu: -dQ/dt = kQn

Nilai k dipengaruhi oleh suhu [k = f(T)]:

k = k0.exp-Ea/RT

dimana: k = konsntanta laju penurunan mutuk0 = konstanta (faktor frekuensi, tidak tgt suhu)Ea = energi aktivasiT = suhu mutlak (K)R = konstanta gas; 1,986 kal/mol (8.314 J/mol.K)


Lnk = Ln ko - (Ea/R)(1/T)


(1/T)

Ln k

Perubahan nilai k terhadap perubahan suhu (T) yang dinyatakan sebagai Hubungan Arrhenius

MODEL ARRHENIUS : mempercepat umur simpan dengan meningkatkan suhu secara terukur

53

54

28



Lnk = Ln ko - (Ea/R)(1/T)

Ln ko

- Ea/R


(1/T)

Ln k

Perubahan nilai k terhadap perubahan suhu (T) yang dinyatakan sebagai Hubungan Arrhenius



Terukur?

• Suhu Lebih tinggi yang dipilih HARUS :

• Memberikan percepatan

• Tetap merefleksikan kondisi produk selama distribusi dan penyimpanan

• Tidak menyebabkan terjadniya perubahan mode reaksi kerusakan mutu (test conditions should not alter the normal of anticipated path affecting shelf-life)

Hasil uji perlu diinterpretasikan dgn hati-hati



55

56

29



Kenali produk Anda!

Laju “staling” meningkat dengan menurunnya suhu (4°C - 40°C)Laju “staling” maksimum : 4°C.

• tekstur keras• membebaskan air• pada roti staling

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami kristalisasi pada suhu rendah



Anomali Arrhenius.

Pengaruh suhu

pada laju “bread staling” :

typical negative Ea" = - 9 kcal/mol..

3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

1/T x 103

Ln (

sta

ling

rat

e)

Kenali produk Anda!

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami kristalisasi pada suhu rendah


57

58

30



ILUSTRASIPenggunaanModelArrheniusUntukPendugaan Masa Simpan


Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius

1. Lakukan penyimpanan produk pada -paling tidak-3 suhu (terukur) yang berbeda (T1 < T2 < T3)

T1 T2 T3

59

60

31



A

B

ln k

1/T

Kisaransuhu

penyimp normal

KisaranSuhuASLT

Maksimum SUHU

untuk ASLT


1. Lakukan penyimpanan produk pada -paling tidak-3 suhu (terukur) yang berbeda (T1 < T2 < T3)• Tiga (3) suhu berbeda yang mana?

• Lebih tinggi dari suhu normal penyimpanan percepatan• Tidak menyebabkan perubahan mekanisme kerusakan/penurunan

mutu


Jenis/Tipe Produk Suhu Pengujian (°C) Suhu Kontrol(°C)

Makanan Kaleng (35), 40, 45, 50 4

Pangan kering (35), 40, 45,50 -18

Chilled Products (5) ,10, 15, 20 0

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


1. Lakukan penyimpanan produk pada -paling tidak-3 suhu (terukur) yang berbeda (T1 < T2 < T3)• Tiga (3) suhu berbeda yang mana?

• Lebih tinggi dari suhu normal penyimpanan percepatan• Tidak menyebabkan perubahan mekanisme kerusakan/penurunan

mutu

61

62

32




2. Lakukan pengambilan contoh selama penyimpanan contoh mencakup 60% kemajuan reaksi.

CARI INFORMASI ttg laju kerusakan mutu dan Q10



2. Lakukan pengambilan contoh selama penyimpanan contoh mencakup 60% kemajuan reaksi.

T T (waktu penyimpanan, (hari)2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34. 36 38 30 . . .

T1 X x x x

T2 X x x x

T3 x x x x x

Buat rencana pengambilan contoh, misalnya, sbb :(T1 < T2 < T3)

CARI INFORMASI ttg laju kerusakan mutu dan Q10

63

64

33




3. Lakukan analisis ttg mutu (Q) contoh buat peta hubungan antara Q dan lama penyimpanan (t)



4. Lakukan analisis mengenai model penurunan mutunyaOrdo 0 ? Ordo 1? (cak/bandingkan dengan literatur, visual analisis)

Berapa nilai k1 pada T1, k2 pada T2, dan k3 pada T3?

65

66

34




4. Lakukan analisis mengenai model penurunan mutunyaOrdo 0 ? Ordo 1? (cak/bandingkan dengan literatur, visual analisis)

Berapa nilai k1 pada T1, k2 pada T2, dan k3 pada T3?

Suhu Nilaik

NilaiLn kT(oC) T (oK) (1/T)

T1 ? ? k1 ?

T2 ? ? k1 ?

T3 ? ? K1 ?



5. Buat peta Arrhenius (ln k vs 1/T)Cari persamaan Arrhenius : ln k = ln ko – Ea/R (1/T)

Tentukan Suhu Normal Penyimpanan (Ta) (1/Ta)

Cari nilai ln ka pada Ta(nilai k pada suhu

normal penyimpanan)

1. Gunakan persamaan2. Lakukan ekstrapolasi

67

68

35




6. Tentukan Qo dan Qs.• Standard of identity, SNI wajib, dll• Sensory• Pertimbangan lain (bisnis, daya saing)?

7. Tentukan waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan :

ts = (Q0-Qs)/ka, untuk laju reaksi ordo nol

ts = [ln(Q0/Qs)]/ka, untuk laju reaksi ordo I


TELADANPenggunaanModelArrheniusUntukPendugaan Masa Simpan

69

70

36


Tabel 5.3Data peningkatan warnacokelat* karena prosespencokelatan non-enzimatispada sistem pangansebagai fungsi waktu dan suhupenyimpanan**

______*) Warna cokelat dinyatakan sebagai nilai

Optical Density (OD)/g bahan kering.**) Dimodifikasi dari Taoukis, Labuza, dan

Saguy. 1997. “Kinetics of Food Deterioration and Shelf-Life Prediction” dalam Kenneth J. Valentas, K.J., Rotstein, E., dan Singh, R.P. (Eds). The Handbook of Food Engineering Practices. CRC Press Book.


TELADAN 1. Penggunaan Model Arrhenius



71

72

37






73

74

38



Tabel 5.4a terbaca nilai-nilai k (untuk reaksi ordo 0, padaberbagai suhu penyimpanan.

Buat Peta Arrhenius (Gambar 5.11).

Persamaan Arrhenius Ln k = 46,662 – 16762 (1/T)


Tabel 5.4a terbaca nilai-nilai k (untuk reaksi ordo 0, padaberbagai suhu penyimpanan.

Buat Peta Arrhenius (Gambar 5.11).

Gunakan : Pers Arrhenius Ln k = 46,662 – 16762 (1/T) –untuk :(i) Menentukan besarnya nilai energi aktivasi (Ea) dan (ii) Menentukan nilai k pada suhu normal penyimpanan yang

diinginkan.

Misalnya, suhu normal penyimpanan dilakukan paling tinggipada suhu 25°C:maka, nilai k pada suhu 25°C, dapat diduga sbb :



75

76

39


Jika diketahui bahwa produk mencapai batas kedaluwarsa, jika nilai kecokelatan = 0,2 OD/g bahan kering.Masa simpan dapat ditentukan sebagai berikut :

Qo = tingkat kecoklatan awal,

Qs = tingkat kecoklatan akhir

= 0,2 OD/g bahan kering

k25C = 0,000069 OD/g bahan kering/hari

Jika diketahui bahwa Qo = 0,095 OD/g bahan kering, maka :

ts = [(0,2 − 0,095)/0,000069] = 1521 hariPurwiyatno Hariyadi ----- [email protected] ..... Web: phariyadi,staff.ipb.ac.id


Tabel 5.5Penurunan konsentrasi tiamin (g/mg bahan kering) padasistem model pangan yang disimpan pada suhu 35, 45,dan 55°C untuk percobaan percepatan masa simpan



77

78

40


Purwiyatno Hariyadi ----- [email protected] ..... Web: phariyadi,staff.ipb.ac.idPurwiyatno Hariyadi ----- [email protected] ..... Web: phariyadi,staff.ipb.ac.id


Gambar 5.13 Perbandingan pemetaan data dengan menggunakan model ordo nol (A) dan/atau ordo pertama (B)



79

80

41




Gambar 5.14Peta Arhenius untuk reaksi penurunan tiamin sebagai reaksi ordo pertama



81

82

42


Hubungan Arrhenius yang diperoleh adalah:

Ln k = 37,592 – 13263 (1/T) Pers. (5.6)

Persamaan 5.6 digunakan untuk menduga nilai k pada suhu normal penyimpanan produk.

Jika diketahui/ditetapkan besarnya Qo dan Qs ,Masa simpan produk dapat diduga sbb:

ts= [ln (Qo/Qs)]/Ks , (untuk laju reaksi ordo I).




Jenis Reaksi Ea(kcal/mol)

Hidrolisis 10-20Oksidasi Lipida 15-25NEB 20-40Reaksi Enzimatis

atau degradasi microbial 50-150

Kisaran umum Nilai Energi Aktivasi (Ea) untuk beberapa reaksi kerusakan mutu

83

84

43



Kehilangan vitamin diduga dengan model Arrhenius dan jumlah aktualnya

Jumlah kehilangan (%) setelahJenis 6 bulan, pd 20oC, RH 75%Vitamin

Diduga dengan Hasilmodel Arrhenius Analisis

Vitamin C(asam askorbat) 24,0 23,0

Vitamin A 15,0 10,0

Asam Folat 8,1 7,4

Vitamin B12 9,2 7,7


Pendugaan Masa Simpandengan Metode Percepatan untuk Pangan Peka Air (Accelerated Shelf Life Test):

Model Isoterm Sorpsi Air

IPN701_______Kasus 2

85

86

44



Pangan Peka Air

• Pangan yang mutunya dipengaruhi oleh perubahan (kadar) air

• Pangan kering: kehilangan “kekeringan”nya karena menyerap (uap) air dari lingkungan

• Pangan segar: kehilangan “kesegaran”nya karena kehilangan air ke lingkungan

• Sensitivitas thd air; dikarakterisasi dengan : aw

Isotermi Sorpsi Air (Moisture Sorption Isotherm)Mempunyai kadar air kritis (critical mositure content;

CMC); yaitu kadar air maksimum (atau minumum) dimana mutu produk masih diterima (desirable quality).


Aktivitas Air (aw)

87

88

45



• Kebanyakan laju reaksi meningkat dengan meningkatnya aktvitas air• Kebanyakan laju relasi berkorelasi lebih baik dengan

aktivitas air (daripada kadar air)

Aktivitas Air (aw)

Aktivitas Air (aw)

Laju

Rea

ksi


• Kebanyakan laju reaksi meningkat dengan meningkatnya aktvitas air• Kebanyakan laju relasi berkorelasi lebih baik dengan

aktivitas air (daripada kadar air)

Aktivitas Air (aw)

Aktivitas Air (aw)

Laju

Rea

ksi

89

90

46



• Memberikan informasi ttg arah transfer uap air• Hubungan antara RH udara lingkungan penyimpanan

dan kadar air kesetimbangan produk (pada suhu yang sama) isotermi sorpsi air (moisture sorption isotherms)

Kurva Isoterm Sorpsi Air (ISA)


Kurva ISA: kurva hubungan antara RH udara lingkungan penyimpanan dengan kadar air kesetimbangan produk (yaitu kadar air produk pada saat produk telah mencaai kesetimbangan dengan udara lingkugan penyimpanannya)

Kurva Isoterm Sorpsi Air (ISA)

91

92

47



Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (1)

1. Lakukan percabaan penyimpanan produk (tanpa pengemas) pada suatu ruangan dengan berbagai RH konstant tertentu. Bisa menggunakan • Humidity chamber



1. Lakukan percabaan penyimpanan produk (tanpa pengemas) pada suatu ruangan dengan berbagai RH konstant tertentu. Bisa menggunakan • Humidity chamber• Bisa menggunakan desikator

93

94

48



Nilai aw Berbagai Larutan Garam Jenuh


2. Pilih bbrp RH lingkungan percobaan dengan memilih Lar. Garam Jenuh (dan suhu) yang t Terkendali



3. Lakukan penyimpanan sampai tercapai kesetimbangan (pastikan suhu tercatat, dan konstant) Terkendali

95

96

49



TIPS untuk mendapatkan hasil yang bisa dipercaya (reliable), perhatikan hal-hal berikut:

1. Kadar air awal produk (mi) sama untuk setiap set percobaan.

2. Berat contoh upayakan seseragam mungkin

3. Kesetimbangan umumnya perlu waktu 1-4 minggu

4. Kondisi penyimpanan (RH, T) tidak menyebabkan preaksi kimia yang menyebabkan perubahan berat perubahan berat hanya disebabkan karena kehilangan/menyerap uap air

Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (3a)

3. Lakukan penyimpanan sampai tercapai kesetimbangan (pastikan suhu tercatat, dan konstant) Terkendali



4. Lakukan analisis kadar air (basis kering) selama penyimpanan sampai tercapai kesetimbangan Buat kurva kenaikan kadar air, selama penyimpanan pada berbagai kondisi RH)

97

98

50




5. Buat peta hubungan antara kadar air (bk) dan aw (= RH/100)




99

100

51



Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (5b)



Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (5c)


101

102

52




Biskuit pada kondisi RH penyimpanan tertentu :

RH 10% k.a. 2% Kering, renyahRH 32% k.a. 4,5% Kadar air kritisRH 44% k.a. 6,5% lembek K.a kritisRH 90% k.a. 10% Lembek & berjamur

Contoh: Biskuit

6. Penentuan Kadar Air Kritis: Amati perubahan mutu (secara subyektif dan/atau objektif) yang berhubungan dengan perubahan kadar air (aw) produk


CMC?

Contoh:Hasil Pengmatan perubahan mutu (secara subyektif dan/atau objektif) yang berhubungan dengan perubahan kadar air (aw) produk Penenuan CMC Akhir masa simpan


Kadar air awal = 2,5%


103

104

53



Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (6b)

Pangan Bubuk/Tepung

Mengalir(free flowing)

Menggumpal(agglomerated)

~ 0,4

UMUMNYA ...



Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (6c)

Renyah(crunchy)

Lembek, basah(Softt,Soggy)

0,2 – 0,5

Pangan Padat Kering

UMUMNYA ...


105

106

54



Sensorycrispness

intensity ofSaltine crackers as a function of aw

Percobaan penentuan Isoterm Sorpsi Air (ISA) ... (6d)




7. Setelah diperleh Kurva ISA :

107

108

55




7. Setelah diperleh Kurva ISA : tentukan mi, mc dan me (Me

pada kondisi RH normal penympanan)


Kad

ar A

ir (

basi

s ke

ring)

Kadar air awal (mi)

Kadar air kritis (mc)

mi

mc

Setelah diperoleh kurva ISA, mc dan mi

Pendugaan Masa Kedaluwarsa: Metode SederhanaA

109

110

56



Jumlah air(maksmimum) yang

jika diserap oleh produk, maka

produk yang akan menyebabkan

produk tsb ditolak (sampai pada masa kedaluwarsanya)


Kad

ar A

ir (

basi

s ke

ring)

mi

mc



Kad

ar A

ir (

basi

s ke

ring)

Perlu Perlindungan :

Peranan kemasan untuk

menahan transmisi uap air

mi

mc



111

112

57



Laju Transmisi Uap Air (WPTR) pada suhu 38◦C & 95% RH.

Setelah diperoleh kurva ISA, mc dan mi- Pilih kemasan yang sesuai dengan masa simpan yang diinginkan



Laju perubahan kadar air = f(RH, T)Pengamatan thd kenaikan atau penyusutan berat produk (perubahan k.a) yang dikemas

Pendugaan Masa Kedaluwarsa: Metode PercepatanB

113

114

58



)( ineks PPAx

k

dt

dW

dW/dt = jumlah air yang terseserap per satu satuan waktu,

k/x = permeansi lapisan kemasan terhadap uap air

Pout = tekanan uap air di lingkungan eksternal kemasan

Pin = tekanan uap air di lingkungan internal kemasan; yaitu tekanan uap air dari produk pangan, dan

A = luas area kemasan yang memungkinkan terjadinya pindah massa air, dari lingkungan luar ke dalam produk.

Laju perubahan kadar air = f(RH, T)Pengamatan thd kenaikan atau penyusutan berat produk (perubahan k.a) yang dikemas

. . . . Pers. 5.7



Faktor-faktor yang diperlukan untuk dapat menduga masa simpan dengan metode ini adalah

(i) persamaan kurva isotermi air,

(ii) data permeansi kemasan,

(iii) luas area kemasan (A),

(iv) berat kering produk pangan (Ws), dan

(v) data kadar air produk, meliputi

• kadar air awal (mi),

• kadar air kritis (mc), dan

• kadar air kesetimbangan (me), serta

(vi) kondisi lingkungan penyimpanan normal [RH dan T].


115

116

59



Penyederhanaan:

m = b(aw) + c .... Pers. 5.8

m = kadar air dalam berat kering(g H2O/g bahan kering)

aw = aktivitas air

b = kemiringan garis lurus ISA, ditarik dari kadar air awal(mi)

c = titik potong pada sumbu m pada nilai aw = 0.

(i) Persamaan kurva isotermi air



Penyederhanaan:

m = b(aw) + c .... Pers. 5.8


aw = aktivitas air



117

118

60



Nilai m, dapat pula dinyatakan sebagai berikut:m = W/WsW = m.WsdW = dm.Ws

DimanaW = berat airWs = berat bahan kering


Penyederhanaan:

m = b(aw) + c .... Pers. 5.8


aw = aktivitas air





Pers 5.7 dan 5.8 (pada buku)

119

120

61



me = kadar air kesetimbangan produk pangan terpapar (tanpa bahan pengemas) pada RH penyimpanan normal.

mi = kadar air awal produk panganm = kadar air bahan pada waktu tPo = tekanan uap air murni pada

suhu penyimpanan (bukan tekanan uap air lingkungan eksternal), [=] cmHg. Tabel

b = kemiringan garis lurus ISA, ditarik dari kadar air awal (mi)





Kharakterstk khas produk(“sidik jari” produk)


121

122

62



Tekanan uap air murni (Po) pada suhu di bawah 100°C

Sumber: http://intro.chem.okstate.edu/1515sp01/database/vpwater.html



k/x = Permeansi kemasan, x = ketebalan kemasan, dank = konstanta permeabilitas kemasan terhadap uap air

Robertson, 1993. “Predicting the Shelf Life of Packaged Foods” dalam General Topics in Food Science and Technology

(ii) Data Permeansi kemasan

123

124

63



(iii) Data Luas Area Keamasan (A) dan (iv) Berat Kering produk

Rasio antara luas area kemasan (A) dan berat kering produk pangan (Ws) yang ada dalam kemasan, sebagai berikut:


(v) Data Kadar air produk (mi, mc dan me), dan(vi) kondisi lingkungan penyimpanan [RH dan T].

= Kts,gain

MasaSimpan

(dari mi mc)

Untuk produk kering yang “menyerap” air

125

126

64



METODE PERCEPATAN


METODE PERCEPATAN

Percepatan?a. Gunakan kemasan dengan

permeansi (k/x) lebih tinggib. Simpan pada ruangan

dengan suhu lebih tinggi(nilai Po lebih tinggi, lihatTabel 5.8).

c. Simpan pada ruangandengan RH yang lebih tinggi.

d. Memperkecil ukuran produksehingga nilai akanmeningkat,

e. Atau, kombinasi dari butir (a)dan/atau (b) dan/atau (c)dan/atau (d).

127

128

65


Purwiyatno Hariyadi ----- [email protected] ..... Web: phariyadi,staff.ipb.ac.idRef: Ahmet Anbarci (2009); DIFSC, Dubai

Pengelolaan Masa Simpan ?


Memastikan bahwa

konsumen terakhir akan

tetap mendapatkan

gaya guna produk yang

telah dijanjikan

Mengelola faktor2 kristis tsb; untuk :


1. Karakteristik produk 2. Teknologi processing3. Pengemas dan tek

pengemasan4. Kondisi penyimpanan

129

130

66



Karakteristik produk (bahan baku, ingredien) Kualitas bahan baku dan

ingridien Kandungan zat gizi, air (aw),

asam (pH), kandungan mikroba awal, dll

KENALI & KELOLA “PRODUK” ANDA

1

Pengelolaan Masa Simpan ?MASA SIMPAN :

= ditentukan oleh mata rantai yang paling lemah= ditentukan oleh faktor kritis yang paling cepat rusak


Teknologi Pengolahan?? Suhu (T) & Waktu (t) Cleaning (4T) Hygienic practices. Dll

KENALI & KELOLA PROSES PENGOLAHAN PRODUK ANDA

2



131

132

67



Pengemas & Tek Pengemasan ?? Perpindahan uap air (WVTR)? Perpindahan oksigen (OTR)? Perlindungan cahaya? Perlindungan fisik?

KENALI & KELOLA KEMASAN & PENGEMASAN PRODUK ANDA

3




Kondisi penyimpanan, distribusi & handling ???

Kondisi distribusi, penyimpanandan penjajaan? Suhu (T), Kelembaban

(RH), cahaya? Handling, transportasi? Penumpukan di gudang?

KENALI & KELOLA PROSES PANANGANAN, PENYIMPNAN PRODUK ANDA

4



133

134

68



• Masa simpan & kinetika penurunan mutu ingredien produk Anda

• Penyimpanan ingredien? (Akan didiskusikan lebih lanjut)

1. Kenali & kelola Produk Anda --Kinetika Penurunan Mutu Produk Anda



2. Kenali & kelola Proses Pengolahan Produk Anda


- Standariasi proses

- Terutama kombinasi suhu & waktu (T & t)

menentukan quality loss

Menentukan overage (formulasi?)

- Cleaning next slide

135

136

69



Cleaning

"4T" law: the success of CIP depends on:

1.the correct cleaning Time2.the right Temperature3.the Turbulence4.the Titration of cleaning solution

2. Kenali & kelola Proses Pengolahan Produk Anda --CLEANING



Parameter kemasan thd Masa Simpan :

• Karakteristik bahan pengemas• WVTR• OTR• Light barrier• Kekuatan kemasan ?

• Kerusakan kemasan?

• Perubahan warna kemasan?

3. Kenali & kelola Kemasan & Pengemasan Produk Anda


137

138

70



TIPS (http://www.dairyglobalnutrition.org/)

• Simpan produk dalam suhu yang konstan dan terkendali (pada atau di bawah 25˚C bila memungkinkan) Hindari fluktuasi suhu.

• Simpan produk di zona kering; hindari penyimpanan pada tingkat kelembaban terlalu tinggi atau ekstrim, mis. di atas 65%.

• Simpan produk jauh dari bau dan kontaminasi yang kuat.

• Kelola penyimpanan produk Cegah & menghindari kontaminasi produk.

4. Kenali & kelola Proses Pananganan, penyimpnan Produk Anda



• Penangangan produk di gudang?

• Kondisi penyimpanan (gudang)?

• Kondisi display di super-market?

• Kondisi penanganan dan penyimpanan di rumah tangga konsumen?



139

140

71



141 141




142 142



141

142

72






- Pengelolaan Q0 f(spec of ingredients; formula)

- Pengelolaan Q f(sensory; standard/reg, )

- Pengelolaan kondisi “penyimpanan dan distribusi” normal

- DLL

Memperpanjang Masa Simpan?

143

144

73






- Pengelolaan Q0 f(spec of ingredients; formula)

145

146

74




- Pengelolaan laju kerusakan f(spec of kemasan; kondisi lingkunan)



- Pengelolaan laju kerusakan f(spec of kemasan; kondisi lingkunan) + Dll (O2 and/H2O absorben)

147

148

75




- Pengelolaan laju kerusakan f(spec of kemasan; kondisi lingkunan) + Dll (O2 and/H2O absorben), display


Ingredien,

Pengemas, dll (step 1)

Process 2 Packaging Transport (step 3)

Process 1

Manufacturing (step 2)

Step 2PenentuanSpesifikasiIngredien

Step 2Penetuan

SpesifikasiProduk

Retail (step 4)

Step 2Penentuan pengaruh pengolahan pada Q

relative

Process criteria: e.g. pasteurisation or sterilisation time/temp

Product criteria: pH, aw, salt, acid, etc = f(fungsionalitas, Q, R)

Step 4Penetuan

SpesifikasiProduk

tak-layak

Memperpanjang Masa Simpan?- Ingridien?

149

150

76




https://nasional.tempo.co/read/801679/polisi-geledah-marugame-udon-ini-barang-buktinya/full&view=ok


Quality Limit(expiration date) set by supplier

Storage Time (months)

Ingridient Spec :• Acceptable spec by Industry

will affect the formulation

Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

0 2 4 6 8 10


151

152

77





Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Example Formula: 10 kg/ton

0 2 4 6 8 10





Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Formula 11.1 kg/ton

0 2 4 6 8 10


153

154

78




Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Formula 12.5 kg/ton


0 2 4 6 8 10





Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Formula 14.3 kg/ton

0 2 4 6 8 10


155

156

79





Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Formula 14.3 kg/ton

0 2 4 6 8 10

Ask the supplier:The Ingredients still “good” Can the shelf life be extended ?

Factordetermining

EOSL ?





Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

0 2 4 6 8 10

EOSL Is Not

SAFETY factor?

Theoretically … Yes you can … As long as the product you produce

comply with regulation (Food Quality and Safety standard)

And … if technically possible


157

158

80




0 2 4 6 8 10


Quality I

Q r

elat

ive

100

90

80

70

60

Quality II

Quality III

Theoretically … Yes you can … As long as the product you produce

comply with regulation (Food Quality and Safety standard)

And … if technically possible Adjust formula 16.6 kg/ton

EOSL Is Not

SAFETY factor?



Memperpanjang Masa Simpan?- Ingridien? .... TETAPI

UU PanganNo 18, 2012

159

160

81



Memperpanjang Masa Simpan?- Ingridien? .... TETAPI

UU PanganNo 18, 2012


TERIMAKASIH

phariyadi.staff.ipb.ac.id

purwiyatno_Hariyadi

@phariyadi

161

162

understanding shelf life of foods-sent - compatibility mode

Documents