[TUGAS] Tentang Modified Atmosphere Packaging (MAP)

Tugas Mata Kuliah Pengemasan dan Penyimpanan Pangan 


Indah Nur Fitria / 105090101111005 
Biologi,  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya , Malang 
2013 
Modified Atmosphere Packaging (MAP) merupakan salah satu cara pengemasan untuk mengatur faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kegiatan metabolik dan fisiologik komoditas yang disimpan. MAP dilakukan dengan mengatur komposisi udara disekitar bahan sehingga berbeda dengan komposisi udara atmosfer dalam rangka menghambat proses metaboliknya sehingga umur simpan komoditas dapat diperpanjang. Gas yang umum digunakan dalam MAP adalah oksigen, karbondioksida, dan nitrogen (Sutrisno dkk, 1999). Menurut Fellow (2000) pada dasarnya MAP dibuat untuk menahan keluar masuknya gas sehingga konsentrasi gas didalam kemasan berubah dan menyebabkan laju respirasi produk menurun, mengurangi pertumbuhan mikroba, mengurangi kerusakan oleh enzim serta memperpanjang umur simpan. MAP banyak digunakan dalam kemasan buah-buahan, sayuran segar serta bahan-bahan pangan yang siap santap (ready-to eat). Menurut Castro et al, (1994) laju respirasi dipengaruhi oleh konsentrasi O2, dan suhu. Pengaruh konsentrasi pada laju respirasi O2 menjadi lebih tinggi pada suhu 250C, dari pada 00C.
MAP berkembang dengan pesat, hal ini dikarenakan kemajuan fabrikasi film kemasan menghasilkan kemasan dengan permeabilitas gas yang luas serta tersedianya absorber untuk O2, CO2, etilen, dan air. Pengemasan dalam film permeabel merupakan sistem dinamik yang meliputi dua proses terjadi secara simultan, yakni proses pernapasan dan perembesan gas keluar atau kedalam kemasan. Oksigen akan secara terus-menerus digunakan  untuk kegiatan pernapasannya yang akan menghasilkan CO2, H2O, dan energi panas. Hal tersebut akan menyebabkan terjadinya perbedaan konsentrasi antara bagian dalam dan luar kemasan yang mengakibatkan perembesan O­2 kedalam kemasan. Konsentrasi CO2 pada saat yang bersamaan akan semakin bertambah dan mulai merembes keluar kemasan (Sutrisno et al, 1999).


2.2 Kelebihan dan Kelemahan Teknik Modified Atmosphere Packaging (MAP)
Menurut Mangaraj (2009) teknik pengemasan Modified Atmosphere Packaging (MAP) memiliki bebrapa kelebihan dan kelemahan, yaitu :
1.        Kelebihan:
·         Dapat menahan keluar masuknya gas sehingga konsentrasi gas di dalam kemasan berubah dan menyebabkan laju respirasi produk menurun,
·         mengurangi pertumbuhan mikrobia, mengurangi kerusakan oleh enzim,
·         memperpanjang umur simpan, tidak mahal (relatif terhadap harga produk yang dikemas), ramah lingkungan, mempunyai nilai estetika yang dapat diterima,
·         sesuai untuk sistem distribusi, dapat mengurangi konsentrasi oksigen pada level yang sangat rendah (ultra-low level), produk mempertahankan bentuk dan tekstur,
·         produk mempertahankan kandungan vitamin, rasa, dan kandungan lemak, dan
·         warna natural dari produk yang dikemas terawetkan.
2.        Kelemahan :
·         Diperlukan pemeriksaan suhu, perbedaaan komposisi gas pada masing-masing jenis produk, membutuhkan pelatihan khusus untuk operator dan peralatan, kemasan yang ditingkatkan volumenya mempunyai dampak pada pengangkutan, manfaat hilang sekali ketika kemasan dibuka atau bocor, dan keselamatan produk dibentuk untuk beberapa makanan.
2.3 Bahan Pengemas Teknik Modified Atmosphere Packaging (MAP)
Metode pengemas MAP ini membutuhkan penggunaan bahan yang dapat membawa gas, yang hanya membolehkan sangat sedikit saja gas yang dapat dapat menyebar kedalam produk. Pengemasan ini dibuat dengan menggunakan plastik film yang memiliki permeabilitas tinggi terhadap keberadaan gas. MAP untuk produk segar harus diberikan suatu oksigen agar menjaga proses metabolisme aerobik dari produk tersebut. Sedangkan keberadaan CO (karbon dioksida) harus ditiadakan untuk menghindari adanya gas yang membahayakan (Cortivo, 2008).
Permeabilitas dari suatu bahan pengemas dapat menentukan kondisi atmosfer yang akan mempengaruhi masa bertahan (shelflife) suatu produk. Jika atmosfer lebih tinggi CO (oksigen yang dibutuhkan rendah), maka bahan yang digunakan harus bersifat impermeabel terhadap gas. Sayuran dan buah – buahan membutuhkan jumlah oksigen tertentu untuk menjaga kualitas produk, bahan yang digunakan harus sedikit permeabel terhadap oksigen (Farber, 2001).
Secara umum menurut O’Beirne (1990), bahan yang digunakan untuk Modified atmosphere packaging antara lain:
1.      Bahan kaca dan logam
2.      Bahan yang sedikit kaku dan plastik
Kombinasi dari bahan yang sedikit kaku (semi rigid) dan bahan penutup (lid) yang fleksibel dengan permeabilitas yang cocok untuk dapat digunakan pada produk yang membutuhkan perlindungan fisik selama distribusi.
3.      Bahan yang fleksibel
Bahan plastik yang bersifat fleksibel terdiri hampir 90% dari bahan yang digunakan untuk MAP dan sisanya adalah bahan kertas,paperboard, aluminium foil, logam, kaca. Bahan – bahan ini menyediakan  batas untuk permeabilitas terhadap gas dan uap air yang dibutuhhkan untuk MAP.

Beberapa hal yang diperhatikan dalam memilih bahan pengemas untuk MAP antara lain (Farber, 2001):
a.       Tipe dari pengemasan (kaku atau semi kaku, atau kantong yang flexibel (flexible pouch),
b.      Sifat dari bahan pengemas (permeabilitas terhadap gas atau tidak),
c.       Sifat fisik dari suatu pengemas (kekuatan),
d.      Integritas dari cara penutupan pengemas.
Menurut Farber (2001), Modified atmosphere packaging sering menggunakan plastik film, biasanya dikombinasi dengan laminating dan co-extrusion (untuk dapat bertahan terhadap tekanan). Jenis plastik yang digunakan dalam metode pengemasModified atmosphere packaging (MAP) antara lain :
1.        Polyethylene
Polyethylene adalah bahan yang secara umum dapat digunakan untuk proses segel yang kedap udara dan kemampuan segel dapat menghindarkan dari kontaminasi.
2.        Polyolefin
Polyetilen dengan densitas rendah : bahan ini bersifat sangat serbaguna dan merupakan bahan plastik yang banyak digunakan untuk pengemasan. Bahan film ini memiliki permeabilitas terhadap uap air yang rendah dan permeabilitas gas yang tinggi. Ethylene Vinyl Acetate memiliki kualitas penyegelan yang sangat baik. Ketika digunakan bahan film yang lainnya untuk tutup (lid) low-density polyetilen dapat dimodifikasi dengan laminating, lapisan tahan tekanan (extruction coated), atau co extruded, memilikipermeabilitas yang tinggi terhadap gas dan uap air. Namun bahan ini sedikit rapuh dan mudah rusak.
·         Linier Low-Density Polyetylene (LLDPE) : memiliki kekuatan yang lebih baik, resisten terhadap air, dapat direnggangkan lebih kuat, memiliki resistensi yang lebih kuat agar tidak pecah / rusak dan lebih resisten terhadap kebocoran.
·         High Density Polyethylene : HDPE memiliki sifat bahan yang lebih kuat, keras, buram dan lebih tahan terhadap suhu tinggi. Memiliki kemampuan gas-barrier yang lebih baik jika dibandingkan LLDPE, namun jennis plastik ini tidak jernih (buram).
·         Polypropylene (PP) dan Oriented Polypropylene (OPP) : secara kimiawi, PP mirip dengan polyethylene dan dapat berupaextruded atau co-extruded. OPP memilikii pertahanan terhadap kelembaban yang tinggi dan gas 10x dibandingkan polyethylene. OPP juga resisten terhadap lemak. OPP dilapisi dengan polyvinylidene (PVdV).
·         Co-extruded Oriented Polypropylene (COPP) : Tipe film ini seringkali digunakan untuk pengemasan vertical form-fill-seal packs. Bahan ini tahan secara baik terhadap kelembapan uap air. Selain itu agar tahan terhadap gas dapat diperbaiki dengan dilapisi menggunakan PVdV. COPP dapat dilaminating jika digunakan sebagai bahan untuk penutup (lid). Bahan ini digunakan jika menginginkan adanya aliran gas pada MAP. Biasanya digunakan untuk breathable packages untuk produk segar.
·         Inomer : Bahan inomer salah satunya adalah Polymer dari ethylen, Surlyn A. Bahan tersebut mirip dengan polyethylene, namun memiliki banyak kelebihan yang lainnya.
3.      Vinyl Polymer
·         Ethylene Vinyl Acetate Co-polymer (EVA): polimer dengan fleksibelitas yang tinggi pada bentuk lembarannya dan memiliki permeabilitas yang tinggi terhadap uap air dan gas.
·         Poly Vinyl Chloride (PVC): secara luas digunakan sebagai bahan pengemas thermoformable untuk MAP. PVC tahan terhadap gas dan uap air. Memiliki resistensi terhadap lemak.
·         Polyvinylidene Chloride (PVdC) Co-polymer: digunakan untuk MAP sebagai lapisan yang tahan terhadap gas sebagai penutup (lid) film. Bahan ini memiliki permeabilitas yang rendah terhadap uap air dan gas.
·         Ethylene Vinyl Alcohol (EVOH): Sensitif terhadap kelembaban, bahan yang tahan terhadap gas yang sangat tinggi.
4.        Styrene Polymers
·      Polyetyrene : Bahan yang termo-plastik dengan kekuatan kerenggangan yang sangat tinggi, namun tidak tahan terhadap uap air, kelembaban, dan gas. Polystyrene bersifat rapuh, maka harus dicampur dengan sytrene-butadiene ataustyrene polybutadiene.
·         High-impact Polystyrene : bahan ini tidak tembus pandang, thermoformable, tidak seberapa tahan terhadap gas, dan digunakan sebagai komponen dari laminate atau co-extrusion.
5.        Polyamides
Bahan yang seringkali digunakan adalah Nylon-6. Pada MAP, film ini dapat dilaminating atau dilapisi dengan polyethylene dan digunakan sebagai bahan penutup (lid).
6.        Polyesters : Polyethylene Terephthalete (PET)
PET digunakan pada berbagai bentuk dari MAP, sebagai bahan penutup (lid) yaitu 12µ polyester / 3µ PVdC.
7.        Polymer lainnya
Film yang biasanya digunakan untuk thermoforming adalah polycarbonate dan Acrylonitrite Butadieine Styrene (ABS).

2.4 Penggunaan Teknik Modified Atmosphere Packaging (MAP) pada Bahan Pangan
Penggunaan MAP dilakukan pada makanan untuk memperpanjang masa awet makanan tanpa diberikan zat pengawet tambahan. MAP (modified atmosphere packaging) diberikan pada makanan misalnya, daging, keju, roti, ikan, makanan laut, buah dan sayur-sayuran. Penggunaan untuk masing-masing bahan makanan berbeda-beda karena perbedaan karakteristik setiap bahan yang digunakannya.

MAP dengan persentase karbon dioksida tertinggi lebih efektif dibandingkan dengan pengemas vacum dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen dan pembusuk pada produk ikan. Bakteri gram negatif seperti Pseudomonas, Psychrobacter, Vibrio, Shewanella dan Photobacterium serta bakteri gram postif seperti Baccillus, Clostridium, Lactobacillus, Micrococcusdan B. thermosphacta ditemukan pada ikan air laut. Mikroba yang mendominasi pada produk ikan yaitu bakteri gram positif, dimana bakteri tersebut memiliki kemampuan yang rendah melawan pembusukan. Hal tersebut menjadi alasan untuk memperpanjang shelf life produk ikan-ikanan khususnya untuk ikan tropis. Mekanisme pembusukan terjadi karena mikroba pembusuk seperti bakteri gram negatif (Pseudomonas, S. putrefaciens, dan Photobacterium phosphoreum) mendegradasi komposisi protein, asam amino dan senyawa nitrogen menjadi amino, ammonia, sulfat organik dan sulfat hidrogen. Laju pembusukan lebih tinggi apabila pH rendah sehingga pH harus ditingkatkan melebihi 5,2 dimana pada kondisi tersebut dapat menghambat pertumbuhan bakteri pembusuk khususnya bakteri fakultatif anaerob.  Aplikasi dari modifikasi atmosfer dengan CO2sudah diketahui dapat memperpanjang masa simpan produk makanan karena mengendalikan pertumbuhan mikroba. Laju deteriorasi ikan dan udang lebih rendah pada saat disimpan dalam lemari dengan dilarutkan CO2 dibandingkan dengan disi mpan di dalam es. MAP dengan intensitas CO2 yang tinggi dapat menghambat persentase mikroorganisme pembusuk dimana menyebabkan kebusukan pada udang, kecuali Carnobacterium divergens dan C.maltaromaticum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa udang yang dikemas pada 35 sampai 100% CO2, komposisi gas O2 atau nitrogen dan juga 50 sampai 100% dapat mengendalikan pertumbuhan mikroba. CO2 dapat menunda pembusukan pada makanan segar dengan menghambat aerobik, psychotrophic, dan bakteri pembusuk gram negatif (Velu dkk, 2013).

2.5 Perkembangan Modified Atmosphere Packaging (MAP)
Pengembangan pada sistem pembungkus aktif / active packaging, adalah suatu perkembangan teknologi MAP yang masihbaru dan penting. Metode kemasan aktif juga memodifikasi komposisi udara di dalam kemasan bahan pangan. Teknik tersebut mempunyai kemampuan sebagai penghalang embun untuk sayur-mayur dan buah-buahan yang segar atau penghalang oksigen untuk mencegah perubahan warna.
Tabel 2. Contoh sistem pembungkus aktif (Fellows, 2000)

Metode	Variasi	Contoh Produk
Oksigen Scavenger(Absorber) Karbondioksida scavenger(Absorber) / Emitter Bahan Pengawet Etanol Emiter Penyerap Embun Temperatur Atau Kelembaban	  Besi oksida bubuk   Ferro-Karbonat   Iron/Sulphur   Katalisator Platina   enzim Glucose-Oxidase   enzim Alkohol Oxidase   Besi bubuk   Oxide/KalSium Hidroksida   Karbonat/logam mengandung besi   BHA/BHT   Sorbat   Campuran air raksa   Sistem Zeolit   percikan Etanol   Kapsul Etanol   selimut PVA   Plastik  non-woven   kontainer PET   Busa	daging, pizza kulit, roti, kue beras. Kopi, dan daging segar. Daging, Ikan, Roti, Gandum, Keju Kue, Roti, Roti kismis, Kue tarcis, Ikan Ikan, Daging, Unggas Es, daging, unggas, ikan

Etanol digunakan sebagai bahan pengawet selama berabad-abad lamanya. Pada konsentrasi yang tinggi etanol dapat mendenaturasi protein dari kapang dan ragi sehingga dapat bersifat sebagai antimikroba walapun pada dosis yang rendah. Penyemprotan etanol pada bahan pangan sebelum dikemas dapat memberikan pengaruh yang baik, tetapi pada beberapa kasus pemberian etanol yang dimasukkan ke dalam sachet sehingga dapat mengahsilkan uap etanol lebih baik dari pada penyemprotan etanol. Etanol emitters dengan nama dagang Ethicap terdiri dari campuran etanol dan air yang dijerap pada bubuk silika oksida, dan dimasukkan ke dalam sachet yang terbuat dari kertas dan kopolimer etil vinil asetat (EVA). Bau alkohol dapat ditutupi dengan penambahan flavor seperti vanila, pada sachet. Ukuran sachet  tergantung pada aktivitas air (aw) bahan pangan dan masa simpan yang diinginkan (Fellows, 2000).
Absorber oksigen umumnya digunakan untuk menyerap oksigen pada bahanbahan pangan seperti hamburger, pasta segar, mie, kentang goreng, daging asap (sliced ham dan sosis), cakes dan roti dengan umur simpan panjang, produk-produk konfeksionari, kacang-kacangan, kopi, herba dan rempah-rempah. Penggunaan kantung absorber O2 memberikan keuntungan khususnya untuk produk-produk yang sensitif terhadap oksigen dan cahaya seperti produk bakery dan pizza, daging ham yang dimasak dimana pertumbuhan jamur dan perubahan warna merupakan masalah utamanya (Thippareddi & Randall, 2010).
Lapisan absorber untuk uap air (Drip-absorber pad) biasanya digunakan untuk pengemasan daging dan ayam, terdiri dari granula-granula polimer super absorbent di antara dua lapisan polimer mikroporous atau non-woven yang bagian pinggirnya dikelim. Absorber ini akan menyerap air serta mencegah perubahan warna dari produk dan kemasan. Polimer yang sering digunakan untuk menyerap air adalah garam poliakrilat dan kopolimer dari pati. Polimer superabsorben ini dapat menyerap 100-500 kali dari beratnya sendiri. Alat yang sama dengan skala yang lebih besar digunakan untuk menyerap lelehan es pada transportasi ikan segar dan hasil laut lain melalui udara (Fellows, 2000).
Penurunan kelembaban relatif di sekitar kemasan akan menurunkan aktivitas air di permukaan bahan pangan, sehingga dapat memperpanjang umur simpannya. Kondisi ini dapat diperoleh dengan cara menyerap air dalam bentuk fase uapnya sehingga penggunaan humektan lebih efektif daripada polimer superabsorbing. Perusahaan Showa Denko Co., di Jepang telah mengembangkan film (Pichit) yang dapat menyerap uap air dan digunakan untuk rumah tangga. Film ini dilaminasi dengan propilen glikol dan polivinil alkohol (PVA). Film PVA akan menahan glikol tapi permeabilitasnya terhadap air sangat tinggi. Bahan pangan dibungkus di dalam selofan kemudian dimasukkan ke dalam kantung Pichit dan disimpan dalam refrigerator. Perbedaan aktivitas air antara bahan pangan dan glikol berarti bahwa air ditarik dari permukaan bahan pangan dan diabsorbsi oleh film. Pengaruh yang diinginkan, misalnya mengeringnya permukaan biasanya akan terjadi dalam waktu 4-6 jam. Masa simpan ikan yang disimpan dikemas dengan bahan penyerap air ini 3-4 hari lebih panjang dari pada ikan yang dikemas tanpa penyerap air. Kantung Pichit dapat digunakan kembali yaitu untuk 10 kali penggunaan setelah bahan yang dikemas dikeluarkan dengan cara mencuci kantung di dalam air dan dikeringkan. Penambahan bahan anti kabut (anti fog) yang dicampur dengan resin polimer sebelum proses ekstrusi dapat mencegah timbulnya kabut dan embun di permukaan kemasan. Bahan amfifilik akan menurunkan tegangan permukaan di antara polimer dan konsendasi air, akibatnya tetesan air akan menyebar sebagai lapisan tipis yang transparan di permukaan film polimer. Konsumen akan dapat melihat dengan jelas produk yang ada di dalamnya, tetapi air masih tetap ada dan berpotensi untuk menyebabkan kebusukan. Oleh karena itu, perlakuan ini hanya digunakan untuk memperindah bentuk kemasan aktif tapi tidak untuk memperpanjang masa simpannya (Fellows, 2000).



Aguilera, Rocio R., Jorge C.O., Julio C.M., & Pramod V.M. 2011. Effect of Modified Atmosphere Packaging on Quality Factors and Shelf-Life of Surface Mould Ripened Cheese: Part I constant temperature. Food Science and Technology Volume 44, Issue 1: 330–336
Ali, H.M. 2008. Modul Pembelajaran Berbasis SCL. Universitas Hassanudin. Makasar
Castro, J.M., M.A.Rao, J.H. Hotchkiss and D.L Downing. 1994. Modified Atmosphere Packaging of Head Lettuce. J. Food Processing and Preservation. 4(2) : 295-304Cortivo, Gionmarco. 2008. Polimer Sebagai Bahan Baku Kemasan Pangan. Majalah Food Review referensi industri & teknologi pangan Indonesia vol.III no.2 Februari 2008. PT. Media Pangan Indonesia. Bogor

Farber, J.M., 2001. Microbiological Aspects of Modified -Atmosphere Packaging Technology - A Review, J.Food Protection, Vol.54, No.1, pp.58 - 70.
Fellows,P.J. 2000. Food Processing Technology. Principles  and  Practice: 2nd  Ed. Woodhead Publishing Ltd. Cambridge
Freshplaza. 2009. http://www.freshplaza.com/2009/1012/hefestus2.jpg. Diakses 26 Maret 2013
Guynot, M. E., S. Mari´N, V. Sanchis, & A. J. Ramos. 2003. Modifed Atmosphere Packaging for Prevention of Mold Spoilage of Bakery Products with Different pH and Water Activity Levels. Journal of Food Protection, Vol. 66, No. 10: Pages 1864–1872