aplikasi prinsip kinetika untktuk penentuan masa simpan ... · pdf file• kerusakan...

ITP530

Jurusan Teknologi Pangan dan Gizi, Fateta, IPB 1

Aplikasi Prinsip Kinetika t kuntuk

Penentuan Masa SimpanProduk Pangan

Purwiyatno Hariyadi/ITP/Fateta/IPB/30 April 2013 ITP530


ITP530




ITP530


•• Penelitian & Penelitian & pengujian pengujian UMUR SIMPANUMUR SIMPAN

PENENTUAN UMUR SIMPANPENENTUAN UMUR SIMPAN

•• pengalaman pengalaman empirisempiris

Informasi yang diperlukan:Informasi yang diperlukan:


y g py g p•• Identifikasi faktor kritisIdentifikasi faktor kritis•• batasan mutu dan batas mutu minimum yang batasan mutu dan batas mutu minimum yang

diharapkan/dijanjikan (masih layak dijual?)diharapkan/dijanjikan (masih layak dijual?)•• parameter kinetika penurunan mutu (Eparameter kinetika penurunan mutu (Eaa, Q, Q1010, dll), dll)•• kondisi mutu awalkondisi mutu awal

KINETIKA PENURUNAN MUTUKINETIKA PENURUNAN MUTU

--dQ/dt = kQdQ/dt = kQnn

Q = kualitas (mutu)Q = kualitas (mutu)t = waktut = waktuk = konstanta laju penurunan mutuk = konstanta laju penurunan mutu


k konstanta laju penurunan mutuk konstanta laju penurunan mutun = ordo reaksi penurunan mutun = ordo reaksi penurunan mutu

ITP530


100100

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)

--dQ/dt = kdQ/dt = k atauatau QQtt = Q= Q00 -- ktkt

100100

8080

6060

4040

2020alit

as (

mut

u) r

elat

ifal

itas

(m

utu)

rel

atif


2020

00

0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10

Waktu penyimpanan (bulan)Waktu penyimpanan (bulan)

Kua

Kua

Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)Penurunan Mutu Ordo Nol (n=0)

--dQ/dt = kdQ/dt = k atauatau QQtt = Q= Q00 -- ktkt

Jika ditentukan bahwa QJika ditentukan bahwa Qss adalah mutu akhir (mutu adalah mutu akhir (mutu produk saat harus ditarik dari pasaran), makaproduk saat harus ditarik dari pasaran), maka

QQss= Q= Q00 -- ktktssatauatau


atauatauttss = (Q= (Q00--QQss)/k)/k

dimana tdimana tss adalah waktu kadaluwarsaadalah waktu kadaluwarsa

ITP530


100100

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)

--dQ/dt = kQdQ/dt = kQ atauatau ln (Qln (Qtt/Q/Q00) = ) = -- ktkt

100100

8080

6060

4040

2020alit

as (

mut

u) r

elat

ifal

itas

(m

utu)

rel

atif


2020

00

0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10


Kua

Kua

Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)Penurunan Mutu Ordo Satu (n=1)

--dQ/dt = kQdQ/dt = kQ atauatau ln (Qln (Qtt/Q/Q00) = ) = -- ktkt

Jika QJika Qss adalah mutu akhir, makaadalah mutu akhir, makaln (Qln (Qss/Q/Q00) = ) = -- ktktss

atauatauttss = [ln(Q= [ln(Q00/Q/Qss)]/k)]/k

atauatau


atauatautt1/21/2 = 0,693/k= 0,693/k

dimana tdimana tss adalah waktu kadaluwarsaadalah waktu kadaluwarsa

ITP530


BEBERAPA PENURUNAN MUTU PRODUK PANGAN SELAMA PENYIMPANAN

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

Orde Pertama • Kehilangan/kerusakan vitamin


• Inaktivasi/pertumbuhan mikroba• Kerusakan warna oksidatif• Kerusakan tekstur karena panas

Orde Nol AtauOrde Pertama??


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

ITP530








ITP530



xDaerah yangMemungkinkanpembedaan antara



xx

pordo 0 dan ordo 1

Uji Umur Simpan Yang Dipercepat (Accelerated Shelf Life Test)

Berdasarkan Suhu (Metode Arrhenius)


ITP530




MODEL ARRHENIUS : mempercepat umur simpan dengan i k tk h t kmeningkatkan suhu secara terukur

Rumus umum penurunan mutu: -dQ/dt = kQn

Nilai k dipengaruhi oleh suhu :

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)



k TRaE

eokk-

=


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

(1/T)

ITP530




Ln ko

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

Ln kKemiringan

- Ea/R


(1/T)

Hubungan Arrhenius



Kenali produk Anda!

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami kristalisasi pada suhu rendah .

Retrogradasi• tekstur keras


• tekstur keras• membebaskan air• pada roti staling

ITP530




Kenali produk Anda!

Karbohidrat pd kondisi amorphous dapat mengalami kristalisasi pada suhu rendah

Laju “staling”


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

Kenali produk Anda!



Anomali Arrhenius Ln (

stal

ing

rate

)


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

ITP530


100100

8080elat

ifel

atif T1 > T2 > T3

Ilustrasi Penggunaan Model ArrheniusIlustrasi Penggunaan Model Arrhenius

8080

6060

4040

2020

Kual

itas

(mut

u) r

eKu

alita

s (m

utu)

re

T1

Jumlah & frekuensi sampling!


00

0 2 4 6 8 100 2 4 6 8 10


KK T2T3

Dengan melakukan pengujian laju kerusakan mutu pada -paling tidak- 3 suhu yang berbeda; yaitu :

• Suhu yg lbh tinggi daripada suhu penyimpanan normal

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 1

• Suhu yg tidak menyebabkan perubahan mekanisme kerusakan/penurunan mutu produk

• Kenali produk Anda hub Arrhenius:

ln k

Kisaran suhu

penyimp normal

KisaranSuhuASLT


A

B

1/T

Maksimum suhu

untuk ASLT

ITP530


Tiga (3) suhu berbeda yang mana?Tiga (3) suhu berbeda yang mana?


Jenis/Tipe Jenis/Tipe ProdukProduk

Suhu Pengujian Suhu Pengujian ((°°C)C)

Suhu Kontrol Suhu Kontrol ((°°C)C)

Makanan dalam Makanan dalam KalengKaleng

30, 35, 40, 4530, 35, 40, 45 44

Pangan keringPangan kering 30, 35, 40, 4530, 35, 40, 45 --1818


Chilled ProductsChilled Products 5, 10, 15, 205, 10, 15, 20 00

Pangan bekuPangan beku --5, 5, --10, 10, --1515 < < --4040

Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3a

Penentuan frekuensi pengambilan contoh :


ITP530


Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius .. 3b

Penentuan frekuensi pengambilan contoh :

Masa simpan pada suhu 5oC= 12 bulan

Jika Q10=2 ASLT (pada suhu 25oC) : 3 bulan

Jika Q10=3 ASLT (pada suhu 25oC) : 1.3 bulan

Jika Q10=4 ASLT (pada suhu 25oC) : 23 hari


Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal :Nilai k pada suhu penyimpanan yang normal :dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius dapat diduga dengan mengunakan persamaan Arrhenius

k = kk = koo.exp.exp--Ea/RTEa/RT


oo pp

ln k = ln kln k = ln koo –– Ea/R (1/T)Ea/R (1/T)

Ln kDan, lakukan Dan, lakukan esktrapolasi untukesktrapolasi untuk


Ta(suhu peryimpanannormal)

Ln k

1/TDaerah experiment -accelerated

T1 T2 T3

esktrapolasi untuk esktrapolasi untuk menentukan menentukan nilai k pada suhu nilai k pada suhu penyimpanan normal :penyimpanan normal :

ITP530


Tentukan Qs.Tentukan Qs.•• Standard of identity, SNI, dllStandard of identity, SNI, dll


•• SensorySensory•• Rule 80/80Rule 80/80

Waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan :Waktu kadaluwarsa dapat diduga dengan :

ttss = (Q= (Q00--QQss)/k, untuk laju reaksi ordo nol)/k, untuk laju reaksi ordo nol


ss (Q(Q00 QQss)/ , j)/ , jttss = [ln(Q= [ln(Q00/Q/Qss)]/k : untuk laju reaksi ordo I)]/k : untuk laju reaksi ordo I



ITP530




Ilustrasi Penggunaan Model Arrhenius8


ITP530






ITP530


Jumlah kehilangan beberapa vitamin diduga dengan Jumlah kehilangan beberapa vitamin diduga dengan menggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnyamenggunakan model Arrhenius dan jumlah aktualnya

Jumlah kehilangan (%) setelahJumlah kehilangan (%) setelahJenisJenis 6 bulan, pd 206 bulan, pd 20ooC, RH 75%C, RH 75%Jenis Jenis 6 bulan, pd 206 bulan, pd 20 C, RH 75%C, RH 75%Vitamin Vitamin

Diduga denganDiduga dengan HasilHasilmodel Arrheniusmodel Arrhenius AnalisisAnalisis

Vitamin CVitamin C(asam askorbat)(asam askorbat) 24,024,0 23,023,0


Vitamin AVitamin A 15,015,0 10,010,0

Asam FolatAsam Folat 8,18,1 7,47,4

Vitamin B12Vitamin B12 9,29,2 7,77,7


terimakasih

aplikasi prinsip kinetika untktuk penentuan masa simpan ... · pdf file• kerusakan...

Documents