MODEL MATEMATIK PERUBAHAN KADAR AIR UNTUK MEMPREDIKSI UMUR SIMPAN GULA SEMUT DALAM KEMASAN

HARY KURNIAWAN, Dr. Ir. Nursigit Bintoro, M.Sc.

2014 | Tesis | S2 Mekanisasi/Teknik Pertanian

Tujuan penelitian ini adalah memprediksi umur simpan gula semut dalam kemasan polietilen dan aluminium foil yang disimpan pada suhu 35,5; 30,2; 24,9; 16,4°C dan RH : 77%; 96,8%, menggunakan model matematik perubahan kadar air yang melibatkan faktor permeabilitas kemasan dan aktivitas air. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada rentang suhu 16,4 – 35,5°C, nilai permeabilitas kemasan terhadap uap air untuk kemasan polietilen dan aluminium foil masing-masing sebesar 1,08.10-6 – 1,53.10-6 g/Pa.s.m2 dan 1,05.10-7 – 8,80.10-7 g/Pa.s.m2. Nilai permeabilitas kedua kemasan ditentukan melalui pendekatan model Arrhenius dengan parameter Pmo untuk kemasan polietilen dan aluminium foil masing-masing sebesar 2,76.10-4 dan 5,81.10-3, dan energi aktivasi (Ea) kemasan polietilen dan aluminium foil masingmasing sebesar -745,17 kJ/mol dan -1245,24 kJ/mol. Pada rentang suhu 16,4 – 35,5°C dan RH 77% - 96,8% kadar air setimbang gula semut sebesar 36,42 – 70,12 % db. Kadar air sorpsi isotermis gula semut merupakan kurva isotermis tipe III yang merupakan karakteristik dari produk pangan dengan kadar gula tinggi. Kadar air setimbang gula semut diprediksi menggunakan model GAB dengan parameter K, C dan Xm yang ditentukan melalui model Arrhenius sehingga diperoleh Ko = 8,77 dengan Ea = -311,63 kJ/mol, Co = 3,15 dengan Ea = 5138,42 kJ/mol dan Xmo = 9,37 dengan Ea = 3169,63 kJ/mol. Model matematika perubahan kadar air yang melibatkan faktor permeabilitas kemasan dan aktivitas air dapat digunakan dengan baik untuk memprediksi perubahan kadar air gula semut yang disimpan dalam kemasan, suhu dan RH tertentu. Hal ini dibuktikan dengan nilai koefisien determinasi (R2) mendekati 1 dan nilai standart error of estimate (SEE) yang lebih kecil dari standar deviasi. Berdasarkan nilai kadar air kritis sebesar 6,80% db, umur simpan gula semut dalam kemasan aluminium foil tidak dapat diprediksi karena model matematika tersebut hanya dapat dapat memprediksi dengan baik kadar air gula semut hingga 1,54% db untuk RH 77% dan 1,65% db untuk RH 96,8%. Namun model matematika tersebut dapat memprediksi dengan baik umur simpan gula semut dalam kemasan polietilen, yaitu sebesar 112 – 491 hari untuk RH 77% dan 86 – 414 hari untuk RH 96,8%. Katakunci : Gula semut, kadar air setimbang gula semut

The objectives of this study is to predict the shelf life of packed granulated palm sugar in polyethylene and aluminum foil packaging stored at 35.5; 30.2; 24.9; 16.4°C and 77%; 96.8% in RH, using mathematic models of moisture content changes involving factor of permeability and water activity. The result indicates that between of 16.4 to 35.5°C and RH 77% to 96.8% the water vapor permeability for polyethylene is at 1.08.10-6 – 1.53.10-6 g/Pa.s.m2 and for aluminum foil at 1.05.10-7 – 8.80.10-7 g/Pa.s.m2. The values of Permeability on both of packaging determined by Arrhenius model with Pmo for polyethylene and aluminum foil is 2.76.10-4 and 5.81.10-3 respectively, and activation energy (Ea) of polyethylene and aluminum foil packaging -745.17 kJ/mol and -1245.24 kJ/mol respectively. Between of 16.4 to 35.5°C and RH 77% to 96.8%, equilibrium moisture content of granulated palm sugar is 36.42 to 70.12% db. The moisture sorption isotherm of granulated palm sugar is type III isotherm curve that is characteristic of food products with high sugar content. Equilibrium moisture content of granulated palm sugar is predicted using GAB model that K, C and Xm parameter is determined by Arrhenius models to obtain Ko = 8.77 with Ea = -311.63 kJ / mol, Co = 3.15 with Ea = 5138.42 kJ / mol and Xmo with Ea = 9.37 = 3169.63 kJ / mol. Mathematical model involving factor of permeability and water activity was proven to be usefull on predicted the changes moisture content of granulated palm sugar in different packaging, temperature and RH particularly. This is evidenced by the coefficient of determination (R2) near to 1 and the standard error of estimate (SEE) value smaller than the deviation standard. Based on the value of critical moisture content was 6.80%, the shelf life of packed granulated palm sugar in aluminum foil can not be predicted because the mathematical model can only predict the changes moisture content of granulated palm sugar up to 1.54% db to 77% RH and 1.65% db to 96.8% RH. However, the mathematical model can assure well prediction on the shelf life of packed granulated palm sugar in polyethylene, that is 112 – 491 days to 77% RH and 86 – 414 days for 96.8% RH. Keyword : granulated palm sugar, equilibrium moisture content of granulated palm sugar

Kata Kunci : Gula semut, kadar air setimbang gula semut