Disertasi_S3 F2601211009_Nina Jusnita

Abstract

Kemasan pangan telah mengalami evolusi yang signifikan seiring dengan meningkatnya tuntutan keamanan dan kualitas produk. Pada awalnya, kemasan hanya berfungsi sebagai pelindung fisik yang bersifat pasif berbasis plastik petrokimia yang sulit terdegradasi dan menimbulkan permasalahan lingkungan serius. Hal ini disebabkan oleh sifatnya yang sulit terdegradasi, sehingga mendorong peralihan menuju kemasan biopolimer yang ramah lingkungan. Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, konsep kemasan berkembang menjadi kemasan aktif yang mampu menghambat kerusakan produk secara langsung, hingga kemasan cerdas yang dapat memantau dan mengomunikasikan kondisi mutu produk secara real-time kepada konsumen. Gelatin sebagai biopolimer merupakan matriks yang menjanjikan karena sifatnya yang biodegradable, biokompatibel dan mampu membentuk film dengan baik. Inkorporasi ZnO sebagai agen antibakteri yang memberikan sifat aktif dan ekstrak tanaman yang mengandung antosianin sebagai pigmen alami yang sensitif terhadap pH memberikan sifat cerdas, berpotensi menghasilkan sistem kemasan yang bersifat aktif dan cerdas. Penelitian ini bertujuan mengembangkan film kemasan berbasis gelatin yang diinkorporasi dengan nanopartikel ZnO (NPZnO) dan ekstrak tanaman dari sumber lokal. Film yang dihasilkan diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai kemasan aktif dan cerdas yang berkelanjutan untuk mempertahankan kesegaran filet ikan nila selama penyimpanan pada suhu 4 oC. Pada tahap pertama, dilakukan eksplorasi dan karakterisasi potensi antosianin dari empat sumber lokal sebagai indikator pH alami terhadap buah buni (Antidesma bunius (L.) Spreng), buah juwet (Syzygium cumini (L.) Skeels), kelopak kembang sepatu merah (Hibiscus ? archeri W. Watson) dan bunga honje merah (Etlingera hemisphaerica (Blume) R.M.Sm.). Ekstraksi dilakukan dengan metode ultrasound-assisted extraction menggunakan pelarut etanol 96%. Kandungan total antosianin berkisar antara 33,06–88,89 mg C3G/g ekstrak, dengan ekstrak kelopak kembang sepatu merah memiliki kandungan tertinggi (88,89 ± 1,40 mg C3G/g) dan aktivitas antioksidan terbesar (25,46 ± 1,62 mg AEAC/g sampel). Korelasi kuat antara kandungan total antosianin dan aktivitas antioksidan (r = 0,859; p < 0,001) menunjukkan bahwa antosianin berperan penting terhadap kapasitas antioksidan. Ekstrak kelopak kembang sepatu merah juga menunjukkan sensitivitas perubahan warna terhadap pH terbaik yang dapat diamati secara visual. Berdasarkan metode efektivitas De Garmo, ekstrak kelopak kembang sepatu merah memperoleh nilai indeks efektivitas tertinggi (0,78). Ekstrak ini kemudian dipilih sebagai komponen utama dalam pengembangan film. Pada tahap kedua, pengembangan dan optimasi formula film gelatin yang diinkorporasi dengan NPZnO dan ekstrak kelopak kembang sepatu merah (SF Gel-NPZnO-EKS) dilakukan menggunakan metode simplex lattice design. Formula optimum diperoleh pada kombinasi 4,27% (0,286 g) NPZnO dan 6,18% (0,414 g) EKS dengan nilai desirability 0,969, menghasilkan kekuatan tarik 6,27 MPa, elongasi 262,03%, WVTR 7,30 g/m²/h, dan zona hambat bakteri sebesar 18,24 mm. NPZnO berperan sebagai penguat fisik matriks gelatin melalui mekanisme ikatan silang fisik (physical crosslinking), sementara antosianin yang terkandung pada ekstrak kelopak kembang sepatu merah juga berperan sebagai plasticizer yang meningkatkan fleksibilitas film. Film menunjukkan sifat hidrofobik yang baik (sudut kontak 106°) dan sensitivitas pH sangat baik dengan perubahan warna dari merah (pH asam) hingga kuning (pH basa) yang dapat diamati secara visual. Analisis FTIR menunjukkan adanya interaksi antarkomponen tanpa bukti pembentukan ikatan kovalen baru yang terdeteksi melalui FTIR. Film juga menunjukkan aktivitas antibakteri yang kuat terhadap Listeria monocytogenes (18,96 mm), Salmonella Typhimurium (18,97 mm), dan Aeromonas hydrophila (18,24 mm). Pada tahap ketiga, formula optimum film gelatin yang diinkorporasi dengan NPZnO dan ekstrak kelopak kembang sepatu merah diaplikasikan pada filet ikan nila dan dievaluasi selama 12 hari penyimpanan pada suhu 4 ?C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa film secara konsisten mampu memperlambat kenaikan pH, penumpukan senyawa basa volatil (TVB-N), dan pertumbuhan total bakteri (TPC) dibandingkan dengan kontrol tanpa kemasan. Sampel kontrol telah melampaui batas kelayakan konsumsi berdasarkan nilai TVB-N (>30 mg N/100 g) dan TPC sejak hari ke-6, sedangkan sampel yang dikemas dengan film masih menunjukkan mutu yang dapat diterima hingga hari ke-10 dengan nilai pH 6,83, TVB-N 20 mg N/100 g, dan TPC 4,92 log CFU/g. Analisis senyawa volatil menggunakan HS-SPME-GC-MS mengidentifikasi 47 senyawa pada kontrol dan hanya 10 senyawa pada sampel yang dikemas. Sampel kontrol menunjukkan akumulasi senyawa amina, sulfur, alkohol, dan keton sejak hari ke-6, yang dapat dikaitkan dengan proses pembusukan lanjut. Film gelatin yang diinkorporasikan dengan NPZnO dan ekstrak kelopak kembang sepatu merah berpotensi memperpanjang umur simpan filet ikan nila hingga 10 hari, dibandingkan dengan kontrol hanya 4 hari, melalui kombinasi mekanisme yang saling melengkapi, yaitu fungsi penghalang fisik matriks gelatin, aktivitas antibakteri NPZnO, dan kapasitas antioksidan dari ekstrak kelopak kembang sepatu merah.