Bionanokomposit Edible Coating/Film dari Pati Ubi Kayu, Nanopartikel ZnO dan Ekstrak Bawang Putih dengan Kapasitas Antibakteri

Abstract

Edible coating/film merupakan salah satu teknik pengawetan pangan yang relatif baru. Materi polimer untuk edible coating/film yang potensial adalah yang berbasis pati-patian. Edible film berbasis pati mempunyai kelemahan antara lain film mudah retak, resistensi terhadap air rendah, sifat penghalang terhadap uap air rendah. Penambahan nanopartikel zinc oksida (NP-ZnO) dan ekstrak bawang putih ke dalam film diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanis dan fisik serta memiliki aktivitas antibakteri. Pempek merupakan salah satu makanan khas Sumatera Selatan berbahan dasar tapioka dan ikan. Penurunan kualitas pempek akibat aktivitas mikroba terjadi pada penyimpanan lebih dari 16 jam pada suhu ruang. Bakteri dominan yang mengkontaminasi pempek adalah Staphylococcus aureus. Maka dari pada itu, untuk mempertahankan mutu produk pangan salah satunya dengan menggunakan pengemasan edible. Pada saat ini belum ada penelitian yang menggabungkan bahan pengisi berukuran nano dan bahan alami untuk produk makanan seperti pempek. Penelitian ini menggabungkan bahan pengisi yang berukuran nano yakni NP-ZnO dan ekstrak bawang putih sebagai bahan antibakteri yang diinkorporasikan pada bahan film berbasis pati ubi kayu untuk menghasilkan film bionanokomposit yang memiliki kemampuan antibakteri, meningkatkan sifat fisik film dan dapat diaplikasikan ke produk pangan salah satunya pempek. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan aktivitas antibakteri bionanokomposit edible coating dari pati ubi kayu dan NP-ZnO dengan penambahan ekstrak bawang putih, mengetahui karakteristik sifat fisikokimia bionanokomposit edible film dan mengetahui pengaruh aplikasi bionanokomposit edible coating terhadap kualitas dan umur simpan pempek. Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama dari penelitian ini adalah pembuatan edible coating/film menggunakan bahan pati ubi kayu dengan penambahan nanopartikel ZnO, ekstrak bawang putih dan gliserol. Penambahan NP-ZnO dengan konsentrasi 0, 1 dan 3% (b/b pati), ekstrak bawang putih dengan konsentrasi 0, 10, 20 dan 30% (v/v larutan), kombinasi antara NP-ZnO dan ekstrak bawang putih dan gliserol dengan konsentrasi 20% dari berat pati. Analisis aktivitas antimikroba edible coating dan karakteristik fisikokimia bionanokomposit edible film dilakukan untuk mendapatkan formula terbaik yang dipakai untuk aplikasi pada produk pangan pempek. Tahap kedua adalah aplikasi larutan edible coating terpilih pada pempek. Pelapisan pempek dilakukan dengan mencelupkan pempek ke dalam larutan coating selama 30 detik dan dikeringanginkan. Kemudian dilakukan pengamatan kerusakan pempek mulai dari jam ke-0, 6, 24 dan 48 pada penyimpanan suhu ruang dan penyimpanan suhu dingin mulai dari jam ke-0, 24 dan 48 terhadap parameter kadar air, pH, total mikroba, total Staphylococcus aureus, total Escherichia coli, total volatil nitrogen, tekstur pempek dan uji organoleptik. Berdasarkan analisis sidik ragam menunjukkan adanya pengaruh yang nyata pada setiap perlakuan antara faktor konsentrasi NP-ZnO dan ekstrak bawang putih pada parameter aktivitas antibakteri, ketebalan, perbedaan warna, water absoption, persen pemanjangan dan WVTR serta tidak ada pengaruh nyata pada kuat tarik. Hasil analisis menunjukkan bahwa larutan bionanokomposit edible coating dapat menghambat bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli dengan diameter zona hambat terbesar didapat dari larutan edible coating dengan konsentrasi NPZnO 3% dan ekstrak bawang putih 30%. Inkorporasi NP-ZnO dan ekstrak bawang putih ke dalam film pati ubi kayu secara signifikan meningkatkan ketebalan film dan perbedaan warna serta menurunkan nilai water absorption, persen pemanjangan dan WVTR. Analisis morfologi film menunjukkan NP-ZnO dan ekstrak bawang putih tersebar merata pada permukaan film. Tingginya konsentrasi NP-ZnO menyebabkan perubahan struktur pada edible film dan menurunkan derajat kristalinitas. Penggunaan formula bionanokomposit edible coating/film terbaik pada produk pempek yakni larutan bionanokomposit dengan penambahan NP-ZnO 3% dengan ekstrak bawang putih 20% dan larutan bionanokomposit dengan penambahan NP-ZnO 3% dengan ekstrak bawang putih 30%. Adanya penambahan NP-ZnO dan ekstrak bawang putih pada larutan bionanokomposit edible coating yang diaplikasikan pada produk pempek yang disimpan pada suhu ruang dan suhu dingin dapat mempengaruhi kadar air, pH, jumlah total mikroba, jumlah koloni S.aureus dan E.coli, TVN, tekstur pempek sehingga efektif digunakan sebagai bahan pengemas. Pempek dengan masa simpan 24 jam masih layak dikonsumsi dengan jumlah mikroba masih di bawah batas maksimum yang disarankan oleh BPOM. Berdasarkan uji organoleptik, penerimaan umum (overall) yang disukai panelis yakni pempek yang dicoating dengan formula larutan NP-ZnO 3% dan ekstrak bawang putih 30%. Dengan demikian, bionanokomposit edible coating/film dari pati ubi kayu, NP-ZnO dan ekstrak bawang putih berpotensi untuk dikembangkan di dalam negeri dan dapat memberi nilai tambah pada masyarakat dan industri.