Pengembangan Multi Adsorber Berbahan CaCl2-KMnO4 Untuk Menunda Kematangan Buah

Abstract

Berdasarkan pola respirasinya, buah dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu buah klimaterik dan non klimaterik. Buah klimaterik merupakan salah satu produk holtikultura yang mudah rusak karena tingginya tingkat respirasi dan produksi etilen selama proses pematangan. Etilen yang dihasilkan oleh buah berperan sebagai pengatur perkembangan serta mempercepat proses pematangan buah. Selama proses respirasi, buah menghasilkan CO2 dan uap air. Uap air pada proses penyimpanan buah dapat merusak mutu buah sehingga mengakibatkan buah menjadi cepat busuk, maka keberadaan gas etilen dan uap air perlu dikendalikan untuk memperpanjang umur simpan buah. Salah satu usaha yang dapat dilakukan untuk mengendalikan gas etilen dan uap air adalah dengan menggunakan teknologi kemasan aktif. Umumnya, kemasan aktif untuk menjerap uap air menggunakan bahan desikan seperti silika gel dan Kalsium klorida (CaCl2). Kalsium klorida memiliki sifat yang higroskopis, namun memiliki struktur pori yang tidak stabil sehingga area kontak dengan molekul air menjadi terbatas, selain itu CaCl2 tidak dapat menjerap etilen. Berdasarkan hal ini maka diperlukan bahan aktif yang mampu mengoksidasi etilen dengan baik seperti kalium permanganate (KMnO4). Kalium Permanganat tidak dianjurkan kontak langsung dengan bahan pangan karena sifatnya yang toksik, sehingga penggunaan matriks diperlukan untuk mengatasi kekurangan dari kedua bahan kimia tersebut. Matriks yang berpotensi dan dapat digunakan untuk menjerap CaCl2 dan KMnO4 kedalamnya adalah sekam padi. Penggabungan dua senyawa kimia dalam satu matriks dapat dilakukan untuk meningkatkan kinerja matriks. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan multi adsorber dan mendapatkan karakteristik fisiknya, mendapatkan model penyerapan etilen dan uap air oleh multi adsorber dan mengukur efektivitas penggunaan multi adsorber CaCl2-KMnO4 pada penyimpanan buah pisang ambon. Variasi perlakuan yang digunakan menggunakan formulasi perbandingan mol yaitu Kontrol CaCl2, Kontrol KMnO4, 1 mol CaCl2 : 2 mol KMnO4, 2 mol CaCl2 : 1 mol KMnO4, 1 mol CaCl2 : 3 mol KMnO4 dengan suhu penyimpanan pada suhu ruang dan suhu dingin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa multi adsorber dengan perbandingan 1 mol CaCl2 : 2 mol KMnO4 adalah perlakuan terbaik, dapat dilihat dari karakteristik fisik melalui pengujian laju penyerapan CaCl2 KMnO4 terhadap bubuk sekam dengan daya serap 20.2172 (mg CaCl2 – KMnO4/g bubuk sekam) dengan waktu optimum penyerapan selama 45 menit dan mengikuti model ordo 2. Pengujian karakteristik fisik lainnya melalui pengujian FTIR yang dilakukan untuk mengidentifikasi gugus fungsi dalam kemampuan penyerapan. Dilihat dari morfologi sekam, CaCl2-KMnO4 mampu menempel dan mengisi ruang kosong pada permukaan sekam. Multi adsorber mampu menjerap etilen 98.6 ppm/kg dengan laju penyerapan mengikuti ordo 1, serta kemampuan multi adsorber menyerap uap air sebanyak 168 H2O/gr untuk setiap kg buah pisang dengan laju penyerapan mengikuti ordo 2. Pengaplikasian multi adsorber CaCl2-KMnO4 dapat menunda kematangan buah pisang ambon selama 7 hari pada suhu ruang. Kata kunci: CaCl2, KMnO4, multi adsorber.

Based on the pattern of respiration, the fruits can be grouped into two, namely climacteric and non-climatic fruits. Climacteric fruit is one of the horticultural products that is easily damaged due to the high rate of respiration and ethylene production during the ripening process. The ethylene produced by the fruit acts as a development regulator and speeds up the ripening process of the fruit. During the respiration process, the fruit produces CO2 and water vapor. Water vapor in the fruit storage process can damage the quality of the fruit, causing the fruit to rot quickly, so the presence of ethylene gas and water vapor needs to be controlled to extend the shelf life of the fruit. One of the efforts that can be done to control ethylene gas and water vapor is by using active packaging technology. Generally, active packaging to absorb water vapor uses desiccants such as silica gel and calcium chloride (CaCl2). Calcium chloride has hygroscopic properties, but has an unstable pore structure so that the area of contact with water molecules is limited, besides that CaCl2 cannot absorb ethylene. Based on this, an active ingredient that can oxidize ethylene well is needed, such as potassium permanganate (KMnO4). Potassium permanganate is not recommended for direct contact with foodstuffs because of its toxic nature, so the use of a matrix is needed to overcome the shortcomings of the two chemicals. The matrix that has the potential and can be used to absorb CaCl2 and KMnO4 into it is rice husk. The combination of two chemical compounds in one matrix can be done to improve the performance of the matrix. The purpose of this study was to obtain multi adsorber and get its physical characteristics, to obtain a model of absorption of ethylene and water vapor by multi adsorber, and to measure the effectiveness of using multi adsorber CaCl2-KMnO4 in the storage of Ambon banana fruit. The treatment variations used were mole ratio formulations, namely CaCl2 control, KMnO4 control, 1 mol CaCl2: 2 mol KMnO4, 2 mol CaCl2: 1 mol KMnO4, 1 mol CaCl2: 3 mol KMnO4 with storage temperature at room temperature and cold temperature. The results showed that multi adsorber with a ratio of 1 mol CaCl2: 2 mol KMnO4 is the best treatment, it can be seen from the physical characteristics through testing the absorption rate of CaCl2 - KMnO4 against husk powder with an absorption capacity of 20.2172 (mg CaCl2 - KMnO4/ g husk powder) with time optimum absorption for 45 minutes and follows the order 2 model. Testing of other physical characteristics through FTIR testing is carried out to identify functional groups in absorption capacity. Judging from the morphology of the husk, CaCl2-KMnO4 can stick and fill the space on the husk surface. The Multi adsorber can absorb ethylene 98.6 ppm/ kg with absorption rate following order 1, and multi adsorber's ability to absorb water vapor as much as 168 H2O/gr for every kg of banana fruit with absorption rate following order 2. Application of multi adsorber CaCl2-KMnO4 can delay maturity of Ambon banana for 7 days at room temperature. Keywords: CaCl2, KMnO4, multi adsorber.