Judul: Active and Smart Halochromic Packaging Engineering Based on Nano Zinc Oxide (nZnO) - Polyaniline (PANI)
Abstrak: Penurunan mutu produk segar terkemas selama masa penyimpanan sering terjadi tanpa disadari oleh konsumen. Hal ini dikarenakan terbatasnya informasi mengenai kesegaran suatu produk pada kemasan mengakibatkan dibutuhkan suatu perkembangan teknologi kemasan untuk meningkatkan kualitas dan keamanan pangan. Kemasan multifungsi cerdas dan aktif menjadi salah satu tren inovasi dalam bidang pengemasan saat ini. Kemasan cerdas memiliki indikator sensorik yang dapat memberikan informasi mengenai kondisi aktual suatu produk dalam bentuk penanda visual. Di sisi lain, kemasan aktif memiliki kemampuan untuk melepaskan atau menyerap zat-zat dalam produk pangan secara langsung. Kombinasi kedua konsep ini menarik untuk diteliti dan diimplementasikan dalam pengembangan kemasan baru. Penelitian ini berfokus pada pemanfaatan polianilin (PANI) sebagai material cerdas yang memiliki sensitivitas terhadap pH (halokromik). PANI dikombinasikan dengan bahan aktif nano seng oksida (nZnO) untuk menghasilkan kemasan cerdas aktif yang mampu mendeteksi penurunan mutu produk pangan dan memperpanjang umur simpan. Penelitian ini bertujuan untuk mendesain kemasan multifungsi aktif antimikroba dan indikator halokromik cerdas berbahan nZnO – PANI. Tujuan khusus penelitian ini meliputi (i) memproduksi kemasan aktif halokromik cerdas berbahan PVA – nZnO – PANI dan menentukan metode pewarnaan indikator cerdas; (ii) menganalisa sifat fisik dan mekanik kemasan; (iii) mengevaluasi kinerja kemasan dalam menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus; (iv) mengaplikasikan kemasan pada produk ikan segar dan mengevaluasi parameter mutu uji berupa Total Volatile Base Nitrogen (TVBN), Total Plate Count (TPC), pH, warna dan tekstur; (v) membuat model kinetika perubahan warna kemasan dan parameter mutu ikan. Penelitian ini dilakukan dalam empat tahap. Tahap pertama adalah sintesis PANI menggunakan metode polimerisasi interfasial. PANI yang dihasilkan kemudian dikarakterisasi morfologi permukaan dan gugus fungsinya. Kemudian, pengujian stabilitas warna PANI terhadap pH dan stabilitas PANI terhadap kadar amonia juga dilakukan. Tahap kedua yaitu pembuatan film kemasan cerdas aktif dari PVA – nZnO – PANI dan dilakukan pengujian terhadap kuat tarik, elongasi, ketebalan, Water Vapor Transmission Rate (WVTR) dan sifat antibakteri. Pada tahap tersebut dilakukan metode pembobotan untuk menentukan konsentrasi nZnO terpilih. Tahap ketiga adalah mengaplikasikan kemasan cerdas pada produk ikan segar pada 3 suhu penyimpanan berbeda (5±1oC; 28±1oC; 37oC) selama 12 jam dengan melakukan pengukuran parameter mutu setiap 2 jam. Parameter mutu yang diukur pada ikan segar meliputi TVBN, TPC, pH, warna, dan tekstur. Perubahan warna yang terjadi pada kemasan diukur menggunakan kromameter untuk mendapatkan nilai °hue. Nilai ohue digunakan untuk mengukur tingkat kehijauan atau kebiruan suatu warna kemasan. Semakin rendah nilai ohue maka semakin hijau warna yang dihasilkan, berkebalikan dengan peningkatan nilai ohue menghasilkan warna yang semakin biru. Tahap keempat yaitu pengembangan model kinetika reaksi terhadap perubahan warna dan parameter mutu ikan menggunakan persamaan Arrhenius ordo nol dan ordo satu. Penelitian ini menunjukkan kemasan cerdas aktif berhasil dapat berubah warna dari hijau menjadi biru ketika terpapar dengan pH >4 dan basa volatil berupa gas amonia. Penggunaan varian konsentrasi nZnO memberikan pengaruh signifikan pada kemasan (p < 0,05) terhadap sifat fisik dan mekanik (kuat tarik, elongasi, ketebalan) dan aktivitas antibakteri terhadap kedua kultur bakteri (Escherichia coli dan Staphylococcus aureus). Penambahan PANI pada kemasan juga menunjukkan pengaruh signifikan (p < 0,05) terhadap kuat tarik, elongasi, dan aktivitas antibakteri pada bakteri Staphylococcus aureus. Interaksi antara konsentrasi
Keyword: Active packaging, halochromic, nano zinc oxide, polyaniline, smart packaging