Strategi Ilmuwan Pangan Dalam Membuat Halochromic-smart Packaging Produk Pangan

Inovasi Pengembangan Edible Film Terhadap Bakteri Patogen Dan Sebagai Pengawet Pada Produk Pangan

Ilmuwan Dalam akhir-akhir ini, telah sering membuat inovasi smartfilm yang berisi indikator (indikator termal, kebocoran, permeabilitas air atau gas) untuk memberikan informasi cepat kepada konsumen tentang status kualitas makanan, telah membangkitkan minat yang besar dalam industri makanan (Y. Zhang et al. 2020). Mengingat fakta bahwa pada beberapa tahun belakangan ini Indonesia menjadi negara penghasil limbah makanan terbesar di Association of Southeast Asian Nations.

Gambar Food Loss. Sumber: Shutterstock.com

Menurut laporan United Nations Environment Programme (UNEP) yang berjudul Food Waste 2021. Total sampah makanan di Indonesia mencapai 21,92 juta ton/tahun (C. Zhang et al. 2020). Inilah mengapa kemasan pangan mempunyai peranan penting dalam penyimpanan, pengangkutan dan terutama dalam hal penundaan pembusukan pangan (Fouda et al. 2015). Oleh karena itu, terdapat peningkatan minat terhadap perbaikan kemasan untuk mencegah kerusakan makanan yang disebabkan oleh cahaya, kelembapan, oksigen, atau perkembangbiakan mikroorganisme ( Chen et al., 2020).

Penampakan Food Packaging. Sumber: Shutterstock.com

Penggunaan daripada antibakteri alami ini cukup banyak mendapat perhatian industry makanan karena permintaan konsumen akan sistem produksi yang ramah lingkungan dan produk dengan label yang bersih, sehingga mendorong penggunaan pengawet antimikroba alami daripada pengawet sintetis (Bouarab Chibane et al. 2019). Memang, pengawet makanan sintetis seperti nitrat, benzoat, sulfit, sorbat, dan formaldehida dikenal memiliki efek alergi atau karsinogenik (Xu et al. 2024).

Contoh Makanan Yang Busuk Pada Standar Food Packaging . Sumber: Shutterstock.com

Artikel ini bertujuan untuk merangkum penerapan antimikroba tanaman di sektor makanan. Tak hanya antimikroba saja namun, kandungan senyawa seperti antosianin dikenal luas sebagai zat alami yang berubah warna jika terkena bahan kimia seperti senyawa amonia yang menyebabkan produk pangan menjadi membusuk (Genskowsky et al. 2015). Senyawa antosianin yang merupakan indikator pigmen alami ini diekstraksi dari tumbuhan mayana jantan (Hemigraphis colorata). Antosianin merupakan senyawa pigmen yang mampu larut dalam air dan dapat diekstraksi dari berbagai sumber seperti tanman yang memiliki warna ungu (Pinto et al. 2023).

Tanaman mayana jantan (H.colorata). Sumber: Shutterstock.com

Telah banyak dilaporkan bahwa antosianin adalah zat alami yang berubah warna ketika terkena bahan kimia seperti senyawa amonia penyebab dari produk makanan menjadi basi.Warna senyawa antosianin umumnya berwarna ungu dan banyak dikandung pada permukaan daun bagian bawah (abaksial) tanaman mayana jantan (H.colorata). Mereka menghadirkan sifat antimikroba, antioksidan, dan sensitif terhadap pH yang sangat baik (Xu et al. 2024). Oleh karena itu, matriks yang berbeda termasuk karagenan kompleks dari ekstrak buah mangrove, juga pati dari buah lindur dengan penambahan gliserol telah digunakan untuk mengimobilisasi dan mengaplikasikan antosianin dalam kemasan makanan (Zhang, et al., 2020).

Daging pada pembung makanan biasa. Sumber: Shutterstock.com

Film karagenan dari ekstrak buah mangrove yang dikombinasikan dengan ekstrak tanaman mayana jantan yang banyak mempunyai kandungan antosianin mempunyai sifat sensitif terhadap pH dan dapat dikembangkan sebagai smartfilm untuk indikator kualitas makanan(Park et al. 2024). Penambahan ekstrak tanaman mayana jantan (H.colorata) secara signifikan meningkatkan ketebalan dan kekuatan filmnya, sehingga menciptakan smartfilm mempunyai warna ungu dengan karakteristiknya pemblokiran UVnya yang tinggi (Kaewklin et al. 2018). Selain itu, rendahnya penyerapan air pada smartfilm dapat dikaitkan dengan kekasaran struktur permukaan yang lebih tinggi dan karakteritik kristalinitasnya yang tinggi (Alizadeh Sani et al. 2022).

Meat In Standar Food Packaging. Sumber: Shutterstock.com

Dengan Adanya kandungan antimikroba alami yang telah ada pada tanaman mayana jantan (H.colorata) dan kandungan senyawa lain seperti antosianin menjadi bahan dasar yang baik bagi pembuatan Halochromic-smart Packaging pada produk pangan seperti seafood, daging-dagingan maupun sayur (Zhang et al. 2017). Dengan inovasi Halochromic-smart Packaging ini kita dapat mencegah kontaminasi mikroba patogen selama di distributor maupun ditempat penjualan dan juga dapat mengetahui kondisi produk pangan tersebut dengan penampakan warna yang akan timbul pada Halochromic-smart Packaging ini (Alizadeh Sani et al. 2022). Berubahnya warna dari yang transparant menjadi kehijauan ataupun kekuningan memperlihatkan kondisi hubungan produk pangan tersebut dengan meningkatnya mikroba patogen serta pH (X. Zhang et al. 2019). Ini bisa disimpulkan terkait menurunnya mutu produk pangan tersebut. Selain itu, kemampuan Halochromic-smart Packaging menghasilkan beragam warna, seperti merah pada angka pH yang asam(<7) , ungu pada pH yang netral(7), serta hijau dan kuning pada kondisi pHnya yang basa(>8) (Hong et al. 2024).

Ilustrasi Halochromic-smart Packaging apabila berisi produk pangan seperti daging. Sumber : editor.

Halochromic-smart Packaging merupakan kemasan yang pada umumnya berwarna transparant apabila packaging ini tidak diisikan dengan produk pangan tersebut, namun apabila diisikan dengan produk pangan seperti daging dimana normalnya pH daging yang masih segar berada di angka (7) yaitu pH yang netral maka packaging ini akan berwarna ungu, warna ini menandakan bahwa produk pangan ini masih dalam kondisi fresh dan kandungan mutu produk pangan tersebut masih baik (Yi et al. 2024). Namun, apabila produk pangan sudah mulai menurun kualitasnya bahkan hingga membusuk maka kemasan maka berubah menjadi warna hijau kekuning-kuningan (Chen et al. 2021).

Ilustrasi produk pangan yang sudah mulai membusuk. Sumber: editor

Tak hanya menandakan warna sebagai indikator pada produk pangan, Halochromic-smart Packaging ini telah disediakan barcode yang dapat di scan oleh tiap - tiap konsumen untuk mengetahui nilai nutrisi pada produk pangan yang akan dibeli (T. Zhang et al. 2019).

Contoh Ilustrasi Kandungan Nutrisi Daging Sapi.

Sehingga Halochromic-smart Packaging ini mempunyai efek aditif dan sinergis dari berbagai kombinasi antimikroba dan antosionin tumbuhan ke dalam berbagai teknologi rintangan, untuk meningkatkan pengawetan makanan (Yong et al. 2019). Terakhir, dengan memberikan gambaran komprehensif mengenai pengetahuan teknologi pangan terkini, artikel ini diharapkan dapat mampu untuk ikut berkontribusi dalam pengembangan dan optimalisasi teknik pengawetan makanan berbasis antimikroba dan antosianin tanaman.

Daftar Pustaka

Alizadeh Sani M, Tavassoli M, Salim SA, Azizi-lalabadi M, McClements DJ. 2022. Development of green halochromic smart and active packaging materials: TiO2 nanoparticle- and anthocyanin-loaded gelatin/κ-carrageenan films. Food Hydrocoll. 124:107324. doi:10.1016/J.FOODHYD.2021.107324.

Chen M, Yan T, Huang J, Zhou Y, Hu Y. 2021. Fabrication of halochromic smart films by immobilizing red cabbage anthocyanins into chitosan/oxidized-chitin nanocrystals composites for real-time hairtail and shrimp freshness monitoring. Int J Biol Macromol. 179:90–100. doi:10.1016/j.ijbiomac.2021.02.170.

Fouda MMG, El-Aassar MR, El Fawal GF, Hafez EE, Masry SHD, Abdel-Megeed A. 2015. K-Carrageenan/poly vinyl pyrollidone/polyethylene glycol/silver nanoparticles film for biomedical application. Int J Biol Macromol. 74:179–184. doi:10.1016/j.ijbiomac.2014.11.040.

Genskowsky E, Puente LA, Pérez-Álvarez JA, Fernandez-Lopez J, Muñoz LA, Viuda-Martos M. 2015. Assessment of antibacterial and antioxidant properties of chitosan edible films incorporated with maqui berry (Aristotelia chilensis). LWT. 64(2):1057–1062. doi:10.1016/j.lwt.2015.07.026.

Hong SJ, Riahi Z, Shin GH, Kim JT. 2024. Development of innovative active packaging films using gelatin/pullulan-based composites incorporated with cinnamon essential oil-loaded metal-organic frameworks for meat preservation. Int J Biol Macromol. 267. doi:10.1016/j.ijbiomac.2024.131606.

Kaewklin P, Siripatrawan U, Suwanagul A, Lee YS. 2018. Active packaging from chitosan-titanium dioxide nanocomposite film for prolonging storage life of tomato fruit. Int J Biol Macromol. 112:523–529. doi:10.1016/j.ijbiomac.2018.01.124.

Park SY, Kim HL, Her JY. 2024. Isolation of microcrystalline cellulose (MCC) from pistachio shells and preparation of carrageenan-based composite films. Carbohydr Polym Technol Appl. 7. doi:10.1016/j.carpta.2024.100423.

Xu M, Fang D, Kimatu BM, Lyu L, Wu W, Cao F, Li W. 2024. Recent advances in anthocyanin-based films and its application in sustainable intelligent food packaging: A review. Food Control. 162. doi:10.1016/j.foodcont.2024.110431.

Yi F, Hou F, Zhan S, Song L, Chen X, Zhang R, Gao M, Han X, Wang X, Liu Z. 2024. Effect of nano-TiO2 particle size on the performance of chitosan/zein/red radish anthocyanin composite film for visual monitoring of mushroom freshness. Postharvest Biol Technol. 211. doi:10.1016/j.postharvbio.2024.112809.

Yong H, Wang X, Zhang X, Liu Y, Qin Y, Liu J. 2019. Effects of anthocyanin-rich purple and black eggplant extracts on the physical, antioxidant and pH-sensitive properties of chitosan film. Food Hydrocoll. 94:93–104. doi:10.1016/j.foodhyd.2019.03.012.

Zhang C, Sun G, Cao L, Wang L. 2020. Accurately intelligent film made from sodium carboxymethyl starch/κ-carrageenan reinforced by mulberry anthocyanins as an indicator. Food Hydrocoll. 108. doi:10.1016/j.foodhyd.2020.106012.

Zhang T, Liu P, Zhong K, Zhang F, Xu M, He L, Jin P, Chen J, Yang J. 2019. Wheat yellow mosaic virus NIB interacting with host light induced protein (LIP) facilitates its infection through perturbing the abscisic acid pathway in wheat. Biology (Basel). 8(4). doi:10.3390/BIOLOGY8040080.

Zhang X, Liu Y, Yong H, Qin Y, Liu Jing, Liu Jun. 2019. Development of multifunctional food packaging films based on chitosan, TiO2 nanoparticles and anthocyanin-rich black plum peel extract. Food Hydrocoll. 94:80–92. doi:10.1016/j.foodhyd.2019.03.009.

Zhang X, Xiao G, Wang Y, Zhao Y, Su H, Tan T. 2017. Preparation of chitosan-TiO2 composite film with efficient antimicrobial activities under visible light for food packaging applications. Carbohydr Polym. 169:101–107. doi:10.1016/j.carbpol.2017.03.073.

Zhang Y, Yang N, Zhang Yaqiong, Hou J, Han H, Jin Z, Shen Y, Guo S. 2020. Effects of κ-carrageenan on pullulan’s rheological and texture properties as well as pullulan hard capsule performances. Carbohydr Polym. 238. doi:10.1016/j.carbpol.2020.116190.