PENYIMPANAN ATMOSFIR MODIFIKASI dan PENYIMPANAN ATMOSFIR TERKENDALI MODIFIED ATMOSPHERE STORAGE (MAS) dan CONTROLLED ATMOSPHERE STORAGE (CAS) PENYIMPANAN ATMOSFIR MODIFIKASI dan PENYIMPANAN ATMOSFIR TERKENDALI 4/9/2017 YHA_ITP

DASAR PENGEMBANGAN MAS/CAS Penggunaan insektisida dan fumigan dalam pengendalian hama pasca panen banyak segi negatifnya, antara lain : - resistensi serangga bahaya residu masalah lingkungan  Salah satu alternatif : MAS/CAS 4/9/2017 YHA_ITP

DEFINISI Sistem penyimpanan pangan dengan memanipulasi/memodifikasi komposisi normal dari atmosfir (oksigen, karbondioksida, nitrogen) dalam ruang tertutup/kedap udara sehingga menghasilkan komposisi baru yang bersifat mematikan serangga hama pasca panen dalam waktu tertentu. MAS/CAS dikembangkan dari konsep penyimpanan kedap udara yang telah diterapkan sejak dahulu  Konsentrasi oksigen turun, konsentrasi karbondioksida naik. Konsep ini dikembangkan sejak awal tahun 70-an 4/9/2017 YHA_ITP

KONSEP MAS/CAS MAS/CAS dikembangkan dari konsep penyimpanan kedap udara (AIRTIGHT STORAGE) yang telah diterapkan sejak dahulu. Pada penyimpanan kedap udara, konsentrasi oksigen (O2) turun, sementara konsentrasi karbon-dioksida (CO2) naik sebagai akibat dari proses respirasi (kapang, serangga, dan biji-bijian) dalam lingkungan tertutup. Pada MAS/CAS manipulasi atmosfir di dalam sistem penyimpanan dilakukan secara sengaja 4/9/2017 YHA_ITP

AIRTIGHT STORAGE Penyimpanan kedap udara dalam tanah (undeground airtight storage) merupakan sistem penyimpanan yang paling kuno (pada zaman besi). Konsepnya baru diakui pada abad ke 20. Penyimpanan dalam tanah masih digunakan sebagai teknik penyimpanann biji-bijian jangka panjang. Prinsipnya : respirasi C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + 677 Kkal Khususnys respirasi kapang dan serangga 4/9/2017 YHA_ITP

AIRTIGHT STORAGE Sistem penyimpanan kedap udara : Penyimpanan dalam tanah (undeground) Contoh : - fossae di Cyprus dan Malta - pit di Afrika Utara - foggie di Itali - khatti, khani, patra, kondi, banda di India - penyimpanan skala besar pada masa PD II di Argentina (menyimpan selama 3 tahun dengan kehilangan < 0,5 % 2. Penyimpanan di atas permukaan (above-ground) Lebih sulit untuk mendapatkan kondisi kedap udara (beda dengan yang dibangun underground) Dikembangkan gabungan undeground dan above-ground. Contohnya : Cyprus Bin di Kitale Kenya (kapasitas 1400 ton jagung) 3. Penyimpanan dalam air di Jepang 4/9/2017 YHA_ITP

KONSEP MAS/CAS YANG BERKEMBANG Konsentrasi CO2 tinggi : 60 % + sisa udara (sumber gas : dalam tabung, es kering) 2. Konsentrasi O2 rendah : 1 % O2, Nitrogen, dan gas-gas lain yang inert (sumber gas nitrogen : dalam tabung) 3. Gas hasil pembakaran : 1% O2, 12 % CO2, N2, dan gas-gas inert lain 4/9/2017 YHA_ITP

PERBEDAAN MAS DENGAN CAS Komposisi atmosfir berubah selama penyimpanan karena pemberian CO2 hanya sekali saja pada awal penyimpanan. Contoh : Pada awal penyimpanan : CO2 100 % Pada akhir penyimpanan (setelah 12 minggu) : CO2 46 % CAS : Komposisi atmosfir khususnya CO2 selama penyimpanan konstant karena CO2 diberikan secara terus-menerus selama penyimpanan. PRINSIP : Konsentrasi CO2 harus > 35 % selama seminggu pertama 4/9/2017 YHA_ITP

FAKTOR YANG BERPERAN DALAM MAS/CAS SUHU Jika suhu naik  efektivitas CO2 meningkat 16 º C : 21 – 28 hari exposure 20 º C : 10 – 14 hari exposure 27 º C : 5 – 6 hari exposure RH Jika RH naik  mortalitas hama turun KONSENTRASI CO2  > 35 % selama minimal 1 minggu 4/9/2017 YHA_ITP

FAKTOR YANG BERPERAN DALAM MAS/CAS SPESIES SERANGGA Serangga dengan stadia tersembunyi (hidden infestation) lebih sensitif dibandingkan dengan serangga eksternal. Misal : Sitophilus zeamais : 60 % CO2 Tribolium castaneum : > 60 % CO2 Untuk external feeder lebih baik dipilih perlakuan kadar O2 rendah (kadar CO2 > 35 %) Untuk internal feeder dan kupu-kupu (moth) lebih baik diterapkan perlakukan kadar CO2 tinggi (kadar O2 1 % terus menerus) 4/9/2017 YHA_ITP

FAKTOR YANG BERPERAN DALAM MAS/CAS 5. STADIUM SERANGGA Stadium paling tahan : pupa Stadium paling rentan : serangga dewasa (pada konsentrasi 40 % CO2, untuk membasmi pupa diperlukan waktu 10 kali lipat dibandingkan dengan waktu untuk membasmi serangga dewasa). 6. KONDISI SERANGGA Jika dipisah dari medianya akan lebih tahan Serangga yang diberi perlakuan berturut-turut akan lebih tahan dibandingkan dengan serangga baru yang langsung diberi perlakuan. 4/9/2017 YHA_ITP

FAKTOR YANG BERPERAN DALAM MAS/CAS TEKANAN ATMOSFIR Peningkatan tekanan atmosfir mempercepat pembasmian serangga. Konsentrasi CO2/O2 50%/50% - Tekanan atmosfir normal : serangga mati dalam waktu 5 – 18 jam - Tekanan 1,5 Mpa (15 Bar) : serangga mati dalam waktu kurang dari 4 jam 4/9/2017 YHA_ITP

MEKANISME KERJA CO2 Banyak teori yang diajukan Beberapa teori : 1. Pembukaan stigmata yang mengakibatkan hilangnya air tubuh  terjadi desikasi/kekeringan Pembukaan stigmata dikontrol oleh salah satu bagian dalam otak yang sensitif terhadap CO2. Kekurangan O2 akan menganggu produksi ATP. Penghambatan kerja enzim suksinat dehidrogenase Perubahan alur reaksi metabolisme 4/9/2017 YHA_ITP

PENGARUH MAS/CAS TERHADAP MUTU BAHAN PANGAN - Mutu pangan/gizi tidak terganggu - Mutu pengolahan tidak terganggu - Parameter lain seperti kadar ALB, KA stabil Jika kadar air > 20 % kadar ALB akan naik - Daya kecambah stabil selama 2 bulan pertama, kemudian turun jika kadar air > 20 % (tetapi jauh lebih baik dari kontrol; pada kontrol daya kecambah turun menjadi 0 %) 4/9/2017 YHA_ITP

BEBERAPA HASIL PERCOBAAN Konsentrasi 60 % CO2 pada suhu 15,7 ºC selama 3 minggu membasmi fase pra-dewasa S. oryzae. Konsentrasi CO2 antara 50 – 72 % selama 16 jam pada suhu 23 C membasmi seluruh fase Sitophilus oryzae. Penyimpanan gandum kering pada kadar oksigen 1- 2 % mampu mempertahankan mutu sampai masa simpan18 tahun. Kacang tanah dapat disimpan lebih pada sistem MAS dengan nitrogen dibandingkan dengan kontrol (atmosfir biasa). Biji bungan matahari dapat disimpan lebih baik pada sistem penyimpanan dengan CO2 dibandingkan dengan dengan atmosfir biasa bahkan pada kadari air tinggi (15 – 20- %) 4/9/2017 YHA_ITP

BEBERAPA PERKEMBANGAN BARU Pencampuran fosfin dengan CO2 (2% bobot fosfin dalam CO2 cair)  dikembangkan oleh CSIRO (Commonwealth Scientific Industrial Research Organization) Australia dengan nama SIROFLO® Penggunaan nitrogen cair. Penggabungan tekanan tinggi dengan CO2 4/9/2017 YHA_ITP YHA_ITP

TERIMA KASIH 4/9/2017 YHA_ITP YHA_ITP