Salah satu tujuan utama pengemasan makanan adalah untuk menjadikan
makanan dapat tahan lama (awet). Akan tetapi, proses yang dilakukan
untuk mencapai tujuran tersebut biasanya dapat menyebabkan kerusakan
nutrien dan komponen – komponen sensori pada makanan. Oleh sebab itu,
teknologi pengemasan makanan terus dikembangkan dengan tujuan menjadikan
makanan dapat tahan lama dengan meminimalkan kerusakan nutrient dan
komponen – komponen sensori pada makanan tersebut.
Aplikasi teknologi plasma dalam industri pengemasan makanan lahir
sebagai bentuk perkembangan dalam teknologi pengemasan makanan yang baik
karena memiliki beberapa keunggulan seperti proses yang cepat dan minim
menyebabkan kerusakan pada makanan.
Berikut ini merupakan aplikasi teknologi plasma dalam pengemasan makanan:
1. Fungsionalisasi dan aktivasi permukaan
Pada kemasan makanan berbahan dasar polimer, kemudahan dicetak dan
sifat anti asap merupakan properti khas yang harus dimiliki. Dengan
teknologi plasma, kedua kriteria tersebut dapat dipenuhi melalui
fungsionalisasi dan aktivasi permukaan. Dalam tahap ini, plasma
berfungsi sebagai penyesuai energi permukaan dengan cara mengatur
adhesifitas, sifat hidrofobik, dan hidrofilik. Dalam pengaturan sifak
hidrofobik dan hidrofil, ada dua hal yang menjadi perhatian yaitu
terbentuknya lapisan permukaan anti asap dan penggunaan cat berbahan
dasar air ataupun tinta. Lamanya waktu yang dibutuhkan dalam perlakuan
plasma terhadap kemasan menentukan adhesifitas yang diperoleh.
Penggunaan lapisan plasma juga berguna dalam meningkatkan derajat
kebasahan permukaan yang berpengaruh juga terhadap energi permukaan
tersebut. Dengan adanya plasma, energi permukaan meningkat 1,5 kali
lipat. Hal ini sangat berguna dalam penggunaan cat berbahan dasar secara
ekologis.
2. Pelapisan permukaan
Pengawetan makanan dalam kemasan bergantung pada sterilitas dan
kualitas kemasan itu sendiri. Sebagai contoh, untuk makanan atau minuman
yang sensitivitasnya terhadap udara cukup tinggi harus dikemas dalam
botol yang memiliki lapisan penghalang yang kuat
Gambar 1: Perlakuan pada plasma
Pelapisan botol PET dari dalam menggunakan SiOx dan HMDSO
(heksametildioksan) dengan bantuan argon plasma merupakan cara baru
dalam produksi botol PET berkualitas tinggi sebagai kemasan minuman
tertentu. Dengan menggunakan plasma, lapisan SiOx setebal 50 nm dapat
diperoleh hanya dalam waktu kurang dari lima detik. Padahal proses ini
memakan waktu hampir puluhan kali lipat lebih lama tanpa adanya plasma.
Penggunaan plasma juga meningkatkan kemampuan kemasan dalam menghalangi
terjadinya difusi gas dalam rentang skala 3 -10. Selain itu, kemasan
yang dilapisi menggunakan plasma, memiliki kemungkinan hampir 0% dalam
terjadinya microcrack akibat spora.
3. Sterilisasi plasma
Sterilisasi dalam pemrosesan makanan merupakan suatu proses
pengawetan makanan dengan cara memanaskan makanan pada temperatur yang
cukup tinggi dalam waktu tertentu untuk menghancurkan mikroba dan
aktivitas enzim. Dengan proses sterilisasi,biasanya makanan dapat
bertahan hingga lebih dari 6 bulan pada temperatur ruang.
Ada banyak alasan mengapa sterilisasi menggunakan plasma menjadi pilihan. Berikut beberapa alasannya.
- Waktu inaktivasi spora yang singkat
- Beban termal yang rendah
- Tidak ada penggunaan bahan kimia toksik dan berbahaya
- Tidak terbentuk produk yang toksik dan berbahaya pasca steriliasi
- Tidak ada perubahan sifat pada material makanan yang diproses, malah terjadi peningkatan kualitas material makanan
- Tidak perlu ada treatment lanjutan
Mekanisme sterilisasi dengan plasma:
- Destruksi material genetic mikroorganisme melalui irradiasi UV
- Pengikisan mikroorganisme atom per atom melalui fotodesorpsi intrinsik
- Pengikisan mikroorganisme atom per atom melalui proses etching.
Alat sterilisasi berteknologi plasma yang biasa digunakan adalah ECR
Plasma (Electron Cyclotron Resonance Plasma). Alat ini memanfaatkan
prinsip gaya Lorentz dengan adanya pergerakan sirkular electron-elektron
bebas sehingga membangkitkan medan magnet seragam yang statis.
Sterilisasi meggunakan plasma berbeda karena agen aktif nya spesifik,
seperti foton UV dan radikal. Keuntungan metode plasma adalah proses
dapat dilakukan pada temperature rendah (500C), relative aman, dan
mengawetkan keutuhan instrument dasar polimer, yang tak bisa dilakukan
bila menggunakan autoklaf atau oven. Foton UV yang diemisikan akan
di-reabsorpsi oleh gas ambient pada tekanan atmosfer.
Sumber:
- http://itcanbeshown.com/NERS590/Plasma%20Sterilization.ppt
- Dr. Anto Tri Sugiarto : Slide Kuliah Teknologi Plasma