Pembungkusan Pintar dengan Penunjuk Kematangan Buah

Pengenalan

Menentukan tahap kematangan buah tanpa memotong atau merosakkannya merupakan cabaran harian bagi pengusaha, peruncit dan pengguna. Di Malaysia, buah bernilai tinggi seperti durian, mangga dan pisang sering dijual dalam keadaan utuh, dan pembeli bergantung kepada bau, warna kulit atau pengalaman untuk menilai kematangannya (pengetahuan am). Kesilapan menilai boleh menyebabkan buah dibeli terlalu awal, terlalu masak atau terbuang. Pembungkusan pintar (intelligent packaging), iaitu pembungkusan yang “berkomunikasi” tentang keadaan produk melalui penunjuk visual, menawarkan satu penyelesaian.

Artikel ini meringkaskan kajian bertajuk “Novel smart colorimetric label as a ripeness indicator using polydiacetylene/silica nanocomposite impregnated-carboxymethyl cellulose for whole fruit of durian (Durio zibethinus)” (Sonkaew et al., 2026). Objektifnya ialah membangunkan label kolorimetrik pintar untuk memantau secara visual tahap pemasakan buah durian utuh yang masih melekat pada tangkai. Negara kajian tidak dinyatakan secara jelas dalam abstrak, walaupun kultivar yang dikaji, Monthong, ialah kultivar durian yang terkenal di Thailand (pengetahuan am). Dapatan ini dilengkapi oleh empat kajian sokongan tentang label kematangan untuk anggur (Kuswandi dan Murdyaningsih, 2017), mangga (Noiwan et al., 2022), epal (Lang dan Hübert, 2012) dan pisang di Indonesia (Ardiyansyah et al., 2020).

Sorotan Kajian Lepas

Janjarasskul dan Suppakul (2018) mengulas ciptaan pembungkusan aktif dan pintar. Pembungkusan aktif memanjangkan hayat simpanan melalui sistem penyerap dan pembebas, manakala pembungkusan pintar menggunakan sistem diagnostik dan pengenalan untuk menyampaikan maklumat kualiti, penjejakan dan perlindungan jenama. Label penunjuk kematangan tergolong dalam kategori kedua ini.

Konsep label penunjuk warna bukan baharu. Nopwinyuwong et al. (2010) membangunkan penunjuk kolorimetrik berasaskan campuran pewarna pH sebagai “kod bar kimia” untuk memantau kerosakan pencuci mulut berkelembapan sederhana secara masa nyata. Pendekatan pewarna pH yang serupa turut digunakan dalam label kematangan anggur dan mangga yang dibincangkan di bawah.

Polidiasetilena (PDA) pula ialah bahan penderia yang semakin mendapat perhatian. Yoon et al. (2009) menghuraikan kemajuan konsep dan teknologi kemopenderia supramolekul berasaskan PDA terkonjugat, manakala Qian dan Städler (2019) merumuskan perkembangan terkini penderia PDA sejak 2014 dan mengelaskannya berdasarkan perbezaan struktur monomer diasetilena.

Dapatan Utama

Perubahan warna biru ke merah yang jelas. Sonkaew et al. (2026) mendapati, dalam label PDA/silika berasaskan karboksimetil selulosa (CMC), PDA bertindak sebagai penderia kolorimetrik dengan peralihan warna biru ke merah yang boleh dilihat dengan mata kasar, dengan nilai ?E melebihi 5.

Paling ketara pada puncak klimakterik. Pada puncak klimakterik pemasakan, peralihan warna lebih ketara dengan ?E 23.23 ± 0.37, menunjukkan perubahan warna mudah dikesan tanpa alat.

Bertindak balas terhadap metabolit aroma durian. Pencirian kimia mengesahkan kehadiran kumpulan berfungsi pada tulang belakang dan rantai sisi PDA yang bertindak balas terhadap rangsangan luar, terutamanya etil 2-metilbutanoat (E2MB), metabolit utama semasa pemasakan durian Monthong.

Sifat filem dan potensi pengeluaran. Indeks kehabluran, sudut sentuhan dan kadar transmisi wap air (WVTR) menunjukkan peningkatan sifat hidrofobik hasil penambahan Pluronic® F127, yang menyokong peralihan struktur PDA semasa perubahan warna. Label ini boleh dihasilkan melalui kaedah pembentukan filem bersuhu rendah, menunjukkan potensi pengeluaran berskala.

Anggur: asid organik dan pH. Kuswandi dan Murdyaningsih (2017) membangunkan label berasaskan klorofenol merah yang dipegunkan pada kertas turas. Label bertindak balas terhadap kenaikan pH apabila asid organik meruap dalam ruang kepala bungkusan berkurangan semasa pembentukan gula. Warna berubah daripada putih kepada kuning air dan akhirnya kuning bagi buah terlebih masak, dengan korelasi linear yang baik, dan berjaya digunakan dalam keadaan ambien dan sejuk.

Mangga: tahap CO2. Noiwan et al. (2022) menyediakan filem metilselulosa mengandungi pewarna bromotimol biru dan metil merah bagi mangga ‘Nam Dok Mai Si Thong’. Perbezaan warna keseluruhan berkorelasi baik dengan tahap CO2, dan tindak balas penunjuk berkorelasi dengan corak respirasi pada pelbagai suhu malar. Warna berubah daripada biru, kepada hijau cerah, kepada kuning.

Epal: gas etilena. Lang dan Hübert (2012) menggunakan kromofor molibdenum yang berubah daripada putih/kuning muda kepada biru akibat penurunan separa Mo(VI) kepada Mo(V) oleh etilena. Kepekaan boleh dilaraskan melalui komposisi dan pH larutan ammonium molibdat (pH 1.4–pH 1.5). Keputusan dibandingkan dengan pengukuran etilena secara kromatografi gas (GC-FID) dan ujian deria, dan penunjuk boleh digunakan pada buah tunggal atau dalam peti kadbod.

Pisang: ekstrak kayu sepang. Ardiyansyah et al. (2020) di Indonesia menggunakan ekstrak kayu sepang (Caesalpinia sappan) sebagai penunjuk. Filem yang disimpan dalam desikator selama 6 hari berubah daripada kuning kepada jingga. Sepanjang 6 hari pemerhatian kemerosotan pisang, kandungan vitamin C ialah 92.65 + 2.1 mg/100 g, dilaporkan peningkatan pH 5.1, peningkatan profil tekstur 10.1 mm/10s serta peningkatan kadar respirasi (aras CO2), manakala warna filem penunjuk berubah daripada kuning kepada merah gelap.

Perbincangan

Kelima-lima kajian menunjukkan tiga mekanisme utama penunjuk kematangan: pengesanan sebatian aroma (durian), perubahan pH akibat asid organik atau CO2 (anggur, mangga, pisang) dan pengesanan etilena (epal). Kelebihan kajian durian ialah ia menyasarkan metabolit aroma khusus, E2MB, dan memberikan nilai ?E yang jelas, menjadikan perubahan warna mudah dibaca oleh pengguna tanpa alat.

Namun, terdapat beberapa had. Abstrak kajian durian tidak melaporkan ujian di rantaian bekalan sebenar, kos per label atau kebolehpercayaan merentas kultivar lain. Kajian anggur, mangga dan epal menggunakan buah yang berbeza fisiologinya, jadi label yang sesuai untuk satu buah tidak semestinya sesuai untuk buah lain. Kajian pisang pula lebih tertumpu kepada kemerosotan berbanding tahap kematangan optimum. Isu keselamatan bahan yang bersentuhan dengan makanan dan peraturan pelabelan juga perlu dinilai sebelum pengkomersialan (pengetahuan am).

Bagi Malaysia, label yang mengesan aroma durian berpotensi besar kerana durian ialah komoditi bernilai tinggi dan kematangannya sukar dinilai dari luar (pengetahuan am). Walau bagaimanapun, kultivar tempatan mungkin mempunyai profil aroma yang berbeza daripada Monthong, jadi pengesahan semula diperlukan.

Implikasi kepada Pengusaha dan Agensi

1. Pengeksport buah boleh menilai label penunjuk kematangan untuk mengurangkan aduan pembeli tentang buah mentah atau terlebih masak.

2. Penyelidik tempatan perlu mengesahkan label PDA dengan kultivar durian Malaysia kerana profil aroma mungkin berbeza.

3. Pilih mekanisme penunjuk mengikut jenis buah: aroma untuk durian, CO2 atau pH untuk buah dalam bungkusan tertutup, dan etilena untuk buah klimakterik seperti epal.

4. Agensi boleh menyokong kajian kos, keselamatan bahan sentuhan makanan dan penerimaan pengguna sebelum label diperkenalkan secara meluas.

5. Penunjuk berasaskan bahan semula jadi seperti ekstrak kayu sepang wajar diterokai sebagai pilihan berkos rendah.

Kesimpulan

Label kolorimetrik PDA/silika dalam CMC menunjukkan perubahan warna biru ke merah yang jelas pada durian Monthong, dengan ?E 23.23 ± 0.37 pada puncak klimakterik, sebagai tindak balas terhadap metabolit aroma E2MB. Kajian lain menunjukkan penunjuk berasaskan pH, CO2, etilena dan ekstrak tumbuhan juga boleh memantau kematangan anggur, mangga, epal dan pisang. Teknologi ini berpotensi, tetapi memerlukan pengesahan dengan kultivar tempatan, penilaian kos dan keselamatan sebelum digunakan secara komersial di Malaysia.

Rujukan

1. Sonkaew, P., Thadapitakporn, A., Vachirayagorn, V., et al. (2026). Novel smart colorimetric label as a ripeness indicator using polydiacetylene/silica nanocomposite impregnated-carboxymethyl cellulose for whole fruit of durian (Durio zibethinus). Applied Food Research. https://doi.org/10.1016/j.afres.2026.102319

2. Kuswandi, B., & Murdyaningsih, E. A. (2017). Simple on package indicator label for monitoring of grape ripening process using colorimetric pH sensor. Journal of Food Measurement and Characterization. https://doi.org/10.1007/S11694-017-9603-5

3. Noiwan, D., Suppakul, P., & Rachtanapun, P. (2022). Preparation of methylcellulose film-based CO2 indicator for monitoring the ripeness quality of mango fruit cv. Nam Dok Mai Si Thong. Polymers. https://doi.org/10.3390/polym14173616

4. Lang, C., & Hübert, T. (2012). A colour ripeness indicator for apples. Food and Bioprocess Technology. https://doi.org/10.1007/S11947-011-0694-4

5. Ardiyansyah, Kurnianto, M. F., Poerwanto, B., et al. (2020). Monitoring of banana deteriorations using intelligent-packaging containing brazilien extract (Caesalpina sappan L.). https://doi.org/10.1088/1755-1315/411/1/012043

6. Janjarasskul, T., & Suppakul, P. (2018). Active and intelligent packaging: The indication of quality and safety. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. https://doi.org/10.1080/10408398.2016.1225278

7. Nopwinyuwong, A., Trevanich, S., & Suppakul, P. (2010). Development of a novel colorimetric indicator label for monitoring freshness of intermediate-moisture dessert spoilage. Talanta. https://doi.org/10.1016/J.TALANTA.2010.02.008

8. Yoon, B., Lee, S., & Kim, J.-M. (2009). Recent conceptual and technological advances in polydiacetylene-based supramolecular chemosensors. Chemical Society Reviews. https://doi.org/10.1039/B819539K

9. Qian, X., & Städler, B. (2019). Recent developments in polydiacetylene-based sensors. Chemistry of Materials. https://doi.org/10.1021/ACS.CHEMMATER.8B05185

Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.

Kata kunci: pembungkusan pintar, penunjuk kematangan, label kolorimetrik, polidiasetilena, durian, etilena, karbon dioksida, lepas tuai