Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol

 12  62  122  2017-06-09 20:57:30 Report infringing document
LAMPIRAN A DATA PENELITIAN A.1 DATA HASIL ANALISIS PATI KULIT SINGKONG Tabel A.1 Data Hasil Analisis Pati Kulit Singkong Parameter Pati Kulit Singkong Kadar Air 9,45 % Kadar Abu 1,5 % Kadar Pati 75,9061 % Kadar Amilopektin 49,9139 % Kadar Amilosa 25,1921 % Kadar Protein 4,25 % Kadar Lemak 1,58 % A.2 DATA HASIL ANALISIS RVA (RAPID VISCO ANALYZER) PATI KULIT SINGKONG Tabel A.2 Data Hasil Analisis RVA (Rapid Visco Analyzer) Pati Kulit Singkong Parameter Pasting Temperature Peak Viscosity Hold Viscosity Final Viscosity Breakdown Setback 1 Hasil Analisis 76,685 4225,5 1659 2657 2566,5 976 Satuan o C cP cP cP cP cP 83 Universitas Sumatera Utara A.3 DATA HASIL DENSITAS (DENSITY) Tabel A.3 Data Hasil Analisis Densitas (Density) Temperatur Massa Volume Run Gelatinisasi MCC* Sorbitol Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 (oC) (Gram) (Gram) 1 76 0 2 0,55 0,49 0,42 76 2 0 2,5 0,44 0,31 0,22 76 3 0 3 0,16 0,21 0,18 76 4 0,2 2 0,94 0,81 0,93 76 5 0,2 2,5 0,60 0,93 0,82 76 6 0,2 3 0,65 0,64 0,75 76 7 0,4 2 0,97 0,84 0,89 76 8 0,4 2,5 0,42 0,78 0,88 76 9 0,4 3 0,82 0,64 0,76 76 10 0,6 2 1,12 0,99 1,03 76 11 0,6 2,5 0,97 0,81 1,22 76 12 0,6 3 0,84 0,69 0,77 RataRata 0,49 0,32 0,18 0,89 0,78 0,68 0,90 0,69 0,74 1,05 1,00 0,77 * MCC (Mikrokristalin Selulosa) A.4 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) Tabel A.4 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Run 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Temperatur Gelatinisasi (oC) 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 Massa Volume MCC* Sorbitol Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 (Gram) (Gram) 0 2 1,312 1,222 1,879 0 2,5 1,512 0,987 1,032 0 3 0,626 0,985 0,743 0,2 2 4,232 5,916 4,563 0,2 2,5 6,178 5,783 6,868 0,2 3 4,286 3,974 4,097 0,4 2 6,559 6,246 7,201 0,4 2,5 4,502 4,580 4,452 0,4 3 5,452 5,221 4,920 0,6 2 9,443 9,201 8,718 0,6 2,5 7,651 6,986 7,723 0,6 3 6,012 7,348 6,94 RataRata 1,471 1,177 0,785 4,904 6,276 4,119 6,669 4,511 5,198 9,121 7,453 6,767 *MCC (Mikrokristalin Selulosa) 84 Universitas Sumatera Utara A.5 DATA HASIL PEMANJANGAN SAAT PUTUS (ELONGATION AT BREAK) Tabel A.5 Data Hasil Analisis Pemanjangan Saat Putus (Elongation at Break) Temperatur Massa Volume RataGelatinisasi MCC* Sorbitol Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Rata (oC) (Gram) (Gram) 1 76 0 2 10,753 10,882 10,731 10,789 76 2 0 2,5 17,501 17,893 17,552 17,649 76 3 0 3 22,381 20,993 22,862 22,079 76 4 0,2 2 2,895 0,995 1,378 1,756 76 5 0,2 2,5 1,973 1,985 0,962 1,640 76 6 0,2 3 5,984 7,494 6,826 6,768 76 7 0,4 2 1,012 2,753 0,727 1,497 76 8 0,4 2,5 1,882 1,005 2,813 1,900 76 9 0,4 3 4,652 5,221 5,452 5,108 76 10 0,6 2 0,243 0,286 0,354 0,294 76 11 0,6 2,5 1,101 1,508 0,875 1,161 76 12 0,6 3 1,892 0,978 1,222 1,364 *MCC (Mikrokristalin Selulosa) Run A.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR (WATER UPTAKE) Tabel A.6 Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Water Uptake) Temperatur Massa Volume Gelatinisasi MCC* Sorbitol Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 (oC) (Gram) (ml) 1 76 0 2 54,22 64,71 53,54 76 2 0 2,5 73,98 61,90 58,73 76 3 0 3 69,04 68,86 72,46 76 4 0,2 2 54,22 64,71 28,85 76 5 0,2 2,5 46,56 61,90 58,73 76 6 0,2 3 69,04 29,39 72,46 76 7 0,4 2 40,17 49,83 38,64 76 8 0,4 2,5 46,76 54,39 51,27 76 9 0,4 3 52,88 66,90 54,99 76 10 0,6 2 38,72 41,13 40,69 76 11 0,6 2,5 41,91 43,28 46,06 76 12 0,6 3 47,02 49,44 48,11 *MCC (Mikrokristalin Selulosa) Run RataRata 57,49 64,87 70,12 49,26 55,73 56,96 42,88 50,81 58,26 40,18 43,75 48,19 85 Universitas Sumatera Utara A.7 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH) BIOPLASTIK DENGAN PELARUT NaOH Tabel A.7 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Bioplastik Dengan Pelarut NaOH Run 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Temperatur Gelatinisasi (oC) 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 76 Massa Volume MCC* Sorbitol Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 (Gram) (Gram) 0 2 1,312 1,222 1,879 0 2,5 1,512 0,987 1,032 0 3 0,626 0,985 0,743 1,229 1,035 2,212 0,2 2 0,2 2,5 1,031 1,028 1,766 0,2 3 1,719 1,094 2,483 0,4 2 1,039 1,262 1,230 0,4 2,5 1,743 1,804 2,337 0,4 3 0,773 1,146 0,729 0,6 2 0,631 0,537 1,186 0,6 2,5 0,708 0,762 0,884 0,6 3 1,222 1,011 1,298 RataRata 1,471 1,177 0,785 1,492 1,275 1,765 1,177 1,961 0,883 0,785 0,785 1,177 *MCC (Mikrokristalin Selulosa) 86 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN B.1 PERHITUNGAN KADAR ABU PATI KULIT SINGKONG Berikut persamaan untuk menghitung kadar abu pati kulit singkong : � − = ℎ� % Untuk perhitungan kadar abu sampel : Massa awal pati kulit singkong = 5,00 gram Massa cawan kosong = 45,42 gram Massa awal pati kulit singkong+ massa cawan kosong = 50,42 gram Massa pati kulit singkong + cawan setelah pengeringan konstan = 50,08 gram � � B.2 = = � , − � − 9, , � = , % , � � ℎ� % % PERHITUNGAN DENSITAS Berikut persamaan untuk menghitung densitas : Untuk perhitungan densitas : � = � = Massa bioplastik = 0,035 gram Panjang bioplastik = 2,00 cm Lebar bioplastik = 2,00 cm Tebal bioplastik = 0,018 cm � = , 87 Universitas Sumatera Utara � B.3 = , 9 � PERHITUNGAN KETAHANAN TERHADAP AIR Berikut persamaan untuk menghitung ketahanan terhadap air : Penyerapan air= � �� � � Untuk perhitungan ketahanan terhadap air : − � �� ℎ� �� ℎ� % � % Massa awal bioplastik = 0,035 gram Massa akhir bioplastik = 0,0823 gram Penyerapan air= � Penyerapan air= �� � 0,08 ℎ� − � � 0,08 Penyerapan air= �� ℎ� −0,0 5� � , 9% �� % Perhitungan diatas dilakukan sebanyak 3 (tiga) kali untuk setiap sampel produk bioplastik dan nilai yang diambil adalah rata-rata dari ketiga nilai tersebut. 88 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN C DOKUMENTASI PENELITIAN C.1 PATI KULIT SINGKONG Gambar C.1 Pati Kulit Singkong C.2 MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC) Gambar C.2 Mikrokristalin Selulosa (MCC) 89 Universitas Sumatera Utara C.3 PROSES PEMBUATAN LARUTAN MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC), SORBITOL DAN AQUADES Gambar C.3 Proses Pembuatan Larutan Mikrokristalin Selulosa (MCC), Sorbitol dan Aquades C.4 SORBITOL Gambar C.4 Sorbitol 90 Universitas Sumatera Utara C.5 PROSES PEMBUATAN BIOPLASTIK Gambar C.5 Proses Pembuatan Bioplastik C.6 ALAT ULTRASONIKASI Gambar C.6 Alat Ultrasonikasi 91 Universitas Sumatera Utara C.7 ALAT UJI TARIK (TENSILE STRENGTH) Gambar C.7 Alat Uji Tarik (Tensile Strength) C.8 ALAT UJI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA-RED) Gambar C.8 Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra - Red) 92 Universitas Sumatera Utara C.9 ALAT UJI SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPY) Gambar C.9 Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) 93 Universitas Sumatera Utara C.10 PRODUK BIOPLASTIK Run Gambar Bioplastik Run Gambar Bioplastik Run 1 5 9 2 6 10 3 7 11 4 8 12 Gambar Bioplastik Gambar C.10 Produk Bioplastik 94 Universitas Sumatera Utara LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN D.1 HASIL FTIR MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC) Gambar D.1 Hasil FTIR Mikrokristalin Selulosa (MCC) D.2 HASIL FTIR PATI KULIT SINGKONG Gambar D.2 Hasil FTIR Pati Kulit Singkong 95 Universitas Sumatera Utara D.3 HASIL FTIR BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG TANPA PENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN TANPA PLASTICIZER SORBITOL Gambar D.3 Hasil FTIR Bioplastik Pati Kulit Singkong Tanpa Pengisi Mikrokristalin Seluosa (MCC) Dan Tanpa Plasticizer Sorbitol D.4 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN TANPA PENAMBAHAN MIKROKISTALIN SELULOSA (MCC) Gambar D.4 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Plasticizer Sorbitol Dan Tanpa Penambahan Mmikrokristalin Selulosa (MCC) 96 Universitas Sumatera Utara D.5 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN DENGAN PENAMBAHAN MIKTOKRISTALIN SELULOSA (MCC) Gambar D.5 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penabahan Plasticizer Sorbitol Dan Penambahan Mikrokristalin Selulosa (MCC) 97 Universitas Sumatera Utara D.6 HASIL UJI KADAR AIR, PROTEIN, LEMAK, RVA PATI KULIT SINGKONG DAN RVA LARUTAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG DENGAN PENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN PLASTICIZER SORBITOL Gambar D.6 Hasil Uji Kadar Air, Protein, Lemak, Rva Pati Kulit Singkong Dan RVA Larutan Bioplastik Dari Pati Kulit Singkong Dengan Pengisi Mikrokristalin Selulosa Dan Plasticizer Sorbitol 98 Universitas Sumatera Utara D.7 HASIL UJI KADAR PATI, KADAR AMILOSA DAN KADAR AMILOPEKTIN Gambar D.7 Hasil Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin 99 Universitas Sumatera Utara DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] Harsunu, Bayu Tri. “Pengaruh Konsentrasi Plasticizer Gliserol Dan Komposisi Khitosan Dalam Zat Pelarut Terhadap Sifat Fisik Edible Film Dari Khitosan.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2006. Garusti. “Analisis Penerimaan Konsumen Untuk Produk Edible Film Berbahan Tepung Dami Nangka Sebagai Bahan Kemasan Serbuk Sereal”. Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknologi Pertanian UGM. 2014. Reddy, R. Laxmana, V. Sanjeevani Reddy, and G. Anusha Gupta, “Study of Bio-plastics As Green & Sustainable Alternative to Plastics,” International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 3 (5) 2013. Psomiadou, Eleni, Ioannis Arvanitoyannis and Noboru Yamamoto, “Edible films made from natural resources, microcrystalline cellulose (MCC), methylcellulose (MC) and corn starch and polyols-Part 2,” Carbohydrate Polymers 31 (9) 1996 : 3-204. Mulyadi, Sri, Ely Sulistya Ningsih, Dan Alwis Abbas, “Modifikasi Polipropilena Sebagai Polimer Komposit Biodegradabel Dengan Bahan Pengisi Pati Pisang Dan Sorbitol Sebgai Plastisizer,” Jurnal Fisika FMIPA UNAND. 2013 Ulloa, María José Valarezo, María Gabriela Punínburneo, “Development Of Starch Biopolymers From Waste Organic Materials (Cassava Peel) And Natural Fiber (Agave),” Journal Of Materials Science And Engineering. 2 (11) 2012 : 728-736. Ambriyanto, Kurniawan Sarju, “Isolasi Dan Karakterisasi Bakteri Aerob Pendegradasi Selulosa Dari Serasah Daun Rumput Gajah (Pennisetum Purpureum Schaum),” 2010. Syafiati, Dina. “Pengembangan Formulasi Pelet Ekstrak Air Sambiloto (Andrographis Paniculata (Burm.F.) Wallich Ex Nees) Salut Eudragit E100 Untuk Menutupi Rasa Pahit.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Sains dan Teknologi Farmasi ITB, Bandung, 2007. Juari. “Pembuatan Dan Karakterisasi Bioplastik Dari Poly-3Hidroksialkanoat (PHA) Yang Dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada Hidrolisat Pati Sagu Dengan Penambahan Dimetil Ftalat (DMF).” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor, 2006. Delvia, Vico. “Kajian Pengaruh Penambahan Dietilen Glikol Sebagai Pemlastis Pada Karakteristik Bioplastik Dari Poli-β-Hidroksialkanoat (PHA) Yang Dihasilkan Ralstronia Eutropha Pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknologi Pertanian IPB, Bogor, 2006. Wittaya, Thawien., “Microcomposites Of Rice Starch Film Reinforced With Microcrystalline Cellulose From Palm Pressed Fiber,” Int Food Res J. 16 2009: 493-500. Wattanakornsiri, Amnuay, Katavut Pachana, Supranee Kaewpirom, Pichan Sawangwong, Claudio Migliaresi, “Green Composites Of 73 Universitas Sumatera Utara [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] Thermoplastic Corn Starch And Recycled Paper Cellulose Fibers,” Songklanakarin J. Sci. Technol. 33 (4) 2011 : 461-467. Akbar, Fauzi, Anita, Zulisma Dan Harahap, Hamidah, “Pengaruh Waktu Simpan Film Plastik Biodegradasi Dari Pati Kulit Singkong Terhadap Sifat Mekanikalnya.” Jurnal Teknik Kimia USU.. 2 (2) 2012. Agustin, Melissa B., Enna Richel P. De Leon, Jerico L. Buenaobra, Shanna Marie M. Alonzo, Famille M. Patriana, Fumihiko Hirose, Bashir Ahmmad, “Starch Based Bioplastics Reinforced with Cellulose Nanocrystals from Agricultural Residues,” International Conference on Advances in Engineering and Technology. 2014. Bastos, Michel de O., Rossana B. Friedrich, Ruy C.R. beck, “Effects of Filler-Binders and Lubricants on Physicochemical Properties of Tablets Obtained by Direct Compression: A 22 Factorial Design,” Lat. Am. J.Pharm. 27(4) 2008: 578-83. Marbun, Eldo Sularto. “Sintesis Bioplastik Dari Pati Ubi Jalar Menggunakan Penguat Logam ZnO Dan Penguat Alami Selulosa.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2012. Hidayat, Muhammad Khoirul, Latifah dan Sri Mantini Rahayu Sedyawat, “ Penggunaan Carboxy Methyl Cellulose Dan Gliserol Pada Pembuatan Plastik Biodegradable Pati Gembili,” Indonesian Journal of Chemical Science. 2(3). 2013. ASTM D792-91. Standard Test Method for Density and Specific Gravity (Relative Density) of Plastics by Displacement. The American Society for Testing and Materials, Philadelphia, U.S.A 1991. ASTM D570-98. Standard Test Method forWater Absorption of Plastics1. The American Society for Testing and Materials, Philadelphia, U.S.A 2005. ASTM D638-02a. Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. The American Society for Testing and Materials, Philadelphia, U.S.A 2002. Nurmawati. “Pengaruh Waktu Tahan Sinter Dan Fraksi Penguat Al2O3 Terhadap Karakteristik Komposit Laminat Hibrid Al/Sic-Al/Al2O3 Produk Metalurgi Serbuk.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2008. Lestari, Franciska Pramuji. “Pengaruh Temperatur Sinter Dan Fraksi Volume Penguat Al2O3 Terhadap Karakteristik Komposit Laminat Hibrid Al/Sic-Al/Al2O3 Produk Metalurgi Serbuk.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2008. Maulida. 2010. Campuran Limbah Padat Organik Dan Anorganik Pulp Sebagai Bahan Pengisi Mikrokomposit Termoplastik Poliolefin. Medan : Universitas Sumatera Utara. Azwar, “Study Perilaku Mekank Komposit Berbasis Polyester Yang Diperkuat Dengan Partikel Serbuk Kayu Keras Dan Lunak,” Jurnal Reaksi (Journal Of Science And Tehnology). 7 (16) 2009. Mukhammad, Alaya Fadllu Hadi dan Bambang Setyoko, “Studi Kelayakan Mekanik Komposit Serat Rami Acak-Polyester Sebagai Bahan Helm Standar SNI,” Traksi. 14 (2). 2014. 74 Universitas Sumatera Utara [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] Fowler, Paul A, J Mark Hughes and Robert M Elias, “Biocomposite: Technology, Enviromental Credentials And Market Forces,” Journal Of The Science Of Food And Agriculture.86 2006: 1781-1789. Ningwulan, Mondya Purna Septa. “Pembuatan Biokomposit Edible Film Dari Gelatin/Bacterial Cellulose Microcrystal (BCMC) : Variasi Konsentrasi Matriks, Filler, Dan Waktu Sonikasi.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik UI, Depok, 2012. Aini, Nurul Nadiah Binti MD. “Biodegradable Biocomposite Starch Based Films Blended With Chitosan And Gelatin.” Thesis, Faculty of Chemical and Natural Resources Universiti Malaysia Pahang, Malaysia, 2010. Anita, Zulisma, Fauzi Akbar, Hamidah Harahap, “Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap Sifat Mekanik Film Plastik Biodegradasi Dari Pati Kulit Singkong,” Jurnal Teknik Kimia USU. 2 (2). 2013. Gill, Mukti, “Bioplastic: A Better Alternative To Plastics,” Natural and Social Sciences. 2(8) 2014 :115-120. Boediono, Mario P. A. D. R. “Pemisahan Dan Pencirian Amilosa Dan Amilopektin Dari Pati Jagung Dan Pati Kentang Pada Berbagai Suhu.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IPB, Bogor, 2012. Krisna, Dimas Damar Adi. “Pengaruh Regelatinasi Dan Modifikasi Hidrotermal Terhadap Sifat Fisik Pada Pembuatan Edible Film Dari Pati Kacang Merah (Vigna Angularis sp.).” Tesis, Program Studi Magister Teknik Kimia UNDIP, Semarang, 2011. Ummah, Nathiqoh Al. “Uji Ketahanan Biodegradable Plastic Berbasis Tepung Biji Durian (Durio Zibethinus Murr) Terhadap Air dan Pengukuran Densitasnya.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Semarang, 2013. Sukmawati, Riza Fahmi Dan Salimatul Milati. “Pembuatan Bioetanol Dari Kulit Singkong.” Tugas Akhir, Program Sarjana Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret, Surakarta, 2009. Calsova, Chlara, Gluseppe Amorlggi, “Feasibility Toput In Place An Animal Feed Plant In Ogun State (Abeokuta) Making Use Of Cassava Peel,” International Fund For Agricultural Development. 2009. Hevikasari, Ayuk Niken Dan Dicky Adepristian Yuwono, “Isolasi Amilosa Dan Amilopektin Dari Pati Kentang,” Jurnal Teknologi Kimia Dan Industri. 2 (3) 2013:57-62. Kuutti, Lauri, “Cellulose, Starch And Their Derivatives For Industrial Applications. Structure-Property Studies,” VTT SCIENCE 31, 2013. Ruzki, Ahmad. “Bio-Degradasi Selulosa Hasil Bio-Pretreatment Jerami Padi Secara Fermentasi Padat Menggunakan Isolat Actinomycetes AcP-1 Dan AcP-7.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung, Lampung, 2013. Lee, Sun Young, Sang-Jin Chun, In-Aeh Kang, Jong-Young Park, “Preparation of cellulose nanofibrils by high-pressure homogenizer and cellulose-based composite films,” Journal of Industrial and Engineering Chemistry 15 2009:50-55. Halim, Auzal, Elfi Sahlan Ben Dan Ermi Sulastri, “Pembuatan Mikrokristalin Selulosa Dari Jerami Padi (Oryza Sativa Linn) Dengan 75 Universitas Sumatera Utara [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] Variasi Waktu Hidrolisa,” Jurnal Sains Dan Teknologi Farmasi. 7(2) 2002: 80-87. Chauhan, Yuvraj P., R. S. Sapkal, V. S. Sapkal and G. S. Zamre, “Microcrystalline Cellulose From Cotton Rags (Waste From Garment And Hosiery Industries),” Int. J. Chem. Sci. 7(2) 2009: 681-688. Azubuike, Chukwuemeka P, Odulaja, Jimson O, Okhamafe Augustine O, “Physicotechnical, spectroscopic and thermogravimetric properties of powdered cellulose and microcrystalline cellulose derived from groundnut shells,” J. Excipients and Food Chemical. 3 (3) 2012:106-113. Kuncahyo, Ilham, “Optimasi Campuran Avicel PH 101 Dan Pati Jagung Dalam Pembuatan Tablet Ekstrak Daun Mimba (Azadirachta Indica A. Juss) Secara Simplex Lattice Design,” Jurnal Farmasi Indonesia, 6 (1). 2009. Widyapranata, Rika, Siti Aisiyah,Yunita Ayuningtyas, “Optimasi Formulasi Tablet Ekstrak Daun Kemangi (Ocimum Sanctum L.) Dengan Campuran Avicel PH 101 Dan Laktosa Secara Sld ( Simplex Lattice Design),” Jurnal Ilmiah Biologi Dan Kesehatan. 3 (2) 2010: 140-149. Bolhuis GK, De Waard H,” Compaction Properties Of Directly Compressible Materials,” In: Celik M, editor. Pharmaceutical Powder Compaction Technology, 2nd Edition. 2nd ed. London: Informa Healthcare; 2011. p. 143-204 Pachuau, Lalduhsanga, C. Malsawmtluangi, Nirmal Kumar Nath, H. Ramdinsangi, David C. Vanlalfakawma, Shri Kant Tripathi, “Physicochemical and functional characterization of microcrystalline cellulose from bamboo (Dendrocalamus longispathus),” International Journal of PharmTech Research, 5 (4) 2013: 1561-1571. Bourtoom, Thawien, “Plasticizer effect on the properties of biodegradable blend film from rice starch-chitosan,” Songklanakarin J. Sci. Technol. 30 2008: 149-165. Chandra, Luthfi Hadi.”Pengaruh Konsentrasi Tapioka Dan Sorbitol Sebagai Zat Pemlastis Dalam Pembuatan Edible Coating Pada Penyimpanan Buah Melon.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Pertanian USU, Medan , 2009. Pulungan, Ahmad Tarmizi. “Pengaruh Konsentrasi Pati Pisang Kepok Dan Sorbitol Sebagai Zat Pemlastis Dalam Pembuatan Edible Coating Pada Penyimpanan Buah Melon.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Pertanian USU, Medan, 2010. Lebedev, Ivan, Jayyoung Park, and Ross Yaylaian. 2010. Popular sweeteners and their health effects. Massachusetts : Worcester Polytechnic Institute. Astuti, Pudji, Claude Mona Airin, Slamet Widiyanto, Amelia Hana, Hera Maheshwari, Luthfiralda Sjahfirdi, “Fourier Transform Infrared Sebagai Metode Alternatif Penetapan Tingkat Stres pada Sapi,” Jurnal Veteriner. 15(1) 2014: 57-63. Ubwa, S. T., J. Abah, K. Asemave1 & T. Shambe, “Studies on the Gelatinization Temperature of Some Cereal Starches,” International Journal of Chemistry. 4 (6) 2012. 76 Universitas Sumatera Utara [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] Brown, Amy. Understanding Food: Principles And Preparation. 5th Edition, Cengage Learning. 2014. Schirmer, Markus, Mario Jekle and Thomas Becker, “Starch gelatinization and its complexity for analysis,” Starch/Stärke 67 2015: 30-41. Wicaksono, Aji. “Suknilisasi Pati Singkong Pragelatinisasi Sebagai Penghancur Dan Pengikat Pada Tablet Amoxicillin.” Skripsi, Program Sarjana FMIPA, UI, Depok, 2008. Nur Azizah Amin. “Pengaruh Suhu Fosforilasi Terhadap Sifat Fisikokimia Pati Tapioka Termodifikasi.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin, Makassar, 2013. Winarno F G, Kimia Pangan dan Gizi (Jakarta : Gramedia Pustaka Utama, 2002). Swinkels, J.J.M, “Source of starch, its chemistry and physics,” Starch Conversion Technology 1985. Faridah, Didah Nur, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan, Titi Candra Sunarti, “Karakteristik Sifat Fisikokimia Pati Garut (Maranta Arundinaceae),” AGRITECH 34 (1) 2014. Xianling Wang, Guizhen Fang, Chunping Hu, Tianchuan Du, “Application of Ultrasonic Waves in Activation of Microcrystalline Cellulose,” Journal of Applied Polymer Science 109 (2008) : 2762–2767 Poonam Dhankhar, “Homogenization Fundamentals,” IOSRJEN 4 (5) 2014 : 01-08. Nugraha Wiguna. “Rekayasa Film TiO2 Super Hidrofilik Untuk Kaca Helm Anti Kabut.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik , Universitas Indonesia, 2011. Wei Li, Jinquan Yue, Shouxin Liu, “Preparation of nanocrystalline cellulose via ultrasound and its reinforcement capability for poly(vinyl alcohol) composites,” Ultrasonics Sonochemistry 19 2012: 479–485. Robert J. Moon, Ashlie Martini, John Nairn, John Simonsenf and Jeff Youngblood, “Cellulose nanomaterials review: structure, properties and nanocomposites,” Chem. Soc. Rev 40 2011 : 3941–3994. Nuryetti, Heri Hermansyah, Dan Muhammad Nasikin, “Bionanokomposit : Peluang Polimer Alami Sebagai Material Baru Semikonduktor,” Jurnal Riset Industri. 6 (1) 2012: 75-85. Barleany, Dhena Ria, Rudi Hartono, dan Santoso, “Pengaruh Komposisi Montmorillonite pada Pembuatan Polipropilen-Nanokomposit terhadap Kekuatan Tarik dan Kekerasannya,” Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan”. 2011. Rahmadi, Arief Frianda. “Sintesis Komposit Kitosan/Polimetil Metakrilat/Montmorillonite Sebagai Adsorben Zat Warna.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik, UI, Depok, 2012. Pavlidou, S. dan C. D. Papaspyrides, “A Review On Polymer-Layered Silicate Nanocomposites,” Progress in Polymer Science (Oxford). 33 (12) 2008: 1119–1198. Setiani, Wini, Tety Sudiarti, Lena Rahmidar, “Preparasi Dan Karakterisasi Edible Film Dari Poliblend Pati Sukun-Kitosan,” Valensi, 3 (2) 2013: 100109. 77 Universitas Sumatera Utara [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] Greenwood, C.T.m D.N. Munro., “Carbohydrates. Effects of Heat on Foodstufs.” (London : Applied Seience Publ. Ltd., 1979). Moorthy, S.N, “Tropical sources of starch. Starch in Food: Structure, Function, and Application.” (Florida : CRC Press, 2004). Nurjana Ahmad. “Kajian Terhadap Kadar Air Tepung Jagung Dan Tepung Karaginan Sebagai Bahan Baku Puding Jagung.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Pertanian, Universitas Negeri Gorontalo, 2014. Chandra, Andy, Hie Maria Inggrid, Verawati. “Pengaruh pH dan Jenis Pelarut pada Perolehan dan Karakterisasi Pati dari Biji Alpukat”. Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, 2013. Susinggih Wijana, Irnia Nurika, Dan Elina Habibah, “Analisis Kelayakan Kualitas Tapioka Berbahan Baku Gaplek (Pengaruh Asal Gaplek Dan Kadar Kaporit Yang Digunakan)”, Jurnal Teknologi Pertanian, 10 (2), 2009 : hal. 97-105. Agus Triyono, “Peningkatan Fungsional Pati Dari Ubi Jalar (Ipomea Batatas L.) Dengan Enzim Α-Amilase (Bacillus Subtilis) Sebagai Bahan Substitusi Pengolahan Pangan,” J. Sains MIPA 13 (1) 2007 : 60-66. Martunis, “Pengaruh Suhu Dan Lama Pengeringan Terhadap Kuantitas Dan Kualitas Pati Kentang Varietas Granola,” Jurnal Teknologi dan Industri Pertanian Indonesia 4 (3) 2012. Anang Mohamad Legowo, Nurwanto. “Analisis Pangan.” Diktat, Program Studi Fakultas Peternakan, Universitas Diponegoro, Semarang, 2004. Rizqa Amalia. “Karakterisasi Fisikokimia Dan Fungsional Tepung Komposit Berbahan Dasar Beras, Ubi Jalar, Kentang, Kedelai, Dan Xanthan Gum,” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Pertanian, USU, Medan, 2013. Suarni, I.U. Firmansyah, dan M. Aqil, “Keragaman Mutu Pati Beberapa Varietas Jagung,” Penelitian Pertanian Tanaman Pangan 32 (1) 2013. Nur Richana, Titi Chandra Sunarti, “Karakterisasi Sifat Fisikokimiatepung Umbi Dan Tepung Pati Dari Umbi Ganyong, Suweg, Ubikelapa Dan Gembili,” J.Pascapanen 1(1) 2004: 29-37. Steffe, J.F, Rheological Methods in food Processing Engineering. (New York : Freeman Press, 1996). Nelis Imanningsih, “Profil Gelatinisasi Beberapa Formulasi TepungTepungan Untuk Pendugaan Sifat Pemasakan,” Penel Gizi Makan 35(1) 2012 : 13-22. Lokensgard, E, Industrial Plastics Theory And Applications, 4th Edition Delamr Learning New York 2004. Simanjuntak, Christo B. “Perbedaan Kekuatan Transversal Bahan Basisgigitiruan Resin Akrilik Polimerisasi Panasdengan Ketebalan Yang Berbeda Dengandan Tanpa Penambahan Serat Kaca.” Skripsi, Program Sarjana USU ,Medan, 2011. Aji, Zulfikar Rahman. “Studi Pengaruh Kondisi Pengujian Tarik Pada Film Plastik BOPP (Biaxial Oriented Polypropylene).” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik, UI, Depok, 2008. Darni, Yuli, “Penentuan Kondisi Optimum Ukuran Partikel dan Bilangan Reynold Pada Sintesis Bioplastik Berbasis Sorgum,” Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan. 8(2) 2011 : 95-103. 78 Universitas Sumatera Utara [87] Klyosov, Anatole A. Wood-Plastic Composites. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2007. [88] Muthawali, Dede Ibrahim. 2010. Pengawetan Kayu Kelapa Sawit Menggunakan Larutan Asap Cair Dengan Formaldehid. Medan : Universitas Sumatera Utara. [89] Sembiring, Prandananta. “Pengaruh Campuran 50% Polypropylene, 30% Polyethylene, 20% Polystyrene Terhadap Variasi Temperatur Pada Proses Injection Molding Tipe Teforma RN 350.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik, USU, Medan, 2010. [90] Iramani, Dian, Sudirman, Aloma Karo Karo, “Pengaruh Aditif Pada Pembuatan Plastik Pertanian Berbasis Polipropilen,” Jurnal Sains Materi Indonesia, 8 (2) 2007: 161-166. [91] Wisojodharmo, Les A., Sri Mujiati Dan Illah Sallah, “Pembuatan Dan Karakterisasi Plastik Biodegradabel Dari Campuran Polipropilena (PP) Dan Pati Tapioka,” Prosiding Simposium Nasional Polimer IV. 2003. [92] Muis, Yugia. “Studi Pemanfaatan Bahan Pengemulsi Berbasis Minyak Kelapa Untuk Produk Film Lateks Pekat Karet Alam Dengan Agen Vulkanisasi Sulfur Dan Dikumil Peroksida.” Disertasi, Program Doktor FMIPA, USU, Medan, 2011. [93] Matondang, Tuty Dwi Sriaty, Basuki Wirjosentono, Darwin Yunus, “Pembuatan Plastik Kemasan Terbiodegradasikan Dari Polipropylena Tergrafting Maleat Anhidrida dengan Bahan Pengisi Pati Sagu Kelapa Sawit,’ Valensi, 3(2) 2013: 110-116. [94] Astuti, Pudji, Claude Mona Airin, Slamet Widiyanto, Amelia Hana, Hera Maheshwari, Luthfiralda Sjahfirdi, “Fourier Transform Infrared Sebagai Metode Alternatif Penetapan Tingkat Stres pada Sapi,” Jurnal Veteriner. 15 (1) 2014 : 57-63. [95] Setiani, Wini, Tety Sudiarti, Lena Rahmidar, “Preparasi Dan Karakterisasi Edible Film Dari Poliblend Pati Sukun-Kitosan,” Valensi, 3 (2) 2013: 100109. [96] FMC Biopolymer. Product Specification Bulletin Avicel PH-101. United States : FMC Biopolymer. [97] Akbar, Fauzi, Anita, Zulisma Dan Harahap, Hamidah, “Pengaruh Waktu Simpan Film Plastik Biodegradasi Dari Pati Kulit Singkong Terhadap Sifat Mekanikalnya,” Jurnal Teknik Kimia USU. 2 (2) 2013. [98] [DSN] Dewan Standardisasi Nasional. 2011. Penentuan Kadar Pati (SNI 01-3194-1992). Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional. [99] [DSN] Dewan Standardisasi Nasional. 2011. Cara Uji Makanan dan Minuman (SNI-01-2891-1992). Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional. [100] [DSN] Dewan Standardisasi Nasional. 2011. Tepung Tapioka (SNI 013451-1994). Jakarta: Dewan Standardisasi Nasional. [101] Widyaningsih, Senny, Dwi Kartika, Dan Yuni Tri Nurhayati, “Pengaruh Penambahan Sorbitol Dan Kalsium Karbonat Terhadap Karakteristik Dan Sifat Biodegradasi Film Dari Pati Kulit Pisang,” Molekul, 7 (1) 2012: 6981. [102] Jardewig E. Manatar, Julius Pontoh, Maxr.J. Runtuwene, “Analisis Kandungan Pati Dalam Batang Tanaman Aren (Arenga Pinnata),” Jurnal Ilmiah Sains 12 (2) 2012. 79 Universitas Sumatera Utara [103] Fakhoury, Farayde Matta, Silvia Maria Martelli, Larissa Canhadas Bertan, Fabio Yamashita, Lúcia Helena Innocentini Mei, Fernanda Paula Collares Queiroz, “Edible films made from blends of manioc starch and gelatin Influenceof different types of plasticizer and different levels of macromolecules on their properties,” Food Science and Technology 49 2012: 149-154. [104] Chandra, Andy, Hie Maria Inggrid, Verawati. “Pengaruh pH dan Jenis Pelarut pada Perolehan dan Karakterisasi Pati dari Biji Alpukat”. Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, 2013. [105] Jones, Alexander, Mark Ashton Zeller, Suraj Sharma, “Thermal, mechanical, and moisture absorption properties of egg white protein bioplastics with natural rubber and glycerol,” Progress in Biomaterials 2:12 2013. [106] Choirunisa, Resa Fala Bambang Susilo dan Wahyunanto Agung Nugroho, “Pengaruh Perendaman Natrium Bisulfit (NaHSO3) Dan Suhu Pengeringan Terhadap Kualitas Pati Umbi Ganyong (Canna Edulis Ker),” Jurnal Bioproses Komoditas Tropis 2 (2) 2014. [107] Taufik, Muhammad dan Fatma. “Karakteristik Edible Film Berbahan Dasar Gelatin Kulit Kaki Broiler”. Skripsi, Program Sarjana Fakultas Peternakan, Universitas Hasanuddin, Makassar, 2011. [108] Murtiningrum, Eluis F. Bosawe., P. Istalaksanal, Abadi Jading, “Karakterisasi Umbi Dan Pati LimA Kultivar Ubi Kayu (Manihot esculents),” Jurnal Argotek 3 (1) 2012. [109] Kumoro, Andri Cahyo, Aprilina Purbasari, “Sifat Mekanik Dan Morfologi Plastik Biodegradable Dari Limbah Tepung Nasi Aking Dan Tepung Tapioka Menggunakan Gliserol,”Teknik,35(1)2014:8-16. [110] Pavia, Donald L, Gary M. Lampman, George S. Kriz, “Introduction To Spectroscopy,” 3rd edition, Thomson Learning, 2001. [111] Kosasih, Aline Natasia, Jonathan Febrianto, Jaka Sunarso, Yi-Hsu Jua, Nani Indraswati, Suryadi Ismadji, “Sequestering of Cu(II) from aqueous solution using cassava peel (Manihot esculenta),” Journal of Hazardous Materials 180 2010: 366–374. [112] Diana Ciolacu, Florin Ciolacu, Valentin I. Popa, “Amorphous Cellulose – Structure And Characterization,” Cellulose Chem. Technol., 45 (1-2) 2011 : 13-21. [113] Ahmad Farhan Sulthoni, Lizda J. Mawarani, dan Agung Budiono, “Pengaruh Penambahan Alkali Terhadap Karakteristik Bioplastik Tepung Porang –Cassava,” JURNAL TEKNIK POMITS 2 (1) 2013 : 163-168. [114] Ahmad, Zuraida, Hazleen Anuar and Yusliza Yusof, “The Study of Biodegradable Thermoplastics Sago Starch,” Key Engineering Materials 471-472 2011 : 397-402. [115] Septiosari, Arum, Latifah dan Ella Kusumastuti, “Pembuatan Dan Karakterisasi Bioplastik Limbah Biji Mangga Dengan Penambahan Selulosa Dan Gliserol,” Indo. J. Chem. Sci. 3 (2) (2014). [116] Darni, Yuli, Herti Utami dan Siti Nur Asriah, “Peningkatan Hidrofobisitas Dan Sifat Fisik Plastik Biodegradabel Pati Tapioka Dengan Penambahan Selulosa Residu Rumput Laut Euchema Spinossum,” Seminar Hasil Penelitian & Pengabdian Kepada Masyarakat, Unila, 2009. 80 Universitas Sumatera Utara [117] Herawati, H, “Potensi Pengembangan Produk Pati Tahan Cerna sebagai Pangan Fungsional,” Jurnal Litbang Pertanian 30 2011 : 31-39. [118] Zulaidah, A, “Peningkatan Nilai Guna Pati Alami Melalui Proses Modifikasi Pati,” Jurnal Teknik Kimia 3 (1) 2011 : 39-45. [119] Henky Muljana. “Studi Proses Transesterifikasi Pati Sagu di dalam Media Subkritik CO2.” Skripsi, Program Sarjana Fakultas Teknik Universitas Katolik Parahyangan, Bandung, 2012. [120] Faridah, Didah Nur, Dedi Fardiaz, Nuri Andarwulan, Titi Candra Sunarti, “Karakteristik Sifat Fisikokimia Pati Garut (Maranta Arundinaceae),” AGRITECH 34 (1) 2014. [121] Zhang, Qinghua, Maud Benoit, Karine De Oliveira Vigier, Joël Barrault, Gwenaëlle Jégou, Michel Philippe and François Jérôme, “Pretreatment of microcrystalline cellulose by ultrasounds: effect of particle size in the heterogeneously-catalyzed hydrolysis of cellulose to Glucose,” The Royal Society of Chemistry 2013. [122] Syamsu, Khaswar, Chilwan Pandji, dan Eva Rosalina Lumbanraja, “Pengaruh Penambahan Polioksietilen-(20)-Sorbitan Monolaurat Pada Karakteristik Bioplastik Poli-Hidroksialkanoat (PHA) Yang Dihasilkan Ralstonia Eutropha Pada Substrat Hidrolisat Pati Sagu,” J. Tek. Ind. Pert. 18(1) 2007 : 41-46. [123] Brierly AS, Brandon MA, Watkins JL, “An assessment of the utility of an acoustic doppler current profiler for biomass estimation,” Deep-Sea Res I 45 1998:1555–1573. [124] Agustin, Melissa B. , Enna Richel P. De Leon, Jerico L. Buenaobra, Shanna Marie M. Alonzo, Famille M. Patriana, Fumihiko Hirose, and Bashir Ahmmad, “Starch Based Bioplastics Reinforced with Cellulose Nanocrystals from Agricultural Residues,” ICAET 2014. [125] Dong, Yu, Rehan Umer, Alan Kin Tak Lau. Fillers and Reinforcements for Advanced Nanocomposites. 2010. [126] Ramirez, Maria Guadalupe Lomeli, Arturo JBG, Salvador GE, Jose De HRP, Ricardo MG, “Chemical And Mechanical Evaluation Of BioComposites Based On Thermoplastic Starch And Wood Particles Prepared By Thermal Compression,” BioResources 9 (2) 2014 : 2960-2974. [127] Teixeira, Eliangela de M., Daniel Pasquini, Antônio A.S. Curvelo , Elisângela Corradini, Mohamed N. Belgacem , Alain Dufresne, “Cassava bagasse cellulose nanofibrils reinforced thermoplastic cassava starch,” Carbohydrate Polymers 78 (2009) : 422–431. [128] David W. Litchfield and Donald G. Baird, “The Rheology Of High Aspect Ratio Nanoparticle Filled Liquids,” Rheology Reviews (2006) : 1-60 [129] Purwanti, Ani, “Analisis Kuat Tarik Dan Elongasi Plastik Kitosan Terplastisasi Sorbtiol,” Jurnal Teknologi 3 (2) 2010 : 99-106. [130] Bahmid, Nur Alim, Khaswar Syamsu dan Akhiruddin Maddu, “Pengaruh Ukuran Serat Selulosa Asetat Dan Penambahan Dietilen Glikol (DEG) Terhadap Sifat Fisik Dan Mekanik Bioplastik,” Jurnal Teknologi Industri Pertanian 24 (3):226-234 (2014). [131] Zhang, Yachuan and Curtis Rempel, “Retrogradation and Antiplasticization of Thermoplastic Starch,” University Manitoba, Canada, 2012. 81 Universitas Sumatera Utara [132] Myllarinen, Paivi, Riitta Partanen, Jukka Seppala, Pirkko Forssell, “Effect Of Glycerol On Behaviour Of Amylose And Amylopectin Films,” Carbohydrate Polymers 50 2002 : 355-361. [133] Neng Wang, Enyong Ding, and Rongshi Cheng, “Preparation and Liquid Crystalline Properties of Spherical Cellulose Nanocrystals,“ Langmuir 24 (1) 2008 : 5–8. [134] Darni, Yuli, Tosty Maylangi Sitorus, Muhammad Hanif, “ Produksi Bioplastik dari Sorgum dan Selulosa Secara Termoplastik,” Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan 10 (2) 2014 : 55-62. [135] Zhang, Y, Rempel, C, Retrogradation and antiplasticization of thermoplastic starch, Thermoplastic Elastomers; El-Sonbati, A., Ed.; InTech Open Access Publisher: Rijeka, Croatia, 2012; pp. 118–119. [136] Dufresne, Alain and Michel R. Vignon, “Improvement of Starch Film Performances Using Cellulose Microfibrils,” Macromolecules 311998 : 2693-2696. [137] Vieira, Melissa Gurgel Adeodato, Mariana Altenhofen da Silva, Lucielen Oliveira dos Santos, Marisa Masumi Beppu, “Natural-based plasticizers and biopolymer films: A review,” European Polymer Journal 47 (2011) :254–263. [138] Faisal, Tengku, Zulkifli Hamid, Pengaruh Modifikasi Kimia Terhadap Sifat Sifat Komposit Polietilena Densitas Rendah (LDPE) Terisi Tempurung Kelapa, Program studi Teknik Kimia, Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Medan, 2008. [139] SaInz, Cristina Bilbao, Roberto J. Avena-Bustillos Delilah F. Wood, Tina G. Williams, And Tara H. Mchugh, “Composite Edible Films Based on Hydroxypropyl Methylcellulose Reinforced with Microcrystalline Cellulose Nanoparticles,” J. Agric. Food Chem. 2010, 58, 3753–3760. 82 Universitas Sumatera Utara BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN Penelitian dilakukan di Laboratorium Penelitian Farmasi, Fakultas Farmasi, Laboratorium Proses Industri Kimia dan Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini dilakukan selama lebih kurang 4 bulan. 3.2 BAHAN Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain: 1. Aquadest (H2O) dari Toko Kimia Rudang Jaya. 2. Sorbitol (C6H14O6) dari Toko Kimia Rudang Jaya. 3. Kulit singkong dari penjual gorengan di sekitar Jalan Dr. Mansur, Universitas Sumatera Utara. 4. Mikrokristalin Selulosa Avicel PH101 dari Pusat Penelitian Kelapa Sawit Medan. Spesifikasi : - Bentuk : serbuk putih - Densitas bulk : 0,26 – 0,31 gr/cc - pH : 5,5 – 7,0 - Ukuran partikel : 50 µm - Kelarutan : larut dalam tembaga tetramin hidroksida [96] 3.3 PERALATAN Pada penelitian ini bahan yang digunakan antara lain: 1. Tabung Reaksi 2. Blender 3. Saringan plastik 4. Hot plate, thermocouple dan magnetic stirrer 5. Oven 25 Universitas Sumatera Utara 6. Erlenmeyer 7. Gelas ukur 8. Beaker glass 9. Neraca analitik 10. Ayakan 100 mesh (25 x 25 x 3 mm) 11. Plat kaca akrilik 12. Ultrasonikasi Kudos 3.4 PROSEDUR PERCOBAAN Prosedur percobaan dapat dijelaskan sebagai berikut: 3.4.1 Isolasi Pati [97] Proses isolasi pati dari limbah kulit singkong dilakukan dengan : 1. Kulit singkong sebanyak 100 gram dibersihkan dengan air bersih. 2. Kulit singkong dipotong dengan ukuran 2 cm2, kemudian ditambahkan 100 ml air yang berfungsi untuk mempermudah proses penghancuran. 3. Kemudian kuit sigkong dihancurkan dengan menggunakan blender. 4. Bubur kulit singkong dikeluarkan dari blender dan disaring dan dibiarkan selama 30 menit untuk mendapatkan endapan dari bubur kulit singkong. 5. Endapan yang diperoleh dipisahkan dengan air, kemudian endapan yang didapat ditambahkan dengan air lalu diendapkan kembali selama 30 menit. 6. Endapan yang diperoleh dikeringkan didalam oven dengan suhu 60 oC selama 30 menit. 7. Diperoleh serbuk pati kering, kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh. 3.4.2 Pembuatan Bioplastik [16] Proses pembuatan bioplastik dengan metode melt intercalation dilakukan dengan : 1. Dicampurkan sorbitol yang massanya divariasikan 20, 25, 30% wt (dari 10 gram pati) dengan mikrokristalin selulosa yang massanya 26 Universitas Sumatera Utara divariasikan 0, 2, 4 dan 6% wt (dari 10 gram pati) dan 200 ml aquadest. 2. Dimasukkan campuran ke dalam ultrasonikasi selama 50 menit. 3. Ditambahkan matriks pati kulit singkong sebanyak 10 gram, lalu memanaskan campuran sambil dilakukan pengadukan menggunakan stirrer hingga suhu 76 oC. 4. Campuran kemudian didinginkan dan dicetak pada cetakan akrilik dengan ukuran 25 x 25 x 3 mm. 5. Plastik dikeringkan dalam oven dengan suhu 60 oC selama 24 jam. 6. Plastik dikeluarkan dari oven, kemudian membiarkannya pada suhu kamar hingga plastik dapat dilepaskan dari cetakan. 3.5 PROSEDUR ANALISIS 3.5.1 Prosedur Analisa Pati Prosedur analisa pati mencakup kadar pati, amilosa, amilopektin, air, lemak, protein, abu, profil gelatinisasi dan gugus fungsi sebagai berikut : 3.5.1.1 Prosedur Analisa Kadar Pati [98] Analisa kadar pati (amilum) dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada. 1. Timbang 2-5 g sampel berupa bahan padat yang telah dihaluskan atau bahan cair dalam gelas piala 250 ml, tambahkan 50 ml aquades dan diaduk selama 1 jam. Suspensi disaring dengan kertas saring whatman 42 dan dicuci dengan aquades sampai volume filtrat 250 ml. Filtrat mengandung karbohidrat yang terlarut dan dibuang. 2. Bahan yang mengandung lemak, maka pati yang terdapat sebagai residu pada kertas saring dicuci 5 kali dengan 10 ml ether, biarkan ether menguap dari residu, kemudian cuci lagi dengan 150 ml alkohol 10% untuk membebaskan lebih lanjut karbohidrat yang terlarut. 3. Residu dipindahkan secara kualitatif dari kertas saring ke dalam erlenmeyer dengan pencucian 200 ml aquades dan tambahkan 20 ml 27 Universitas Sumatera Utara HCl 25% (BJ 1,125), tutup dengan pendingin balik dan panaskan di atas penangas air mendidih selama 2,5 jam. 4. Setelah dingin netralkan dengan larutan NaOH 45% dan encerkan sampai volume 500 ml, kemudian saring dengan kertas saring whatman 42, tentukan kadar gula yang dinyatakan sebagai glukosa dari filtrat yang diperoleh. Penentuan glukosa seperti pada penentuan gula reduksi. berat glukosa dikalikan 0,9 merupakan berat pati. 3.5.1.2 Prosedur Analisa Kadar Amilosa [98] Analisa kadar amilosa dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada. I. Pembuatan Kurva Standar 1. Timbang 40 mg amilosa murni, masukkan ke dalam tabung reaksi. Tambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. 2. Panaskan dalam air mendidih selama kurang lebih 10 menit sampai semua bahan membentuk gel. Setelah itu dinginkan. 3. Pindahkan seluruh campuran ke dalam labu takar 100 ml. Tepatkan sampai tanda tera dengan air. 4. Pipet masing-masing 1, 2, 3, 4 dan 5 ml larutan diatas masukkan masing-masing ke dalam labu takar 100 ml. 5. Ke dalam masing-masing labu takar tersebut, tambahkan asam asetat 1 Nmasing-masing 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1 ml, lalu tambahkan masingmasing 2 ml larutan iod. 6. Tepatkan masing-masing campuran dalam labu takar sampai tanda tera dengan air. Biarkan selama 20 menit. 7. Intensitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. 8. II. Buat kurva standar, konsentrasi amilosa vs absorbans. Pengukuran Sampel 1. Tiimbang 100 mg sampel dalam bentuk tepung (sampel sebagian besar terdiri dari pati, jika banyak mengandung komponen lainnya, ekstrak dulu patinya baru analisa kadar amilosanya), masukkan ke 28 Universitas Sumatera Utara dalam tabung reaksi. Tambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. 2. Panaskan dalam air mendidih selama kurang lebih 10 menit sampai terbentuk gel. 3. pindahkan seluruh gel ke dalam labu takar 100 ml. Tepatkan sampai tanda tera dengan air. 4. pipet 5 ml larutan tersebut, masukkan ke dalam labu takar 100 ml. Tambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml larutan Iod. 5. Tepatkan sampai tanda tera dengan air, kocok, diamkan selama 20 menit. 6. Ukur intensitas warna yang terbentuk dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm. 7. Hitung kadar amilosa dalam sampel. 3.5.1.3 Prosedur Analisa Kadar Amilopektin Analisa kadar amilopektin dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada. Kadar amilopektin ditentukan dengan perhitungan: % amilopektin = % pati - % amilosa 3.5.1.4 Prosedur Analisa Kadar Air [99] Analisa kadar air dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. 1. Timbang dengan seksama 1-2 gram sampel pada sebuah botol timbang bertutup yang sudah diketahui bobotnya. untuk contoh berupa cairan, botol timbang dilengkapi dengan pengaduk dan pasir kwarsa/kertas saring berlipat. 2. Keringkan pada oven suhu 105 0C selama 3 jam. 3. Dinginkan dalam desikator. 4. Timbang, ulangi pekerjaan ini hingga diperoleh bobot tetap. 5. Catat data pengamatan dalam loogbook analisis 29 Universitas Sumatera Utara 6. Perhitungan : Kadar air = ( W1 / W ) x 100% Dimana : W = berat sampel sebelum dikeringkan ( g) W1 = kehilangan berat setelah dikeringkan ( g) 3.5.1.5 Prosedur Analisa Kadar Lemak [99] Analisa kadar lemak dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. 1. Timbang dengan teliti 1 - 2 gram sampel dalam selongsong kertas yang dialasi dengan kapas, kemudian sumbat selongsong yang berisi sampel dengan kapas. 2. Keringkan dalam oven pada suhu tidk lebih 80oC selama kurang lebih satu jam 3. Masukkan selongsong dalam alat soxhlet yang telah dihubungkan dengan labu lemak berisi batu didih yang telah dikeringkan dan telah diketahui bobotnya. 4. Ekstrak dengan heksana atau pelarut lemak lainnya selama kurang lebih 6 jam. 5. Sulingkan heksana dan keringkan ekstrak lemak dalam oven pada suhu 105 oC 6. Dinginkan dan timbang 7. Ulangi pengeringan hingga tercapai bobot tetap 8. Catat data pengamatan dalam logbook 9. Perhitungan : % Lemak = ( Dimana : �−� � ) x 100% W = berat sampel W1 = berat lemak sebelum ekstraksi W2 = berat labu lemak sesudah ekstraksi 30 Universitas Sumatera Utara 3.5.1.6 Prosedur Analisa Kadar Protein [99] Analisa kadar protein dari pati kulit singkong dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. 1. Timbang dengan teliti 0.51 gram sampel dalam labu kjeldahl 100 ml. 2. Tambahkan 2 gram selenium 5 dan 25 ml H2SO4 pekat 3. Panaskan diatas kompor listrik atau api pembakar sampai mendidih dan larutan berubah menjadi warna jernih kehijauan ( sekitar 2 jam) 4. Biarkan dingin, kemudian encerkan dan masukan ke dalam labu ukur 100 ml, tepatkan sampai tanda batas. 5. Untuk menampung destilat, pipet 10 ml asam borat 2 % masukkan kedalam Erlenmeyer 250 ml, tambahkan 5 tetes indicator campuran. 6. Pipet 5 ml larutan hasil dekstruksi ke dalam alat destilasi protein tambahkan 5 ml NaOH 42.8% dan akuades untuk membilas. 7. Destilasi selama kurang lebih 15 menit sampai destilat yang tertampung tidak bersifat basa. ( uji dengan menggunakan kertas lakmus) 8. Bilas ujung kondensor dengan air akuades. 9. Titrasi destilat dengan HCl 0.01 N 10. Kerjakan penetapan blanko. 11. Catat data pengamatan dalam logbook 12. Perhitungan : Kadar protein : Dimana : – � . 4 �� �� W = berat sampel V1 = volume HCl 0.01 N yang dipergunakan titrasi sampel V2 = volume HCl 0.01 N yang dipergunakan titrasi blanko N = Normalitas HCl Fk = factor konversi protein 31 Universitas Sumatera Utara 3.5.1.7 Prosedur Analisa Kadar Abu [100] 1. Sampel ditimbang sebanyak 2 gram, lalu dimasukkan kedalam cawan porselen dan dipijarkan di atas nyala api pembakar bunsen hingga tidak berasap lagi. 2. Dimasukkan kedalam furnace dengan suhu 650 °C, selama 12 jam. 3. Cawan didinginkan selama 3 menit pada desikator lalu ditimbang hingga beratnya tetap. 4. Lalu hasil yang diperoleh dihitung dengan rumus: Kadar abu= berat awal-berat akhir berat awal x 100% (3.2) 3.5.1.8 Prosedur Analisa Profil Gelatinisasi Dengan Rapid Visco Analyzer (RVA) Analisa profil gelatinisasi dari pati kulit singkong dengan RVA dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. 1. Isi bak pendingin dengan akuades sampai tanda pada display muncul tanda bahwa air sudah cukup terisi. 2. Pasang kabel pada stop kontak, nyalakan alat dengan menekan tombol yang berada di bagian belakang alat, nyalakan juga air pendingin. 3. Atur temperature, time, pump, refrigerate. 4. Jika semua parameter pengaturan sudah sesuai, tekan tombol ON sampai semua pengaturan posisi on ( perhatikan tanda di display) 5. Pilih menu STD 1 pada menu utama 6. Pasang flashdisk pada alat RVA. 7. Timbang sampel sebanyak 3,5-4 gram (sesuaikan dengan kandungan air sampel) dan masukan ke canister 8. Tambahkan akuades atau buffer sebanyak 25 gram ( sesuaikan dengan penimbangan sampel. 9. Simpan canister pada alat dan mulai pengukuran dengan menekan tombol √, lalu tower sampel pada alat. 32 Universitas Sumatera Utara 10. Alat akan memutar sampel dengan pemanasan pada 50 – 95 0C selama ± 23 menit. 11. Jika sudah selesai, grafik pengukuran bisa di lihat pada display, lalu pilih option save. 12. Saving data pada flashdisk. 3.5.1.9 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed (FT-IR) [101] 1. Sampel ditempatkan ke dalam set holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai. 2. Hasil yang di dapat berupa difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas. 3. Spektrum FTIR di rekam menggunakan spektrometer pada suhu ruang. 3.5.1.10 Prosedur Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) [67] 1. Sampel pati ditempelkan pada set holder dengan perekat ganda. 2. Sampel dilapisi dengan logam emas dalam keadaan vakum. 3. Sampel dimasukkan pada tempatnya di dalam Scanning Electron Microscope (SEM). 4. Gambar topografi diamati dan dilakukan perbesaran hingga 5000 dan 10000 kali. 3.5.2 Prosedur Analisis Bioplastik 3.5.2.1 Prosedur Analisis Densitas [18] 1. Film dipotong dengan ukuran 5 cm x 5 cm dengan tebal tertentu, kemudian dihitung volumenya. 2. Potongan film ditimbang dan rapat massa film ditentukan dengan membagi massa dengan volumenya (g/cm3) atau dengan rumus : �= (3.3) 33 Universitas Sumatera Utara 3.5.2.2 Prosedur Pengujian Sifat Kuat Tarik [20] 1. Sampel dipotong dengan ukuran 13 mm x 57 mm dengan tebal ≤ 7 mm. 2. Pengujian dilakukan dengan cara menempatkan spesimen pada genggaman mesin uji. 3. Indikator ekstensi (extensomer) dipasang. 4. Alat pengukur regangan melintang dipasang. 5. Dilakukan pengukuran beban dan tegangan. 6. Kecepatan pengujian diatur sesuai dengan laju yang diperlukan. 7. Kurva tegangan-beban dicatat. 8. Selain itu dicatat pula nilai tegangan dan beban serta nilai tegangan dan beban pada saat putus. 9. Kuat tarik dihitung dengan menggunakan rumus berikut : Kuat Tarik (kg/cm2) = � �� � (3.4) � 3.5.2.3 Prosedur Pengujian Perpanjangan pada saat putus [20] 1. Sampel dipotong dengan ukuran 13 mm x 57 mm dengan tebal ≤ 7 mm. 2. Pengujian dilakukan dengan cara menempatkan spesimen pada genggaman mesin uji. 3. Indikator ekstensi (extensomer) dipasang. 4. Alat pengukur regangan melintang dipasang. 5. Dilakukan pengukuran beban dan tegangan. 6. Kecepatan pengujian diatur sesuai dengan laju yang diperlukan. 7. Kurva tegangan-beban dicatat. 8. Dicatat persen perpanjangan pada saat putus pada grafik dikali dengan 100. 3.5.2.4 Prosedur Pengujian Ketahanan terhadap Air [19] 1. Dipotong plastik dengan diameter 50,8 mm dan tebal ± 0,18 mm dan ditimbang berat sampel. 34 Universitas Sumatera Utara 2. Masukkan sampel plastik ke dalam wadah berisi air distilat denngan temperatur 23±1 oC selama 24 jam. 3. Setelah 24 jam, sampel diambil dan dibersihkan dengan menggunakan kain kering. Penyerapan air dihitung dengan rumus : Penyerapan air= � �� � − � �� ℎ� �� ℎ � % (3.5) 3.5.2.5 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed (FT-IR) [101] 1. Sampel yang berupa film, ditempatkan ke dalam set holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai. 2. Hasil yang di dapat berupa difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas. 3. Spektrum FTIR di rekam menggunakan spektrometer pada suhu ruang. 3.5.2.6 Prosedur Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) [67] 5. Sampel film plastik ditempelkan pada set holder dengan perekat ganda. 6. Sampel dilapisi dengan logam emas dalam keadaan vakum. 7. Sampel dimasukkan pada tempatnya di dalam Scanning Electron Microscope (SEM). 8. Gambar topografi diamati dan dilakukan perbesaran hingga 5000 dan 10000 kali. 35 Universitas Sumatera Utara 3.6 FLOWCHART PERCOBAAN 3.6.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong Mulai Kulit singkong dibersihkan sebanyak 100 gram Kulit singkong dipotong dengan ukuran 2 cm2 dan ditambah air sebanyak 100 ml Dilakukan proses penghancuran kulit singkong dengan alat blender Bubur kulit singkong disaring dan dibiarkan selama 30 menit Setelah 30 menit, endapan dipisahkan dari air Endapan ditambahkan lagi dengan air dan diendapkan kembali selama 30 menit Endapan dikeringkan dalam oven dengan suhu 70 oC selama 30 menit Diperoleh pati kulit singkong kering, kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh Selesai Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong 36 Universitas Sumatera Utara 3.6.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati 37 Universitas Sumatera Utara 3.6.3 Flowchart Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian Kadar Amilosa Gambar 3.3 Flowchart Prosedur Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian Kadar Amilosa 38 Universitas Sumatera Utara 3.6.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa Gambar 3.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa 39 Universitas Sumatera Utara 3.6.5 Flowchart Uji Kadar Air Mulai Cawan dipanaskan pada suhu 105 oc selama 1 jam dan kemudian didinginkan di dalam desikator 5 gram sampel ditimbang Sampel dipanaskan di dalam oven pada suhu 105 oC selama 1 jam Sampel didinginkan di dalam desikator dan kemudian ditimbang Setelah bobot konstan, kadar air sampel dihitung Selesai Gambar 3.5 Flowchart Uji Kadar Air 40 Universitas Sumatera Utara 3.6.6 Flowchart Analisa Uji Kadar Lemak Pati Gambar 3.6 Flowchart Uji Kadar Lemak Pati 41 Universitas Sumatera Utara 3.6.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein 42 Universitas Sumatera Utara 3.6.8 Flowchart Analisa Uji Kadar Abu Pati Mulai Sampel seberat 2 gram dimasukkan ke dalam cawan porselin yang telah dikeringkan Lalu diabukan dalam furnace pada suhu 650 oC ± 12 jam Setelah dingin dimasukkan ke dalam desikator selama 3 menit dan ditimbang kemudian dihitung dengan rumus perhitungan kadar kadar abu Selesai Gambar 3.8 Flowchart Uji Kadar Abu Pati 3.6.9 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed (FT-IR) Mulai Sampel ditempatkan ke dalam set holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai Hasil yang diperoleh berupa difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas Spektrum FTIR direkam dengan menggunakan spektrometer pada suhu ruang Selesai Gambar 3.9 Flowchart Analisa Fourier Transform InfraRed (FT-IR) 43 Universitas Sumatera Utara 3.6.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik Mulai Ditimbang mikrokristalin selulosa yang massanya divariasikan 2, 4 dan 6% wt (dari 10 gram pati) Ditimbang sorbitol yang massanya divariasikan 20, 25 dan 30% wt (dari 10 gram pati) Dicampurkan sorbitol dan mikrokristalin selulosa dengan 200 ml aquadest. Campuran dimasukkan ke dalam ultrasonikasi selama 50 menit Ditambahkan matriks pati kulit singkong sebanyak 10 gram Dipanaskan campuran sambil dilakukan pengadukan menggunakan stirrer hingga tercapai suhu 76oC Campuran didinginkan dan dicetak pada cetakan plastik Plastik dikeringkan dengan suhu 60 oC selama 24 jam Plastik dilepaskan dari cetakan Selesai Gambar 3.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik 44 Universitas Sumatera Utara 3.6.11 Flowchart Analisa Densitas Mulai Film dipotong dengan ukuran 5 x 5 cm dengan tebal tertentu Volumenya dihitung Film yang sudah ditimbang dipotong kemudian dihitung dengan rumus analisa densitas Selesai Gambar 3.11 Flowchart Analisa Densitas 3.6.12 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed (FT-IR) Mulai Sampel yang berupa film ditempatkan ke dalam set holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai Hasil yang diperoleh berupa difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas Spektrum FTIR direkam dengan menggunakan spektrometer pada suhu ruang Selesai Gambar 3.12 Flowchart Analisa Fourier Transform InfraRed (FT-IR) 45 Universitas Sumatera Utara 3.6.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik Mulai Film dipotong dengan ukuran 13x57 mm dengan tebal ≤ 7 mm Film ditempatkan pada genggaman mesin uji Extensomer dan alat pengukur regangan melintang dipasang Alat dioperasikan pada laju yang diperlukan Data diperoleh dan dilakukan perhitungan nilai kuat tarik Selesai Gambar 3.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik 3.6.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus Mulai Film dipotong dengan ukuran 13x57 mm dengan tebal ≤ 7 mm Film ditempatkan pada genggaman mesin uji Extensomer dan alat pengukur regangan melintang dipasang Alat dioperasikan pada laju yang diperlukan Kurva tegangan-beban dicatat Dicatat persen perpanjangan pada saat putus pada grafik dikali dengan 100 Selesai Gambar 3.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus 46 Universitas Sumatera Utara 3.6.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air Mulai Timbangan digital digunakan mengukur berat sampel awal dengan diameter 50,8 mm dan tebal ± 0,18 mm Sampel plastik dimasukkan ke dalam wadah berisi air distilat Dengan temperatur 23±1 oC selama 24 jam Setelah 24 jam, sampel diambil dan dibersihkan dengan air kering Sampel ditimbang sebagai berat sampel akhir dan dihitung nilai penyerapan air Selesai Gambar 3.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air 3.6.16 Flowchart Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) Mulai Sampel ditempelkan pada set holder dengan perekat ganda Sampel dilapisi dengan logam emas dalam keadaan vakum Sampel dimasukkan pada tempatnya di dalam Scanning Electron Microscope Gambar topografi diamati dan dilakukan perbesaran 5000 kali Selesai Gambar 3.16 Flowchart Scanning Electron Microscope (SEM) 47 Universitas Sumatera Utara BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 HASIL EKSTRAKSI PATI DARI KULIT SINGKONG Pada penelitian ini bahan baku pembuatan bioplastik yaitu pati yang diekstrak dari kulit singkong. Kulit singkong diperoleh dari pedagang sayuran yang terletak di Pasar Pagi Padang Bulan Pasar 1, Medan. Pati yang dihasilkan berupa serbuk keabu-abuan dengan ukuran partikel ± 100 mesh. Dari hasil ekstraksi pati kulit singkong diperoleh rendemen pati sebesar 20%, dimana dari 100 g kulit singkong diperoleh pati kering sebanyak 20 g dan kemudian selanjutnya dilakukan analisa pada pati yang diperoleh. Kulit singkong yang diperoleh dari Pasar Pagi Medan ditunjukkan pada gambar 4.1 (a) serta hasil ektraksi pati dari kulit singkong pada gambar 4.1 (b). (a) (b) Gambar 4.1 (a) Kulit singkong (b) Pati Kulit singkong 4.2 HASIL KARAKTERISTIK PATI KULIT SINGKONG Karakteristik kadar pati kulit singkong ini dilakukan untuk mengetahui jumlah beberapa komponen yang terkandung di dalam pati kulit singkong yang dihasilkan dari penelitian ini, antara lain kadar pati (amilum), kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, kadar amilosa dan kadar amilopektin. 48 Universitas Sumatera Utara 4.2.1 Kadar Pati Kadar pati merupakan banyaknya pati yang terkandung dalam bahan kering yang dinyatakan dalam persen [102]. Tujuan analisa kadar pati adalah untuk menentukan persentase kadar pati yang terdapat pada kulit singkong (Manihot esculenta). Dari hasil analisa pati kulit singkong yang dilakukan di Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada, diperoleh kadar pati dalam kulit singkong sebesar 75,9061%. Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar pati yang diizinkan adalah minimal 75 % [95]. Jika dibandingkan dengan kadar pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar pati kulit singkong telah memenuhi standar yang berlaku. Menurut Richana dan Sunarti (2004), kadar pati dalam bentuk ekstrak pati umbi-umbian berkisar 45-63% [78]. Perbedaan kadar pati yang diperoleh dapat disebabkan oleh adanya perbedaan dalam proses pengolahan pati. Pada penelitian ini digunakan metode pengekstraksian pati kulit singkong dengan cara penghancuran menggunakan blender. 4.2.2 Kadar Amilosa dan Amilopektin Kadar amilosa dan amilopektin adalah banyaknya kandungan amilosa dan amilopektin yang terdapat pada pati yang dapat digunakan sebagai acuan dalam menentukan karakteristik pati. Tujuan dari analisis kadar amilosa dan amilopektin adalah untuk menetapkan perbandingan jumlah amilosa dan amilopektin di dalam pati kulit singkong. Uji kadar amilosa dan amilopektin dilakukan di Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Universitas Gadjah Mada. Dalam pati kulit singkong terdapat kandungan amilopektin sebesar 49,9139% dan amilosa sebesar 25,1921%. Pada penelitian Ulloa dan PuninBurneo (2012) dimana dilakukan proses pengekstrakkan pati dari kulit singkong (Manihot esculenta) diperoleh kadar amilosa dengan rentang 17-20%. Kadar amilosa yang diperoleh pada penelitian ini lebih besar dibandingkan dengan hasil penelitian Ulloa dan PuninBurneo [6]. Hasil yang berbeda dapat dipengaruhi oleh proses produksi pati yang berbeda. Kadar amilosa yang rendah dan amilopektin yang tinggi dapat mempermudah proses gelatinisasi pati karena dapat menurunkan kelarutan pati di 49 Universitas Sumatera Utara dalam air, sehingga pati hanya dapat mengembang dalam air panas yang dibutuhkan dalam proses gelatinisasi pati. Dengan kadar amilopektin yang tinggi, banyak ruang kosong yang ada sehingga ruang kosong ini akan diisi oleh biopolimer pencampur [95]. Kandungan amilosa yang terdapat pada pati memicu pembentukan bioplastik yang lebih kuat, sedangkan struktur amilopektin dalam pati menyebabkan karakteristik mekanik yang rendah, serta ketahanan terhadap tekanan dan elongasi yang rendah [103]. 4.2.3 Kadar Air Tujuan analisa kadar air adalah untuk mengetahui kandungan air dalam pati yang dapat mempengaruhi karakteristik bioplastik. Pengeringan pada pati bertujuan untuk mengurangi kadar air sampai batas tertentu sehingga pertumbuhan mikroba dan aktivitas enzim penyebab kerusakan pada pati dapat dihambat [78]. Dari hasil analisa diperoleh juga kadar air sebesar 9,45% dimana standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia untuk nilai kadar air maksimum 14%, sehingga kadar air pati secara garis besar masih memenuhi syarat Standar Industri Indonesia [104]. Uji kadar air dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. Kadar air erat hubungannya dengan keawetan bahan selama penyimpanan. Semakin rendah kadar air bahan maka semakin aman bahan tersebut dari kerusakan akibat serangan mikroorganisme [32]. Kadar air yang tinggi memiliki kecenderungan untuk menyerap air yang dapat menghasilkan plastik dengan elastisitas rendah [105]. 4.2.4 Kadar Abu Kadar abu menunjukkan kandungan mineral dari suatu bahan. Tujuan analisa kadar abu adalah untuk melihat kualitas umum bahan dimana kadar abu juga berkaitan erat dengan zat pengotor asing. Semakin tinggi kadar abu suatu bahan maka semakin tinggi kandungan mineral yang dimiliki bahan tersebut [106]. Nilai kadar abu yang diperoleh dari pati kulit singkong sebesar 1,5 %. Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar abu yang diizinkan adalah maksimal 15 % [104]. Uji kadar abu dilakukan di 50 Universitas Sumatera Utara Laboratorium Proses Industri Kimia Universitas Sumatera Utara. Jika dibandingkan dengan kadar abu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar abu pati kulit singkong telah memenuhi standar. 4.2.5 Kadar Protein Kadar protein menunjukkan keberadaan asam-asam amino pada pati. Dalam bentuk pati, komponen protein dipersyaratkan dalam konsentrasi sangat rendah, karena akan menyebabkan viskositas pati menurun [77]. Tujuan analisa kadar protein adalah untuk melihat kandungan protein yang terdapat pada pati kulit singkong yang mempengaruhi karakteristik sifat bioplastik. Uji kadar protein dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. Dipeoleh hasil analisa berupa kadar protein sebesar 4,25%. Pada penelitian Ulloa dan PunínBurneo (2012) diperoleh kadar protein kulit singkong sebesar 2,3% [6]. Nilai tersebut lebih kecil jika dibandingkan dengan hasil penelitian ini. Perbedaan kandungan protein antar varietas diduga disebabkan oleh faktor genetic [77]. Kandungan protein pada pati dapat mempengaruhi karakteristik film yang dihasilkan. Film dengan jumlah protein yang tinggi dapat menyerap lebih banyak air dari lingkungan. Selain itu, film dengan kandungan protein yang tinggi memiliki sifat yang lebih higroskopik dibandingkan film dengan kandungan protein rendah [107]. Komponen protein dalam pati juga mempengaruhi suhu gelatinisasi. Dijelaskan lebih lanjut bahwa protein mempunyai kemampuan untuk mengabsorpsi air. Air dapat diikat oleh protein melalui ikatan hidrogen. Kemampuan absorpsi tersebut menyebabkan pembengkakan butir-butir pati terjadi lebih lambat, sehingga meningkatkan suhu dan waktu gelatinisasi [108]. 4.2.6 Kadar Lemak Tujuan kadar lemak adalah untuk melihat pengaruh kandungan lemak terhadap karakteristik pati. Kandungan lemak dalam pati dipersyaratkan rendah, karena dapat membentuk kompleks dengan amilosa sehingga menghambat proses gelatinisasi [77]. Uji kadar lemak dilakukan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. Adapun kadar lemak yang 51 Universitas Sumatera Utara terdapat pada pati kulit singkong sebesar 1,58%. Hasil ini masih terlalu tinggi dibandingkan dengan kadar lemak pada penelitian Ulloa dan PunínBurneo (2012) sebesar 0,44% [6]. Kadar lemak yang tinggi menyebabkan ketidakteraturan struktur mikro dalam plastik. Selain itu, kadar lemak yang tinggi juga berpengaruh terhadap keburaman plastik [109]. 4.3 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA FT-IR BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG DAN MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL PH101 DENGAN PEMLASTIS SORBITOL Analisis gugus fungsi FTIR diperlukan untuk mengetahui gugus-gugus fungsi yang terdapat pada pati. Analisis gugus fungsi FTIR dilakukan dengan menggunakan alat IR Prestige-21 Shimadzu. Karakteristik gugus fungsi dengan FT-IR dilakukan di Laboratorium Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara.Dari analisa gugus fungsi menggunakan FT-IR diperoleh hasil spektrum dalam bentuk grafik yang dapat dilihat pada gambar 4.2 sebagai berikut. 100 90 % Transmitansi 80 70 Pati Kulit Singkong Microcrystalline Cellulose Avicel PH101 Bioplastik Pati Kulit Singkong C=C Bioplastik Pati-MCC-Sorbitol Bioplastik Pati-Sorbitol OH Alkohol C-O C-H C-O 60 50 40 C=O 30 20 OH Alkohol 10 0 4000 C-O OH Karboksilat C-O 3600 3200 2800 2400 2000 1600 1200 800 400 Panjang Gelombang (cm-1) Gambar 4.2 Karakteristik Hasil Analisa FT-IR Pembacaan bilangan gelombang yang terdapat pada grafik FT-IR dapat dilihat pada tabel 4.2 sebagai berikut. 52 Universitas Sumatera Utara Tabel 4.2 Hasil Keterangan Gugus Fungsi Pati Kulit Singkong Menggunkan FTIR Jenis Ikatan C-H O-H O-H bebas O-H C=O C=O Rangkap Dua C=O C=O C=C Ikatan Tunggal C-O (Bukan Hidrogen) C-N C rangkap tiga Rangkap Tiga CN rangkap tiga Sumber: Pavia et al., 2001 [110] Ikatan Tunggal Hidrogen Bilangan Gelombang (cm-1) 3000-2850 3400-3000 3600 3400-2400 1840-1800 1750-1715 1740-1680 1725-1665 1680-1600 1400-1000 1400-1000 2260-2120 2260-2220 Keterangan Alkana jenuh Alkohol, air, fenol Asam karboksilat Anhidrida Ester Aldehid Asam karboksilat Alkena Asam karboksilat Amina Alkuna Nitril Dari pengamatan spektra IR pada gambar 4.2 terdapat beberapa puncak serapan yang menunjukkan adanya gugus C-H alkena, C-O ester, C=C Alkene dan gugus O-H pada pati kulit singkong. Hasil FTIR yang diperoleh telah sesuai jika dibandingkan dengan FTIR kulit singkong yang diperoleh Aline Natasia Kosasih, dkk., (2010) dimana gugus fungsi yang umumnya terdapat pada kulit singkong adalah ikatan grup OH (hidoksil), gugus karboksil dan gugus karboksilat [111]. Pada pengamatan spektra IR mikrokristalin selulosa terdapat gugus C-O ester, ikatan C=C Alkene serta gugus CH alkena. Terdapat puncak serapan 898,83 cm-1 yang menunjukkan adanya peregangan C-O-C dari ikatan β-1,4-D-glikosida yang juga menunjukkan keberadaan fasa amorf dari mikrokristalin selulosa, semakin meningkatnya intensitas menyebabkan sampel dengan fraksi amorf yang lebih besar. Pada mikrokristalin selulosa terdapat gugus CH2 simetris pada puncak serapan 1427,32 cm-1. Puncak serapan ini dikenal juga sebagai puncak serapan kristalinitas yang mana penurunan pada nilai intesitasnya menunjukkan adanya penurunan derajat kristalinitas sampel [112]. Gugus O-H hidroksil pada bilangan gelombang 2831,5 cm-1, 2893,22 cm-1, 2939,52 cm-1 dan 3383,14 cm-1 mengindikasikan ikatan hidrogen pada mikrokristalin selulosa. Terdapat puncak serapan yang menunjukkan adanya gugus C-H alkena, CO ester, C=O amida, O-H karboksilat dan gugus O-H Alkohol pada bioplastik pati 53 Universitas Sumatera Utara kulit singkong tanpa pemlastis sorbitol dan mikrokristalin selulosa. Gugus fungsi yang sama juga diperoleh pada bioplastik pati kulit singkong dengan pemlastis sorbitol tanpa pengisi mikrokristalin selulosa. Pada bioplastik dengan penambahan sorbitol, gugus C-O dan OH membentuk rantai karbon acak, sehingga menyebabkan sampel tersebut menjadi lebih elastis [113]. Terdapat perubahan bilangan gelombang untuk gugus C-O ester dan OH hidroksil setelah penambahan plastisizer sorbitol dan pengisi mikrokristalin selulosa sebagai berikut : Tabel 4.3 Perubahan Bilangan Gelombang Pada Bioplastik Pati Kulit Singkong, Bioplastik Pati-Sorbitol, dan Bioplastik Pati-Sorbitol-MCC Bioplastik Pati Bioplastik Pati- Bioplastik Pati- Kulit Singkong Sorbitol Sorbitol-MCC Gugus CH 725,23 729,09 725,23 (cm-1) 779,24 775,38 779,24 Gugus C=O 1693,5 1693,5 1693,5 Gugus C-O 1111 1107,14 1118,71 (cm-1) 1176,58 1172,72 1168,86 Gugus O-H 2877,79 2877,79 2870,08 (cm-1) 2989,66 2989,66 2989,66 (cm-1) 3649,32 3633,89 Pada ketiga bioplastik ditemukan pita serapan energi pada 1693,5 yang menunjukkan adanya gugus amida I (protein yang mengandung ikatan C=O) [109]. Penambahan mikrokristalin selulosa menyebabkan puncak gugus C-O menjadi lebih luas pada rentang 1118,71 cm-1 dan 1168,86 cm-1 serta perluasan gugus OH pada rentang 2870,08 cm-1 dan 3633,89 cm-1. Puncak serapan yang melebar pada absorpsi bilangan gelombang OH hidroksil menunjukkan adanya ikatan hidrogen bioplastik dengan pemlastis sorbitol dan pengisi mikrokristalin selulosa. Lebih lanjut dijelaskan bahwa ikatan hidrogen yang kuat dapat diidentifikasi dari bilangan gelombang yang rendah [114]. Hal ini terlihat dari penurunan bilangan gelombang gugus OH serta rentang gugus OH yang semakin melebar dan intensitas yang semakin kuat. 54 Universitas Sumatera Utara Bioplastik terdapat gugus fungsi C=O karbonil dan COOH ester mengindikasi adanya kemampuan degradabilitas pada plastik yang disintesis. Hal ini dikarenakan gugus fungsi O-H, C=O karbonil dan C-O ester merupakan gugus yang bersifat hidrofilik sehingga molekul air dapat mengakibatkan mikroorganisme pada lingkungan memasuki matriks plastik tersebut [115]. Penambahan selulosa dan sorbitol bertujuan untuk memodifikasi pati. Namun jika dilihat dari panjang gelombang yang terbaca belum ada gugus fungsi baru yang terbentuk. Menurut Darni, dkk., (2009) hal tersebut berarti bioplastik yang dihasilkan merupakan proses blending secara fisika karena tidak ditemukannya gugus fungsi baru sehingga bioplastik memiliki sifat seperti komponen-komponen penyusunnya. Walaupun begitu pada spektra pati tidak ditemukan gugus OH alkohol di daerah serapan 3600-3700 cm-1. Gugus OH alkohol pada sampel plastik berasal dari gugus fungsi OH sorbitol [116]. 4.4 KARAKTERISTIK MORFOLOGI PATI KULIT SINGKONG DENGAN SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE) Karakteristik morfologi pati kulit singkong dilakukan dengan SEM.Karakteristik dengan SEM ini dilakukan di Laboratorium Terpadu USU. Hasil pengamatan dengan SEM ditunjukkan pada gambar 4.3. Impurities Gambar 4.3 Hasil SEM pati kulit singkong perbesaran 10000 kali Gambar 4.3 menunjukkan hasil analisa SEM partikel pati kulit singkong yang berukuran 100 mesh dengan perbesaran 10000x. Dari hasil analisa SEM dapat dilihat bahwa sebagian besar morfologi pati kulit singkong berbentuk 55 Universitas Sumatera Utara granula dengan ukuran granula yang relatif besar yaitu sekitar 2,8-6,75 µm. Selain itu, hasil SEM juga memperlihatkan bahwa granula pati masih terlihat utuh dengan bentuknya yang oval yang menunjukkan bahwa granula pati belum mengalami kerusakan struktur granulanya. Granula pati yang belum mengalami proses modifikasi akan memiliki permukaan yang halus dan utuh. Ganula pati yang lebih besar memiliki ketahanan yang lebih tinggi terhadap perlakuan panas dan air dibandingkan granula pati yang kecil. Pada struktur granula pati, amilosa dan amilopektin tersusun dalam suatu cincin. Jumlah cincin dalam suatu granula pati kurang lebih 16 buah, yang terdiri atas cincin lapisan amorf dan cincin lapisan semikristal [117]. Amilosa merupakan fraksi gerak, yang artinya dalam granula pati letaknya tidak pada satu tempat, tetapi bergantung pada jenis pati. Umumnya amilosa terletak di antara molekul-molekul amilopektin dan secara acak berada selang-seling di antara daerah amorf dan kristal [118]. Dari hasil analisa SEM juga dapat dilihat bahwa pati kulit singkong masih mengandung zat pengotor (impurites) yang ditunjukkan dengan adanya butiranbutiran putih yang tidak seragam dengan granula pati. Zat pengotor dalam pati kulit singkong dapat berupa lemak, protein, mineral dan lainnya. Zat pengotor yang terdapat pada pati dapat dikaitkan dengan kadar abu dimana pengeringan dengan suhu yang terlalu tinggi serta waktu yang lama mempengaruhi warna pati. Butiran putih yang tidak seragam pada hasil analisa SEM pati mengindikasikan adanya perubahan warna dan tekstur yang tidak seragam dengan pati kulit singkong pada umumnya. 4.5 KARAKTERISTIK PROFIL GELATINISASI PATI DENGAN RVA (RAPID VISCO ANALYZER) Karakteristik profil gelatinisasi pati kulit singkong diukur dengan RVA (Rapid Visco Analyzer) yang dilaksanakan di Laboratorium Jasa Uji Fakultas Teknologi Industri Pertanian, Universitas Padjadjaran. Karakteristik ini berkaitan dengan pengukuran viskositas pati dengan konsentrasi tertentu selama pemanasan dan pengadukan. Hasil dari pengukuran RVA dapat diplotkan menjadi kurva profil gelatinisasi yang ditunjukkan dengan gambar 4.4 dimana terdapat hubungan antara nilai viskositas (cP) (pada sumbu y) dan perubahan temperatur 56 Universitas Sumatera Utara (oC) (juga pada sumbu y) selama waktu proses pemanasan dan pendinginan (detik) (pada sumbu x). 4500 120 4000 3500 3000 80 2500 2000 60 1500 40 Viskositas (cP) Temperatur (oC) 100 1000 500 20 Temperatur Viskositas 0 -500 0 0 100 200 300 400 500 600 Waktu (detik) 700 800 900 Gambar 4.4 Grafik Profil Gelatinisasi Pati Kulit singkong yang Diukur dengan RVA (Rapid Visco Analyzer) Tabel 4.3 memperlihatkan data-data profil gelatinisasi pati kulit singkong yang diolah dari kurva RVA pada Gambar 4.4. Pati kulit singkong mulai mengalami gelatinisasi pada suhu yang cukup tinggi, yaitu 76,685 oC. Viskositas puncak tercapai pada suhu 94,62oC dengan nilai viskositasnya sebesar 4225,5 cP. Pada pemanasan di atas suhu 94,62oC, pati kulit singkong mengalami penurunan viskositas yang cukup tajam dengan viskositas breakdown sebesar 2566,5 cP. Pasta pati kulit singkong secara berangsur-angsur mengalami peningkatan viskositas selama fase pendinginan. Viskositas setback selama fase pendinginan ini sebesar 976 cP. Viskositas setback pati kulit singkong ini relatif tinggi, yang menunjukkan kecenderungan pati kulit singkong lebih mudah mengalami retrogradasi. Sebagaimana pati pada umumnya, pati kulit singkong memiliki profil gelatinisasi dengan puncak viskositas yang tinggi dan diikuti dengan penurunan viskositas yang tajam selama fase pemanasan. Hal ini dikarenakan adanya pemanasan yang menyebabkan energi kinetik molekul air menjadi lebih kuat dari pada daya tarik menarik antara molekul pati dalam granula, sehingga air dapat 57 Universitas Sumatera Utara masuk kedalam pati dan pati akan mengembang. Perubahan sifat inilah yang disebut dengan gelatinisasi [32]. Dari hasil analisa profil gelatinisasi dengan menggunakan metode Rapid Visco Analyzer (RVA) diketahui bahwa pati kulit singkong termasuk dalam kelompok pati tipe B. Pati tipe B juga ditandai dengan kemampuan mengembang yang lebih rendah dari tipe A. Selain itu pati tipe B juga dapat diidentifikasi dengan pengenceran yang tidak terlalu besar selama pemanasan serta kestabilan viskositas terhadap panas yang rendah [32]. Pati tipe B lebih resisten terhadap tekanan dibandingkan tipe A dan tipe C [119]. Daya pengembangan (swelling power) merupakan kenaikan volume dan berat maksimum pati selama mengalami pengembangan di dalam air [56]. Semakin besar daya pengembangan berarti semakin banyak air yang diserap selama pemasakan, hal ini berkaitan dengan kandungan amilosa dan amilopektin dalam pati. Semakin tinggi kadar amilosa maka nilai pengembangan volume akan semakin tinggi. Selain itu, terdapatnya gugus hidroksil yang bebas akan menyerap air, sehingga terjadi pembengkakan granula pati. Granula pati akan terus mengembang, sehingga viskositas meningkat hingga volume hidrasi maksimum yang dapat dicapai oleh granula pati, pada titik ini granula pati telah kehilangan sifat birefringence-nya dan tidak memiliki fasa kristal lagi [78]. Keadaan ini dicapai pada suhu maksimum yaitu 94,62oC dengan nilai viskositas sebesar 4225,5 cP. Pada fase pendinginan, viskositas pasta pati kembali berangsur meningkat yang disebabkan oleh terjadinya penggabungan kembali molekul-molekul amilosa dan amilopektin melalui ikatan hidrogen. Peningkatan viskositas selama fase pendinginan menunjukkan kecenderungan retrogradasi dari pasta pati. Kandungan amilosa yang cukup tinggi memiliki kontribusi yang besar terhadap kecenderungan terjadinya retrogradasi pasta pati selama fase pendinginan dikarenakan amilosa yang lebih mudah terpapar oleh air dan mudah mengalami rekristalisasi [120]. 58 Universitas Sumatera Utara 4.6 HASIL KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG 4.6.1 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Densitas Bioplastik Berikut ini gambar 4.5 yang menunjukkan pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap densitas bioplastik pati kulit singkong. 1.20 Sorbitol 20% 1.05 1.00 Densitas (gram/cm3) Sorbitol 25% 1.00 0.80 0.60 0.40 Sorbitol 30% 0.89 0.78 0.68 0.90 0.77 0.74 0.69 0.49 0.32 0.18 0.20 0.00 0% 2% 4% Mikrokristalin Selulosa (%W) 6% Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Densitas Bioplastik Pada gambar 4.5 dapat dilihat pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap densitas bioplastik pati kulit singkong. Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa penambahan massa mikrokristalin selulosa menghasilkan nilai densitas yang fluktuatif, begitu juga dengan penambahan pemlastis sorbitol. Nilai densitas bioplastik tertinggi diperoleh pada penambahan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20% dengan nilai densitas 1,05 gram/cm3. Sedangkan nilai densitas terendah diperoleh pada bioplastik tanpa pengisi dengan penambahan sorbitol 30% sebesar 0,18 gram/cm3. Densitas berbanding lurus dengan massa suatu bahan, sehingga semakin besar massa suatu bahan maka nilai densitas semakin besar [101]. Penambahan 59 Universitas Sumatera Utara selulosa mampu meningkatkan rapat massa plastik, namun pada titik tertentu mengakibatkan molekul antar komponen penyusun bioplastik tidak rapat [116]. Dari gambar 4.5 terdapat penyimpangan dimana pada bioplastik konsentrasi sorbitol 25% mengalami penurunan dengan nilai densitas 0,69 gram/cm3 pada penggunaan massa mikrokristalin selulosa 4%. Kemudian kembali meningkat pada bioplastik dengan penggunaan massa mikrokristalin selulosa 6% dengan nilai densitas 0,74 gram/cm3. Hasil yang sama juga dilaporkan pada penelitian Darni, dkk., (2009) dimana pada bioplastik formulasi selulosa 7:3 terjadi penurunan densitas dan kembali meningkat pada bioplastik formulasi selulosa 6:4 [116]. Hal ini diakibatkan adanya penurunan derajat kristalinitas dari mikrokristalin selulosa setelah proses ultrasonikasi. Selama proses ultrasonikasi, mikrokristalin selulosa cenderung mengalami penurunan derajat kristalinitas dikarenakan energi yang dihasilkan dari proses ultrasonikasi menyebabkan kerusakan struktur mikrofibril mikrokristalin selulosa yang mana menghasilkan erosi pada permukaan mikrokristalin selulosa akibat dari tubrukan antar partikel atau gelembung kavitasi [60]. Hal ini sesuai dengan penelitian Zhang et al. (2013) dimana terdapat penurunan derajat kristalintas sebesar ± 12% [121]. Penurunan derajat kristalinitas berarti terjadi peningkatan jumlah fraksi amorf. Peningkatan jumlah fraksi amorf menyebabkan bobot polimer pada suatu volume yang sama semakin rendah akibat struktur molekul yang tidak teratur dan tidak rapat sehingga densitas bahan juga semakin berkurang [10]. Penurunan densitas bioplastik juga dapat diakibatkan peningkatan konsentrasi pemlastis karena molekul pemlastis dapat meningkatkan mobilitas molekul polimer. Selain itu penambahan pemlastis dapat menghasilkan struktur molekul polimer menjadi lebih amorf. Struktur molekul amorf memiliki kerapatan yang lebih rendah daripada molekul kristalin. Penurunan kerapatan molekul menyebabkan densitas dari molekul tersebut menjadi lebih rendah [122]. Film plastik dengan densitas yang rendah cenderung memiliki struktur yang terbuka yang mana memudahkan penetrasi fluida seperti H2O, O2 atau CO2 [123]. 60 Universitas Sumatera Utara 4.6.2 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Berikut ini gambar 4.6 yang menunjukkan pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap sifat kekuatan tarik bioplastik pati kulit singkong. Kuat Tarik (MPa) 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00 9.12 Sorbitol 20% Sorbitol 25% 7.45 Sorbitol 30% 6.28 5.20 4.90 4.12 1.471.18 0% 6.77 6.67 4.51 0.78 2% 4% 6% Mikrokristalin Selulosa (%W) Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Pada gambar 4.6 dapat dilihat pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap kekuatan tarik bioplastik pati kulit singkong. Pada gambar 4.6 terlihat bahwa penambahan massa mikrokristalin selulosa terhadap kekuatan tarik mengalami fluktuasi, begitu juga penambahan pemlastis sorbitol. Nilai kekuatan tarik bioplastik tertinggi diperoleh pada penambahan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20% dengan nilai 9,12 MPa. Sedangkan nilai kekuatan tarik terendah diperoleh pada bioplastik tanpa pengisi dengan penambahan sorbitol 30% sebesar 0,78 MPa. Dari gambar 4.6 diatas juga dapat dilihat bahwa dengan meningkatnya massa mikrokristalin selulosa maka nilai kekuatan tarik juga semakin meningkat. Hal ini dikarenakan adhesi yang baik antara pati dan selulosa dimana keberadaan gugus hidroksil pada pati dan selulosa membentuk ikatan hidrogen pada permukaannya. Ikatan hidrogen yang kuat antar permukaan selulosa dan pati menghasilkan jaringan yang kuat sehingga memberikan hasil yang efektif pada 61 Universitas Sumatera Utara matriks [124]. Menurut Wittaya (2009), peningkatan sifat bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa erat kaitannya dengan pembentukan jaringan hidrogen yang kuat yang diatur oleh mekanisme perkolasi (percolation mechanism) [11]. Pada tahap akhir pembuatan bioplastik dilakukan pengeringan suspensi campuran bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa dimana terjadi penguapan air. Penguapan air ini menyebabkan gaya kapiler antar jaringan selulosa yang menarik komponen selulosa saling berikatan hingga membentuk ikatan hidrogen yang kuat [125]. Pada bioplastik dengan nilai kekuatan tarik tertinggi yaitu dengan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 30% terdapat pengurangan ukuran partikel mikrokristalin selulosa akibat ultrasonikasi pada bioplastik yang mempengaruhi sifat kekuatan tarik bioplastik dimana semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar luas permukaan kontaknya dengan matriks pati sehingga menghasilkan sifat kekuatan tarik yang lebih baik [126]. Dari hasil dapat dilihat bahwa terdapat penyimpangan dimana terjadi penurunan nilai kekuatan tarik pada bioplastik dengan mikrokristalin selulosa 4% dan sorbitol 25% dengan nilai 4,51 MPa dan kembali meningkat pada penambahan mikrokristalin selulosa 6% menjadi 7,45 MPa. Adanya penyimpangan dikarenakan massa pengisi mikrokristalin selulosa yang tinggi berkontribusi terhadap perlambatan interaksi antar molekul bioplastik pati. Hal ini menyebabkan perkembangan struktur bioplastik menjadi heterogen dan hasil yang diskontinuitas. Selain itu, penyimpangan juga dapat disebabkan ketidakhomogenan mikrokristalin selulosa yang memicu pembentukan agregat [11]. Adanya penggumpalan pada bioplastik dapat dilihat dari hasil analisa morfologi pada bioplastik. Hasil yang sama juga dilaporkan oleh Teixeira et al. (2009) dimana terjadi penurunan kekuatan tarik pada penggunaan filler selulosa nanofiber 10% dan kembali meningkat pada penambahan pengisi 20% [127]. Pembentukan agregat mencegah distribusi yang efisien dari beban mekanik dengan mengurangi interaksi antara polimer. Hanya saja, agregat sulit untuk dipecahkan tanpa menyebabkan fragmentasi dan mengurangi rasio aspek. Dalam keadaan seperti ini, aspek rasio tinggi menyebabkan kontak fisik antara partikel dalam cairan membentuk jaringan untuk meningkatkan thermal dan 62 Universitas Sumatera Utara konduktivitas listrik komposit. Interaksi partikel-cair yang dikombinasikan dengan interaksi partikel-partikel menghasilkan flokulasi dan agregasi yang terbentuk dan pecah selama proses. Dengan demikian, fraksi volume yang efektif bisa berubah sebagai laju geser fungsi. Keberadaan agregat meningkatkan distorsi garis aliran dan memiliki efek mendalam pada sifat reologi seperti viskositas dan tekanan normal [128]. Dengan penambahan sorbitol sebagai pemlastis, molekul-molekul pemlastis di dalam bioplastik terletak diantara rantai ikatan biopolimer dan dapat berinteraksi dengan membentuk ikatan hidrogen dalam rantai ikatan antar polimer sehingga menyebabkan interaksi antara molekul biopolimer menjadi semakin berkurang. Hal ini menyebabkan berkurangnya kekuatan tarik bioplastik dengan adanya penambahan pemlastis [129]. Lebih lanjut Nur Alim Bahmid, dkk., (2014) menyatakan bahwa penambahan pemlastis dapat menyebabkan penurunan kekakuan material bioplastik. Hal ini dikarenakan peningkatan kecepatan respon viskoelastis dan mobilitas molekuler rantai polimer [130]. Terdapat penyimpangan pada hasil bioplastik dimana terjadi peningkatan kekuatan tarik pada bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa 2% dengan sorbitol 25%. Adanya penyimpangan disebabkan oleh efek antiplastisizer. Menurut Zhang dan Rempel (2012), penambahan pemlastis pada rentang rendah hingga sedang dengan level konsentrasi 1% sampai 25% dapat menyebabkan pembentukan kristal pada film yang mengakibatkan efek antiplastisizer [131]. Efek antiplastisizer berhubungan erat dengan volume bebas polimer dan interaksi antar gugus polar dari polimer dan pemlastis. Semakin sedikit interaksi antar gugus polar menyebabkan pembentukan bahan polimer yang lebih kuat. Hasil yang sama juga dilaporkan oleh Myllarinen, dkk., (2002) dimana bioplastik dengan konsentrasi sorbitol dibawah 27% mengalami antiplastisizer dikarenakan terdapat interaksi antara pati dan sorbitol yang kuat sehingga menurunkan mobilitas, dan sebaliknya, bioplastik dengan sorbitol diatas 27% terdapat interaksi yang kuat antara sorbitol dengan air menunjukkan sifat pemlastis sorbitol [132]. Pada penelitian ini juga dilakukan pembuatan bioplastik dengan menggunakan pelarut NaOH dan tanpa adanya perlakuan ultrasonikasi pada mikrokristalin selulosa. Diperoleh bioplastik terbaik pada penambahan sorbitol 63 Universitas Sumatera Utara 25% dan mikrokristalin selulosa 0,4% dengan nilai kekuatan tarik 1,96 MPa. Rendahnya nilai kekuatan tarik pada bioplastik dengan pelarut NaOH disebabkan oleh kemampuan larut mikrokristalin selulosa dalam NaOH. Dimana menurut Wang et al. (2008) tingginya berat molekul mikrokristalin selulosa menyebabkan terjadinya peningkatan viskositas yang besar yang kemudian membentuk gel yang menghalangi kelarutan mikrokristalin selulosa. Lebih lanjut dijelaskan bahwa persentase kelarutan mikrokristalin selulosa pada NaOH berkisar antara 25-30% [133]. Oleh karena itu, proses pembuatan bioplastik dengan metode ultrasonik memberikan hasil yang lebih optimal dibandingkan dengan media pelarut. 4.6.3 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Berikut ini gambar 4.7 yang menunjukkan pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap pemanjangan pada saat Pemanjangan pada saat putus(%) putus bioplastik pati kulit singkong. 25.00 20.00 22.08 Sorbitol 20% 17.65 Sorbitol 25% 15.00 Sorbitol 30% 10.79 10.00 6.77 5.11 5.00 1.76 1.64 1.50 1.90 2% 4% 0.29 1.16 1.36 0.00 0% 6% Mikrokristalin Selulosa (%W) Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pada gambar 4.7 dapat dilihat pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap nilai pemanjangan pada saat putus bioplastik pati kulit singkong. Pada gambar 4.7 terlihat bahwa penambahan massa mikrokristalin selulosa terhadap nilai pemanjangan pada saat putus mengalami 64 Universitas Sumatera Utara penurunan, sedangkan penambahan sorbitol terhadap nilai pemanjangan pada saat putus mengalami kenaikan. Nilai pemanjangan pada saat putus tertinggi diperoleh pada bioplastik tanpa pengisi dengan penambahan sorbitol 30% sebesar 22,08%. Sedangkan nilai pemanjangan pada saat putus bioplastik terendah diperoleh pada penambahan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20% sebesar 0,29%. Pemanjangan pada saat putus atau proses pemanjangan merupakan perubahan panjang maksimum pada saat terjadi peregangan hingga sampel film putus. Dari hasil yang diperoleh dapat dilihat bahwa penambahan pengisi mikrokristalin selulosa terbukti menurunkan persen pemanjangan pada saat putus bioplastik. Hal ini dikarenakan pada sintesis plastik biodegradabel tersebut terdapat ikatan hidrogen yang terjadi antara pati dan selulosa. Ikatan tersebut mengakibatkan kekuatan material menjadi semakin meningkat sehingga persen pemanjangan pada saat putus semakin menurun [115]. Adanya ikatan hidrogen pada bioplastik juga dapat dilihat dari hasil FTIR dimana terdapat penurunan nilai bilangan gelombang serta daerah serapan gugus OH yang semakin lebar. Terdapat penyimpangan dimana terjadi peningkatan nilai pemanjangan pada saat putus pada bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa 4% dengan sorbitol 25%. Menurut Darni, dkk., (2014), gugus fungsional rantai selulosa adalah gugus hidroksil yang dapat berinteraksi membentuk ikatan hidrogen dimana semakin banyak ikatan hidrogen yang terbentuk menyebabkan rantai semakin panjang. Rantai ikatan hidrogen yang semakin panjang akan meningkatkan fleksibilitas dari bioplastik [134]. Oleh karena itu, terjadi peningkatan perpanjangan saat penambahan MCC 4%. Tetapi, persen pemanjangan pada saat putus kembali menurun pada penambahan MCC 6% yang menunjukkan titik jenuh pembentukan ikatan hidrogen sehingga selulosa sulit untuk menyebar (terdispersi). Penambahan pemlastis berfungsi sebagai pemberi sifat elastis pada bioplastik, sehingga semakin banyak pemlastis yang diberikan akan meningkatkan nilai perpanjangan plastik [116]. Pemlastis dapat mengurangi ikatan hidrogen internal molekul dan menyebabkan melemahnya gaya tarik intermolekul rantai polimer yang berdekatan sehingga mengurangi daya regang putus. Selain itu penambahan pemlastis mampu mengurangi kerapuhan dan meningkatkan fleksibilitas film polimer [99]. Terdapat penyimpangan pada bioplastik berpengisi 65 Universitas Sumatera Utara mikrokristalin selulosa 2% dimana terjadi penurunan pada penggunaan sorbitol 25%. Hal ini dikarenakan besarnya berat molekul sorbitol diikuti dengan tingginya konten OH dibandingkan pemlastis lain menyebabkan mobilitas gugus yang terbatas sehingga menghasilkan material yang lebih kaku [130]. Selain itu, penyimpangan ini juga erat kaitannya dengan efek antiplastisizer. Interaksi antara amilosa dan amilopektin terbentuk akibat adanya ikatan hidrogen yang kuat dikarenakan konten pemlastis yang rendah yang tidak mampu memisahkan residu D-glukosil yang terdapat pada amilosa dan amilopektin. Ikatan hidrogen yang kuat ini menyebabkan rekristalisasi yang menghasilkan bahan polimer yang lebih kuat [131]. 4.6.4 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik Berikut ini gambar 4.8 yang menunjukkan pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap penyerapan air bioplastik pati kulit singkong. 80.00 Sorbitol 20% Sorbitol 25% Sorbitol 30% 70.12 70.00 Penyerapan air(%) 60.00 64.87 57.49 58.26 55.73 56.96 50.81 49.26 50.00 48.19 43.75 42.88 40.18 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0% 2% 4% 6% Mikrokristalin Selulosa (%W) Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol Terhadap Penyerapan Air Bioplastik 66 Universitas Sumatera Utara Pada gambar 4.8 dapat dilihat pengaruh penambahan mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol terhadap penyerapan air. Pada gambar 4.8 terlihat bahwa penambahan massa mikrokristalin selulosa cenderung menurunkan nilai penyerapan air pada bioplastik pati kulit singkong. Sedangkan untuk penambahan pemlastis sorbitol cenderung meningkatkan nilai penyerapan air. Nilai penyerapan air tertinggi diperoleh pada bioplastik tanpa pengisi dengan penambahan sorbitol 30% sebesar 70,12%. Sedangkan nilai penyerapan air bioplastik terendah diperoleh pada penambahan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20% sebesar 40,18%. Hasil ini sesuai dengan penelitian Alain Dufresne dan Michel R. Vignon (1998) mengenai Peningkatan Performa Film Pati dengan Penambahan Selulosa Serat Mikro, dimana nilai penyerapan air untuk plastik dengan pemlastis lebih tinggi dibandingkan dengan plastik tanpa pemlastis. Peningkatan konten selulosa akan mengakibatkan penurunan nilai penyerapan air. Lebih lanjut, pati lebih sensitif terhadap air serta memiliki sifat hidrofilik dibandingkan dengan selulosa [136]. Dari hasil yang diperoleh dapat dilihat bahwa penambahan pemlastis sorbitol meningkatkan nilai penyerapan air. Hal ini dikarenakan sifat hidrofilik sorbitol yang dapat mengikat air. Pemlastis hidrofilik dapat larut dalam medium cair ketika ditambahkan ke dalam dispersi polimer dan pada konsentrasi pemlastis yang semakin meningkat, pemlastis hidrofilik dapat menyebabkan peningkatan difusi air di dalam polimer. Oleh karena itu, pemlastis hidrofilik seperti sorbitol dapat meningkatkan penyerapan air pada film plastik [139]. Sedangkan hubungan antara mikrokristalin selulosa dan nilai penyerapan air terdapat penyimpangan, dimana pada penggunaan mikrokristalin selulosa 4% dengan konsentrasi sorbitol 30% terjadi peningkatan nilai penyerapan air sebesar 1,3%. Penambahan selulosa bertujuan untuk mengurangi sifat hidrofilik pati, karena karakteristik selulosa yang tidak larut dalam air. Ditinjau dari struktur kimia, selulosa memiliki ikatan hidrogen yang kuat sehingga sulit untuk bergabung dengan air. Namun, pada penambahan selulosa yang berlebih mampu meningkatkan daya serap selulosa. Hal ini terjadi karena ikatan hidrogen dalam 67 Universitas Sumatera Utara molekul selulosa cenderung untuk membentuk ikatan hidrogen intramolekul, termasuk dengan molekul air [116]. Selain itu, terdapat penyimpangan antara hasil yang diperoleh pada nilai penyerapan air dan densitas bioplastik. Pada bioplastik dengan mikrokristalin selulosa 4% dan sorbitol 30%, nilai penyerapan air yang diperoleh lebih tinggi dibandingkan dengan bioplastik mikrokristalin selulosa 4% dan sorbitol 25%. Hasil ini berbanding terbalik dengan kerapatan bioplastik yang mana bioplastik mikrokristalin selulosa 4% dan sorbitol 25% memiliki densitas yang lebih rendah. Terjadinya penyimpangan pada niai penyerapan air dapat disebakan oleh adanya penggumpalan yang menyebabkan kenaikan niai penyerapan air. Agregat dapat dihasilkan melalui proses ultrasonikasi yang kurang sempurna dimana Penurunan diameter rata-rata dari partikel meningkatkan jumlah partikel individu. Hal ini menyebabkan pengurangan jarak partikel rata-rata dan meningkatkan luas permukaan partikel. Luas permukaan dan jarak partikel rata-rata dapat mempengaruhi reologi cairan. Jika ada perbedaan berat jenis antara partikel dan cairan, homogenitas campuran dapat mempengaruhi stabilitas dispersi. Stabilitas dispersi erat kaitannya dengan viskositasnya dimana semakin kecil ukuran agregat, maka viskositasnya juga semakin rendah [128]. Proses pendispersian mikrokristalin selulosa yang kurang homogen menyebabkan penggumpalan yang menghalangi ikatan hidrogen antar komponen bioplastik sehingga mengurangi kekompakkan bioplastik. Adanya agglomerasi didukung dengan hasil analisa morfologi bioplastik yang menunjukkan keberadaan rongga kosong yang mempermudah penetrasi molekul air ke dalam permukaan bioplastik sehingga meningkatkan penyerapan air bioplastik. 4.7 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA MORFOLOGI PATAHAN BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG DENGAN MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN PEMLASTIS SORBITOL Karakteristik morfologi permukaan patahan ditunjukkan dengan analisa Scanning Electron Microscopy (SEM). Dibawah disajikan karakteristik hasil analisa morfologi patahan bioplastik dengan komposisi kandungan pati kulit singkong 10 gram, mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20% di perbesaran 68 Universitas Sumatera Utara 10000x. Karakteristik analisa morfologi SEM dilakukan di Laboratorium SEM, Institut Teknologi Bandung. MCC Matriks Pati Rongga Kosong Rongga Kosong (a) (b) Gambar 4.9 Hasil Analisa Morfologi Patahan (a) Bioplastik Pati Kulit Singkong dan (b) Bioplastik Pati Kulit Singkong Dengan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol di Perbesaran 10000x Dari gambar 4.9 dapat dilihat hasil analisa morfologi patahan uji kekuatan tarik dari bioplastik. Pada hasil analisa SEM bioplastik pati kulit singkong tanpa pengisi mikrokristalin selulosa dan sorbitol (Gambar 4.9 (a)) menunjukkan permukaan matriks yang tidak rata serta strukturnya yang tidak kompak dengan masih adanya fraksi kosong. Fraksi kosong tersebut menyebabkan pada saat bioplastik yang dihasilkan diberi beban maka tegangan akan berpindah ke daerah void sehingga mengurangi kekauatan bioplastik [138]. Hal ini yang menyebabkan bioplastik pati kulit singkong murni memiliki kuat tarik terendah. Sedangkan pada bioplastik pati kulit singkong berpengisi mikrokristalin selulosa dan pemlastis sorbitol (Gambar 4.9 (b)) hasil analisa SEM menunjukkan struktur yang kasar dan tidak rata tetapi lebih kompak dibandingkan bioplastik pati murni. Hal ini dikarenakan penambahan mikrokristalin selulosa dan sorbitol yang berikatan dengan matriks pati menghasilkan ikatan hidrogen yang meningkatkan kekompakkan bioplastik. Tetapi pada bioplastik ini juga masih terdapat rongga kosong. Adanya rongga kosong dapat diakibatkan oleh udara yang terperangkap dalam bioplastik pada saat proses pengeringan [139]. Hasil SEM bioplastik juga menunjukkan adanya pengurangan ukuran partikel mikrokristalin selulosa akibat ultrasonikasi yang ditunjukkan dengan berkurangnya fasa kristalin menjadi fibril atau serat yang panjang. Disisi lain, 69 Universitas Sumatera Utara adanya pengurangan ukuran partikel mikrokristalain selulosa ini turut mempengaruhi karakteristik kuat tarik bioplastik dimana semakin kecil ukuran partikel maka semakin besar luas permukaan kontaknya dengan matriks pati sehingga menghasilkan sifat kuat tarik yang lebih baik [124]. Dari hasil SEM juga dapat dilihat adanya kerusakan pada struktur permukaan atau erosi terutama pada pengisi mikrokristalin selulosa dikarenakan proses ultrasonikasi yang menghasilkan gelembung kavitasi. Selain itu, dari hasil analisa SEM diatas juga dapat disimpulkan bahwa mikrokristalin selulosa terdispersi dengan baik dalam matriks pati ditunjukkan dengan hasil karakteristik mekanik bioplastik yang optimum dengan nilai kuat tarik 9,12 Mpa, persen perpanjangan pada saat putus 0,29%, nilai densitas 1,05 gr/cm3 dan persen penyerapan air 40,18%. 70 Universitas Sumatera Utara BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN Dari hasil analisis kadar pati, amilosa, amilopektin, protein, lemak, spektrum (FT-IR) dan sifat pasting pati kulit singkong, serta uji kekuatan tarik, uji pemanjangan pada saa tputus, analisa morfologi (SEM), uji ketahanan air, pati kulit singkong dengan mikrokristalin selulosa dan plasticizer sorbitol dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain : 1. Karakteristik analisa pati kulit singkong diperoleh kadar pati 75,9061%, kadar amilopektin 49,9139%, kadar amilosa 25,1921%, kadar abu 1,5%, kadar protein 4,25%, kadar air 9,45% dan kadar lemak 1,58%. 2. Karakteritik hasil analisa pasting diperoleh temperatur gelatinisasi pati kulit singkong yakni 76,685 oC dengan viskositas puncak yang cukup tinggi 4225,5 cP, hold viscosity 1659 cP, viskositas akhir 2657 cP dan nilai viskositas breakdown sebesar 2566,5 cP. Dari hasil profil gelatinisasi ini dimana terdapat peningkatan viskositas yang tinggi serta penurunan viskositas yang moderat maka pati kulit singkong termasuk ke dalam pati tipe B. 3. Karakteristik analisa FTIR bioplastik dengan penguat mikrokristalin selulosa dan plastisizer sorbitol diperoleh puncak serapan yang menunjukkan gugus fungsi C-H alkena, OH alkohol, C=O karbonil dan C-O ester, dimana perubahan signifikan yang menunjukkan adanya ikatan hidrogen akibat penambahan mikrokristalin selulosa ditunjukkan dengan perluasan rentang gugus OH dari 3649,32 cm-1 menjadi 3633,89 cm-1 serta gugus C-O dari 1111 cm-1 dan 1176,58 cm-1 menjadi 1118,71 cm-1 dan 1168,86 cm-1. Gugus C=O pada bioplastik menunjukkan kehadiran gugus amida I yang merupakan protein dengan ikatan C=O. 4. Karakteristik analisa morfologi SEM pada pati kulit singkong menunjukkan bentuk granula pati yang berbentuk oval dan masih utuh yang menunjukkan belum adanya modifikasi serta masih terdapat zat pengotor dalam bentuk butiran putih. 71 Universitas Sumatera Utara 5. Hasil analisa densitas bioplastik pati kulit singkong menunjukkan adanya kecenderungan meningkat seiring dengan penambahan pengisi serta menurun seiring dengan penambahan plastisizer dimana nilai tertinggi diperoleh pada temperatur 76 oC dengan komposisi mirokristalin selulosa 0,6 gram dan sorbitol 2 gram yaitu sebesar 1,05 g/cm3. 6. Hasil analisa kuat tarik bioplastik pati kulit singkong menunjukkan adanya kecenderungan meningkat seiring dengan penambahan pengisi serta menurun seiring dengan penambahan plastisizer dimana nilai tertinggi diperoleh pada temperatur 76 oC dengan komposisi mirokristalin selulosa 0,6 gram dan sorbitol 2 gram yaitu sebesar 9,12 MPa. 7. Hasil analisa perpanjangan pada saat putus bioplastik pati kulit singkong menunjukkan adanya kecenderungan menurun seiring dengan penambahan pengisi serta meningkat seiring dengan penambahan plastisizer dimana nilai tertinggi diperoleh pada temperatur 76 oC dengan komposisi sorbitol 3 gram dan tanpa pengisi mikrokristalin selulosa yaitu sebesar 22,08%. 8. Hasil analisa water uptake bioplastik pati kulit singkong menunjukkan adanya kecenderungan menurun seiring dengan penambahan pengisi serta meningkat seiring dengan penambahan plastisizer dimana nilai tertinggi diperoleh pada temperatur 76 oC dengan komposisi sorbitol 3 gram dan tanpa pengisi mikrokristalin selulosa yaitu sebesar 70,12%. 9. Hasil analisa morfologi SEM bioplastik dilakukan pada bagian patahan yang menunjukkan masih adanya rongga kosong serta agglomerasi partikel mikrokristalin selulosa yang sudah mengalami defibrillasi sehingga turut mempengaruhi karakteristik mekanik dari bioplastik. 5.2 SARAN Demi kesempurnaan penelitian ini, maka peneliti menyarankan : 1. Sebaiknya dilakukan penelitian bioplastik dengan menggunakan treatment ultrasonikasi dan tanpa ultrasonikasi. 2. Sebaiknya dilakukan analisa profil gelatinisasi pada campuran bioplastik dengan menggunakan pengisi mikrokristalin selulosa dan sorbitol. 72 Universitas Sumatera Utara BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 KOMPOSIT Material komposit adalah material yang terdiri dari dua atau lebih fasa yang berbeda baik secara fisika ataupun kimia dan memiliki karakteristik yang lebih unggul dari masing-masing komponen penyusunnya [21]. Kekuatan sifat dari komposit merupakan fungsi dari fasa penyusunnya, komposisinya serta geometri dari fasa penguat. Geometri fasa penguat disini adalah bentuk dan ukuran partikel, distribusi dan orientasinya [22]. Pada umumnya komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda yaitu : 1. Penguat (reinforcement) Fasa penguat atau fasa tersebar merupakan bahan yang bersifat lengai dalam bentuk serat, partikel, kepingan dan lamina yang ditambahkan untuk meningkatkan sifat mekanik dan sifat fisik komposit seperti meningkatkan sifat kekuatan, kekakuan, keliatan dan sebagainya [23]. 2. Matriks Matriks berfungsi untuk memelihara arah dan jarak antar serat atau partikel, meneruskan dan membagi gaya kepada serat atau partikel [24]. 3. Interface Interface antara matriks dan penguat dalam pembuatan komposit akan sangat berpengaruh terhadap sifat akhir dari komposit yang terbentuk, baik sifat fisik maupun mekanik. Interface adalah suatu fasa atau media yang terdapat pada komposit yang berfungsi untuk mentransfer beban dari penguat-matrikspenguat [22]. 2.2 BIOKOMPOSIT Biokomposit adalah jenis komposit yang salah satu penyusunnya, yaitu reinforcement atau matriksnya, terbuat dari bahan alam [25]. Untuk pengisi, bahan yang digunakan dapat berupa serat tumbuhan seperti kapas, lenan, rami dan lainnya, atau dapat berupa serat yang berasal dari kayu daur ulang atau limbah kertas, atau bahkan serat hasil samping pemotongan kayu. Matriks dapat berupa 7 Universitas Sumatera Utara polimer, yang berasal dari sumber yang dapat diperbaharui seperti minyak sayur dan pati [26]. Sifat biokomposit sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat yang dimiliki oleh bahan pengisinya. Karena itu, struktur dan sifat fungsional biokomposit dapat dibuat sesuai dengan keinginan dengan memilih bahan pengisinya [27]. Hal yang paling penting dalam produksi biokomposit adalah memilih komposisi optimum dari kombinasi yang sesuai. Yang dimaksud dengan kombinasi yang sesuai adalah proses pencampuran dimana dua atau lebih komponen larut satu sama lain sehingga muncul interaksi antar komponennya [28]. 2.3 BIOPLASTIK Plastik biodegradable adalah plastik yang dapat digunakan seperti layaknya plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi air dan karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan [29]. Bioplastik tidak hanya terdiri dari satu zat tetapi meliputi beberapa material dengan sifat dan aplikasi yang berbeda. Menurut European bioplastics, material plastik didefinisikan sebagai bioplastik jika material tersebut berbasis bio, bersifat biodegradable atau mencakup keduanya. Maksud dari berbasis bio atau biobased adalah material atau produk yang berasal dari biomassa (tumbuhan). Biomassa yang digunakan pada bioplastik dapat berupa jagung, tebu dan selulosa. Sedangkan biodegradable adalah proses kimia yang mana mikroorganisme yang terdapat di lingkungan mengkonversi material-material menjadi bentuk zat-zat alam seperti air, karbon dioksida, dan kompos. Proses dari biodegradasi tergantung pada kondisi lingkungan sekitar (contohnya lokasi atau temperatur), bahan material dan pengaplikasiannya [30]. 2.4 PATI KULIT SINGKONG (Manihot esculenta) Pati ialah karbohidrat penyimpan energi bagi tumbuhan. Pati tergolong dalam polisakarida. Pati tersusun paling sedikit oleh tiga komponen utama yaitu amilosa, amilopektin dan material antara seperti, protein dan lemak. Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glukosidik [31]. Amilosa 8 Universitas Sumatera Utara adalah komponen utama dalam pati yang berperan dalam peristiwa gelatinasi yaitu pengelompokan molekul-molekul pati melalui pembentukan ikatan-ikatan hidrogen pada gugus hidroksil intermolekuler antar rantai molekul amilosa. Sedangkan amilopektin sebaliknya, dapat menghalangi terjadinya gelatinasi karena adanya percabangan dalam molekulnya yang dapat mencegah pengelompokan tersebut [32]. Dengan menambahkan pati ke dalam polimer sintesis maka diharapkan plastik yang dihasilkan dapat terdegradasi secara alami. Plastik biodegradable berbahan dasar pati dapat didegradasi oleh bakteri dengan cara memutus rantai polimer menjadi monomer-monomernya [5]. Komposit atau campuran plastik berbasiskan pati memiliki sifat mekanis yang lemah seperti kekuatan tarik, kekuatan mulur, kekakuan, perpanjangan putus, stabilitas kelembaban yang rendah serta melepaskan molekul pemlastis dalam jumlah kecil dari matriks pati. Modifikasi pati, penggunaan compatibilizer, reinforcement, serta perbaikan kondisi proses, diharapkan mampu menjadikan pati sebagai material subtitusi plastik konvensional [33]. Kulit singkong (Manihot esculenta) merupakan limbah dari singkong yang memiliki kandungan karbohidrat tinggi. Persentase jumlah limbah kulit bagian luar sebesar 0,5 – 2 % dari berat total singkong segar dan limbah kulit bagian dalam sebesar 8 – 15 % [34]. Kulit Singkong memiliki komposisi seperti ditunjukkan dalam tabel berikut : Tabel 2.1 Komponen Kimia Kulit Singkong [35] Komponen Devendra (1977) Adegbola (1980) Protein 4,8 6,5 Serat 21,1 10,0 Ekstrak eter 1,2 1,0 NFE 68,6 62,5 Abu 4,2 6,5 Ca 0,312 n.a. Mg 0,215 n.a. 9 Universitas Sumatera Utara Sedangkan pada pati kulit singkong terdapat beberapa parameter analisa yang dapat dilihat pada tabel berikut : Tabel 2.2 Analisa Pati Kulit Singkong [6] Parameter Kadar(%) Analisa Humiditas Keasaman 14,17 0,64 Abu 0,7458 Lemak 0,44 Protein 2,3 Amilosa 17-20 Amino-pektin 80-83 Almidon 64-72 Dari tabel diatas pati kulit singkong mengandung amilosa sekitar 17-20% dan amilopektin 80-83% [6]. Amilopektin mempunyai peranan dalam meningkatkan kerenyahan sedangkan amilosa berperan dalam meningkatkan kekerasan [36]. 2.5 MIKROKRISTALIN SELULOSA PH 101 Selulosa memiliki struktur polisakarida dan merupakan polimer alam yang paling melimpah [37]. Rumus molekul selulosa adalah (C6H10O5)n. Selulosa merupakan komponen utama penyusun dinding sel tanaman yaitu senyawa polimer glukosa yang tersusun dari unit-unit -1,4-glukosa yang dihubungkan dengan ikatan -1,4-D-glikosida [38]. Gambar 2.1 Struktur Molekul Selulosa [39] 10 Universitas Sumatera Utara Dengan melarutkan selulosa dalam larutan alkali kuat maka akan diperoleh selulosa yang hampir murni yang disebut α selulosa dan dengan merendam dalam asam pada suhu tinggi, kemudian dihaluskan secara mekanik akan didapatkan mikrokristalin selulosa [40]. Mikrokristalin selulosa adalah produk yang sangat penting dalam industri farmasi, makanan, kosmetik dan industri lainnya. Mikrokristalin selulosa dapat diperoleh melalui berbagai proses seperti proses ekstrusi reaktif, proses mediasi enzim, proses ledakan uap, proses hidrolisis asam dan lain-lain [41]. Mikrokristalin selulosa berguna sebagai filler atau pengikat dan menghasilkan potensi pengenceran yang lebih tinggi [42]. Avicel® merupakan produk merk dagang dari dari FMCBiopolymer yang komponen penyusunnya microcrystaline cellulose. Avicel® biasa digunakan sebagai adsorben, agen pensuspensi, pengisi tablet atau kapsul, dan dapat juga bersifat sebagai disintegran. Pada pembuatan tablet, Avicel tidak hanya berfungsi sebagai bahan pengisi, namun juga dapat berfungsi sebagai bahan pengikat (filler binder). Avicel PH 101 dapat digunakan sebagai bahan pengisi dan pengikat. Avicel kurang menguntungkan dalam segi ekonomis sehingga perlu untuk mengkombinasikan dengan bahan lain yang lebih murah namun [43]. Avicel PH 101 merupakan bahan pengisi yang mempunyai kemampuan mengembang yang baik. Daya alirnya dihambat oleh pembentukan jembatan hidrogen, kompaktibilitas bagus, sangat stabil, dan mudah dikempa [44]. Avicel PH 101 memiliki ukuran partikel 50 µm dengan kadar air 3,0 sampai 5,0% [45]. Tabel 2.2 Sifat mikrokristalin selulosa PH 101 [46] Parameter Kandungan Kadar air 4.22±0.44 Kadar abu 0.12 Densitas (g/ml) 1.474 Indeks kekristalan 72 Carr’s index 23.73 Porositas (%) 66.9 11 Universitas Sumatera Utara 2.6 SORBITOL Komponen utama dari film biodegradable adalah palstisizer dan juga komponen pembentuk film atau polimer [47]. Plastisizer didefinisikan sebagai bahan non volatil, bertitik didih tinggi jika ditambahkan pada material lain sehingga dapat merubah sifat material tersebut [48]. Penambahan agen pemlastis atau plastisizer ke dalam campuran film biodegradable sangatlah diperlukan untuk mengatasi kerapuhan film yang disebabkan oleh kekuatan intermolekular yang tinggi. Plastisizer umumnya berupa molekul kecil seperti poliol contohnya sorbitol, gliserol dan polietilen glikol (PEG) yang menyebar dan masuk diantara rantai polimer, kemudian merusak ikatan hidrogen dan memisahkan rantairantainya, yang mana tidak hanya meningkatkan fleksibilitas tetapi juga permeabilitas terhadap uap air dan gas [47]. Sorbitol atau D-sorbite adalah monosakarida poliol dengan rumus kimia C6H14O6. Sorbitol berupa senyawa yang berbentuk granul atau kristal putih dengan titik leleh berkisar antara 89 – 101 oC, higroskopis dan berasa manis. Struktur molekul sorbitol mirip dengan glukosa, hanya gugus aldehid pada glukosa diganti menjadi gugus alcohol [49]. Sorbitol diperoleh melalui reduksi glukosa dengan mengganti gugus aldehida ke gugus tambahan hidroksil. Sorbitol memiliki massa molar 182,17 g/mol dan densitas 1,489 g/cm3 [50]. Gambar 2.2 Struktur Kimia Sorbitol [50] Sorbitol merupakan plasticizer yang efektif karena memiliki kelebihan mampu untuk mengurangi ikatan hidrogen internal pada ikatan intermolekuler sehingga baik untuk menghambat penguapan air dari produk, dapat larut dalam tiap-tiap rantai polimer sehingga akan mempermudah gerakan molekul polimer, tersedia dalam jumlah yang banyak, harganya murah dan bersifat non toksik [51]. 12 Universitas Sumatera Utara 2.7 GELATINISASI PATI Pati memiliki struktur yang sangat teratur yang disebut juga dengan granula pati. Ketika dipanaskan dalam air, pati mengalami proses transisi, dimana butiran pati terurai menjadi larutan polimer yang disebut juga dengan gelatinisasi. Gelatinisasi pati adalah proses pemecahan ikatan antarmolekul pati dengan bantuan air dan panas yang memungkinkan ikatan hidrogen (hidrogen hidroksil dan oksigen) mengikat lebih banyak air [52]. Pada saat cairan dipanaskan, ikatan hidrogen pada pati melemah. Hal ini memungkinkan air masuk ke dalam molekul pati dan menyebabkan pembengkakkan dan peningkatan ukuran pati hingga tercapai ketebalan maksimum. Amilosa akan semaking berkurang dari granula pati sedangkan ikatan hidrogen antara air dan amilopektin meningkat. Kandungan air akan semakin berkurang sehingga menyebabkan campuran menjadi lebih tebal dan kental [53]. Perubahan viskositas sebagai akibat dari pembengkakan granul dan pelarutan makromolekul memungkinkan karakterisasi dalam proses gelatinisasi. Biasanya, analisa viskositas dimulai pada temperatur antara 30 sampai 50 °C di bawah suhu gelatinisasi pati. Pada gambar di bawah dideskripsikan pengukuran viskositas berdasarkan profil temperatur pemanasan dan pendinginan. Ketika digunakan suhu yang melebihi suhu gelatinisasi pati, pembengkakan dan pecahnya sebagian butiran ditunjukkan dengan adanya peningkatan viskositas. Dengan demikian suhu mula-mula gelatinisasi (Tp) dan intensitas gelatinisasi (PV) merupakan titik yang pening dalam gelatinisasi pati [54]. Gambar 2.3 Pengaruh Temperatur Gelatinisasi Terhadap Viskositas Pati [54] 13 Universitas Sumatera Utara Keterangan gambar : (1) Suhu awal gelatinisasi (Tp, pasting temperature) (2) Hidrasi granula pati (3) Intensitas maksimal gelatinisasi (PV, peak viscosity) (4) Kerusakan enzimatis dan regangan granula pati (5) Viskositas minimum (6) Berkurangnya viskositas (B, breakdown) (7) Viskositas akhir (8) Pengerasan (S, setback) Proses yang melibatkan air dan pemanasan tersebut mengakibatkan pecahnya sebagian atau seluruh granulanya. Pecahnya granula ini terjadi pada suhu gelatinisasi, pati singkong memiliki suhu gelatinisasi 68-92 oC. Hasil dari proses gelatinisasi bersifat irreversible [55]. 2.8 RETROGRADASI Proses gelatinisasi juga erat kaitannya dengan retrogradasi. Retrogradasi adalah proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinisasi. Pasta pati yang telah mengalami gelatinisasi terdiri dari granula-granula yang membengkak yang tersuspensi ke dalam air panas dan molekul-molekul amilosa yang terdispersi ke dalam air. Bila pasta pati tersebut kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi untuk melawan kecenderungan molekul-molekul amilosa untuk bersatu kembali [56]. Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir luar granula, dengan demikian mereka menggambungkan butir-butir pati yang bengkak tersebut menjadi semacam jaring-jaring membentuk mikrokristal dan mengendap [57]. Menurut Swinkels (1985), retrogradasi pasta pati atau larutan pati memiliki beberapa efek sebagai berikut: (1) peningkatan viskositas; (2) terbentuknya kekeruhan; (3) terbentuknya lapisan tidak larut dalam pasta panas; (4) terjadi presipitasi pada partikel pati yang tidak larut; (5) terbentuknya gel; dan (6) terjadinya sineresis pada pasta pati. Retrogradasi adalah proses yang kompleks dan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jenis dan konsentrasi pati, 14 Universitas Sumatera Utara prosedur pemasakan, suhu, waktu peyimpanan, prosedur pendinginan, pH, dan keberadaan komponen lain [58]. Gambar 2.4 Perubahan Granula Pati Selama Proses Gelatinisasi dan Retrogradasi [57] Kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi juga dapat dilihat Viskositas setback pati. Viskositas setback menunjukkan kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi yang dihitung sebagai selisih antara cold paste viscosity (CPV) dengan hot paste viscosity (HPV) [59]. 2.9 ULTRASONIKASI Dalam pembuatan bioplastik dengan menggunakan penguat MCC diperlukan perlakuan fisik dalam proses pencampuran material bioplastik. Salah satu proses fisik yang efektif adalah ultrasonikasi. Ultrasonik mempunyai keunikan dan keunggulan tersendiri, yaitu memiliki energi yang cukup tinggi yang dapat diberikan kepada zat lain dalam waktu yang singkat. Ketika gelombang ultrasonik digunakan untuk pendispersian MCC, kavitasi ultrasonik dapat memberikan dua fungsi pada partikel MCC. Yang pertama adalah efek pendispersian (homogenisasi) yang dihasilkan dari pancaran cairan (liquid jet) gelombang ultrasonik, serta kerusakan pada permukaan MCC (terjadi pemecahan partikel) yang disebabkan oleh gelombang kejut yang kuat. Dengan meningkatnya daya ultrasonik, intensitas juga ikut menurun. Hal ini menunjukkan bahwa ikatan hidrogen dalam partikel MCC rusak dan derajat kristalinitas MCC menurun. Hal ini dapat disebabkan oleh kavitasi ultrasonik yang memutuskan struktur molekul di daerah amorf dan daerah kristal [60]. Proses ultrasonikasi pada MCC bekerja dengan menghasilkan gelombang pada tekanan sonik yang intens dalam medium cair. Gelombang tersebut mengakibatkan terbentuknya aliran dalam medium cair dan kemudian 15 Universitas Sumatera Utara menghasilkan gelembung mikro (micro-bubbles) yang akhirnya pecah. Fenomena ini disebut kavitasi [61]. Kavitasi adalah pengembangan dan pemecahan gelembung di dalam cairan yang disebabkan oleh gelombang suara. Kavitasi dapat memecah partikel padat menjadi lebih kecil dikarenakan ketidaksempurnaan permukaan partikel yang berperan sebagai inti bagi pembentukan gelembung kavitasi pada permukaan yang selanjutnya saat pecah menjadi gelombang kejut yang dapat memecah partikel menjadi lebih kecil [62]. Selama terjadinya kavitasi, energi potensial dari gelembung dikonversikan menjadi energi kinetik dalam bentuk pancaran cairan (liquid jet) yang bergerak menuju ke bagian dalam gelembung dan menembus dinding gelembung lainnya hingga menubruk permukaan MCC [63]. Proses penubrukan ini menyebabkan pembelahan melintang pada aksis longitudinal dari struktur mikrofibril selulosa yang mana menghasilkan serat atau fibril yang panjang [64]. Selain menyebabkan penguraian serat pada mikrokristalin selulosa, proses ultrasonikasi juga menyebabkan pengurangan ukuran serat selulosa yang diperoleh melalui adanya gaya antar partikel yang saing bertubrukan dan gaya geser pada partikel [39]. Proses ultrasonikasi ini dapat diaplikasikan dalam pendispersian bahan penguat. Pemanfaatan ultrasonikasi dalam pendispersian filler ZnO dan Selulosa dalam sintesis bioplastik dilaporkan oleh Marbun (2012). Selain itu, pendisperian filler selulosa dalam produksi bioplastik juga dilaporkan oleh Darni, dkk., (2014). Gambar 2.5 Diagram skematik dari proses ultrasonikasi MCC [63] 16 Universitas Sumatera Utara 2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK Berbagai metode pembuatan biokomposit untuk produksi bioplastik dapat dijelaskan sebagai berikut : 2.10.1 Eksfoliasi/Adsorpsi Pertama-tama, sekumpulan lapisan (layered host) mengalami pengelupasan dalam pelarut (air, toluena, dan lain-lain) yang polimernya dapat larut pada learut tersebut [16]. Polimer kemudian diserap kedalam lapisan dan melapisinya ketika pelarut diuapkan, dan lembaran disusun seperti susunan sandwich. Kerugian proses ini adalah penggunaan pelarut dalam jumlah yang besar [65]. 2.10.2 Polimerisasi In Situ Interkalatif Polimerisasi in situ merupakan proses konvensional untuk sintesa nanokomposit untuk thermoset dan thermoplastik. Dengan menggunakan teknik ini pembentukan polimer dapat terjadi dalam lembaran yang terinterkalasi [65]. Reaksi polimerisasi ini dapat terjadi dengan proses pemanasan, radiasi, atau menggunakan inisiator [66]. 2.10.3 Interkalasi Larutan/Interkalasi Prepolimer Dari Larutan Metode interkalasi dalam larutan melibatkan polimer yang terlarut dalam pelarut organik. Selanjutnya pelarut tersebut diuapkan atau polimer diendapkan. Metode ini membutuhkan pelarut dalam jumlah banyak. Semakin banyak pelarut yang digunakan maka akan membuat lapisan dispersi filler lebih baik. Teknik ini banyak digunakan dalam kasus polimer yang larut dalam air [67]. Proses akhir metode ini adalah penghilangan pelarut, baik dengan cara penguapan maupun pengendapan. Keuntungan dari metode ini adalah nanokomposit terinterkalasi dapat disintesis dengan menggunakan polimer dengan polaritas rendah atau tanpa polaritas [68]. 2.10.4 Melt Intercalation Metode melt intercalation pertama kali dilaporkan oleh Vaia et al. Proses pembuatan biokomposit pada metode ini tidak memerlukan penambahan pelarut 17 Universitas Sumatera Utara [16]. Rantai polimer di interkalasi atau di eksfoliasi untuk membentuk nanokomposit. Proses pembuatan dengan metode interkalasi ini biasa untuk membuat nanokomposit dari thermoplastik atau bagi polimer yang tidak sesuai untuk dibuat dengan teknik adsorpsi atau in situ polimerisasi [65]. Pada kondisi tertentu, jika permukaan lapisan cukup kompatibel atau sesuai dengan polimer, maka polimer dapat masuk ke ruang interlayer dan membentuk nanokomposit terinterkalasi atau exfoliasi [68]. Pada penelitian ini digunakan metode melt intercalation dimana tidak diperlukan pelarut dalam menghasilkan bioplastik, serta digunakan proses mekanik ultrasonikasi untuk mendispersikan pengisi mikrokristalin selulosa. 2.11 KARAKTERISASI PATI Beberapa analisa/karakterisasi yang dilakukan pada bioplastik adalah sebagai berikut. 2.11.1 Analisa Kadar Pati Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan α-glikosidik. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket [56]. Kadar pati merupakan banyaknya pati yang terkandung dalam bahan kering yang dinyatakan dalam persen. Kadar pati dianalisa dengan metode hidrolisis dengan asam. Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar pati yang diizinkan adalah minimal 75 % [69]. 2.11.2 Analisa Kadar Amilosa Dan Amilopektin Kadar amilosa yaitu banyaknya amilosa yang terdapat di dalam granula pati. Amilosa sangat berperan pada saat proses gelatinisasi dan lebih menentukan karakteristik pasta pati. Pati yang memiliki amilosa yang tinggi mempunyai kekuatan ikatan hidrogen yang lebih besar. Sedangkan amilopektin memiliki rantai cabang yang panjang memiliki kecenderungan yang kuat untuk membentuk gel. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi [56]. Kadar amilosa pada pati dianalisa dengan menggunakan 18 Universitas Sumatera Utara metode AOAC (Official Methods of Analysis) 1998. Umumnya pati mengandung 15–30% amilosa, 70–85% amilopektin dan 5–10% material antara [70]. Pada umumnya amilosa dari umbi-umbian mempunyai berat molekul yang lebih besar dibandingkan dengan berat molekul amilosa serealia, dengan rantai polimer lebih panjang daripada rantai polimer amilosa serealia [71]. 2.11.3 Analisa Kadar Air Kadar air adalah persentase kandungan air suatu bahan yang dapat dinyatakan berdasarkan berat basah atau berdasarkan berat kering. Kadar air merupakan pemegang peranan penting, dimana aktivitas air mempunyai tempat tersendiri dalam proses pembusukan dan ketengikan. Kandungan air dalam bahan ikut menentukan daya tahan bahan itu sendiri [72]. Standar Industri Indonesia untuk nilai kadar air maksimum 14% [73]. Dalam penelitian ini menggunakan metode AOAC (Official Methods of Analysis) 1998 berdasarkan basis kering [56]. Kadar air yang tinggi pada tepung atau pati dapat menimbulkan gumpalan, perubahan warna dan bau akibat timbulnya jamur [74]. 2.11.4 Analisa Kadar Abu Kadar abu ada hubungannya dengan mineral suatu bahan, dan mineral yang terdapat dalam suatu bahan dapat merupakan dua macam garam yaitu garam organik dan garam anorganik. Kadar abu merupakan ukuran umum kualitas. Bila diperoleh nilai abu yang lebih besar dari nilai standar, maka di dalam bahan tersebut terkandung zat pengotor asing [75]. Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar abu yang diizinkan adalah maksimal 15 % [73]. Kadar abu dianalisa dengan metode AOAC (OfficialMethods of Analysis) 1998. Kadar abu akan mempengaruhi mutu pati yang dihasilkan terutama warna dan kandungan mineral. Kandungan abu yang terlalu tinggi dapat menghasilkan warna yang kurang baik pada pati. Selain itu, proporsi kadar abu dalam suatu bahan dapat juga dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti spesies, keadaan unsur hara tanah, keadaan kematangan tanaman, iklim, daerah tempat tumbuh, dan perlakuan penanaman [76]. 19 Universitas Sumatera Utara 2.11.5 Analisa Kadar Lemak Lemak adalah senyawa ester dari gliserol dan asam lemak. Lemak yang terdapat pada jaringan baik hewan maupun tumbuhan juga disertai dengan senyawa lain seperti fosfolipida, sterol, dan beberapa pigmen [77]. Kadar lemak di dalam pati dapat mengganggu proses gelatinisasi karena lemak dapat membentuk kompleks dengan amilosa sehingga dapat menghambat keluarnya amilosa dari granula pati. Lemak juga akan diabsorbsi oleh permukaan granula hingga terbentuk lapisan lemak yang bersifat hidrofobik disekitar granula. Lapisan tersebut akan menghambat pengikatan air oleh granula pati, sehingga kekentalan dan kelekatan pati berkurang akibat jumlah air untuk terjadinya pengembangan granula berkurang [78]. Sebaliknya kadar lemak yang tinggi dapat menyebabkan rendahnya absorbsi air, karena komponen tersebut akan menutupi partikel pati, sehingga penyerapan air menjadi terhambat [79]. Dalam penelitian ini diterapkan metode soxhlet menggunakan heksana sebagai pelarut [80]. 2.11.6 Analisa Kadar Protein Protein merupakan makromolekul yang tersusun oleh asam-asam amino yang mengandung unsur utama C, O, H dan N. Molekul protein juga mengandung belerang, fosfor, besi dan tembaga [77]. Pada analisa kadar protein pada pati dilakukan dengan menggunakan metode kjeldahl. Kandungan protein pada pati dapat mempengaruhi viskositas pati dimana protein dan pati akan membentuk kompleks dengan permukaan granula dan menyebabkan viskositas pati menjadi turun, dan berakibat pada rendahnya kekuatan gel [80]. Pengurangan atau penghilangan protein dari larutan pati menyebabkan pati mempunyai viskositas lebih besar karena granula tanpa protein lebih mudah pecah dan jumlah air yang masuk ke granula lebih banyak yang mengakibatkan peningkatan pengembangan granula. Semakin kecil kadar protein semakin besar pengembangan granula yang meningkatkan viskositas pada pemanasan. Selain itu, pati yang diperoleh dengan cara ekstraksi mampu menurunkan kadar protein dan lemak sehingga tidak berpengaruh terhadap sifat emulsi [79]. 20 Universitas Sumatera Utara 2.11.7 Analisa Sifat Pasting Sifat pemasakan dari pati dapat diamati dengan menggunakan alat Rapid Visco analyzer (RVA) untuk mengevaluasi sifat-sifat gelatinisasi pati selama proses pemasakan. Pati ditimbang sebanyak 3 g, kemudian ditambahkan air sebanyak 25 g. Sampel diperlakukan sesuai program suhu dan waktu yang telah diatur. Program ini ditujukan untuk meniru kondisi pemasakan yang banyak dijumpai pada proses sehari-hari [81]. RVA mengukur apparent viscosity berdasarkan rasio antara shear stress dan shear rate (τ/ ). Apparent viscosity berubah seiring dengan fungsi temperatur, gesekan, waktu dan jenis sampel. Data apparent viscosity diperoleh pada tingkat gesekan yang berbeda, berupa jumlah putaran per menit (rpm). Kurva yang dihasilkan oleh RVA memiliki karakteristik yang sangat khas. Sumbu x pada kurva ini adalah waktu, sedangkan sumbu y adalah viskositas (mPas). Selama pengukuran, cairan dipanaskan sambil diaduk. Gaya tahan cairan terhadap balingbaling pemutar diukur sebagai viskositas [82]. 2.12 UJI BIOPLASTIK Beberapa pengujian yang dilakukan pada bioplastik yaitu : 2.12.1 Penentuan Rapat Massa (Densitas) Massa jenis (densitas) adalah pengukuran massa setiap satuan volume benda. Semakin tinggi massa jenis suatu benda, maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Satuan SI massa jenis adalah kg/m3, sedangkan satuan lainnya adalah g/cm3 [10]. Berat jenis merupakan ukuran kepadatan molekul dalam bahan, sehingga terkait berat dan volume plastik. Cara pengukuran berat jenis adalah dengan mengukur perbandingan antara berat dan volume plastik [33]. Metode sederhana dalam penentuan massa jenis relatif suatu bahan adalah dengan menimbang sampel baik pada udara dan air (ASTM D-792). Metode lain yang digunakan adalah ASTM D-1505, yaitu pengukuran kolom gradien densitas [83]. Rumus untuk menentukan massa jenis adalah: �= Dimana : � (2.1) � 21 Universitas Sumatera Utara � = rapat massa/densitas (g/cm3) m = massa sampel (g) v = volume sampel (cm3) [10] 2.12.2 Sifat Kuat Tarik Kekuatan tarik adalah ukuran kekuatan suatu bahan ketika bahan tersebut menerima beban yang cenderung merenggangkan atau memperpanjang bahan tersebut. Kekuatan tarik umumnya ditentukan dengan meletakkan suatu bahan berbentuk panjang, kawat atau bentuk dumbbell terhadap gaya tarik (uji tarik satu sumbu) [84]. Pengujian tarik merupakan pengujian mekanis berupa gaya tarik untuk melihat perilaku inheren dari material terhadap pembebanan tersebut. Prinsip pengujian tarik yaitu dengan memberikan tegangan aksial berupa tarikan pada kedua ujung atau salah satu ujung spesimen tarik hingga putus [85]. Pengujian ini sangat sederhana dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8, di Jepang dengan JIS 2241 dan di Indonesia dengan ASTM D 638 [86]. Pada uji kuat tarik bioplastik ini digunakan standar ASTM D638-02a. Kuat tarik (tensile strength) dihitung dengan cara membagi tekanan maksimum dengan luas penampang minimum dari spesimen, dan dapat dalam satuan psi atau Pascal (lbf/in2) [87]. Pengukuran tensile strength secara sistematis dapat ditulis sebagai berikut : �= Dimana : ����� (2.2) �0 � = tegangan atau kekuatan tarik (kgf/mm2) A0 = luas penampang awal (mm2) Fmaks = beban maksimum (kgf) [88] 22 Universitas Sumatera Utara 2.12.3 Pemanjangan pada saat Putus Elongasi merupakan salah satu jenis deformasi. Deformasi merupakan perubahan ukuran yang terjadi saat material di beri gaya. Elongation-to-break (ultimate elongation) adalah regangan pada sampel pada saat sampel patah [89]. Perpanjangan putus adalah parameter yang menunjukkan bahwa bahan polimer tersebut mempunyai sifat elastis, dimana besarnya tergantung dari komposisi dan perlakuan dengan tujuan tertentu [90]. Pengujian sifat mekanik juga menghasilkan nilai persentase perpanjangan putus yang menunjukkan persentase mulurnya yaitu besarnya perpanjangan (pemuluran) sebelum akhirnya putus [91]. Pada uji perpanjangan putus bioplastik ini digunakan standar yang sama denggan kuat tarik yaitu ASTM D638-02a. Persentase perpanjangan dapat dihitung dengan persamaan : �= [ Dimana : (�� −�� �� ]x 100 % (2.3) Lf = panjang akhir benda uji Lfo = panjang awal benda uji [85] 2.12.4 Scanning Electron Microscopy (SEM) Scanning Electron Microscopy (SEM) adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara mikroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen. Teknik SEM pada hakikatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 μm dari permukaan. Gambar permukaan yang diperoleh merupakan tofografi segala tonjolan, lekukan dan lubang pada permukaan [92]. Hasil analisa uji SEM. dapat memberikan informasi tentang bentuk dan perubahan dari suatu bahan yang diuji dimana pada prinsipnya perubahan patahan, lekukan dan perubahan struktur dari bahan cenderung mengalami perubahan energi. Energi yang berubah tersebut dapat dipancarkan, dipantulkan, dan diserap serta diubah menjadi gelombang elektron yang dapat ditangkap dan dibaca hasilnya pada foto SEM [93]. 23 Universitas Sumatera Utara 2.12.5 Fourier Transform InfraRed (FT-IR) Prinsip kerja fourier transform infrared (FT-IR) adalah mengenali komponen dalam suatu senyawa. Selanjutnya setiap kelompok komponen akan dideteksi pada panjang gelombang dan nilai absorbansi yang berbeda [94]. FTIR (Fourier Transform Infra Red Spectroscopy) digunakan untuk menganalisa gugus-gugus fungsi penyusun bioplastik [10]. Analisa gugus fungsi dengan FTIR bertujuan untuk mengetahui proses yang terjadi pada pencampuran apakah secara fisik atau kimia karena itu sampel pada tiap proses pembuatan edible film dianalisa dengan FTIR. Sampel ditempatkan ke dalam set holder, kemudian dicari spektrum yang sesuai. Hasilnya akan didapatkan difraktogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas. Spektrum FTIR direkam menggunakan spektrofotometer pada suhu ruang [95]. 2.12.6 Ketahanan terhadap Air Uji ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan dalam polimer serta tingkatan atau keteraturan ikatan dalam polimer yang ditentukan melalui prosentase penambahan berat polimer setelah mengalami penggembungan. Proses terdifusinya molekul pelarut kedalam polimer akan menghasilkan gel yang menggembung. Sifat ketahanan bioplastik terhadap air ditentukan dengan uji swelling, yaitu presentase penggembungan film oleh adanya air [33]. Pada uji ketahanan air pada bioplastik ini digunakan standar ASTM D570-98, 2005. Ketahanan terhadap air sampel dihitung melalui persamaan: Air % = Dimana : �− �� �� � % (2.4) Wo = berat edible film kering W = berat edible film basah [95] 24 Universitas Sumatera Utara BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Pengemasan merupakan proses perlindungan suatu produk pangan yang bertujuan menjaga keawetan dan konsistensi mutu. Material plastik banyak digunakan sebagai kemasan karena mempunyai sifat unggul, antara lain ringan, transparan, tahan air, serta harganya relatif murah [1]. Namun penggunaan plastik sebagai bahan pengemas menghadapi berbagai persoalan lingkungan yaitu sifatnya yang tidak dapat dihancurkan secara alami (nonbiodegradable), sehingga menyebabkan penumpukan sampah yang mencemari lingkungan [2]. Tantangan lingkungan, ekonomi dan keamanan menyebabkan banyak ilmuwan untuk mengganti polimer berbahan dasar petrokimia dengan bahan yang biodegradable yang disebut juga dengan bioplastik. Bioplastik lebih aman secara lingkungan dibandingkan dengan plastik tradisional yang merupakan sumber utama polusi udara dan pencemaran lingkungan [3]. Selulosa, pati dan unsur-unsurnya adalah bahan penyusun paling penting dalam penyiapan film [4]. Pati merupakan polimer alami yang bersifat biodegredabel [5]. Pati kulit singkong mengandung amilosa sekitar 17-20% dan amilopektin 80-83% [6]. Selulosa adalah komponen struktural yang banyak ditemukan pada dinding sel tanaman terrestrial dan laut, juga diproduksi oleh beberapa tanaman laut dan bakteri [7]. Avicel atau mikrokristalin selulosa adalah serbuk kristalin berpori warna putih, yang tak berbau dan tak berasa, stabil walaupun higroskopis. Avicel PH101 umumnya dipilih karena tidak lengket serta memiliki ikatan hidrogen yang kuat [8]. Plastisizer adalah bahan kimia yang dapat digunakan untuk mengurangi kekakuan resin termoplastik. Prinsip kerja plastisizer adalah dengan membentuk interaksi molekuler rantai polimer untuk meningkatkan kecepatan respon viskoelastis pada polimer [9]. Penambahan plastisizer pada saat proses pembuatan lembaran plastik dimaksudkan untuk memperbaiki sifat plastik [10]. Plastisizer yang digunakan dalam penelitian ini adalah plastisizer sorbitol. 1 Universitas Sumatera Utara Proses pembuatan bioplastik berpengisi mikrokristalin selulosa dilakukan dengan metode melt intercalation dengan tanpa penambahan pelarut serta proses ultrasonikasi yang dapat memfasilitasi pendispersian mikrokristalin selulosa dalam suspensi bioplastik. Beberapa penelitian terbaru telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik sebagai berikut : Tabel 1.1. Penelitian-penelitian Bioplastik Peneliti, Tahun Tentang Hasil Psomiadou, Eleni., Pembuatan edible film dari Diperoleh edible film dengan Ioannis bahan-bahan Arvanitoyannis mikrokristalin and selulosa plastisizer gliserol sebesar Noboru (MCC), metilselulosa (MC) 90.0±1.6 MPa. Sedangkan Yamamoto. 1996. [4] alami; kekuatan tarik terbaik pada dan pati jagung dan poliol. pemanjangan terbaik diperoleh Pada penelitian ini digunakan dengan plastisizer sorbitol 4 jenis plastisizer yaitu sebesar 9.3%. gliserol (0,5,10,15,19,27%), sorbitol (5,10,16,24,28%), sukrosa (6,10,15,20,26%) dan xylose(5,9,16,20,25%) dengan perbandingan pati jagung : MCC = 1:1. Thawien Wittaya. Pembuatan 2009. [11] film Diperoleh mikrokomposit dari pati beras terbaik yang diperkuat kekuatan pada film tarik dengan dengan pengisi MCPF 35% sebesar 42 mikrokristalin selulosa serat MPa, sedangkan pemanjangan kelapa sawit (MCPF). Pada saat putus terbaik diperoleh penelitian ini digunakan pada pengisi MCPF 15% pengisi MCPF dengan variasi sebesar 45 MPa. 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, dan 40%. 2 Universitas Sumatera Utara Wattanakornsiri, Komposit termoplastik Komposit termoplastik yang Amnuay; Katavut berbahan alami dari pati mengandung 8% wt/wt serat Pachana; Supranee jagung dan serat selulosa matriks menghasilkan Kaewpirom; kertas daur ulang. perbaikan sifat mekanik, tahan Pichan Dengan variasi serat selulosa panas dan penurunan Sawangwong; (2, 4, 6, 8 % wt/wt). persentase penyerapan air Claudio Migliaresi. yang baik dibandingkan 2011. dengan sampel lain. [12] Akbar, Anita, Dan Fauzi; Pengaruh Waktu Simpan Film Diperoleh hasil terbaik dengan Zulisma Plastik Biodegradasi Dari Pati kekuatan tarik yang paling Harahap, Kulit Hamidah. 2012. Singkong Sifat Mekanikalnya. Dengan [13] Terhadap tinggi adalah pada 12 gram pati pati, 4 ml gliserol dengan 12 gram kekuatan tarik 0,2122 kgf/mm2 (divariasikan) dan gliserol 2 ml (divariasikan). Biokomposit dengan matriks pati kulit singkong dan penguat mikrokristalin selulosa Avicel PH-101 serta sorbitol sebagai plastisizer dapat menghasilkan bioplastik dengan sifat fisik, kimia dan mekanik yang optimal dengan melalui metode dan pengujian yang sesuai. Dengan pati kulit singkong serta mikrokristalin selulosa Avicel PH-101, penulis ingin mencoba melakukan penelitian yang memanfaatkan pati kulit singkong dan mikrokristalin selulosa sebagai bahan baku dalam proses pembuatan bioplastik dengan mengangkat judul “Sintesis Bioplastik Pati Kulit Singkong dan Mikrokristalin Selulosa Avicel PH-101 dengan Plastisizer Sorbitol”. 3 Universitas Sumatera Utara 1.2 PERUMUSAN MASALAH Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Bagaimana pengaruh dan distribusi bahan penguat/pengisi mikrokristalin selulosa dalam pati kulit singkong terhadap karakteristik fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), karakteristik mekanik ( kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM)? 2. Pada konsetrasi berapakah mikrokistalin selulosa sebagai penguat dan sorbitol sebagai pemlastis memberikan sifat mekanik (kekuatan tarik dan pemanjangan saat putus), sifat fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM) terbaik pada bioplastik? 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut: 1. Mengetahui pengaruh dan distribusi bahan penguat/pengisi mikrokristalin selulosa dalam pati kulit singkong terhadap karakteristik fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), karakteristik mekanik (pemanjangan dan regangan putus), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM). 2. Mendapatkan konsentrasi mikrokistalin selulosa sebagai penguat dan sorbitol sebagai pemlastis memberikan sifat mekanik (pemanjangan dan regangan putus), sifat fisik (ketahanan terhadap air dan densitas), gugus fungsi (FTIR) dan morfologi permukaan (SEM) terbaik pada bioplastik. 1.4 MANFAAT PENELITIAN Manfaat dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut: 1. Mengurangi limbah kulit singkong dan meningkatkan nilai ekonomis dari limbah kulit singkong. 2. Meminimalisir penggunaan plastik konvensional sehingga mengurangi pencemaran lingkungan dan penghematan bahan bakar fossil. 4 Universitas Sumatera Utara 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Laboratorium Penelitian Industri Kimia dan Laboratorium Polimer, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut: 1. Pati yang digunakan berasal dari limbah kulit singkong (Manihot esculenta) yang diperoleh dari penjual keripik singkong di sekitar Padang Bulan Pasar 1. 2. Variabel tetap penelitian adalah sebagai berikut:  Massa pati kulit singkong (Manihot esculenta) = 10 gram [14]  Suhu gelatinisasi = 76 oC  Ukuran partikel mikrokristalin selulosa = 50 µm [15]  Waktu ultrasonikasi = 50 menit [16] 3. Variabel bebas penelitian adalah sebagai berikut:  Massa mikrokristalin selulosa (%berat/total) = 0%; 2%; 4%; 6% [12]  Konsentrasi Sorbitol (%berat/total) = 20%; 25%; 30% [17] 4. Analisa hasil penelitian yaitu : a. Uji pati kulit singkong, meliputi :   Kadar Pati  Kadar Amilopektin  Kadar Lemak  Kadar Abu  Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)  Kadar Amilosa  Kadar Protein  Kadar Air  Profil Gelatinisasi Scanning Electron Microscope (SEM) b. Uji bioplastik, meliputi :   Densitas [18] Ketahanan terhadap air [19] 5 Universitas Sumatera Utara   Kuat Tarik [20]  Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR)  Pemanjangan pada saat putus (Elongation at break) [20] Scanning Electron Microscope (SEM) 6 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Bioplastik merupakan plastik yang dapat digunakan seperti layaknya plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi air dan karbon dioksida. Pati merupakan bahan polimer alami yang dapat digunakan untuk produksi bioplastik. Penambahan partikel penguat terbukti dapat memperbaiki sifat mekanik bioplastik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan filler pada hasil akhir bioplastik. Pembuatan bioplastik merujuk pada metode melt intercalation, dimana tidak diperlukan penambahan pelarut dalam pembuatan bioplastik. Pada penelitian ini digunakan massa pati kulit singkong sebesar 10 gram, dengan variasi massa mikrokristalin selulosa Avicel PH101 yang digunakan adalah 0; 2; 4; dan 6% (wt/wt), sedangkan volume sorbitol yang digunakan adalah 20; 25; dan 30% (wt). Temperatur pemanasan larutan bioplastik yang digunakan adalah 76oC. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis sifat fisika dan kimianya, meliputi analisis FT-IR, SEM, RVA, kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air, dan densitas. Dari hasil analisis FT-IR ditunjukkan adanya perluasan gugus C=O pada rentang 1118,71 cm-1 dan 1168,86 cm-1 serta perluasan gugus OH pada rentang 2870,08 cm-1 dan 2989,66 cm-1. Hasil analisa FTIR ini tidak menunjukkan adanya gugus fungsi baru yang terbentuk. Hasil SEM menunjukkan morfologi bioplastik dimana masih terdapat filler MCC yang tidak terdispersi dengan baik atau aglomerasi yang secara tidak langsung mempengaruhi sifat mekanik bioplastik. Dari analisa pati kulit singkong diperoleh kadar pati 75,9061%, kadar amilosa 25,1921%, kadar amilopektin 49,9139%, kadar air 9,45%, kadar abu 1,5%, kadar lemak 1,58%, kadar protein 4,25%, suhu gelatinisasi 76,685oC dengan viskositas puncak sebesar 4225,5 cP dan viscosity breakdown sebesar 2566,5 cP. Pada penelitian ini diperoleh bioplastik dengan kondisi terbaik pada penggunaan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20%, dengan nilai kuat tarik 9,12 Mpa, persen perpanjangan pada saat putus 0,29%, nilai densitas 1,05 gr/cm3 dan persen penyerapan air 40,18%. Kata kunci : pati, mikrokristalin selulosa, sorbitol, bioplastik, biodegradable vi Universitas Sumatera Utara ABSTRACT Bioplastic is plastic that can be used as the common conventional plastic, but has the tendency to decompose by microorganism activities and transform to water and carbon dyoxyde. Starch is natural polymer that is used as matrix in the production of bioplastics. The addition of filler can improve the mechanical properties of bioplastics. Production of bioplastics refers to the melt intercalation method, which does not need the addition of a solvent to the production of bioplastics. In this experiment, the mass of cassava peel starch used was 10 gram, using microcrystalline cellulose content Avicel PH101 with variation of 0; 2; 4; and 6% (wt / wt), while the volume of sorbitol used was 20; 25; and 30% (wt). Heating temperature of bioplastics’ solution was 76 ° C. Bioplastics were physical and chemical analyzed, including FT-IR, SEM, RVA, tensile strength, elongation at break, water absorption, and density analysis. The results of FT-IR analysis indicated the expansion of the group C=O in the range of 1118.71 and 1168.86 cm-1 as well as the expansion of the OH group in the range of 2870.08 and 2989.66 cm-1. FTIR analysis results does not indicate a new functional group. SEM result shows the morphology of bioplastics with MCC filler poorly dispersed in bioplastic inducing agglomeration. The analysis of cassava peel starch results in starch content of 75,9061%, amylose content of 25,1921%, amylopectin content of 49,9139%, moisture content of 9,45%, ash content of 1,5%, fat content of 1,58%, protein content of 4,25%, gelatinization temperature 76,685 oC with viscosity peak of 4225,5 Cp and viscosity breakdown of 2566,5 cP. From this research, bioplastic with the best and optimum characteristics is found at microcrystalline cellulose content 6% and sorbitol content 20%, with a value of 9,12 MPa tensile strength, percent extension at break of 0,29%, the density of 1,05 gr/cm3 and water uptake of 40,18%. Key words: starch, microcrystalline cellulose, sorbitol, bioplastic, biodegradable vii Universitas Sumatera Utara PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL PH-101 (Wood pulp) DENGAN PLASTISIZER SORBITOL SKRIPSI Oleh MARGARETHA SIAGIAN 110405111 DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2016 Universitas Sumatera Utara PEMBUATAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL PH-101 (Wood pulp) DENGAN PLASTISIZER SORBITOL SKRIPSI Oleh MARGARETHA SIAGIAN 110405111 SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA JANUARI 2016 Universitas Sumatera Utara PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Sayamenyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: PEMBUATAIT BIOPLASTIK IIARI PATI KULIT SINGKONG (Manihot esculenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AYICEL PH-101 (Wood pulp) DENGAI{ PLASTISIZER SORBITOL yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universias Sumatera Utara. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yaog telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pemyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karyasaya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, Januari 2016 % Margaretha Siagian NIM I10405111 Universitas Sumatera Utara PENGESAHAN Skripsi dengan judul: PEMBUATAIT BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG (Manihot escalenta) BERPENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA AVICEL PH-101 (Wood pulp) DENGAI\I PLASTISIZER SORBITOL Dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk mengikuti ujian s*ripsi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada siding ujian skripsi pada 27 laauari20l6 dan dinyatakan mememrhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Medan, tUergerrhnS. Januari 2016 K0sBsl$rysryIt1 14 199?022 Dosen Penguji ffiz Dr. Maulida S.T.. M.Sc NIP. 19700611199742 2 001 ru I Dosen Penguji r9*50r 2 001 II (M. Hendra S Ginting. ST" MT) NIP. 19700919 199903 1 001 Universitas Sumatera Utara PRAKATA 1t Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul "Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa Avicel PH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol", berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Penelitian Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universtas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Selama melahrkan penelitian hingga penulisan skripsi ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih yang sebesar-bes arnya kepada: l. Ibu Dr. Maulida, S.T., trl.Sc, selaku Dosen Pembimbing yang telatr bersedia meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik. 2. Ibu Dr. Ir. Hamidah Harahap, M.Sc. dan Bapak Mhd. Hendra S. Ginting, ST. MT., selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang membangun dalam penulisan skripsi ini. 3. Bapak Dr.Eng.h. Iwan, MT., selaku ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 4. 5. Ibu Ir. Renita Manurung, MT., selaku koordinatorpenelitian. Orang tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan dorongan moril maupun materil selama ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan,:zJanuari 2016 Penulis Margaretha Siagian ur Universitas Sumatera Utara DEDIKASI Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk orang tua penulis, Rindu Madju dan Marintan Silaen serta saudara penulis yang telah memberikan doa dan dukungan kepada penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini, kemudian untuk Ibu Dr. Maulida, S.T., M.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan dalam menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini, dan terkhusus untuk teman-teman setia penulis, Pali Meita Br.Tarigan, Yunella Amelia Siagian, Maria Pasaribu, Edy Saputra, Annisa Maharani dan M. Fauzy Ramadhan, yang selalu menyemangati, mendukung dan membantu saya hingga menyelesaikan skripsi ini, serta kepada teman-teman seperjuangan angkatan 2011. iv Universitas Sumatera Utara RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama: Margaretha Siagian NIM: 110405111 Tempat/tgl lahir: Tarakan, 26 Februari 1994 Nama orang tua: Rindu Madju Siagian Alamat orang tua: Jl. Raden Saleh, Perum Palem Ganda Asri blok A3 no. 2, Tangerang Asal sekolah  SD Yadika 3 Tangerang tahun 1999 – 2005  SMP Santo Yusuf Sidoarjo tahun 2005 – 2008  SMA Yadika 5 Jakarta Barat tahun 2008 - 2011 Beasiswa yang pernah diperoleh: Pengalaman organisasi/kerja: 1. HIMATEK USU periode 2013-2014 sebagai anggota. 2. Kerja Praktek di PT. Tor Ganda, Cindur tahun 2014. Artikel yang telah dipublikasi dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah : 1. The 4th International Conference on Science & Engineering in Mathematics, Chemistry and Physics 2016 (ScieTech 2016) v Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Bioplastik merupakan plastik yang dapat digunakan seperti layaknya plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi air dan karbon dioksida. Pati merupakan bahan polimer alami yang dapat digunakan untuk produksi bioplastik. Penambahan partikel penguat terbukti dapat memperbaiki sifat mekanik bioplastik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan filler pada hasil akhir bioplastik. Pembuatan bioplastik merujuk pada metode melt intercalation, dimana tidak diperlukan penambahan pelarut dalam pembuatan bioplastik. Pada penelitian ini digunakan massa pati kulit singkong sebesar 10 gram, dengan variasi massa mikrokristalin selulosa Avicel PH101 yang digunakan adalah 0; 2; 4; dan 6% (wt/wt), sedangkan volume sorbitol yang digunakan adalah 20; 25; dan 30% (wt). Temperatur pemanasan larutan bioplastik yang digunakan adalah 76oC. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis sifat fisika dan kimianya, meliputi analisis FT-IR, SEM, RVA, kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air, dan densitas. Dari hasil analisis FT-IR ditunjukkan adanya perluasan gugus C=O pada rentang 1118,71 cm-1 dan 1168,86 cm-1 serta perluasan gugus OH pada rentang 2870,08 cm-1 dan 2989,66 cm-1. Hasil analisa FTIR ini tidak menunjukkan adanya gugus fungsi baru yang terbentuk. Hasil SEM menunjukkan morfologi bioplastik dimana masih terdapat filler MCC yang tidak terdispersi dengan baik atau aglomerasi yang secara tidak langsung mempengaruhi sifat mekanik bioplastik. Dari analisa pati kulit singkong diperoleh kadar pati 75,9061%, kadar amilosa 25,1921%, kadar amilopektin 49,9139%, kadar air 9,45%, kadar abu 1,5%, kadar lemak 1,58%, kadar protein 4,25%, suhu gelatinisasi 76,685oC dengan viskositas puncak sebesar 4225,5 cP dan viscosity breakdown sebesar 2566,5 cP. Pada penelitian ini diperoleh bioplastik dengan kondisi terbaik pada penggunaan massa mikrokristalin selulosa 6% dan sorbitol 20%, dengan nilai kuat tarik 9,12 Mpa, persen perpanjangan pada saat putus 0,29%, nilai densitas 1,05 gr/cm3 dan persen penyerapan air 40,18%. Kata kunci : pati, mikrokristalin selulosa, sorbitol, bioplastik, biodegradable vi Universitas Sumatera Utara ABSTRACT Bioplastic is plastic that can be used as the common conventional plastic, but has the tendency to decompose by microorganism activities and transform to water and carbon dyoxyde. Starch is natural polymer that is used as matrix in the production of bioplastics. The addition of filler can improve the mechanical properties of bioplastics. Production of bioplastics refers to the melt intercalation method, which does not need the addition of a solvent to the production of bioplastics. In this experiment, the mass of cassava peel starch used was 10 gram, using microcrystalline cellulose content Avicel PH101 with variation of 0; 2; 4; and 6% (wt / wt), while the volume of sorbitol used was 20; 25; and 30% (wt). Heating temperature of bioplastics’ solution was 76 ° C. Bioplastics were physical and chemical analyzed, including FT-IR, SEM, RVA, tensile strength, elongation at break, water absorption, and density analysis. The results of FT-IR analysis indicated the expansion of the group C=O in the range of 1118.71 and 1168.86 cm-1 as well as the expansion of the OH group in the range of 2870.08 and 2989.66 cm-1. FTIR analysis results does not indicate a new functional group. SEM result shows the morphology of bioplastics with MCC filler poorly dispersed in bioplastic inducing agglomeration. The analysis of cassava peel starch results in starch content of 75,9061%, amylose content of 25,1921%, amylopectin content of 49,9139%, moisture content of 9,45%, ash content of 1,5%, fat content of 1,58%, protein content of 4,25%, gelatinization temperature 76,685 oC with viscosity peak of 4225,5 Cp and viscosity breakdown of 2566,5 cP. From this research, bioplastic with the best and optimum characteristics is found at microcrystalline cellulose content 6% and sorbitol content 20%, with a value of 9,12 MPa tensile strength, percent extension at break of 0,29%, the density of 1,05 gr/cm3 and water uptake of 40,18%. Key words: starch, microcrystalline cellulose, sorbitol, bioplastic, biodegradable vii Universitas Sumatera Utara DAFTAR ISI Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii PRAKATA iii DEDIKASI iv RIWAYAT HIDUP PENULIS v ABSTRAK vi ABSTRACT vii DAFTAR ISI viii DAFTAR GAMBAR xiii DAFTAR TABEL xvi DAFTAR LAMPIRAN xvii DAFTAR SINGKATAN xix BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 LATAR BELAKANG 1 1.2 PERUMUSAN MASALAH 4 1.3 TUJUAN PENELITIAN 4 1.4 MANFAAT PENELITIAN 4 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 7 2.1 KOMPOSIT 7 2.2 BIOKOMPOSIT 7 2.3 BIOPLASTIK 8 2.4 PATI KULIT SINGKONG 8 2.5 MIKROKRISTALIN SELULOSA PH 101 10 2.6 SORBITOL 11 2.7 GELATINISASI PATI 12 2.8 RETROGRADASI 14 2.9 ULTRASONIKASI 15 viii Universitas Sumatera Utara 2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK 16 2.10.1 Eksfoliasi/Adsorpsi 16 2.10.2 Polimerisasi In Situ Interkalatif 16 2.10.3 Interkalasi Larutan/Interkalasi Prepolimer dari Larutan 16 2.10.4 Melt Intercalation 16 2.11 KARAKTERISTIK PATI 17 2.11.1 Analisis Kadar Pati 17 2.11.2 Analisis Kadar Amilosa dan Amilopektin 17 2.11.3 Analisis Kadar Air 18 2.11.4 Analisis Kadar Abu 18 2.11.5 Analisis Kadar Lemak 19 2.11.6 Analisis Kadar Protein 19 2.11.7 Analisis Sifat Pasting 20 2.12 UJI BIOPLASTIK 20 2.12.1 Penentuan Rapat Massa (Densitas) 20 2.12.2 Sifat Kuat Tarik 21 2.12.3 Pemanjangan pada saat Putus 22 2.12.4 Scanning Electron Microscopy (SEM) 22 2.12.5 Fourier Transform InfraRed (FT-IR) 23 2.12.6 Ketahanan terhadap Air 23 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 24 3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN 24 3.2 BAHAN DAN PERALATAN 24 3.3 PERALATAN 24 3.4 PROSEDUR PERCOBAAN 25 3.4.1 Pembuatan Pati 25 3.4.2 Pembuatan Bioplastik 25 3.5 PROSEDUR ANALISIS 26 3.5.1 Prosedur Analisa Pati 26 3.5.1.1 Prosedur Analisa Kadar Pati 26 3.5.1.2 Prosedur Analisa Kadar Amilosa 27 3.5.1.3 Prosedur Analisa Kadar Amilopektin 28 ix Universitas Sumatera Utara 3.5.1.4 Prosedur Analisa Kadar Air 28 3.5.1.5 Prosedur Analisa Kadar Lemak 29 3.5.1.6 Prosedur Analisa Kadar Protein 30 3.5.1.7 Prosedur Analisa Kadar Abu 31 3.5.1.8 Prosedur Analisa Profil Gelatinisasi Dengan Rapid 31 Visco Analyzer (RVA) 3.5.1.9 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 32 InfraRed (FT-IR) 3.5.2 Prosedur Analisis Bioplastik 32 3.5.2.1 Prosedur Analisis Densitas 32 3.5.2.2 Prosedur Pengujian Sifat Kuat Tarik 33 3.5.2.3 Prosedur Pengujian Perpanjangan pada saat putus 33 3.5.2.4 Prosedur Pengujian Ketahanan terhadap Air 33 3.5.2.5 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 34 InfraRed (FT-IR) 3.5.2.6 Prosedur Analisa Scanning Electron 34 3.6 FLOWCHART PENELITIAN 35 3.6.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong 35 3.6.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati 36 3.6.3 Flowchart Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian 37 Kadar Amilosa 3.6.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa 38 3.6.5 Flowchart Uji Kadar Air 39 3.6.6 Flowchart Analisa Uji Kadar Lemak Pati 40 3.6.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein 41 3.6.8 Flowchart Analisa Uji Kadar Abu Pati 42 3.6.9 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 42 InfraRed (FT-IR) 3.6.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik 43 3.6.11 Flowchart Analisa Densitas 44 3.6.12 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 44 InfraRed (FT-IR) x Universitas Sumatera Utara 3.6.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik 45 3.6.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus 45 3.6.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air 46 3.6.16 Flowchart Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) 46 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 47 4.1 HASIL KARAKTERISASI PATI DARI KULIT SINGKONG 47 4.2 HASIL KARAKTERISTIK PATI KULIT SINGKONG 48 4.2.1 Kadar Pati 48 4.2.2 Kadar Amilosa dan Amilopektin 49 4.2.3 Kadar Air 49 4.2.4 Kadar Abu 50 4.2.5 Kadar Protein 50 4.2.6 Kadar Lemak 51 4.3 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA FT-IR BIOPLASTIK PATI KULIT SELULOSA SINGKONG AVICEL DAN PH101 51 MIKROKRISTALIN DENGAN PEMLASTIS SORBITOL 4.4 KARAKTERISTIK MORFOLOGI PATI KULIT SINGKONG 55 DENGAN SEM (SCANNING ELECTRON MICROSCOPE) 4.5 KARAKTERISTIK PROFIL GELATINISASI PATI DENGAN 56 RVA (RAPID VISCO ANALYZER) 4.6 HASIL KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI PATI KULIT 59 SINGKONG 4.6.1 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan 59 dan 61 Pemlastis Sorbitol Terhadap Densitas Bioplastik 4.6.2 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik 4.6.3 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan 64 Pemlastis Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik 4.6.4 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa dan 66 Pemlastis Sorbitol Terhadap Sifat Penyerapan Air Bioplastik xi Universitas Sumatera Utara 4.7 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA MORFOLOGI 68 PATAHAN BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG DENGAN MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN PEMLASTIS SORBITOL BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 71 5.1 KESIMPULAN 71 5.2 SARAN 72 DAFTAR PUSTAKA 73 LAMPIRAN 83 xii Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Molekul Selulosa 10 Gambar 2.2 Struktur Kimia Sorbitol 12 Gambar 2.3 Pengaruh Temperatur Gelatinisasi Terhadap Viskositas 13 Pati Gambar 2.4 Perubahan Granula Pati Selama Proses Gelatinisasi 14 dan Retrogradasi Gambar 2.5 Diagram skematik dari proses ultrasonikasi MCC 15 Gambar 3.1 Flowchart Pembuatan Pati Kulit Singkong 35 Gambar 3.2 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Pati 36 Gambar 3.3 Flowchart Pembuatan Kurva Standar Untuk Pengujian 37 Kadar Amilosa Gambar 3.4 Flowchart Analisa Pengujian Kadar Amilosa 38 Gambar 3.5 Flowchart Uji Kadar Air 39 Gambar 3.6 Flowchart Analisa Uji Kadar Lemak Pati 40 Gambar 3.7 Flowchart Prosedur Analisa Kadar Protein 41 Gambar 3.8 Flowchart Analisa Uji Kadar Abu Pati 42 Gambar 3.9 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 42 InfraRed (FT-IR) Gambar 3.10 Flowchart Pembuatan Bioplastik 43 Gambar 3.11 Flowchart Analisa Densitas 44 Gambar 3.12 Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform 44 InfraRed (FT-IR) Gambar 3.13 Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik 45 Gambar 3.14 Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus 45 Gambar 3.15 Flowchart Analisa Ketahanan terhadap Air 46 Gambar 3.16 Flowchart Analisa Scanning Electron Microscope 46 (SEM) Gambar 4.1 (a) Kulit singkong 47 xiii Universitas Sumatera Utara (b) Pati Kulit singkong 47 Gambar 4.2 Hasil Analisis FT-IR 52 Gambar 4.3 Hasil SEM pati kulit singkong perbesaran 10000 kali 55 Gambar 4.4 Grafik Profil Gelatinisasi Pati Kulit singkong yang 57 Diukur dengan RVA (Rapid Visco Analyzer) Gambar 4.5 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa 59 danPlasticizer Sorbitol Terhadap DensitasBioplastik Gambar 4.6 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa 61 danPlasticizer Sorbitol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Bioplastik Gambar 4.7 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa 64 danPlasticizer Sorbitol Terhadap Pemanjangan Pada Saat Putus (Elongation AT break)Bioplastik Gambar 4.8 Pengaruh Penambahan Mikrokristalin Selulosa 66 danPlasticizer Sorbitol Terhadap Penyerapan Air (Water Uptake)Bioplastik Gambar 4.9 Hasil Analisa Morfologi Patahan (a) Bioplastik Pati 68 Kulit Singkong dan (b) Bioplastik Pati Kulit Singkong Dengan Mikrokristalin Selulosa dan Pemlastis Sorbitol di Perbesaran 10000x Gambar C.1 Pati Kulit Singkong 88 Gambar C.2 Mikrokristalin Selulosa (MCC) 88 Gambar C.3 Proses Pembuatan Larutan Mikrokristalin Selulosa 89 (MCC), Sorbitol dan Aquades Gambar C.4 Sorbitol 89 Gambar C.5 Proses Pembuatan Bioplastik 90 Gambar C.6 Alat Ultrasonikasi 90 Gambar C.7 Alat Uji Tarik (Tensile Strength) 91 Gambar C.8 Alat Uji FTIR (Fourier Transform Infra - Red) 91 Gambar C.9 Alat Uji SEM (Scanning Electron Microscopy) 92 Gambar C.10 Produk Bioplastik 93 Gambar D.1 Hasil FTIR Mikrokristalin Selulosa (MCC) 94 xiv Universitas Sumatera Utara Gambar D.2 Hasil FTIR Pati Kulit Singkong 94 Gambar D.3 Hasil FTIR Bioplastik Pati Kulit Singkong Tanpa 95 Pengisi Mikrokristalin Seluosa (MCC) Dan Tanpa Plasticizer Sorbitol Gambar D.4 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Plasticizer 95 Sorbitol Dan Tanpa Penambahan Mmikrokristalin Selulosa (MCC) Gambar D.5 Hasil FTIR Produk Bioplastik dengan Penabahan 96 Plasticizer Sorbitol Dan Penambahan Mikrokristalin Selulosa (MCC) Gambar D.6 Hasil Uji Kadar Air, Protein, Lemak, Rva Pati Kulit 97 Singkong Dan RVA Larutan Bioplastik Dari Pati Kulit Singkong Dengan Pengisi Mikrokristalin Selulosa Dan Plasticizer Sorbitol Gambar D.7 Hasil Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar 98 Amilopektin xv Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Penelitian-penelitian Bioplastik 1 Tabel 2.1 Komponen Kimia Kulit Pati Singkong 9 Tabel 2.2 Sifat mikrokristalin selulosa PH 101 11 Tabel 4.1 Hasil Analisa Pati Kulit Singkong 48 Tabel 4.2 Hasil Keterangan Gugus Fungsi Pati Kulit Singkong 52 Menggunkan Tabel 4.3 Perubahan Bilangan Gelombang Pada Bioplastik Pati 54 Kulit Singkong, Bioplastik Pati-Sorbitol, dan Bioplastik Pati-Sorbitol-MCC Tabel 4.4 Data Profil Gelatinisasi Pati Kulit singkong Hasil 57 Pengukuran RVA (Rapid Visco Analyzer) Tabel A.1 Data Hasil Analisis Pati Kulit Singkong 82 Tabel A.2 Data Hasil Analisis RVA (Rapid Visco Analyzer) Pati 82 Kulit Singkong Tabel A.3 Data Hasil Analisis Densitas (Density) 83 Tabel A.4 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength) 83 Tabel A.5 Data Hasil Analisis Pemanjangan Saat Putus (Elongation 84 at Break) Tabel A.6 Data Hasil Analisis Penyerapan Air (Water Uptake) 84 Tabel A.7 Data Hasil Analisis Kekuatan Tarik (Tensile Strength) 85 Bioplastik Dengan Pelarut NaOH xvi Universitas Sumatera Utara DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A DATA PENELITIAN A.1 DATA 82 HASIL ANALISIS PATI KULIT 82 DATA HASIL ANALISIS RVA (RAPID VISCO 82 SINGKONG A.2 ANALYZER) PATI KULIT SINGKONG A.3 DATA HASIL DENSITAS (DENSITY) 83 A.4 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE 83 STRENGTH) A.5 DATA HASIL PEMANJANGAN SAAT PUTUS 84 (ELONGATION AT BREAK) A.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR (WATER 84 UPTAKE) A.7 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE 85 STRENGTH) BIOPLASTIK DENGAN PELARUT NaOH Lampiran B CONTOH PERHITUNGAN 86 B.1 86 PERHITUNGAN KADAR ABU PATI KULIT SINGKONG Lampiran C B.2 PERHITUNGAN DENSITAS 86 B.3 PERHITUNGAN KETAHANAN TERHADAP AIR 87 DOKUMENTASI PENELITIAN 88 C.1 PATI KULIT SINGKONG 88 C.2 MIKROKRISTALIN SELULOSA (MCC) 88 C.3 PROSES 89 PEMBUATAN MIKROKRISTALIN LARUTAN SELULOSA (MCC), SORBITOL DAN AQUADES C.4 SORBITOL 89 C.5 PROSES PEMBUATAN BIOPLASTIK 90 xvii Universitas Sumatera Utara C.6 ALAT ULTRASONIKASI 90 C.7 ALAT UJI TARIK (TENSILE STRENGTH) 91 C.8 ALAT UJI FTIR (FOURIER TRANSFORM INFRA- 91 RED) C.9 ALAT UJI SEM (SCANNING ELECTRON 92 MICROSCOPY) Lampiran D C.10 PRODUK BIOPLASTIK 93 HASIL PENGUJIAN LAB ANALISIS DAN INSTRUMEN 94 D.1 HASIL FTIR MIKROKRISTALIN SELULOSA 94 (MCC) D.2 HASIL FTIR PATI KULIT SINGKONG D.3 HASIL FTIR BIOPLASTIK SINGKONG PATI TANPA 94 KULIT 95 PENGISI MIKROKRISTALIN SELULOSA DAN TANPA PLASTICIZER SORBITOL D.4 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN 95 PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN TANPA PENAMBAHAN MIKROKISTALIN SELULOSA (MCC) D.5 HASIL FTIR PRODUK BIOPLASTIK DENGAN 96 PENAMBAHAN PLASTICIZER SORBITOL DAN DENGAN PENAMBAHAN MIKTOKRISTALIN SELULOSA (MCC) D.6 HASIL UJI KADAR AIR, PROTEIN, LEMAK, 97 RVA PATI KULIT SINGKONG DAN RVA LARUTAN BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG DENGAN MIKROKRISTALIN PENGISI SELULOSA DAN PLASTICIZER SORBITOL D.7 HASIL UJI KADAR PATI, KADAR AMILOSA 98 DAN KADAR AMILOPEKTIN xviii Universitas Sumatera Utara DAFTAR SINGKATAN PV B S HPV CPV AOAC MCC ASTM FT-IR SEM RVA UTM Peak Viscosity Breakdown Setback hot paste viscosity cold paste viscosity Official Methods of Analysis Microcrystalline Cellulose American Standart Testing of Material Fourier Transform-Infra Red Scanning Electron Microscopy Rapid Visco Analyzer Ultimate Tensile Machine xix Universitas Sumatera Utara
Informasi dokumen
Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol Analisa Kadar Abu Analisa Kadar Lemak Analisa Kadar Pati Analisa Kadar Amilosa Dan Amilopektin Analisa Kadar Air Analisa Kadar Protein Analisa Sifat Pasting BIOPLASTIK PATI KULIT SINGKONG Manihot esculenta EksfoliasiAdsorpsi Polimerisasi In Situ Interkalatif Interkalasi LarutanInterkalasi Prepolimer Dari Larutan Melt Intercalation Flowchart Pembuatan Bioplastik Flowchart Analisa Densitas Flowchart Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed FT-IR Flowchart Pengujian Sifat Kuat Tarik Flowchart Pengujian Perpanjangan pada saat putus HASIL EKSTRAKSI PATI DARI KULIT SINGKONG KARAKTERISTIK HASIL ANALISA FT-IR BIOPLASTIK PATI HASIL KARAKTERISTIK BIOPLASTIK DARI PATI KULIT SINGKONG Kadar Kadar Kadar Kadar Kadar Pati Kadar HASIL KARAKTERISTIK PATI KULIT SINGKONG KARAKTERISTIK HASIL ANALISA MORFOLOGI PATAHAN KARAKTERISTIK MORFOLOGI PATI KULIT SINGKONG KARAKTERISTIK PROFIL GELATINISASI PATI DENGAN RVA KESIMPULAN Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol LATAR BELAKANG Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN BAHAN PERALATAN PROSEDUR PERCOBAAN MIKROKRISTALIN SELULOSA PH 101 Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol Pemanjangan pada saat Putus Scanning Electron Microscopy SEM Penentuan Rapat Massa Densitas Sifat Kuat Tarik Prosedur Pengujian Sifat Kuat Tarik [20] Prosedur Pengujian Perpanjangan pada saat putus [20] Prosedur Pengujian Ketahanan terhadap Air [19] Prosedur Analisa Gugus Fungsi Fourier Transform InfraRed FT-IR [101] RETROGRADASI ULTRASONIKASI Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol SARAN KOMPOSIT BIOKOMPOSIT Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol SORBITOL GELATINISASI PATI Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) Berpengisi Mikrokristalin Selulosa AvicelPH-101 (Wood pulp) dengan Plastisizer Sorbitol
Dokumen baru
Aktifitas terbaru
Penulis
123dok avatar

Berpartisipasi : 2016-09-17

Dokumen yang terkait

Pembuatan Bioplastik dari Pati Kulit Singkong..

Gratis

Feedback