PENGARUH VARIASI PENGISI CARBOXYMETHYL

CELLULOSE (CMC) DAN PLASTICIZER ETHYLENE

GLYCOL (EG) TERHADAP KARAKTERISTIK

DAN SIFAT BIOPLASTIK BERBASIS PATI

BIJI DURIAN (Durio zibethinus)

SKRIPSI

Oleh

RIZKY DWI ANANDA GINTING

150405061

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JUNI 2020

PENGARUH VARIASI PENGISI CARBOXYMETHYL

CELLULOSE (CMC) DAN PLASTICIZER ETHYLENE

GLYCOL (EG) TERHADAP KARAKTERISTIK

DAN SIFAT BIOPLASTIK BERBASIS

PATI BIJI DURIAN (Durio zibethinus)

SKRIPSI

Oleh

RIZKY DWI ANANDA GINTING

150405061

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN

PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

JUNI 2020

i

iii

iv

PRAKATA

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 “Pengaruh Variasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) dan Plasticizer Ethylene Glycol (EG) terhadap Karakteristik

dan Sifat Bioplastik Berbasis Pati Biji Durian (Durio zibethinus)”, berdasarkan

hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk

mendapatkan gelar Sarjana Teknik.

Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak

mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima

kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak M. Hendra S.Ginting, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing Penelitian

yang telah banyak memberikan bimbingan, dan arahan dalam menyelesaikan

penelitian dan penulisan skripsi ini.

2. Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3. Bapak Prof. Ir. Indra Surya, M.Sc., Ph.D dan Ibu Dr. Maulida, S.T., M.Sc

selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk

kesempurnaan penulisan skripsi ini.

4. Ibu Maya Sarah, S.T, M.T., PhD, IPM selaku Ketua Departemen Teknik

Kimia dan Ibu Erni Misran, S.T., M.T., PhD. selaku Sekretaris Departemen

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Dosen/Staff Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik

Kimia yang telah memberikan ilmu yang sangat bermanfaat dan bantuan

kepada penulis selama menjalankan perkuliahan.

6. Orang tua dan keluarga besar penulis yang telah memberikan dukungan baik

materil maupun spiritual.

7. Partner penelitian penulis khususnya Eldhien Muhammad Taqwa Rambe,

Ardi Utama dan Habbyyu Muhammad yang telah bekerja sama dengan

v

penulis dalam penelitian ini serta memberikan dukungan, motivasi dan doa

kepada penulis.

8. Sahabat sekaligus keluarga Pileus 59, khususnya Mita Lailatul Khairiyah dan

Mustika Rahayu yang terus memberikan dukungan, semangat dan doa kepada

penulis.

9. Sahabat Residu, khususnya Gita Wulandari, Reni Septia Ningsih, Asmiah

Hasibuan, Dinda Meilani Jambak, Mawaddah Nur Tambak, Sundari Pratiwi,

Fira Ayu Hasmita dan Mita Febri Anita yang yang telah memberikan banyak

pembelajaran hidup, dukungan, semangat, doa dan kenangan yang tak

terlupakan kepada penulis.

10. TRP Kakak-Kakak, Tim KP Pertamina Dumai dan Sobat Organik yang tetap

profesional dalam menyelesaikan tugas serta memberikan banyak dukungan,

semangat dan doa kepada penulis.

11. Seluruh mahasiswa Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara, teman-teman

seangkatan stambuk 2015, senior dan junior yang telah banyak memberikan

sokongan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi 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, Februari 2020

Penulis,

Rizky Dwi Ananda Ginting

vi

DEDIKASI

Skripsi ini saya persembahkan untuk:

Kedua orang tua tercinta

Ayah Jasaruddin Ginting, S.P dan Mama Yuswita Sinaga

Ayah dan Mama adalah orang tua hebat yang telah membesarkan, mendidik,

memberikan motivasi, dan mendukung dengan penuh kesabaran

dan kasih sayang.

Terima kasih atas pengorbanan, nasehat dan do’a yang tiada hentinya

diberikan selama ini.

Terima kasih juga kepada abang tercinta

Muhammad Al-Azhar Ginting atas semangat, dukungan,

serta do’a yang telah diberikan.

Semoga kiranya Allah SWT selalu meridhoi segala jerih payah mereka serta

memberikan balasan yang terbaik bagi mereka

vii

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama : Rizky Dwi Ananda Ginting

NIM : 150405061

Tempat/Tgl. Lahir : Bangun Purba, 21 Oktober 1997

Nama Orang Tua : Jasaruddin Ginting., S.P

Alamat Orang Tua:

Jalan Sutomo No.4 Bangun Purba, Kecamatan Bangun

Purba, Kabupaten Deli Serdang.

Asal Sekolah:

SD Negeri 101990 Bangun Purba, Tahun 2003 - 2009

SMP Negeri 1 Bangun Purba, Tahun 2009 - 2012

SMA Negeri 1 Lubuk Pakam, Tahun 2012 - 2015

Pengalaman Organisasi/Kerja:

1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia 2018-2019 sebagai Anggota

Hubungan Keluar Instansi dan Alumni.

2. Covalen Study Group 2017 - 2018 sebagai Anggota Bidang Hubungan

Masyarakat.

3. Asisten Laboratorium Kimia Organik 2018-2019 sebagai Sekretaris.

4. Kerja Praktek di PT Pertamina RU II Dumai periode I (September -

Oktober) Tahun 2018.

viii

Pengaruh Variasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose (CMC) dan

Plasticizer Ethylene Glycol (EG) Terhadap Karakteristik dan

Sifat Bioplastik Berbasis Pati Biji Durian (Durio zibethinus)

ABSTRAK

Pembuatan bioplastik berbahan baku pati biji durian sebagai matriks polimer dengan

penambahan carboxymethyl cellulose (CMC) sebagai pengisi dan etilen glikol

sebagai plasticizer telah dikaji. Tujuan dari penelitian ini mengetahui pengaruh

penambahan CMC terhadap sifat-sifat mekanis bioplastik meliputi densitas, sifat

kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air, gugus fungsi dengan

FTIR, morfologi permukaan, struktur dan komposisi dengan SEM EDX. Pati

merupakan bahan baku bioplastik yang diekstrak dari biji durian dengan penambahan

variasi konsentrasi natrium metabisulfit 0%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8% dan 1% (w/v)

dan pengeringan di bawah sinar matahari lalu dikarakterisasi untuk menentukan

komposisi kimianya. Metode pembuatan bioplastik yang digunakan dalam penelitian

ini yaitu metode casting. Variasi konsentrasi CMC yang dilakukan yaitu 0%; 1%;

2%; 3% dan 4% (w/v), dan dilakukan uji terhadap sifat fisika dan kimia bioplastik.

Kondisi bioplastik terbaik yaitu pada konsentrasi CMC 3% dengan nilai kekuatan

tarik 15,58 MPa, pemanjangan pada saat putus 6,77%, modulus elastisitas 188,07

MPa, densitas 1,37 g/cm3, dan penyerapan air 15,93%. Dari hasil uji FTIR terlihat

grup C=O dan grup O-H pada bioplastik dikarenakan penambahan CMC dan etilen

glikol. Data sifat-sifat mekanis didukung oleh Scanning Electron Microscopy Energy

Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM EDX) yang menunjukkan bioplastik dengan

CMC sebagai pengisi dan plasticizer etilen glikol memiliki permukaan patahan yang

licin, lembut, rapat dan terdapat kandungan Na2O dan SO3 menandakan adanya

penambahan natrium metabisulfit pada pati.

Kata kunci : biji durian, bioplastik, carboxymethyl cellulose, etilen glikol, natrium

metabisulfit

ix

The Effect of Various Carboxymethyl Cellulose (CMC) Filler and

Ethylene Glycol (EG) Plasticizer on Characteristics and Properties

of Bioplastic Based on Durian Seed Starch (Durio zibethinus)

ABSTRACT

The production of bioplastics based on durian seed starch as a polymer matrix with

the addition of carboxymethyl cellulose (CMC) as filler and ethylene glycol as

plasticizer were investigated. This research aims to determine the effect of CMC

addition to the mechanical properties of bioplastics included density, tensile strength,

elongation at break, water absorption, functional group using FTIR, surface

morphology, structure and composition using SEM EDX. Starch is the raw material

for bioplastics which extracted by the durian seeds with the addition of variation of

sodium metabisulfite concentration 0%; 0.2%; 0.4%; 0.6%; 0.8%; 1% (w/v) and

drying in the sun, then characterized to determine its chemical composition. The

production of bioplastic method in this research was casting method. Variation of

CMC concentration were 0%; 1%; 2%; 3%; 4% (w/v). Bioplastic were analyzed

physical and chemical properties. From the analysis, best condition of bioplastics

obtained at CMC concentration 3% (w/v) for tensile strength 15.58 MPa, elongation

at break time 6,77%, modulus of elasticity 188.07 MPa, density 1.37 g/cm3, and

water absorption 15.93%. From the results of FTIR analysis indicated C=O group

and O-H group on bioplastics due to the addition of CMC and ethylene glycol. The

results of mechanical properties were supported by Scanning Electron Microscopy

Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM EDX) showed the bioplastic with

CMC as filler and ethylene glycol as plasticizer have the fracture surface were a

smooth, soft, dense and have Na2O and SO3 contents which indicate the addition of

sodium metabisulfite in the starch.

Keywords: durian seed, bioplastic, carboxymethyl cellulose, ethylene glycol,

sodium metabisulfite

x

DAFTAR ISI

Halaman

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i

PENGESAHAN UNTUK UJIAN SKRIPSI ii

LEMBAR BUKTI SEMINAR HASIL PENELITIAN iii

PRAKATA iv

DEDIKASI vi

RIWAYAT HIDUP PENULIS vii

ABSTRAK viii

ABSTRACT ix

DAFTAR ISI x

DAFTAR GAMBAR xiv

DAFTAR TABEL xvii

DAFTAR LAMPIRAN xviii

DAFTAR SINGKATAN xx

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 LATAR BELAKANG 1

1.2 RUMUSAN MASALAH 4

1.3 TUJUAN PENELITIAN 4

1.4 MANFAAT PENELITIAN 5

1.5 RUANG LINGKUP 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 8

2.1 BIOPLASTIK 8

2.2 BIOPLASTIK BERBASIS PATI 9

2.3 PATI BIJI DURIAN 10

2.4 EKSTRAKSI PATI 11

2.5 PROSES BROWNING PADA PATI 12

2.6 PENCEGAHAN BROWNING PADA PATI 13

2.7 PENGISI BIOPLASTIK 14

2.8 CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) 15

2.9 ETHYLENE GLYCOL (EG) 15

xi

2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK BERBAHAN

BAKU PATI 16

2.11 PENGUJIAN HASIL PENELITIAN 16

2.11.1 Uji Kadar Air 16

2.11.2 Uji Kadar Abu 17

2.11.3 Uji Kadar Pati 17

2.11.4 Uji Kadar Lemak 18

2.11.5 Uji Kadar Protein 18

2.11.6 Uji Kadar Amilosa dan Amilopektin 18

2.11.7 Uji Densitas Bioplastik 18

2.11.8 Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan saat Putus 19

2.11.9 Penyerapan Air Bioplastik 19

2.12 KARAKTERISTIK HASIL PENGUJIAN 20

2.12.1 Analisis Derajat Kecerahan Pati 20

2.12.2 Analisis SEM EDX (Scanning Electron Microscopy

Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 20

2.12.3 Analisis FTIR (Fourier Transform Infra Red) 20

2.12.4 Analisis XRD (X-Ray Diffraction) 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 22

3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN 22

3.2 BAHAN DAN PERALATAN 22

3.2.1 Bahan 22

3.2.1.1 Sifat Fisika dan Kimia Aquadest (H2O) 22

3.2.1.2 Sifat Fisika dan Kimia Kalsium Hidroksida

(Ca(OH)2) 23

3.2.1.3 Sifat Fisika dan Kimia Carboxymethyl

Cellulose (C6H10O6)n (C2H2O2) 23

3.2.1.4 Sifat Fisika dan Kimia Ethylene Glycol

(C2H6O2) 23

3.2.1.5 Sifat Fisika dan Kimia Natrium Metabisulfit

(Na2S2O5) 24

3.2.2 Peralatan 24

xii

3.3 PROSEDUR PENELITIAN 25

3.3.1 Prosedur Ekstraksi Pati 25

3.3.2 Prosedur Pembuatan Bioplastik 26

3.4 PROSEDUR ANALISA 27

3.4.1 Prosedur Analisa Kadar Air 27

3.4.2 Prosedur Analisa Kadar Abu 27

3.4.3 Prosedur Analisa Kadar Pati 27

3.4.4 Prosedur Analisa Kadar Lemak 28

3.4.5 Prosedur Analisa Kadar Protein 29

3.4.6 Prosedur Analisa Kadar Amilosa 29

3.4.7 Prosedur Analisa Kadar Amilopektin 30

3.4.8 Prosedur Analisa Derajat Kecerahan Pati 30

3.4.9 Prosedur Penentuan Densitas 31

3.4.10 Prosedur Uji Penyerapan Air 31

3.4.11 Prosedur Analisa Sifat Kekuatan Tarik 31

3.4.12 Prosedur Analisa Sifat Pemanjangan pada Saat Putus 32

3.4.13 Prosedur Analisa Morfologi Permukaan Bioplastik

dengan Scanning Electron Microscope Energy

Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM EDX) 32

3.4.14 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Bioplastik dengan

FT-IR (Fourier Transform Infrared) 32

3.4.14 Prosedur Analisa Fasa Kristalin Bioplastik dengan

XRD (X-ray Diffraction) 33

3.5 FLOWCHART PENELITIAN 34

3.5.1 Flowchart Ekstraksi Pati 34

3.5.2 Flowchart Pembuatan Bioplastik 35

3.5.3 Flowchart Uji Kadar Air 36

3.5.4 Flowchart Uji Kadar Abu 37

3.5.5 Flowchart Analisa Densitas Bioplastik 37

3.5.6 Flowchart Analisa Penyerapan Air 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 39

4.1 HASIL KARAKTERISTIK PATI 39

xiii

4.1.1 Komponen Unsur (Kimia) pada Pati 39

4.1.1.1 Kadar Air Pati Biji Durian 39

4.1.1.2 Kadar Abu Pati Biji Durian 40

4.1.1.3 Kadar Lemak Pati Biji Durian 40

4.1.1.4 Kadar Protein Pati Biji Durian 41

4.1.1.5 Kadar Pati Biji Durian 41

4.1.1.6 Kadar Amilosa dan Amilopektin Pati Biji Durian 42

4.1.2 Hasil Fourier Transform Infra Red (FTIR) Pati 42

4.1.3 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive

X-Ray Spectroscopy (SEM EDX) Pati 44

4.1.4 Hasil Analisa Derajat Kecerahan Pati 45

4.1.4.1 Indeks Kecerahan (Brightness Index) 46

4.1.4.2 Indeks Keputihan (Whiteness Index) 48

4.1.5 Hasil X-Ray Diffraction (XRD) Pati 49

4.2 HASIL ANALISA DAN KARAKTERISTIK BIOPLASTIK 52

4.2.1 Fourier Transform Infra Red (FTIR) 51

4.2.2 Densitas Bioplastik 53

4.2.3 Penyerapan Air Bioplastik 55

4.2.3.1 Variasi Konsentrasi CMC dan Plasticizer

Terhadap Penyerapan Air Bioplastik 55

4.2.3.2 Waktu Terhadap Penyerapan Air Bioplastik 56

4.2.4 Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik 57

4.2.5 Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik 59

4.2.6 Modulus Elastisitas 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 62

5.1 KESIMPULAN 62

5.2 SARAN 63

DAFTAR PUSTAKA 64

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Reaksi Pencoklatan Enzim Fenolase 12

Gambar 2.2 Penurunan Laju Reaksi Inhibisi Enzim 13

Gambar 2.3 Struktur Molekul Carboxymethyl Cellulose (CMC) 15

Gambar 3.1 Flowchart Ekstraksi Pati 35

Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan Bioplastik 36

Gambar 3.3 Flowchart Uji Kadar Air 36

Gambar 3.4 Flowchart Uji Kadar Abu 37

Gambar 3.5 Flowchart Analisa Densitas 37

Gambar 3.6 Flowchart Analisa Penyerapan Air 38

Gambar 4.1 Fourier Transform Infra Red (FTIR) Pati Biji Durian

Tanpa Dan Dengan Natrium Metabisulfit 42

Gambar 4.2 Hasil Analisa SEM EDX Ekstraksi Pati Biji Durian

dengan Perbesaran 3000 kali (a) Tanpa Natrium

Metabisulfit; (b) Dengan Natrium Metabisulfit 44

Gambar 4.3 Pati Biji Durian (Durio zibethinus) 46

Gambar 4.4 Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Natrium Metabisulfit

terhadap Indeks Kecerahan (L*) Pati Biji Durian 47

Gambar 4.5 Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Natrium

Metabisulfit terhadap Indeks Keputihan Pati Biji Durian 48

Gambar 4.6 Hasil Analisa X-Ray Diffraction (XRD) Pati Biji Durian

Tanpa dan Dengan Penambahan Natrium Metabisulfit 50

Gambar 4.7 Fourier Transform Infra Red (FTIR) CMC; Bioplastik

Tanpa EG dan Bioplastik Dengan EG 52

Gambar 4.8 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) terhadap Densitas Bioplastik dengan

Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10% 54

Gambar 4.9 Hasil Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) terhadap Penyerapan Air Bioplastik

dengan Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10% 55

xv

Gambar 4.10 Hasil Pengaruh Waktu terhadap Penyerapan Air Bioplastik

dengan Konsentrasi Plasticizer Ethylene Glycol (EG) 10% 56

Gambar 4.11 Hasil Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik

dengan Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10% 57

Gambar 4.12 Hasil Analisa SEM EDX Bioplastik Pati Biji Durian dengan

CMC 1% (w/v) dan EG 10% (v/w) Perbesaran 500 kali

(a) Sebelum Putus; (b) Sesudah Putus 58

Gambar 4.13 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) terhadap Sifat Pemanjangan pada saat

Putus Bioplastik Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10% 60

Gambar 4.14 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl

Cellulose (CMC) dan Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10%

Terhadap Modulus Elastisitas 61

Gambar C.1 Biji Durian Tanpa Kulit Ari 76

Gambar C.2 Perendaman Biji Durian dengan Kalcium Karbonat

(CaCO3) 76

Gambar C.3 Suspensi Pati Biji Durian 77

Gambar C.4 Pengeringan Pati Biji Durian 77

Gambar C.5 Pati Biji Durian Kering 77

Gambar C.6 Pati Biji Durian 100 Mesh 78

Gambar C.7 Carboxymethyl Cellulose (CMC) 78

Gambar C.8 Larutan Carboxymethyl Cellulose (CMC) 79

Gambar C.9 Ethylene Glycol (EG) 79

Gambar C.10 Gelatinisasi Pati 80

Gambar C.11 Proses Pencetakan Bioplastik 80

Gambar C.12 Produk Bioplastik 82

Gambar D.1 Hasil Analisa Kadar Pati, Amilosa dan Amilopektin 83

Gambar D.2 Hasil Analisa Kadar Lemak dan Protein 83

Gambar D.3 Hasil Analisa Derajat Kecerahan 85

Gambar D.4 Fourier Transform Infra Red (FTIR) (a) Pati Tanpa

Natrium Metabisulfit; (b) Pati Dengan Natrium Metabisulfit

xvi

1% (w/v) 86

Gambar D.5 Fourier Transform Infra Red (FTIR) Bioplastik (a) Tanpa

Etilen Glikol; (b) Dengan Etilen Glikol 87

Gambar D.6 Fourier Transform Infra Red (FTIR) Bioplastik Dengan

Etilen Glikol 88

Gambar D.7 Hasil X-Ray Diffraction (XRD) Pati Biji Durian Tanpa

Natrium Metabisulfit 89

Gambar D.8 Hasil X-Ray Diffraction (XRD) Pati Biji Durian Tanpa

Natrium Metabisulfit 1% (w/v) 91

Gambar D.9 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive

X-Ray Spectroscopy (SEM EDX) Pati Tanpa Natrium

Metabisulfit 92

Gambar D.10 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive

X-Ray Spectroscopy (SEM EDX) Pati Dengan Natrium

Metabisulfit 1% (w/v) 93

Gambar D.11 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive

X-Ray Spectroscopy (SEM EDX) Bioplastik Sebelum

Putus 94

Gambar D.12 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive

X-Ray Spectroscopy (SEM EDX) Bioplastik Sesudah

Putus 95

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Sifat Fisika dan Kimia Aquadest (H2O) 23

Tabel 3.2 Sifat Fisika dan Kimia Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2) 24

Tabel 3.3 Sifat Fisika dan Kimia Carboxymethyl Cellulose

(C6H10O6)n (C2H2O2) 24

Tabel 3.4 Sifat Fisika dan Kimia Ethylene Glycol (C2H6O2) 24

Tabel 3.5 Sifat Fisika dan Kimia Natrium Metabisulfit (Na2S2O5) 25

Tabel 4.1 Hasil Karakteristik Pati Biji Durian 39

Tabel 4.2 Bilangan Gelombang Gugus Fungsi Pati 43

Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Gugus Fungsi CMC dan Bioplastik 52

Tabel A.1 Data Hasil Analisis Pati Biji Durian 70

Tabel A.2 Nilai Warna (L*, a*, b*) dan Indeks Putih Pati Biji Durian 70

Tabel A.3 Data Hasil Indeks Kristalinitas Pati Biji Durian 70

Tabel A.4 Data Hasil Penyerapan Air Bioplastik Terhadap Waktu 71

Tabel A.5 Data Hasil Densitas Bioplastik 71

Tabel A.6 Data Hasil Penyerapan Air Bioplastik Terhadap Konsentrasi 71

Tabel A.7 Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Bioplastik 72

Tabel A.8 Data Hasil Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at

Break) Bioplastik 72

Tabel A.9 Data Hasil Modulus Elastisitas Bioplastik 72

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN A DATA PENELITIAN 70

LA.1 DATA HASIL ANALISIS PATI BIJI DURIAN 70

LA.2 DATA HASIL DERAJAT PUTIH PATI BIJI DURIAN 70

LA.3 DATA HASIL INDEKS KRISTALINITAS PATI

DENGAN XRD 70

LA.4 DATA PENYERAPAN AIR BIOPLASTIK TERHADAP

WAKTU 71

LA.5 DATA HASIL DENSITAS BIOPLASTIK 71

LA.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR BIOPLASTIK

TERHADAP KONSENTRASI 71

LA.7 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

BIOPLASTIK 72

LA.8 DATA HASIL PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS

(ELONGATION AT BREAK) BIOPLASTIK 72

LA.9 DATA HASIL MODULUS ELASTISITAS BIOPLASTIK 72

LAMPIRAN B CONTOH PERHITUNGAN 73

LB.1 PERHITUNGAN KADAR AIR PATI BIJI DURIAN 73

LB.2 PERHITUNGAN KADAR ABU PATI BIJI DURIAN 73

LB.3 PERHITUNGAN DERAJAT PUTIH PATI 74

LB.4 PERHITUNGAN FASA KRISTALIN PATI DENGAN XRD 74

LB.5 PERHITUNGAN DENSITAS BIOPLASTIK 75

LB.6 PERHITUNGAN DAYA SERAP AIR BIOPLASTIK 75

LAMPIRAN C FOTO PENELITIAN 76

LC.1 BIJI DURIAN TANPA KULIT ARI 76

LC.2 PERENDAMAN BIJI DURIAN DENGAN KALSIUM

KARBONAT (CaCO3) 76

LC.3 SUSPENSI PATI BIJI DURIAN 77

LC.4 PENGERINGAN PATI BIJI DURIAN 77

LC.5 PATI BIJI DURIAN KERING 77

xix

LC.6 PATI BIJI DURIAN 100 MESH 78

LC.7 CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) 78

LC. 8 LARUTAN CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC) 79

LC. 9 ETHYLENE GLYCOL (EG) 79

LC.10 GELATIISASI PATI 80

LC.11 PROSES PENCETAKAN BIOPLASTIK 80

LC.12 PRODUK BIOPLASTIK 81

LAMPIRAN D HASIL PENGUJIAN LAB ANALISA DAN INSTRUMEN 82

LD.1 HASIL ANALISA KADAR PATI, AMILOSA DAN

AMILOPEKTIN 82

LD.2 HASIL ANALISA KADAR LEMAK DAN PROTEIN 84

LD.3 HASIL ANALISA DERAJAT KECERAHAN 85

LD.4 FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR) PATI 86

LD.5 FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR)

CARBOXYMETHYL CELLULLOSE (CMC) 87

LD.6 FOURIER TRANSFORM INFRA RED (FTIR) BIOPLASTIK

DENGAN ETILEN GLIKOL (EG) 88

LD.7 HASIL ANALISA X-RAY DIFFRACTION (XRD) PATI 88

LD.8 HASIL ANALISA X-RAY DIFFRACTION (XRD) PATI 90

LD.9 HASIL SCANNING ELECTRON MICROSCOPE ENERGY

DISPERSIVE X-RAY SPECTROSCOPY (SEM EDX) PATI

TANPA NATRIUM METABISULFIT 92

LD.10 HASIL SCANNING ELECTRON MICROSCOPE ENERGY

DISPERSIVE X-RAY SPECTROSCOPY (SEM EDX) PATI

DENGAN NATRIUM METABISULFIT 1% (w/v) 93

LD.11 HASIL SCANNING ELECTRON MICROSCOPE ENERGY

DISPERSIVE X-RAY SPECTROSCOPY (SEM EDX)

BIOPLASTIK SEBELUM PUTUS 94

LD.12 HASIL SCANNING ELECTRON MICROSCOPE ENERGY

DISPERSIVE X-RAY SPECTROSCOPY (SEM EDX)

BIOPLASTIK SESUDAH PUTUS 95

xx

DAFTAR SINGKATAN

ASTM American Standard Testing and Material

CMC Carboxymethyl Cellulose

EDX Energy Dispersive X-ray Spectroscopy

EG Ethylene Glycol

FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy

SEM Scanning Electron Microscope

XRD X-Ray Diffraction

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Produk bahan plastik merupakan bagian dari gaya hidup masa kini yang

banyak digunakan sebagai bahan tekstil, elektronik, produk perawatan kesehatan,

mainan dan kemasan (Thakur, et al., 2018). Plastik memiliki sifat material yang

sesuai dengan kebutuhan konsumen karena ringan, kuat, fleksibel, dan ekonomis

(Schulze, et al., 2017). Namun, plastik terbuat dari bahan baku minyak bumi yang

jumlahnya terbatas dan tidak dapat terurai secara alami (non-biodegradable) (Aripin,

et al., 2018). Maka dibutuhkan solusi material inovatif yang mudah didapat, tersedia

dalam jumlah besar dan ramah lingkungan tetapi memiliki sifat fisik yang sama.

Plastik yang mampu mengurangi dampak lingkungan dalam hal efek rumah

kaca dan konsumsi energi adalah biodegradable plastik (bioplastik). Bioplastik dapat

digunakan sebagai bahan kemasan untuk mengurangi jumlah polusi plastik (Schulze,

et al., 2017). Bioplastik bersifat degradable karena komponen penyusunnya berasal

dari sumber biomassa terbarukan seperti selulosa, gula dan pati. (Thakur, et al.,

2018). Pati adalah polimer polisakarida yang memiliki kemampuan membentuk

matriks yang kompak dan merupakan sumber daya terbarukan yang berlimpah

(Ghanbarzadeh, et al., 2010). Pati dari umbi dapat diperoleh dari singkong dan

kentang (Li, et al., 2018) sedangkan pati dari biji dapat diperoleh dari biji jagung,

padi (Tongdeesoontorn, et al., 2011), dan biji durian (Navaratne dan Nawarathne,

2014).

Biji durian merupakan bagian dari buah durian yang pemanfaatannya belum

optimal. Produksi durian pada tahun 2015 adalah sebesar 995.735 ton. Bagian dari

durian hanya sepertiga durian yang bisa dimakan, sedangkan bijinya dan cangkang

biasanya dibuang. Karena itu, biji durian dibuang dan akan menjadi masalah

lingkungan jika tidak dibuang dengan cara yang tepat (Masrol, et al., 2015). Untuk

mengoptimalkan potensinya biji durian dimanfaatkan sebagai bahan pembuatan

biodegradable plastik (Yusoff, et al., 2018). Biji durian mengandung pati yang relatif

tinggi sekitar 22,76% (Tongdang, 2008).

2

Pati dapat diperoleh dengan cara mengkestrak dari tanaman yang mengandung

karbohidrat. Ekstraksi pati secara umum dilakukan dengan tahapan pengupasan,

pengecilan ukuran, perendaman, penggilingan, pengendapan, pengeringan dan

pengayakan (Nogueira, et al., 2018). Pati dengan bahan biji durian mudah

mengalami pencoklatan (browning) setelah dikupas. Untuk menghindari

terbentuknya warna coklat pada pati biji durian dapat dilakukan proses perendaman.

Perendaman biji durian dalam air hanya akan menghambat sementara proses

oksidasi, sehingga diperlukan penambahan bahan perendaman yang mampu

mengatasi oksidasi setelah biji durian dikeluarkan dari proses perendaman (Fauzi, et

al., 2016). Menurut Chandra et al. (2016), perendaman dengan natrium metabisulfit

dalam proses ekstraksi pati mampu mencegah reaksi pencoklatan sehingga produk

yang dihasilkan memiliki warna yang lebih cerah (Chandra, et al., 2016).

Pengolahan pati masih banyak memiliki keterbatasan, terutama dalam hal

perbaikan kualitas dan mutu pati yang dihasilkan, diantaranya disebabkan oleh

proses pengeringan. Metode pengeringan pati dapat dilakukan dengan penjemuran di

bawah sinar matahari atau dengan oven (Chandra, et al., 2016). Menurut Sudirman,

et al., (2018) pengeringan pati pada suhu tinggi dapat menyebabkan kadar pati

semakin menurun karena perlakuan suhu pemanasan akan mengakibatkan rusaknya

sebagian molekul pati pada saat pengeringan (Sudirman, et al., 2018). Oleh karena

itu, untuk mendapatkan pati maksimal digunakan metode pengeringan efektif di

bawah sinar matahari.

Bioplastik berbahan baku pati sifat mekaniknya masih rendah (Li, et al,

2018). Untuk meningkatkan kekuatan film diperlukan penguat yang mampu

memenuhi standar plastik sintetis (Mohsenabadi, et al., 2018). Salah satu cara untuk

meningkatkan sifat mekanik film pati adalah mencampur pati dengan biopolimer

lain, seperti kitosan, dan carboxymethyl cellulose (CMC) (Ban, et al., 2006).

Menurut Mujtaba, et al., (2018) penambahan kitosan yang tinggi menyebabkan film

bioplastik akan cenderung lebih tebal, rapuh dan kering yang akan mengakibatkan

nilai kuat tariknya menurun (Mujtaba, et al., 2018). CMC mampu meningkatkan sifat

mekanik dari film berbasis pati. CMC digunakan dengan pati untuk memberikan

tekstur yang baik, meningkatkan kekompakan matrik biopolimer, dan mengurangi

kelarutan air. CMC adalah serat yang larut dalam air pada suhu kamar. Semakin

3

banyak CMC yang digunakan maka sifat mekanik dan ketahanan terhadap air dari

produk plastik yang dihasilkan semakin baik. Gugus hidroksil pada amilopektin pati

dan karboksilat pada CMC membentuk ikatan silang yang stabil sehingga

memungkinkan mengikat air (Tongdeesoontorn, et al., 2011). Penelitian yang

mengkaji pembuatan bioplastik dengan bahan baku pati menggunakan plasticizer dan

pengisi telah dilakukan oleh Tongdeesoontorn, et al. (2011) membuat bioplastik dari

pati singkong (5% w/v) dengan plasticizer gliserol (30% w/w) dan meneliti CMC (0-

40% w/w) sebagai pengisi dilaporkan bahwa dengan penambahan CMC sifat fisik

dan mekanik dari bioplastik yang dihasilkan meningkat (Tongdeesoontorn, et al.,

2011).

Umumnya, bioplastik yang terdiri dari pati sebagai bahan dasarnya

membutuhkan campuran bahan aditif untuk menghasilkan sifat mekanis yang lunak,

ulet, dan kuat. Plasticizer biasanya digunakan untuk mengurangi sifat kaku dan juga

memperbaiki keelastisan film dari pati (Chen, et al., 2018). Ethylene glycol sering

digunakan sebagai plasticizer dalam pembuatan bioplastik berbasis pati. Penambahan

plasticizer mengurangi daya tarik intramolekul yang kuat antara rantai pati dan

mempengaruhi pembentukan ikatan hidrogen antara molekul pati (Sanyang et al.,

2015). Peningkatan jumlah plasticizer dapat menurunkan sifat mekanik dan

meningkatkan persentase perpanjangan film. Menurut Suyatma dkk. (2005),

pengaruh penambahan plasticizer ethylene glycol jika dibandingkan dengan

plasticizer glycerol adalah semakin banyak plasticizer yang ditambahkan maka nilai

kuat tarik cenderung menurun sedangkan persentase elongation of break cenderung

naik dan ethylene glycol memberikan nilai kuat tarik yang lebih tinggi daripada

gliserol, namun memberikan nilai elongation of break yang lebih rendah daripada

gliserol karena ethylene glycol bersifat lebih rapuh (brittle).

Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik melakukan penelitian tentang

pengaruh penambahan carboxymethyl cellulose (CMC) sebagai pengisi

menggunakan plasticizer ethylene glycol dalam pembuatan bioplastik berbahan baku

pati biji durian (Durio zibethinus).

4

1.2 RUMUSAN MASALAH

Adapun yang menjadi perumusan masalah untuk penelitian ini adalah :

1. Bagaimana karakteristik dan pengujian pati biji durian (Durio zibethinus)

dengan penambahan anti browning natrium metabisulfit dan pengeringan di

bawah sinar matahari meliputi kadar air, kadar abu, kadar pati, kadar lemak,

kadar protein, kadar amilos, kadar amilopektin, derajat kecerahan, X-ray

Diffraction Analysis (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan Fourier

Transform Infra Red (FTIR).

2. Bagaimana pengaruh penambahan carboxylmethyl cellulose (CMC) terhadap

karakteristik dan pengujian bioplastik dari pati biji durian (Durio zibethinus)

dengan plasticizer ethylene glycol yang meliputi analisa Scanning Electron

Microscopy (SEM), Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-ray Diffraction

Analysis (XRD), uji densitas (density), uji kekuatan tarik (tensile strength),

pemanjangan pada saat putus (elongation at break), modulus elastisitas dan

penyerapanair.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Adapun tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui karakteristik dan pengujian pati biji durian (Durio

zibethinus) dengan penambahan anti browning natrium metabisulfit dan

pengeringan di bawah sinar matahari meliputi kadar air, kadar abu, kadar pati,

kadar lemak, kadar protein, kadar amilosa, kadar amilopektin, X-ray

Diffraction Analysis (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), dan

Fourier Transform Infra Red (FTIR).

2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan carboxylmethyl cellulose (CMC)

terhadap karakteristik dan pengujian bioplastik dari pati biji durian (Durio

zibethinus) dengan plasticizer ethylene glycol yang meliputi analisa Scanning

Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infra Red (FTIR), X-ray

Diffraction Analysis (XRD), uji densitas (density), uji kekuatan tarik (tensile

strength), pemanjangan pada saat putus (elongation at break), dan penyerapan

air.

5

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :

1. Mengoptimalkan pemanfaatan biji durian yang biasanya dibuang dan tidak

memiliki nilai ekonomis menjadi bahan baku pembuatan bioplastik yang ramah

lingkungan.

2. Mengurangi pemakaian minyak bumi yang keberadaannya semakin menipis

dan tidak dapat diperbaharui sebagai bahan baku pembuatan plastik

konvensional dengan menggantikan plastik konvensional dengan bioplastik.

1.5 RUANG LINGKUP

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik dan

Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara, Medan. Adapun bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini

yaitu :

1. Biji durian (Durio zibethinus) yang diperoleh dari pedagang durian di Jl. KH

Wahid Hasyim, Medan.

2. Aquadest (H2O) yang diperoleh dari UD Rudang Jaya Jl. Dr. Mansyur, Medan.

3. Carboxymethyl Cellulose (CMC) yang diperoleh dari UD Rudang Jaya Jl. Dr.

Mansyur, Medan.

4. Kalsium hidroksida (Ca(OH)2) yang diperoleh dari pedagang di Pasar Pringgan

Jl. Iskandar Muda, Medan.

5. Natrium Metabisulfit (Na2S2O5) yang diperoleh dari UD Rudang Jaya Jl. Dr.

Mansyur, Medan.

6. Ethylene glycol (C2H6O2) yang diperoleh dari Laboratorium Kimia Organik,

Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara,

Medan.

Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :

a. Variabel tetap :

Pembuatan Pati Biji Durian

1. Konsentrasi Kalsium Carbonat (w/v) = 5 %

Wartu perendaman = 12 jam

(Cornelia dan Rika, 2017)

6

2. Waktu pengendapan = 24 jam

3. Waktu pengeringan = 24 jam

(Chandra, et al., 2016)

4. Ukuran pati = 100 mesh

(Tongdeesoontorn, et al., 2011)

Pembuatan Bioplastik

1. Larutan pati (w/v) = 10 %

2. Suhu pengadukan bioplastik = 80 oC

(Tongdeesoontorn, et al., 2011)

b. Variasi yang akan dilakukan:

1. Konsentrasi natrium metabisulfit (w/v) = 0%; 0,2%; 0,4%; 0,6%;

0,8% dan 1,0 %

2. Konsentrasi CMC (w/v) larutan pati = 0% ; 1%; 2%; 3% dan 4%

3. Konsentrasi ethylene glycol (v/w)

massa pati

= 0%; 10%; 20%; 30%;

40% dan 50%

Karakterisasi dalam penelitian ini adalah :

a. Karakterisasi dan pengujian pati biji durian, meliputi :

Kadar air

Kadar abu

Kadar pati

Kadar lemak

Kadar protein

Kadar amilosa

Kadar amilopektin

Derajat kecerahan

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Fourier Transform Infra Red (FTIR)

X-ray Diffraction Analysis (XRD)

7

b. Karakterisasi dan pengujian film bioplastik, meliputi :

Densitas

Sifat kekuatan tarik

Sifat pemanjangan pada saat putus

Modulus elastisitas

Penyerapan air

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Fourier Transform Infra Red (FTIR)

8

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 BIOPLASTIK

Polimer berbasis petrokimia bermanfaat bagi masyarakat untuk digunakan

dalam aplikasi yang berbeda seperti pengemasan, konstruksi, mobil, elektronik,

aplikasi medis, dan lain-lain. Sampah plastik tidak hanya berakhir di tempat

pembuangan tetapi juga di danau air tawar, sungai dan lautan yang menciptakan

banyak masalah lingkungan dan kesehatan untuk seluruh ekosistem. Lebih jauh lagi,

peningkatan produksi plastik sintetis yang meningkat menyebabkan konsumsi energi

yang lebih tinggi dan emisi gas rumah kaca bersama dengan pelepasan bahan kimia

berbahaya (Muneer, 2014).

Saat ini, orang lebih sadar tentang efek berbahaya bahan plastik dari

petrokimia di lingkungan hidup. Para peneliti telah melakukan banyak penelitian

untuk mengelola sampah plastik di bumi dengan mencari alternatif untuk plastik

ramah lingkungan. Alternatif ramah lingkungan ini adalah bioplastik, yang dibuang

di lingkungan dan dapat dengan mudah terdegradasi melalui aksi enzimatik

mikroorganisme.

Bioplastik menjadi sangat penting karena harga minyak bumi meningkat

drastis dan stoknya akan berakhir dalam waktu dekat. Penting bagi komunitas global

untuk memiliki alternatif untuk produk yang berasal dari minyak petroleum seperti

plastik (Gill, 2014).

Bioplastik dapat diklasifikasikan ke dalam empat kategori berdasarkan

komposisi kimianya, asal, dan metode sintesis, yaitu:

1. Polimer yang dihasilkan oleh bahan kimia sintesis dari kedua monomer bio yang

diturunkan dan monomer berbasis minyak bumi (poli (butilena suksinat), atau

PBS, poli (trimetilen terephthalate), atau PTT)

2. Polimer yang dihasilkan oleh mikroba fermentasi (polyhydroxy-alkanoates)

3. Polimer langsung dari biomassa (pati, protein, selulosa)

4. Polimer yang dihasilkan oleh sintesis kimia dari monomer bioderived (PLA,

berbasis bio PE).

(Mittal, 2012) (Robertson, 2008)

9

Berikut ini adalah keuntungan dari bioplastik:

1. Karbon yang dihasikan lebih sedikit.

Polusi karbon dari bioplastik sangat bergantung pada bahan plastik tersebut,

apakah plastik secara permanen menyimpan karbon yang diekstrak dari udara oleh

tanaman yang sedang tumbuh. Sebuah plastik yang terbuat dari sumber biologis

menyita CO2 oleh tanaman dalam proses fotosintesis. Jika bioplastik yang

dihasilkan terdegradasi kembali menjadi CO2 dan air, penyitaan ini terbalik. Tapi

bioplastik yang permanen dibuat mirip dengan polietilen atau lainnya plastik

konvensional menyimpan CO2 selamanya. Bahkan jika plastik didaur ulang

berkali-kali pada awalnya CO2 diambil dari atmosfer tetap diasingkan.

2. Biaya energi lebih rendah di manufaktur

Di sisi lain, plastik terbuat dari 4% minyak yang digunakan dunia setiap tahun.

Dengan kelangkaan minyak pembuatan plastik menjadi semakin rentan terhadap

fluktuasi harga.

3. Jangan gunakan Scarce Crude Oil

Sebaliknya, setiap kilogram plastik biasanya membutuhkan 20 kilowatt jam energi

untuk diproduksi, lebih dari itu jumlah yang dibutuhkan untuk membuat berat baja

yang sama. Hampir semua ini berasal dari sumber fosil.

4. Pengurangan litter dan peningkatan komposisasi dari menggunakan bioplastik

Keuntungan terbaik yang dapat dipahami dari bioplastik terletak pada

pengurangan sampah permanen. Plastik tunggal menggunakan tas belanja adalah

contoh paling nyata tentang bagaimana plastik dapat mencemari lingkungan

dengan besar dan tidak sedap dipandang. Sebagian besar sampah di lautan kita

adalah kantong plastik sekali pakai. Kota dan negara di seluruh dunia sedang

mengambil tindakan terhadap sampah, terkadang dengan melarang kantong

plastik yang tidak dapat terdegradasi seluruhnya.

(Gill, 2014)

2.2 BIOPLASTIK BERBASIS PATI

Bioplastik merupakan bahan alternatif untuk menggantikan plastik kemasan

konvensional agar tidak mencemari lingkungan. Salah satu jenis film ramah

lingkungan yang popular untuk dikembangkan saat ini adalah film berbasiskan pati.

10

Pati memiliki sifat polimer dan dapat dengan mudah dimodifikasi baik secara fisik

maupun kimia. Akibatnya, pati dianggap sebagai bahan baku yang sangat menarik

untuk pembuatan bioplastik. Sifat kimia dan fisik pati telah banyak diteliti karena

kesesuaiannya untuk diubah menjadi bahan termoplastik dan kemudian digunakan

dalam aplikasi yang berbeda sebagai hasil dari biodegradabilitas yang diketahui,

ketersediaan dan kelayakan ekonomi. Pati termoplastik (TPS) menggambarkan bahan

amorf atau semi-kristalin yang terdiri dari pati gelatinized atau destructurized yang

mengandung satu atau campuran plasticizer. TPS dapat berulang kali dilunakkan dan

dikeraskan sehingga dapat dibentuk oleh aksi panas dan gaya geser. Penggunaan pati

memungkinkan untuk mengganti bagian dari polimer sintetis dengan sumber daya

terbarukan (Offiong dan Sanni, 2016). Pati memilik struktur utama yaitu amilosa dan

amilopektin (Pascoal, et al., 2013). Selain struktur utama pati yaitu amilosa dan

amilopektin, pati memiliki kandungan lainnya yaitu protein dan lemak (Madruga, et

al., 2014).

Sifat penting pati adalah semi-kristalinitasnya. Struktur kristalin pati dapat

terganggu dengan adanya plasticizer, panas dan geser. Hal ini menghasilkan

campuran pati/plasticizer mengkristal atau gelatinized. Oleh karena itu, untuk

menghasilkan produk TPS, perlu untuk mengganggu butiran pati dan melelehkan

struktur kristal. Hal ini dicapai dengan menundukkan molekul pati untuk pemanasan

dan efek geser di hadapan kelebihan air atau plasticizer lainnya yang mampu

membentuk ikatan hidrogen dengan gugus hidroksil pati. Hal ini menyebabkan

molekul pati menjadi rusak, (mengakibatkan penghancuran struktur kristal) dan

mendapat gelatinized dan plasticized dengan air. Akibatnya, massa amorf homogen

(pati meleleh) terbentuk. Ketika campuran pati / air gelatinized terkena atmosfer, air

yang hadir dalam massa mengembang menjadi uap karena penurunan tekanan

mendadak dan pati termoplastik terbentuk (Offiong dan Sanni, 2016).

2.3 PATI BIJI DURIAN (Durio zibethinus)

Produksi durian di Indonesia pada tahun 2012 mencapai 888.130 ton/tahun

(Elfiyah dan Sopandi, 2015). Pada tahun 2015 produksi buah durian setiap provinsi

per tahun yang tertinggi adalah Provinsi Jawa Timur dengan jumlah produksi

233.715 ton diikuti Provinsi Jawa Barat, Provinsi Jawa Tengah dan Provinsi

11

Sumatera Utara masing-masing dengan jumlah produksi 107.110 ton, 102.452 ton

dan 65.529 ton sementara total produksi buah durian di Indonesia adalah 995.735 ton

(Widyawati dan Nurbani, 2017).

Durian adalah buah yang paling populer di Indonesia. Durian terkenal dengan

rasanya dan berbau sedap oleh sebagian besar Orang Asia tetapi bagi kebanyakan

orang Barat, mereka tidak suka durian karena baunya sangat buruk. Hanya sepertiga

durian yang bisa dimakan, sedangkan bijinya (20-25%) dan cangkang biasanya

dibuang. Bagian yang dapat dimakan dari buah hanya menyumbang sekitar 15–30%

massa dari seluruh buah. Karena itu, sekitar 70 - 85% buah durian dibuang sebagai

limbah dan akan menjadi masalah lingkungan jika tidak dibuang dengan cara yang

tepat (Masrol, et al., 2015). Biji durian merupakan salah satu limbah bahan pangan

yang pemanfaatannya belum optimal. Secara fisik, biji durian berwarna putih

kekuning-kuningan berbentuk bulat telur, berkeping dua, berwarna putih kekuning-

kuningan atau coklat muda (Widyawati dan Nurbani, 2017). Biji durian segar

mengandung pati yang relatif tinggi sekitar 22,76% (Tongdang, 2008). Untuk

mengoptimalkan potensi limbah alami biji durian dimanfaatkan sebagai bahan

pembuatan biodegradable plastik (Yusoff, et al., 2018).

2.4 EKSTRAKSI PATI

Penggunaan pati sebagai bahan utama pembuatan plastik memiliki potensi

besar karena di Indonesia terdapat berbagai tanaman penghasil pati (Sulityo dan

Ismiyati, 2012). Pati dapat diperoleh dengan cara mengekstrak dari tanaman yang

kaya akan karbohidrat seperti sagu, singkong, jagung, gandum, dan ubi jalar. Pati

juga dapat diekstrak dari biji buah-buahan seperti pada biji nangka, biji alpukat, dan

biji durian. Biji durian yang selama ini dianggap limbah oleh manusia karena kurang

pemanfaatannya ternyata dapat digunakan sebagai bahan dalam pembuatan

bioplastik (Cornelia, et al., 2013). Pengolahan pati yang siap pakai terutama untuk

produksi makanan olahan, dapat mendorong munculnya produk-produk yang lebih

beragam juga berkembangnya industri berbahan dasar pati (Alay dan Maria, 2015).

Proses pembuatan pati dari umbi terdiri atas pengupasan kulit, pencucian,

pemarutan, pemerasan atau ekstraksi, pengendapan, penggilingan atau penepungan.

Ada empat tahap umum dalam pembuatan pati, yaitu:

12

1. Tahap pemecahan sel dan pemisahan butiran pati dari unsur lain yang tidak

larut, termasuk kegiatan pengupasan, pencucian, pemarutan dan penyaringan.

2. Tahap kedua pengambilan pati dengan penambahan air, termasuk juga dalam

perlakuan ini pengendapan dan pencucian.

3. Tahap ketiga pembuangan/penghilangan air. Untuk membantu kegiatan ini

bisa dilakukan dengan pengeringan melalui panas dan pemusingan.

4. Tahap terakhir melakukan penepungan agar diperoleh tepung yang

dikehendaki. Termasuk dalam penghancuran dan beberapa pekerjaan lainnya.

(Mustafa, 2015)

2.5 PROSES BROWNING PADA PATI

Permasalahan yang terjadi pada umbi-umbian dan buah-buahan adalah

mudah mengalami pencoklatan (browning) setelah dikupas. Penyebab lain adalah

reaksi enzim yang terdapat dalam bahan pangan tersebut. Pencoklatan karena enzim

merupakan reaksi antara oksigen dan suatu senyawa phenol yang dikatalisis oleh

polyphenol oksidase (PPO).

Pencegahan proses pencoklatan ini adalah mencegah aktivitas enzim

fenolase. Aktifitas enzim fenolase (polypenol oxidase/PPO) dengan bantuan oksigen

akan mengubah gugus monophenol menjadi O-hidroksi phenol, yang selanjutnya

diubah lagi menjadi O-quinon. Gugus O-quinon inilah yang membentuk warna

coklat (McEvily and Otwell, 1992). Reaksi pencoklatan enzimatis oleh enzim

fenolase (PPO) ditampilkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Reaksi Pencoklatan Enzim Fenolase

13

2.6 PENCEGAHAN BROWNING PADA PATI

Pencoklatan karena enzim merupakan reaksi antara oksigen dan suatu

senyawa phenol yang dikatalisis oleh polyphenol oksidase (PPO). Hal ini harus

dicegah untuk menghindari terbentuknya warna coklat pada bahan pangan yang akan

dibuat tepung. Perendaman merupakan suatu usaha yang dilakukan dalam

menghambat terjadinya proses oksidasi udara dengan senyawa phenol.

Perendaman dalam air hanya akan menghambat sementara proses oksidasi

yang terjadi, sehingga diperlukan penambahan bahan perendaman yang mampu

mengatasi oksidasi setelah diangkat dari proses perendaman. Penambahan bahan

kimia antioksidan dalam proses perendaman mampu memaksimalkan peranan

perendaman dalam mengatasi proses oksidasi dalam pengolahan pati. Bahan kimia

yang dapat ditambahkan dalam proses perendaman untuk menghambat dan

mencegah proses oksidasi yaitu natrium metabisulfit, natrium klorida dan natrium

acid pyrophospat. Penambahan bahan kimia dalam proses perendaman bertujuan

untuk memaksimalkan proses perendaman yang akan menghambat proses oksidasi

yang akan terjadi Chandra, dkk., 2013). Penurunan/pencegahan reaksi pencoklatan

oleh enzim fenolase ditampilkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Penurunan Laju Reaksi Inhibisi Enzim

14

Menurut Kuijpers, et al., (2012), ada 3 mekanisme inhibisi pencoklatan oleh

sulfit, yaitu:

1. Inhibisi reaksi enzimatik searah yaitu pencegahan pencoklatan secara optimal.

Inhibitor mengubah reaksi enzim, sehingga menghalangi enzim mengikat

oksigen.

2. Pembentukan produk tambahan antara sulfit dan o-quinon, sehingga

mencegah terjadinya reaksi pencoklatan lebih lanjut lagi pada pati biji durian.

3. Reduksi o-quinon sehingga membalikan arah reaksi enzimatik yaitu

mencegah reaksi inhibisi pencoklatan oleh sulfit.

2.7 PENGISI BIOPLASTIK

Bioplastik berbasis pati memiliki beberapa kekurangan seperti kuatnya sifat

hidrofilik dan sifat mekanis yang lebih buruk jika dibandingkan dengan polimer

sintetis. Untuk meningkatkan kekuatan mekanis pada pati sejumlah kecil pengisi

(filler) inorganik dan organik biasanya ditambahkan ke dalam matriks polimer (Li, et

al, 2018). Beberapa keunggulan pengisi dari serat alam yaitu sifatnya terbarukan,

biodegradabilitas dan ketersediaan yang melimpah. Komposit bioplastik dari pati

dengan pengisi berbagai serat selulosa seperti serat tandan kosong kelapa sawit,

sugar palm fiber, bambu, serat enceng gondok (Syafri, et al., 2018) dan

carboxymethyl cellulose (Tongdeesoontorn, et al., 2011).

Beberapa penelitian terbaru yang telah dilakukan untuk menghasilkan

bioplastik dengan pengisi, seperti : kitosan (Ginting, et al., 2016), carboxymethyl

cellulose (Tongdeesoontorn, et al., 2011) dan sebagainya. Menurut penelitian

Ginting, et al., (2016), yaitu pengaruh kitosan, sorbitol dan temperatur pemanasan

larutan bioplastik pada sifat mekanik bioplastik pati biji durian dengan hasil terbaik

bioplastik dari pati biji durian terjadi pada suhu pemanasan 70 oC dengan komposisi

antara pati dan biji durian kitosan adalah 7: 3 gram dan sorbitol 20,0 gram (Ginting,

et al., 2016). Selanjutnya yaitu penelitian Toongdeesoontorn, et al., (2011), tentang

pengaruh konsentrasi carboxymethyl cellulos pada sifat fisik film berbasis pati

singkong dengan hasil penambahan CMC ke film pati singkong meningkatkan

kekuatan tarik dan mengurangi perpanjangan pada film campuran (Tongdeesoontorn,

et al., 2011).

15

2.8 CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC)

CMC adalah polisakarida linear anionik berasal dari selulosa dengan berat

molekul tinggi. CMC adalah polimer industri yang penting dengan berbagai aplikasi

seperti pembuatan deterjen, tekstil, kertas, makanan, dan obat-obatan. CMC

digunakan terutama karena memiliki viskositas tinggi, tidak beracun, dan non-alergi.

Banyak gugus hidroksil dan karboksilat di CMC memungkinkan mengikat air dan

kelembaban. CMC sering digunakan bersama-sama dengan pati untuk memberikan

tekstur yang diinginkan, mengontrol mobilitas kelembaban, dan meningkatkan

kualitas produk secara keseluruhan.

Gambar 2.3 Struktur Molekul Carboxymethyl Cellulose (CMC)

CMC memiliki kandungan air yang tinggi, biodegradabilitas baik, dan

berbagai aplikasi karena biaya relatif. Karena struktur polimer dan berat molekul

tinggi, dapat digunakan sebagai pengisi dalam pembuatan plastik (Tongdeesoontorn,

et al., 2011). Carboxymethyl Cellulose (CMC) adalah selulosa eter yang dapat

melakukan gelasi dengan memanaskan dan membentuk kualitas yang sangat baik

dari plastik karena memiliki struktur rantai polimer dan berat molekul tinggi (Putri,

et al., 2016).

2.9 ETHYLENE GLYCOL (EG)

Etilen glikol (1,2-etanediol) memiliki rumus molekul C2H6O2 dan biasa

disebut senyawa diol sederhana. Senyawa diol merupakan senyawa yang mempunyai

dua gugus hidroksil (OH) (Wiesfeld, et al., 2019). Etilen glikol dan glikol lain relatif

tidak beracun. Etilen glikol bersifat toksik apabila dikonsumsi, sebagian besar efek

toksik etilen glikol disebabkan oleh asidosis metabolik (Garg, et al., 2019).

Etilen glikol adalah bahan kimia yang digunakan untuk tujuan anti beku dan

sebagai bahan baku untuk produksi serat poliester (Wiesfeld, et al., 2019). Etilen

16

glikol juga digunakan sebagai plasticizer dalam pembuatan bioplastik. Etilen glikol

dapat meningkatkan persentase perpanjangan dan kerapuhan serta memberikan efek

kaku karena volatil (Lubis, et al., 2018). Selain itu, ada penurunan kekuatan ikatan

antara rantai makromolekul karena interaksi ikatan etilen glikol pada rantai

makromolekul yang sangat lemah menyebabkan penurunan kekuatan mekanik

(Saberi, et al., 2017).

2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK BERBAHAN BAKU PATI

Indonesia kaya akan sumberdaya alam, diantaranya pati-patian yang dapat

dimanfaatkan sebagai bahan plastik biodegradabel. Pengkajian pemanfaatan

sumberdaya pati Indonesia untuk produksi plastik biodegradabel dapat dilakukan

melalui 3 cara, yaitu:

1. Pencampuran (blending) antara polimer plastik dengan pati dimana pati yang

digunakan dapat berupa pati mentah berbentuk granular maupun pati yang sudah

tergelatinisasi, dan Plastik yang digunakan adalah PCL, PBS, atau PLA maupun

plastik konvensional (polietilen). Pencampuran dilakukan dengan menggunakan

extruder atau dalam mixer berkecepatan tinggi (high speed mixer) yang

dilengkapi pemanas untuk melelehkan polimer plastik.

2. Modifikasi kimiawi pati. Untuk menambahkan sifat plastisitas pada pati, metode

grafting sering digunakan. Sifat biodegradabilitas dari produk plastik yang

dihasilkan tergantung daripada jenis polimer yang dicangkokkan pada pati. Jika

polimer yang dicangkokkan adalah polimer yang bersifat biodegradabel, maka

produk yang dihasilkan juga akan bersifat biodegradabel.

3. Penggunaan pati sebagai bahan baku fermentasi menghasilkan monomer/polimer

plastik biodegradabel (Erfan, 2012).

Penggunaan pati sebagai bahan baku pembuatan bioplastik yang ditambahkan

pengisi carboxymethyl cellulose dan pemlastis etilen glikol menurut metode

Toongdeesoontorn, et al., (2011) adalah sebagai berikut: Larutan pati dipanaskan di

hotplate sambil diaduk dengan stirrer. Kemudian ditambahkan carboxymethyl

cellulose dan diaduk. Ditambahkan larutan pemlastis dan diaduk hingga homogen.

Setelah homogen larutan didinginkan dan dituang ke cetakan (Toongdeesoontorn, et

al., 2011).

17

2.11 PENGUJIAN HASIL PENELITIAN

Berbagai pengujian pada pati yang telah diekstraksi dari biji durian dan

bioplastiknya adalah:

2.11.1 Uji Kadar Air

Air merupakan komponen penting dalam bahan pangan, karena air dapat

mempengaruhi “acceptability”, kenampakan, kesegaran, tekstur, serta cita rasa

pangan. Air dalam bahan pangan ada dalam tiga bentuk, yaitu air bebas, air terikat

lemah atau air teradsorpsi, dan air terikat kuat. Kadar air perlu ditetapkan sebab

sangat berpengaruh terhadap daya simpan bahan. Makin tinggi kadar air suatu bahan

maka makin besar pula kemungkinan bahan tersebut rusak atau tidak tahan lama.

Proses pengeringan sangat berpengaruh terhadap kadar air yang dimiliki bahan

tersebut (Chandra dan Inggrid, 2013).

2.11.2 Uji Kadar Abu

Kadar abu menunjukan kandungan mineral suatu bahan pangan. Abu

didefinisikan sebagai residu yang tertinggal setelah suatu bahan pangan dibakar

hingga bebas karbon. Semakin besar kadar abu suatu bahan pangan menunjukan

semakin tinggi kandungan mineral bahan pangan tersebut (Chandra dan Inggrid,

2013). Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar abu

yang diizinkan adalah maksimal 1,5 %.

2.11.3 Uji Kadar Pati

Pati merupakan bahan yang diekstrak dari sumbernya sebagai bahan baku

pembuatan bioplastik dalam pati ini. Banyaknya perolehan rendemen pati dapat

dipengaruhi oleh adanya granula pati yang berukuran kecil yang jumlahnya sekitar

5% dari jumlah total pati, dimana ketika dilakukan proses ekstraksi dan pencucian

maka granula berukuran kecil ini akan mudah membentuk koloid dan akan ikut

terbuang bersama air pengekstrak (Chandra dan Inggrid, 2013). Berdasarkan standar

mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar pati yang diizinkan adalah

minimum 75% (Rahmawati, et al., 2012).

18

2.11.4 Uji Kadar Lemak

Lemak merupakan komponen samping yang terkandung dalam pati yang

diekstrak.Lemak mampu membentuk kompleks dengan amilosa sehingga

menghambat keluarnya amilosa dari granula pati. Selain itu sebagian besar lemak

akan diabsorbsi oleh permukaan granula sehingga berbentuk lapisan lemak yang

bersifat hidrofobik di sekeliling granula. Lapisan lemak tersebut akan menghambat

pengikatan air oleh granula pati. Hal ini menyebabkan kekentalan dan kelekatan pati

berkurang akibat jumlah air berkurang untuk terjadinya pengembangan granula pati

(Collison, 2004).

2.11.5 Uji Kadar Protein

Pada protein, gugus karbonil asam amino terikat pada gugus amino asam

amino lain dengan ikatan peptida / ikatan amida secara kovalen membentuk rantai

polipeptida. Kadar protein juga menunjukkan analisis kadar nitrogen yang terdapat

pada pati (Chandra dan Inggrid, 2013). Kadar protein dari pati yang cukup tinggi

dapat menyebabkan viskositas pati menurun (Richana dan Sunarti, 2004). Ini yang

menyebabkan viskositas dari berbagai varietas pati berbeda-beda.

2.11.6 Uji Kadar Amilosa dan Amilopektin

Pati memiliki komponen penyusun utama, yaitu amilosa dan amilopektin.

Kedua fraksi ini dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi yang terlarut disebut

amilosa dan fraksi yang tidak terlarut disebut amilopektin. Struktur amilosa

memberikan sifat keras sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket (Erfan,

2012). Amilosa merupakan bagian dari granula pati yang dalam proses gelatinasi

mengalami proses pembengkakan oleh adanya air dan panas sehingga amilosa

berdifusi keluar dari granula dan membentuk gel (Harper, 1990).

2.11.7 Uji Densitas Bioplastik

Kepadatan adalah salah satu sifat mekanik yang paling penting dan begitu

juga banyak digunakan dalam perhitungan proses. Hal ini didefinisikan sebagai

massa per unit volume. Satuan SI densitas adalah kg/m3 (Maulida, et al., 2016).

19

Penentuan rapat massa (densitas) lembaran (film) dilakukan dengan cara

lembaran (film) dipotong dengan ukuran 5 x 5 dan tebal tertentu, kemudian dihitung

volumenya. Potongan film ditimbang dan rapat massa lembaran (film) ditentukan

dengan membagi rapat potongan uji dengan volumenya (g/cm3). Pada pengujian

densitas plastik sampel film diuji berdasarkan standar ASTM D792-91, 1991.

2.11.8 Sifat Kekuatan Tarik dan Pemanjangan pada saat Putus

Uji Kekuatan Mekanik yang diberikan pada bahan adalah uji kekuatan tarik

(tensile strength), pemanjangan pada saat putus (elongation at break). Sampel film

plastik diuji berdasarkan pada ASTM D-638. Metode pengujian ini mencakup

penentuan tarik yang sifat plastik diperkuat dalam bentuk standar dumbel (dumbbell

shaped) yang ketika diuji di bawah kondisi yang ditentukan dari perlakuan awal,

suhu, kelembaban, dan kecepatan mesin uji. Metode uji ini dapat digunakan untuk

pengujian bahan dari setiap ketebalan sampai 14 mm (0,55 in.). Namun, untuk

pengujian spesimen dalam bentuk lembaran tipis, termasuk film yang kurang dari 1,0

mm (0.04 in.) Ketebalan, Metode Uji D 882 adalah metode yang paling tepat. Bahan

dengan ketebalan lebih besar dari 14 mm (0,55 in.) harus dikurangi oleh mesin

(Maulida, et al., 2016).

a. Kekuatan Tarik (Tensile Strength) adalah gaya per unit luas dari material yang

menerima gaya tersebut.

b. Pemanjangan Saat Putus (Elongation at Break) adalah peningkatan panjang

material saat diuji dengan beban tarik.

2.11.9 Penyerapan Air Bioplastik

Partikel yang terlarut dalam air adalah karbohidrat yang memiliki berat

molekul besar dan mengembang yang merupakan pecahan dari molekul pati. Proses

ekstrusi menyebabkan penurunan ukuran molekul pati. Penyerapan Air (Water

absorption) tergantung pada ketersediaan gugus hidrofilik untuk dapat mengikat air.

Pati yang mengalami gelatinisasi memiliki kemampuan penyerapan air yang sangat

besar dan cepat. Penyerapan air tergantung pada ketersediaan gugus hidrofilik yang

mengikat molekul air pada kapasitas pembentukan gel dari makromolekul (Andy, et

al. 2013).

20

2.12 KARAKTERISTIK HASIL PENELITIAN

Berbagai karakteristik pada pati yang telah diekstraksi dari biji durian dan

bioplastiknya adalah:

2.12.1 Analisa Derajat Kecerahan Pati

Derajat kecerahan suatu bahan merupakan kemampuan suatu bahan untuk

memantulkan cahaya yang mengenai permukaannya. Proses perendaman dan

ekstraksi pada saat preparasi pati dapat memberikan pengaruh terhadap nilai derajat

kecerahan. Kecerahan pati akan berpengaruh pada produk edible film atau hasil

preparasinya. Semakin putih pati yang digunakan maka edible film yang dihasilkan

semakin transparan. Pengukuran derajat kecerahan ini dengan menggunakan

khromameter pada sampel berdasarkan hasil saringan mesh (Setiani, et al ., 2013).

Derajat kecerahan pati dapat ditunjukkan dari hasil uji warna dengan

kromameter yaitu indeks kecerahan dan indeks keputihan. Indeks kecerahan

(brightness index) disebut L* adalah nilai terangnya warna sebuah pati

memantulkan cahaya. Indeks keputihan (whiteness index) adalah nilai numerik

sederhana yang menentukan warna putih pati. Indeks keputihan diperoleh dari

perhitungan dengan nilai L *, a *, b * (Guo, et al., 2019).

2.12.2 Analisa SEM EDX (Scanning Electron Microscopy Energy Dispersive X-

ray Spectroscopy)

Analisa SEM (Scanning Electron Microscopy) dilakukan untuk mengetahui

bentuk permukaan bioplastik, besar pori yang terbentuk pada lembaran bioplastik.

Pengujian dilakukan dengan melakukan pemotongan sampel dengan ukuran 5 mm x

5 mm, kemudian diletakkan di kaca preparasi, selanjutnya di letakkan di bawah lensa

pengamatan yang ada di dalam alat uji SEM (Hendri, et al., 2014).

2.12.3 Analisa FTIR (Fourier Transform Infra Red)

Analisa FTIR (Fourier Transform Infra Red) merupakan metode yang

digunakan spektroskopi inframerah. Dalam spektroskopi inframerah, radiasi IR

dilewatkan melalui sampel. Beberapa radiasi inframerah diserap oleh sampel dan

sebagian melewati (ditransmisikan). Spektrum yang dihasilkan merupakan

penyerapan molekul dan transmisi, menciptakan sidik jari molekul sampel. Seperti

21

sidik jari tidak ada dua struktur molekul yang unik menghasilkan spektrum

inframerah yang sama. Hal ini membuat spektroskopi inframerah berguna untuk

beberapa jenis analisis. Spektroskopi inframerah telah menjadi teknik untuk analisis

bahan di laboratorium selama lebih dari tujuh puluh tahun. Spektrum inframerah

merupakan sidik jari dari sampel dengan puncak serapan yang sesuai dengan

frekuensi getaran antara obligasi atom yang membentuk materi. Karena setiap bahan

yang berbeda adalah kombinasi unik dari atom, ada dua senyawa menghasilkan

persis spektrum inframerah yang sama. Oleh karena itu, spektroskopi inframerah

dapat menghasilkan identifikasi positif (analisis kualitatif) dari setiap jenis bahan

yang berbeda. Selain itu, ukuran puncak di spektrum adalah indikasi langsung dari

jumlah material. Dengan algoritma perangkat lunak modern, inframerah adalah alat

yang sangat baik untuk analisis kuantitatif (Thermo, 2001).

2.12.4 Analisa XRD (X-Ray Diffraction)

Analisa XRD (X-Ray Diffraction) bertujuan untuk menganalisis struktur

kristal. Prinsip kerja dari XRD adalah difraksi sinar X yang disebabkan adanya

hubungan fasa tertentu antara dua gerak gelombang atau lebih sehingga paduan

gelombang tersebut saling menguatkan. Sinar X dihamburkan oleh atom-atom dalam

zat padat material. Ketika sinar X jatuh pada kristal dari material maka akan terjadi

hambura ke segala arah yang bersifat koheren. Sifat hamburan sinar X yang koheren

mengakibatkan sifat saling menguatkan atau saling melemahkan pada paduan

gelombang (Anupama dan Ramanpreet, 2016).

22

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik dan, Departemen

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

3.2.1 Bahan

Bahan baku yang digunakan adalah biji durian yang diambil secara acak yang

diperoleh dari Ucok Durian Wahid Hasyim No. 30-32 Medan, kalsium carbonat

(Ca(OH)2) yang diperoleh dari Pasar Pringgan Medan, aquadest (H2O),

carboxymethyl cellulose (C6H10O6)n (C2H2O2) dan natrium metabisulfit (Na2S2O5)

diperoleh dari UD Rudang Jaya Medan serta ethylene glycol (C2H6O2) yang

diperoleh dari Laboratorium Kimia Organik, Departemen Teknik Kimia, Fakultas

Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.

3.2.1.1 Sifat Fisika dan Kimia Aquadest (H2O)

Tabel 3.1 Sifat Fisika dan Kimia Aquadest (H2O)

No. Sifat dan Wujud Keterangan

1. Bentuk Cairan

2. Warna Tidak berwarna

3. Densitas 1 g/cm3

4. Titik didih 100°C

5. Tekanan uap 2,3 kPa (20°C)

(Smart-Lab, 2017)

23

3.2.1.2 Sifat Fisika dan Kimia Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)

Tabel 3.2 Sifat Fisika dan Kimia Kalsium Hidroksida (Ca(OH)2)

No. Sifat dan Wujud Keterangan

1. Bentuk Padatan

2. Warna Putih

3. Bau Tidak berbau

4. Sifat mudah terbakar Tidak mudah terbakar

5. Kelarutan Larut dalam air

3.2.1.3 Sifat Fisika dan Kimia Carboxymethyl Cellulose (C6H10O6)n (C2H2O2)

Tabel 3.3 Sifat Fisika dan Kimia Carboxymethyl Cellulose (C6H10O6)n

(C2H2O2)

No. Sifat dan Wujud Keterangan

1. Bentuk Padatan

2. Warna Putih

3. Bau Tidak berbau

4. Kelarutan Larut dalam air panas dan dingin

5. Pedoman paparan Tidak mengandung bahan

berbahaya dengan paparan

pekerjaan yang ditetapkan oleh

badan pengawas khusus daerah

3.2.1.4 Sifat Fisika dan Kimia Ethylene Glycol (C2H6O2)

Tabel 3.4 Sifat Fisika dan Kimia Ethylene Glycol (C2H6O2)

No. Sifat dan Wujud Keterangan

1. Bentuk Cairan (Sirup)

2. Bau Tidak berbau

3. Titik didih 197,6 °C

4. Titik lebur -13 oC

5. Kelarutan Larut dalam air dan aseton

(ScienceLab, 2010)

24

3.2.1.5 Sifat Fisika dan Kimia Natrium Metabisulfit (Na2S2O5)

Tabel 3.5 Sifat Fisika dan Kimia Natrium Metabisulfit (Na2S2O5)

No. Sifat dan Wujud Keterangan

1. Bentuk Padatan

2. Warna Putih

3. Bau Berbau sulfur

4. pH 9

5. Kelarutan Larut dalam air dan sedikit larut

dalam alkohol

(SIKerNas, 2012)

3.2.2 Peralatan

Pada penelitian ini peralatan yang digunakan antara lain:

1. Termometer

2. Furnace

3. Ayakan 100 mesh

4. Cawan porselin

5. Saringan

6. Gelas ukur

7. Beaker glass

8. Magnetic stirrer

9. Desikator

10. Cetakan plexiglas ukuran 20 x 20 cm

11. Neraca digital

12. Ember

13. Oven listrik

14. Jangka sorong

15. Blender

16. Pisau

17. Telenan

18. Cawan porselen

25

3.3 PROSEDUR PENELITIAN

Penelitian ini diawali dengan pengambilan sampel biji durian di Jl. KH

Wahid Hasyim sebanyak 5 kg. Dilakukan proses ekstraksi pati biji durian, dimana

selanjutnya pati tersebut diolah menjadi bioplastik. Prosedur penelitian dapat

dijelaskan sebagai berikut:

3.3.1 Prosedur Ekstraksi Pati (Chandra, et al., 2016) (Cornelia dan Rika, 2017)

Adapun prosedur isolasi pati adalah sebagai berikut:

1. Biji durian dikupas bagian selubung luar dan kulit arinya sampai bersih.

2. Biji durian dipotong tipis-tipis. Setiap 1 Kg potongan biji durian direndam

dalam larutan CaCO3 5% (w/v) selama 12 jam kemudian dicuci. Air

kapur digunakan untuk menghilangkan lendir/getah pada biji durian

(Cornelia dan Rika, 2017).

3. Biji durian dibilas berulang-ulang dengan air sampai bersih.

4. Biji durian dihancurkan menggunakan blender dengan menambahkan

natrium metabisulphite dengan konsentrasi 0%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8%;

1,0% (w/v) dan didiamkan selama 24 jam. Natrium metabisulphite

digunakan untuk menghasilkan pati dengan warna cerah (Chandra, et al.,

2016). Perbandingan biji durian dengan larutan natrium metabisulfit

adalah 1:5 (w/v).

5. Biji durian yang telah halus dikeluarkan dari blender dan disaring

menggunakan saringan, diperoleh ampas dan cairan filtrat (suspensi pati).

6. Suspensi yang dihasilkan kemudian dimasukkan dalam kulkas dan

diendapkan selama 24-48 jam hingga pati mengendap sempurna.

7. Cairan bening pada bagian atas dibuang hingga menyisakan endapan

putih yang kaya pati.

8. Pati basah yang dihasilkan diuji dengan lakmus merah apakah pH pati

sudah netral atau masih bersifat basa akibat penggunaan air kapur .

9. Jika pati masih bersifat basa maka pati dicuci dengan aquades dan

diendapkan lagi hingga diperoleh endapan pati dengan pH netral.

10. Pati basah kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari selama ±24 jam

hingga kering.

26

11. Pati kering yang berbentuk gumpalan rapuh dihancurkan dengan

menggunakan tumbukan hingga menghasilkan serbuk pati yang halus.

12. Serbuk pati selanjutnya diayak dengan ayakan 100 mesh.

13. Dihitung berapa persen pati yang diperoleh dari berat 1 kg biji durian.

3.3.2 Prosedur Pembuatan Bioplastik (Tongdeestoontorn, et al., 2011)

Adapun prosedur pembuatan bioplastik adalah sebagai berikut:

1. Pati ditimbang sebanyak 10% (w/v) dalam aquades dan Carboxymethyl

cellulose (CMC) ditimbang sebanyak 0%; 1%; 2%; 3% dan 4% (w/v) dari

massa pati dalam aquadest.

2. Dilarutkan CMC dengan aquades dalam beaker glass 100 ml.

3. Dicampurkan pati dan aquades dalam beaker glass 500 ml.

4. Ethylene glycol (EG) ditimbang dengan konsentrasi 0%; 10%, 20%, 30%,

40% dan 50% (v/w) dari masa pati dalam aquadest.

5. Beaker glass 500 ml yang berisi larutan pati diletakkan di atas magnetic

stirrer hot plate sambil dipanaskan.

6. Larutan CMC ditambahkan ke dalamnya kemudian diaduk.

7. Setelah 20 menit ditambahkan EG ke dalam larutan, lalu diaduk hingga

temperatur larutan mencapai temperatur 80 oC (Toongdeesoontorn, et al.,

2011).

8. Setelah temperatur tercapai dimana larutan sudah mengental magnetic

stirrer dimatikan.

9. Beaker glass berisi larutan kemudian didinginkan sebelum dicetak.

10. Larutan dituangkan merata ke dalam cetakan akrilik dengan ukuran

cetakan adalah (20 x 20 ) cm2.

11. Larutan dikeringkan pada suhu kamar (25 oC) selama 24 jam.

12. Setelah dikeringkan, diangkat dan dimasukkan ke dalam desikator selama

24 jam.

13. Plastik dilepas dari cetakan. Plastik siap untuk dianalisa.

27

3.4 PROSEDUR ANALISA

3.4.1 Prosedur Analisa Kadar Air

Analisa kadar air pati menggunakan metode SNI-01-2891-1992.

1. Cawan porselen dikeringkan selama 1 jam pada temperatur 105 oC.

2. Kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang

beratnya.

3. Bahan baku pati biji durian ditimbang sebanyak 2 gram.

4. Sampel bahan baku dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah

diketahui bobotnya.

5. Kemudian dikeringkan di dalam oven dengan temperatur 100-105 oC

selama 5 jam.

6. Didinginkan di dalam desikator dan ditimbang beratnya dengan interval

waktu 10 menit hingga konstan.

3.4.2 Prosedur Analisa Kadar Abu

Analisa kadar abu pati menggunakan metode SNI-01-2891-1992.

1. Sampel bahan baku dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah

diketahui bobotnya.

2. Kemudian dimasukkan ke dalam furnace pada temperatur 550 oC selama

1 jam sampai diperoleh abu berwarna putih.

3. Kemudian didinginkan di dalam desikator ditimbang dengan interval

waktu selama 10 menit hingga di dapat berat konstan.

3.4.3 Prosedur Analisa Kadar Pati

Analisa kadar pati menggunakan metode SNI-01-3194-1992.

1. Timbang 2-5 gram 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

28

dan dicuci dengan aquades sampai volume filtrat 250 ml. Filtrat

mengandung karbohidrat yang terlarut dan dibuang.

2. Bahan 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 HCl

25% (BJ 1,125), tutup dengan pendingin balik dan panaskna 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.

3.4.4 Prosedur Analisa Kadar Lemak

Analisa kadar lemak pati menggunakan metode SNI-01-2891-1992.

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

29

8. Catat data pengamatan dalam logbook

3.4.5 Prosedur Analisa Kadar Protein

Analisa kadar protein menggunakan metode SNI-01-2891-1992.

1. Sampel sebanyak 0,25 gram dimasukkan ke dalam labu kjedhal.

2. Ditambahkan 0,85 gram K2SO4; 0,35 gram HgO; dan 15 ml H2SO4 pekat

serta batu didih ke dalam labu kjedhal.

3. Kemudian dipanaskan hingga larutan menjadi jernih (selama 3-4 jam).

4. Labu yang terisi larutan didinginkan dan kemudian dipindahkan dalam

labu destilasi sambil dibilas dengan 100 ml aquadest dingin.

5. Ditambahkan 15 ml Na2S2O4 4%, 5 ml NaOH 50% dan 2 gram Zn.

6. Destilat yang dihasilkan ditampung dalam erlenmeyer.

7. Ditambahkan 50 ml HCl 0,1 N ke dalam erlenmeyer dan ditetesi indikator

metil red.

8. Didestilasi selama 1 jam.

9. Kemudian destilat dititrasi dengan NaOH 0,1 N sampai berubah warna

menjadi kuning.

10. Diulangi untuk titrasi blanko.

Kadar protein : –

Dimana:

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

3.4.6 Prosedur Analisa Kadar Amilosa

Analisa kadar amilosa dengan menggunakan spektrofotometer.

1. Sebanyak 100 mg sampel pati dimasukkan ke dalam tabung reaksi.

2. Ditambahkan 1 ml etanol 95% dan 90 ml NaOH 1N.

30

3. Campuran dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit, biarkan

sampai dingin.

4. Campuran dibiarkan dalam labu ukur 100 ml.

5. Ditambahkan aquadest sampai garis batas, larutan diambil 5 ml.

6. Dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml.

7. Ditambahkan 1 ml CH3COOH 1 N dan 2 ml larutan I2 0,2%.

8. Campuran dalam labu ukur ditambahkan aquadest sampai batas, lalu

dikocok dan dibiakan selama 20 menit. Intensitas warna biru diukur

dengan menggunakan spektrofotometer.

3.4.7 Prosedur Analisa Kadar Amilopektin

Analisa kadar amilopektin menggunakan metode (SNI-01-3194-1992).

1. Dihitung kadar pati sampel pati biji durian berdasarkan prosedur.

2. Dihitung kadar amilosa sampel pati biji durian berdasarkan prosedur.

3. Ditentukan kadar amilopektin berdasarkan nilai kadar pati dan kadar

amilosa sampel pati biji durian yang telah dihitung.

4. Kadar amilopektin ditentukan dengan perhitungan:

% amilopektin = % pati - % amilosa

3.4.8 Prosedur Analisa Derajat Kecerahan Pati

Analisa derajat kecerahan pati ini dilakukan menggunakan alat khromameter:

1. Sumber cahaya akan menembak permukaan sampel yang kemudian

dipantulkan menuju sensor spektral.

2. Cahaya direfleksikan oleh sampel dengan sistem sinar balik ganda.

3. Kemudian diidentifikasi perbedaan warna dengan nilai L*a*b

Analisa warna pada khromameter ini didasarkan pada tiga parameter.

Parameter yang pertama yaitu nilai L yang menunjukkan tingkat kecerahan sampel,

skala nilai L mulai dari 0 yang paling gelap sampai 100 yang paling cerah. Parameter

yang kedua yaitu nilai a yang menunjukkan khromatik campuran warna merah dan

hijau, nilai a positif artinya warna sampel cenderung berwarna merah, sedangkan

nilai a negatif warna sampel cenderung berwarna hijau. Parameter yang ketiga yaitu

nili b yaitu menunjukkan warna khromatik campuran kuning dan biru, nilai b positif

31

artinya warna sampel cenderung kuning, sedangkan nilai b negatif warna sampel

cenderung biru.

3.4.9 Prosedur Penentuan Densitas Bioplastik

Penetuan densitas bioplastik.

1. Bioplastik dipotong dengan ukuran dan tebal tertentu, kemudian dihitung

volumenya.

2. Kemudian potongan film ditimbang.

3. Densitas film dapat ditentukan dengan rumus:

3.4.10 Prosedur Uji Penyerapan Air Bioplastik

Uji penyerapan air dilakukan berdasarkan metode perendaman.

1. Berat awal sampel yang akan diuji ditimbang (Wo).

2. Sampel dimasukkan ke beaker glass berisi aquadest.

3. Setelah 2 jam diangkat dari wadah dan ditimbang (W) hingga diperoleh

berat konstan.

3.4.11 Prosedur Analisa Sifat Kekuatan Tarik

Pengujian kekuatan tarik dilakukan berdasarkan ASTM D882. Kondisi

spesimen yang diuji pada suhu 23+-2oC dan 50 % kelembaban relatif. Dimensi untuk

ketebalan disarankan tidak lebih dari 1 mm dengan panjang 50 mm.

Kekuatan tarik dihitung dengan membagi gaya maksimum dalam Newton

dengan luas penampang minimum dalam meter persegi. Hasil dinyatakan dalam

pascal.

32

3.4.12 Prosedur Analisa Sifat Pemanjangan pada Saat Putus

Pemanjangan saat putus adalah peningkatan panjang material saat diuji

dengan beban tarik, dinyatakan dalam satuan panjang, biasanya inci atau milimeter.

Persen pemanjangan saat putus adalah pemanjangan benda uji yang dinyatakan

sebagai persen dari panjangnya. Pengukuran dilakukan dengan cara yang sama

dengan kekuatan tarik yaitu berdasarkan ASTM D882.

3.4.13 Prosedur Analisa Morfologi Permukaan Pati Biji Durian dan Bioplastik

dengan Scanning Electron Microscope Energy Dispersion X-ray

spectroscopy (SEM EDX)

Analisa dengan SEM ini dilakukan di Unit Pelaksanaan Teknis Laboratorium

Terpadu, Universitas Diponegoro.

1. Sampel yang diambil dari patahan bioplastik setelah uji kuat tarik

ditempelkan pada set holder dengan perekat ganda.

2. Sampel dilapisi dengan logam tembaga dalam keadaan vakum.

3. Sampel dimasukkan pada tempatnya di dalam Scanning Electron

Microscope Energy Dispersion X-ray spectroscopy (SEM EDX). Gambar

topografi diamati dan dilakukan perbesaran 3000 kali, 5000 kali dan

10000 kali.

3.4.14 Prosedur Analisa Gugus Fungsi Bioplastik dengan FT-IR (Fourier

Transform Infrared)

Analisa gugus fungsi dengan FT-IR dilakukan di Balai Pengujian dan

Identifikasi Barang Tipe B Medan, Sumatera Utara.

1. Sampel film plastik 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.

33

3.4.15 Prosedur Analisa Fasa Kristalin Pati dengan XRD (X-ray Diffraction)

Analisa kristalin bioplastik dilakukan menggunakan XRD dilakukan di

Laboratorium Fisika, Universitas Negeri Medan.

1. Menyiapkan sampel pada holder.

2. Memasangkan holder yang sudah di beri sampel tadi pada set alat XRD.

3. Merhubungkan XRD dengan komputer.

4. Menyalakan XRD.

5. Menjalankan XRD menggunakan komputer.

6. Setelah proses selesai akan muncul data pada komputer.

7. Dengan aplikasi expert data kolektor data dari XRD disajikan dalam

bentuk PDF. Data PDF ini diolah dengan banyak aplikasi tergantung

masing masing keperluan.

8. Indeks kristalinitas dihitung menggunakan metode seagel:

Indeks Kristalinitas (%) =

Dimana :

IAm = Intensitas minimum pada 2θ

I002 = Intensitas maksimum pada 2θ

34

3.5 FLOWCHART PENELITIAN

3.5.1 Flowchart Ekstraksi Pati

Mulai

Biji durian dikupas bagian selubung luar dan kulit arinya kemudian dicuci

Biji durian dipotong tipis-tipis dan direndam larutan CaCO3 5%

selama 12 jam

Biji durian dibilas berulang-ulang dengan air sampai bersih

Biji durian dihancurkan menggunakan blender dengan

menambahkan larutan natrium metabisulfit dengan konsentrasi

0%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8%; 1,0% (w/v). Perbandingan biji

durian dengan air adalah 1:5 (w/v)

Biji durian yang telah halus dikeluarkan dari blender dan disaring

menggunakan saringan plastik

Filtrat (suspensi pati) yang dihasilkan kemudian dimasukkan

dalam kulkas dan diendapkan selama 24-48 jam

Cairan bening pada bagian atas dibuang hingga menyisakan

endapan putih yang kaya pati

A

Pati basah kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari selama

±24 jam hingga kering

Pati basah yang dihasilkan diuji dengan lakmus merah, jika pati

masih bersifat basa maka pati dicuci dengan aquades dan

diendapkan lagi hingga diperoleh endapan pati dengan pH netral

35

Gambar 3.1 Flowchart Ekstraksi Pati

3.5.2 Flowchart Pembuatan Bioplastik

Mulai

Dicampurkan pati dan aquadest ke dalam beaker glass 500 ml

Ditimbang pati sebanyak 10% (w/v) dalam

aquadest dan CMC sebanyak 0%; 1%; 2%; 3%; dan

4% (w/v) dari larutan pati

Dipanaskan sampai 80 oC dengan pengadukan konstan

Ditimbang ethylene glycol dengan konsentrasi 0%; 10%,

20%, 30%, 40% dan 50% (v/w) dari massa pati

Setelah temperatur tercapai dimana larutan sudah mengental

dan berwarna kecoklatan, magnetic stirrer dimatikan

Selesai

Pati kering yang berbentuk gumpalan rapuh dihancurkan dengan

menggunakan tumbukan hingga halus kemudian di ayak

A

Beaker glass 500 ml yang berisi larutan pati diletakkan di atas magnetic

stirrer hot plate dan diatur kecepatan putar dan temperatur alat

A

Setelah 20 menit ditambahkan ethylene glycol ke dalam larutan

Dilarutkan CMC kemudian dicampurkan ke dalam larutan pati

36

Gambar 3.2 Flowchart Pembuatan Bioplastik

3.5.3 Flowchart Uji Kadar Air

Gambar 3.3 Flowchart Uji Kadar Air

Selesai

Setelah dikeringkan, diangkat dan dimasukkan ke

dalam desikator selama 24 jam.

Kemudian plastik dilepas dari cetakannya. Plastik

siap untuk dianalisa

Sampel ditimbang seberat 2 gram dan dimasukkan ke dalam cawan porselin

yang telah dikeringkan

Dimasukkan ke dalam oven pada suhu 100 - 105oC selama 5 jam atau berat konstan

Mulai

Setelah dingin dimasukkan ke dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang

kemudian dihitung dengan rumus perhitungan kadar air.

Selesai

Larutan didinginkan dan dituangkan merata ke dalam cetakan

akrilik dengan volume cetakan adalah (30 x 30) cm2

A

37

3.5.4 Flowchart Uji Kadar Abu

Gambar 3.4 Flowchart Uji Kadar Abu

3.5.5 Flowchart Analisa Densitas

Gambar 3.5 Flowchart Analisa Densitas

Sampel ditimbang seberat 2 gram dan dimasukkan ke dalam cawan porselin

yang telah dikeringkan

Lalu diabukan dalam furnace pada suhu 550oC selama 1 jam

Selesai

Mulai

Mulai

Ditimbang film yang sudah dipotong kemudian

dihitung dengan rumus analisa densitas

Dipotong film dengan ukuran berat tertentu

Dihitung volumenya

Selesai

Setelah dingin dimasukkan ke dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang

kemudian dihitung dengan rumus perhitungan kadar air.

38

3.5.6 Flowchart Analisa Penyerapan Air

Gambar 3.6 Flowchart Uji Penyerapan Air

Digunakan timbangan digital, mengukur berat sampel awal (Wo) dengan ukuran

2 x 2 cm

Lalu diisi aquadest pada beaker galss

Mulai

Masukkan sampel plastik ke dalam beaker galss

Selesai

Setelah 2 jam, diambil dari wadah dan ditimbang hingga berat konstan sebagai

akhir sampel (W) dan dihitung dengan rumus analisa penyerapan air

39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 HASIL KARAKTERISTIK PATI

Pati yang digunakan pada penelitian pembuatan bioplastik ini adalah pati

yang diekstrak dari biji durian (Durio zibethinus). Sebanyak 1 Kg biji durian bersih

diblender dengan menambahkan larutan natrium metabisulfit sebagai anti-browning

yang divariasikan konsentrasinya (0%; 0,2%; 0,4; 0,6%; 0,8%; 1% w/v). Rendemen

pati dikeringkan selama 24 jam di bawah sinar matahari. Pati kering yang dihasilkan

sebesar 28,63% dihaluskan kemudian diayak dengan ayakan 100 mesh.

4.1.1 Komponen Unsur (Kimia) pada Pati

Karakteristik pati bertujuan untuk mengetahui persentase komponen yang

terkandung di dalam pati, meliputi kadar pati (amilum), kadar air, kadar abu, kadar

lemak, kadar protein, kadar amilosa dan kadar amilopektin. Hasil komponen unsur

(kimia) pada pati biji durian dengan natrium metabisulfit 1% (w/v) ditunjukkan

dalam Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Komponen Unsur (Kimia) Pati Biji Durian

Komponen Pati Biji Durian Kadar (%) Standar Industri Indonesia (1997)

Air 16,73 Maks. 13

Pati 65,03 Min. 65

- Amilosa 31,22 -

- Amilopektin 33,81 -

Abu 0,38 Maks. 1

Lemak 0,12 -

Protein 3,18 -

4.1.1.1 Kadar Air Pati Biji Durian

Tujuan analisa kadar air adalah untuk menetapkan persentase kandungan air

yang terdapat per satuan massa serbuk pati yang diperoleh dari hasil ekstraksi biji

durian. Kadar air merupakan pemegang peranan penting dalam proses pembusukan

dan ketengikan. Kadar air perlu diukur untuk menentukan umur simpan suatu bahan

pangan (Sakinah, et al., 2018). Pengujian kadar air menggunakan sampel pati biji

40

durian sebanyak 2 gram dan hasil analisa kadar air pati biji durian diperoleh sebesar

16,73%. Nilai ini lebih besar dari nilai kadar air pati biji durian penelitian

sebelumnya, yaitu sebesar 10,71% (Cornelia, et al., 2017) dan 15,70% (Ginting, et

al., 2017). Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar

air yang diizinkan adalah maksimal 13%. Jika dibandingkan dengan kadar air pati

menurut Standar Industri Indonesia, kadar air pati biji durian tidak memenuhi

standar.

4.1.1.2 Kadar Abu Pati Biji Durian

Tujuan analisa kadar abu untuk menunjukan kandungan mineral suatu bahan

pangan. Total abu merupakan parameter yang bermanfaat bagi nilai nutrisi dari

banyak produk makanan. Kadar abu menunjukan kandungan mineral suatu bahan

pangan. Abu didefinisikan sebagai residu yang tertinggal setelah suatu bahan pangan

dibakar hingga bebas karbon. Kadar abu suatu bahan pangan menggambarkan

banyaknya mineral yang tidak terbakar menjadi zat yang dapat menguap. Secara

kuantitatif nilai kadar abu dalam pati yang dihasilkan berasal dari mineral-mineral

dalam biji, pemakaian pupuk, dan dapat juga berasal dari kontaminasi tanah dan

udara selama pengolahan (Chandra dan Inggrid, 2013). Penentuan kadar abu diukur

dengan menimbang sisa mineral hasil pembakaran bahan organik pada suhu sekitar

650oC, lalu didinginkan selama 30 menit di dalam desikator dan ditimbang hingga

didapatkan berat tetap. Adapun kadar abu yang diperoleh dari pati biji durian adalah

sebesar 0,38%. Nilai ini lebih besar jika dibandingkan dengan nilai kadar abu pati

biji durian penelitian sebelumnya, yaitu sebesar 0,25% (Cornelia, et al., 2017) dan

0,13% (Ginting, et al., 2017). Berdasarkan standar mutu pati menurut Standar

Industri Indonesia, kadar abu yang diizinkan adalah maksimal 1%. Jika dibandingkan

dengan kadar abu pati menurut standar industri Indonesia, kadar abu pati biji durian

telah memenuhi standar.

4.1.1.3 Kadar Lemak Pati Biji Durian

Tujuan analisa kadar lemak adalah untuk mengetahui jumlah kandungan

lemak yang terdapat per satuan massa serbuk pati yang diperoleh dari hasil ekstraksi

biji durian. Karakteristik kadar lemak menggunakan 2 gram sampel pati biji durian

41

dan hasil analisa pati biji durian diperoleh kadar lemak sebesar 0,12%. Nilai ini lebih

rendah dari nilai kadar lemak pati biji durian hasil penelitian sebelumnya, yaitu

sebesar 0,38% (Cornelia, et al., 2017). Lemak pada pati memiliki dampak yang

merugikan terhadap proses swelling granula dengan cara menghilangkan air (Kibar,

et al., 2010).

4.1.1.4 Kadar Protein Pati Biji Durian

Tujuan analisa kadar protein untuk menunjukkan analisis kadar nitrogen

yang terdapat pada pati. Protein merupakan heteropolimer yang mengandung lebih

dari 20 asam amino yang bisa membentuk berbagai macam ikatan intermolekul dan

mengalami interaksi yang berbeda-beda. Asam amino yang banyak terdapat pada

protein pati biji durian yaitu leusin (30,90-37,30%), lisin (6,04-8,36%), glisin (6,07-

7,42%), asam aspartat, (6,10-7,19%), alanin (5,24-6,14%), asam glutamat (5,57-

7,09%) dan fenilalanin (3,11-9,04%) (Amid, et al., 2012). Adapun kadar protein

yang diperoleh sampel pati biji durian adalah sebesar 3,18%. Nilai ini lebih rendah

dari nilai kadar protein pati biji durian hasil penelitian sebelumnya oleh Wathoni, et

al., 2019 yaitu sebesar 3,75%. Adanya kandungan protein dalam pati menyebabkan

terjadinya reaksi maillard, yaitu reaksi pencoklatan non-enzimatis yang terjadi

karena adanya reaksi antara gula pereduksi dengan gugus amin bebas dari protein

sehingga bioplastik yang terbuat dari pati biji durian berwarna tidak jernih (Cornelia,

et al., 2017).

4.1.1.5 Kadar Pati Biji Durian

Tujuan analisa kadar pati adalah untuk menetapkan persentase kandungan

pati (amilum) yang terdapat per satuan massa serbuk pati yang diperoleh dari hasil

ekstraksi dari biji durian. Karakteristik pati menggunakan 5 gram sampel pati biji

durian dan hasil analisa pati biji durian diperoleh kadar pati 65,03%. Nilai ini lebih

rendah dari nilai kadar pati hasil penelitian sebelumnya, yaitu sebesar 78,57%

(Wathoni, et al., 2019) dan 76,65% (Ginting, et al., 2017). Berdasarkan standar mutu

pati menurut Standar Industri Indonesia, kadar pati yang diizinkan adalah minimum

65%. Jika dibandingkan dengan kadar pati menurut standar industri Indonesia, kadar

pati biji durian yang diperoleh telah memenuhi standar.

42

4.1.1.6 Kadar Amilosa dan Amilopektin Pati Biji Durian

Pati memiliki komponen penyusun utama, yaitu amilosa dan amilopektin.

Tujuan analisa kadar amilosa dan amilopektian untuk mengetahui banyaknya fraksi

terlarut dan tidak terlarut pati biji durian. Fraksi yang terlarut disebut amilosa dan

fraksi yang tidak terlarut disebut amilopektin. Hasil analisa pati biji durian diperoleh

kadar amilosa 31,22% dan kadar amilopektin 33,81%. Nilai ini berbeda dengan

penelitian sebelumnya oleh Ginting, et al., 2017 yaitu memiliki amilosa 22,33% dan

amilopektin 54,31%. Rasio antara amilosa dan amilopektin berdampak pada sifat

fisika-kimia pati, seperti gelatinisasi. Kadar amilosa yang tinggi menyebabkan

viskositas rendah. Hal ini disebabkan oleh semakin tinggi kadar amilosa, maka

kapasitas penyerapan air dan elastisitas semakin menurun sehingga kekerasan

meningkat (Sakinah, et al., 2018).

4.1.2 Hasil Fourier Transform Infra Red (FTIR) Pati

Analisa FTIR (Fourier Transform Infra Red) bertujuan mengidentifikasi

gugus fungsi dari komponen-komponen penyusun pati. Hasil FTIR ekstraksi pati biji

durian tanpa dan dengan larutan natrium metabisulfit 1% ditampilkan pada Gambar

4.1.

Gambar 4.1 Fourier Transform Infra Red (FTIR) Ekstraksi Pati Biji Durian Tanpa

dan Dengan Natrium Metabisulfit 1%

C-H

alkana

C-O

S=O C-H

aromatis O-H

C-N

0

10

20

30

40

Tra

nsm

itta

nce

(%

)

Wavenumbers (cm-1)

Tanpa Natrium Metabisulfit

Dengan Natrium Metabisulfit 1%

C=O

4000 3000 2000 1000

43

Tabel 4.2 Bilangan Gelombang Gugus Fungsi Pati Biji Durian

Frekuensi (cm-1

) Jenis Ikatan

3200-3680; 2000-3400 O-H (Alkohol; Asam Karboksilat)

2800-3100 C-H (Alkana)

1600-1780 C=O (Ester)

1265-1380 C-N

1150-1300 S=O

1200-1280 C-C

1000-1300 C-O

690-900 C-H (Aromatik)

(Pavia, et al., 2009)

Hasil FTIR ekstraksi pati biji durian tanpa natrium metabisulfit yang

diperoleh menunjukkan adanya amilosa dan amilopektin dengan bilangan gelombang

yang menyatakan gugus O-H pada bilangan gelombang 3411,50 cm-1

. Gugus C-H

alkana pada bilangan gelombang 2931,61. Gugus C=O ester pada bilangan

gelombang 1648 cm-1

. Gugus C-O eter pada bilangan gelombang 1076,54 cm-1

dan

1149,12 cm-1

. Gugus C-H aromatik ditunjukkan pada bilangan gelombang 758,29

cm-1

dan 860,89 cm-1

. Adanya puncak serapan pada bilangan gelombang FTIR pati

biji durian menunjukkan keberadaan gugus C-N amina pada bilangan gelombang

1330,85 cm-1

. Gugus C-N amina ini diduga berasal dari protein yang terkandung di

dalam pati. Protein merupakan polimer dari monomer asam amino. Puncak serapan

pada bilangan gelombang FTIR pati biji durian menunjukkan keberadaan gugus C-O

ester terdapat pada bilangan gelombang 1076,54 cm-1

dan 1149,12 cm-1

. Gugus C-O

ester ini diduga berasal dari lemak yang terkandung di dalam pati.

Hasil FTIR pati biji durian dengan natrium metabisulfit 1% yang diperoleh

menunjukkan adanya amilosa dan amilopektin dengan bilangan gelombang yang

menyatakan gugus O-H pada bilangan gelombang 3428,72 cm-1

. Gugus C-H alkana

pada bilangan gelombang 2925,96. Gugus C=O ester pada bilangan gelombang

1643,44 cm-1

. Gugus C-O eter pada bilangan gelombang 1030,88 cm-1

. Gugus C-H

ditunjukkan pada bilangan gelombang 708,62 cm-1

, 763,78 cm-1

dan 860,72 cm-1

.

Adanya puncak serapan pada bilangan gelombang FTIR pati biji durian

menunjukkan keberadaan gugus C-N amina pada bilangan gelombang 1369,72 cm-1

.

Gugus C-N amina ini diduga berasal dari protein yang terkandung di dalam pati.

Protein merupakan polimer dari monomer asam amino. Puncak serapan pada

bilangan gelombang FTIR pati biji durian menunjukkan keberadaan gugus C-O ester

44

terdapat pada bilangan gelombang 1030,88 cm-1

. Gugus C-O ester ini diduga berasal

dari lemak yang terkandung di dalam pati. Pada pati menunjukkan keberadaan gugus

S=O pada bilangan gelombang 1241,46 cm-1

. Hal ini disebabkan ekstraksi pati

dengan penambahan larutan natrium metabisulfit. Gugus S=O berasal dari larutan

natrium metabisulfit yang terkandung pada pati sehingga penambahan larutan

natrium metabisulfit mencegah terjadinya pencoklatan (anti-browning).

4.1.3 Hasil Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-Ray

Spectroscopy (SEM EDX) Pati

Analisa SEM EDX (Scanning Electron Microscope Energy Dispersive X-ray

Spectroscopy) bertujuan untuk mengetahui morfologi dari permukaan bahan, struktur

dan komposisi bahan. Hasil SEM EDX ekstraksi pati biji durian tanpa dan dengan

larutan natrium metabisulfit 1% ditampilkan pada Gambar 4.2.

(a)

(b)

Gambar 4.2 Hasil Analisa SEM EDX Ekstraksi Pati Biji Durian dengan

Perbesaran 3000 kali (a) Tanpa Natrium Metabisulfit; (b) Dengan

Natrium Metabisulfit 1%

10 µm10 µm10 µm10 µm10 µm

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00

keV

0

800

1600

2400

3200

4000

4800

5600

6400

7200

8000

Co

unts

CK

aO

Ka

Cu

Ll

Cu

La

Cu

Ka

Cu

Kb

10 µm10 µm10 µm10 µm10 µm

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00

keV

0

800

1600

2400

3200

4000

4800

5600

6400

7200

Counts

CK

aO

Ka

NaK

a

SK

aS

Kb

KK

aK

Kb

CuL

lC

uL

a

CuK

a

CuK

b

10 μm

10 μm

45

Gambar 4.2 (a) terlihat pati memiliki ukuran partikel yang belum seragam.

Hal ini disebabkan pengayakan pati dilakukan memakai ayakan 100 mesh, ukuran

partikel yang lebih kecil dari 100 mesh berhasil melewati saringan sehingga ukuran

partikel belum seragam. Pati memiliki granula berbentuk semi bulat yang berukuran

10 μm. Hasil EDX pati menunjukkan adanya kandungan C sebesar 99,19% dan CuO

sebesar 0,81%.

Gambar 4.2 (b) terlihat pati memiliki ukuran partikel yang belum seragam.

Hal ini disebabkan penghalusan pati dengan blender yang belum sempurna sehingga

ukuran partikel belum seragam. Pati memiliki granula berbentuk semi bulat yang

berukuran 10 μm. Hasil EDX pati menunjukkan adanya kandungan C sebesar

97,53%, Na2O sebesar 0,42%, SO3 sebesar 0,47%, K2O sebesar 0,51% dan CuO

sebesar 1,07%.

Menurut Gao, et al., (2016) distribusi ukuran partikel granula pati yaitu antara

2-14 μm. Berdasarkan ukuran pati di atas, pati biji durian yang diekstrak termasuk

dalam pati ukuran kecil. Granula pati yang berukuran kecil ini dipengaruhi oleh

proses penggilingan dan pengayakan yang dilakukan terhadap pati biji durian.

Pada gambar 4.2 terlihat hasil ekstraksi pati tanpa natrium metabisufit

memiliki warna yang lebih gelap daripada hasil ekstraksi pati dengan natrium

metabisulfit menujukkan bahwa natrium metabisulfit telah bekerja sebagai anti-

browning pada pati, sehingga pati memiliki warna yang lebih cerah dan putih. Hal ini

didukung adanya senyawa SO3 dan Na2O pada pati. Dari hasil FTIR juga terdeteksi

adanya gugus S=O yang berasal dari larutan natrium metabisulfit sehingga pati

dengan penambahan natrium metabisulfit bekerja mencegah terjadinya pencoklatan

(efek browning).

4.1.4 Hasil Analisa Derajat Kecerahan Pati

Derajat kecerahan suatu bahan merupakan kemampuan suatu bahan untuk

memantulkan cahaya yang mengenai permukaannya. Derajat kecerahan pati

ditunjukkan dari hasil uji warna dengan kromameter yaitu indeks kecerahan dan

indeks keputihan. Hasil ekstraksi pati biji durian dengan penambahan larutan natrium

metabisulfit yang divariasikan konsentrasinya (0%; 0,2%; 0,4; 0,6%; 0,8%; 1% w/v)

ditampilkan pada Gambar 4.3.

46

Natrium Metabisulfit 0%

Natrium Metabisulfit 0,2%

Natrium Metabisulfit 0,4%

Natrium Metabisulfit 0,6%

Natrium Metabisulfit 0,8%

Natrium Metabisulfit 1,0%

Gambar 4.3 Pati Biji Durian (Durio zibethinus)

Gambar 4.3 terlihat secara visual hasil ekstraksi pati biji durian tanpa

penambahan larutan natrium metabisulfit memiliki warna putih kecoklatan dan pati

terlihat semakin putih seiring semakin besar konsentrasi natrium metabisulfit yang

ditambahkan. Pati dengan warna putih terbaik yaitu pati dengan penambahan larutan

natrium metabisulfit 0,8%. Hal ini disebabkan natrium metabisulfit mencegah proses

pencoklatan pada proses pengolahan pati (Gambar 2.2). Dari hasil FTIR juga

terdeteksi adanya gugus S=O yang berasal dari larutan natrium metabisulfit.

Didukung dengan hasil SEM pati tanpa larutan natrium metabisufit memiliki warna

yang lebih gelap daripada pati dengan larutan natrium metabisulfit menujukkan

bahwa natrium metabisulfit telah bekerja sebagai anti-browning pada pati, sehingga

pati memiliki warna yang lebih cerah dan putih.

4.1.4.1 Indeks Kecerahan (Brightness Index)

Indeks kecerahan (brightness index) disebut L* adalah nilai terangnya warna

sebuah pati memantulkan cahaya. Pengaruh variasi konsentrasi larutan natrium

metabisulfit terhadap indeks kecerahan pati (L*) ditampilkan pada Gambar 4.4.

47

Gambar 4.4 Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Natrium Metabisulfit

terhadap Indeks Kecerahan (L*) Pati Biji Durian

Gambar 4.4 terlihat indeks kecerahan pati meningkat pada konsentrasi larutan

natrium metabisulfit 0-0,8% (w/v). Indeks kecerahan pati menurun pada konsentrasi

larutan natrium metabisulfit 1% (w/v). Indeks kecerahan pati terbesar diperoleh pada

konsentrasi larutan natrium metabisulfit 0,8% (w/v).

Indeks kecerahan pati terlihat meningkat seiring dengan bertambahnya

konsentrasi larutan natrium metabisulfit. Semakin besar konsentrasi natrium

metabisulfit maka akan semakin besar tingkat kecerahan pati. Hal ini disebabkan

natrium metabisulfit mencegah proses pencoklatan pada proses pengolahan pati.

Natrium metabisulfit mencegah proses pencoklatan pada pati yaitu, membentuk

ikatan sulfida dengan enzim fenolase menyebabkan enzim tidak dapat mengoksidasi

senyawa fenolik penyebab browning, sehingga pati yang dihasilkan lebih cerah dan

putih (Kuijpers, et al., 2012).

Indeks kecerahan pati terlihat menurun pada konsentrasi larutan natrium

metabisulfit 1% (w/v). Hal ini disebabkan karena reaksi inhibisi pencoklatan oleh

sulfit, yaitu reaksi yang menghambat atau menurunkan laju reaksi pecoklatan oleh

sulfit. Menurut Kuijpers, et al., (2012), ada 3 mekanisme inhibisi pencoklatan oleh

sulfit, yaitu: inhibisi reaksi enzimatik searah yaitu pencegahan pencoklatan secara

optimal, pembentukan produk tambahan antara sulfit dan o-quinon sehingga

mencegah terjadinya reaksi pencoklatan lebih lanjut lagi pada pati biji durian,

90

91

92

93

94

95

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Ind

ek

s K

ecerah

an

Konsentrasi Larutan Natrium Metabisulfit (g/L)

48

reduksi o-quinon sehingga membalikan arah reaksi enzimatik yaitu mencegah reaksi

inhibisi pencoklatan oleh sulfit (Gambar 2.2).

4.1.4.2 Indeks Keputihan (Whiteness Index)

Indeks keputihan (whiteness index) adalah nilai numerik sederhana yang

menentukan warna putih pati. Indeks keputihan diperoleh dari perhitungan dengan

nilai L *, a *, b *. Indeks keputihan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

sebagai berikut:

Indeks Keputihan = 100 −√

Dimana:

L* : Tingkat kecerahan berkisar dari 0 (hitam) hingga 100 (putih)

a* : (+a) warna kemerahan

(-a) warna kehijauan

b* : (+b) warna kekuningan

(-b) warna kebiruan

Pengaruh variasi konsentrasi larutan natrium metabisulfit terhadap indeks keputihan

ditampilkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5 Pengaruh Variasi Konsentrasi Larutan Natrium Metabisulfit terhadap

Indeks Keputihan Pati Biji Durian

Gambar 4.5 terlihat indeks keputihan pati mengalami fluktuasi seiring dengan

bertambahnya konsentrasi larutan natrium metabisulfit. Indeks keputihan pati

meningkat pada konsentrasi larutan natrium metabisulfit 0-0,4% (w/v) dan 0,8%

89

90

91

92

93

94

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Ind

ek

s K

ep

uti

han

Konsentrasi Larutan Natrium Metabisulfit (g/L)

(4.1)

49

(w/v), menurun pada konsentrasi larutan natrium metabisulfit 0,6% (w/v) dan 1%

(w/v). Indeks keputihan pati terbesar diperoleh pada konsentrasi larutan natrium

metabisulfit 0,8% (w/v).

Indeks keputihan pati terlihat meningkat seiring bertambahnya konsentrasi

larutan natrium metabisulfit. Hal ini disebabkan karena natrium metabisulfit

mencegah proses pencoklatan aktivitas enzim fenolase, sehingga proses kerja enzim

terhambat (Choirunisa, et al., 2014). Hal ini didukung dengan meningkatnya indeks

keputihan pati seiring dengan bertambahnya konsentrasi natrium metabisulfit. Indeks

keputihan terbesar diperoleh pada konsentrasi larutan natrium metabisulfit 0,8%

(w/v).

Indeks keputihan pati terlihat menurun pada konsentrasi larutan natrium

metabisulfit 1% (w/v). Hal ini disebabkan oleh reaksi inhibisi pencoklatan oleh sulfit

yaitu reaksi yang menghambat atau menurunkan laju reaksi pecoklatan oleh sulfit.

Menurut Kuijpers, et al., (2012), ada 3 mekanisme inhibisi pencoklatan oleh sulfit,

yaitu: inhibisi reaksi enzimatik searah yaitu pencegahan pencoklatan secara optimal,

reduksi o-quinon sehingga membalikan arah reaksi enzimatik yaitu mencegah reaksi

inhibisi pencoklatan oleh sulfit, dan pembentukan produk tambahan antara sulfite

dan o-quinon, sehingga mencegah terjadinya reaksi pencoklatan lebih lanjut lagi

pada pati biji durian (Gambar 2.2).

Dari hasil FTIR juga terdeteksi adanya gugus S=O yang berasal dari larutan

natrium metabisulfit. Didukung dengan hasil SEM pati tanpa natrium metabisufit

memiliki warna yang lebih gelap daripada pati dengan natrium metabisulfit

menujukkan bahwa natrium metabisulfit telah berfungsi sebagai anti-browning pada

pati, sehingga pati memiliki warna yang lebih cerah dan putih.

4.1.5 HASIL X-RAY DIFFRACTION (XRD) PATI

Analisa XRD (X-Ray Diffraction) bertujuan untuk menganalisis struktur

kristal dari pati biji durian yang dihasilkan. Hasil XRD ekstraksi pati biji durian

tanpa dan dengan penambahan larutan natrium metabisulfit 1% ditampilkan pada

Gambar 4.6.

50

Gambar 4.6 Hasil Analisa X-Ray Diffraction (XRD) Ekstraksi Pati Biji Durian

Tanpa dan Dengan Penambahan Natrium Metabisulfit 1%

Derajat kristalinitas menggunakan XRD dihitung berdasarkan metode segal

dengan memperkirakan jumlah fase kristalin (002) dan fasa amorf (Am) pada pati.

Indeks kristalinitas dihitung berdasarkan perbandingan antara tinggi puncak (I002)

dan tinggi puncak minimum (IAm).

Gambar 4.6 terlihat pola difraksi XRD dari pati tanpa penambahan larutan

natrium metabisulfit menunjukkan puncak yang berada pada 2θ = 16,98o dengan

intensitas sebesar 808 dan indeks kristalinitas sebesar 25,24%. Hal ini sesuai dengan

yang dilaporkan Cao et al., (2019) bahwa pati memiliki nilai kristalinitas yang

rendah.

Gambar 4.6 terlihat pola difraksi XRD dari pati dengan penambahan larutan

natrium metabisulfit 1% menunjukkan puncak yang berada pada 2θ = 16,84o dengan

intensitas sebesar 702 dan indeks kristalinitas 28,49%. Hasil XRD menunjukkan

adanya kandungan NaO3Al24O10(OH)2.2H2O, NaO3Al68O20.10H2O dan

Na10Mg3Al16Si32O96.25H2O pada pati. Hal ini disebabkan oleh perbedaan perlakuan

perendaman saat isolasi pati.

Pola kristalinitas pati dengan perendaman larutan natrium metabisulfit

memiliki indeks kristalinitas lebih tinggi daripada pati tanpa perendaman larutan

natrium metabisulfit. Hal ini disebabkan oleh perbedaan perlakuan perendaman saat

ekstraksi pati. Perbedaan perlakuan ekstraksi pati diduga memutus rantai cabang

pada pati (amilopektin) menjadi rantai lurus (amilosa), sehingga membentuk keadaan

0

150

300

450

600

750

900

70.000 270.000 470.000 670.000

Inte

nsi

tas

2 Theta

Tanpa Natrium Metabisulfit

Dengan Natrium Metabisulfit 1%

I002

Iam

51

kristalin pada pati. Didukung penelitian sebelumnya oleh Ginting, et al., 2017,

ekstraksi pati yang dilakukan tanpa penambahan larutan natrium metabisulfit

memiliki kandungan amilosa 22,53% dan amilopektin 54,31% dengan rasio

amlosa/amilopektin yaitu 29/71. Sedangkan ekstraksi pati yang dilakukan dengan

penambahan larutan natrium metabisulfit memiliki kandungan amilosa 31,22% dan

amilopektin 33,81% dengan rasio amilosa/amilopektin 48/52. Hasil ini menunjukkan

amilosa dengan penambahan larutan natrium metabisulfit lebih tinggi daripada

amilosa tanpa penambahan larutan natrium metabisulfit sehingga menyebabkan

peningkatan kristalinitas setelah melewati proses penambahan senyawa natrium

metabisulfit. Dari hasil SEM EDX juga terdeteksi adanya gugus senyawa Na2O yang

berasal dari larutan natrium metabisulfit sehingga pati dengan penambahan natrium

metabisulfit bekerja mencegah terjadinya pencoklatan (efek browning).

4.2 HASIL ANALISA DAN KARAKTERISTIK BIOPLASTIK

Pati yang digunakan dalam pembuatan bioplastik ini adalah pati yang secara

visual terlihat lebih putih dan cerah yaitu pati dengan penambahan larutan natrium

metabisulfit 1% (w/v). Pati yang putih dan cerah akan menghasilkan bioplastik yang

lebih transparan.

4.2.1 Hasil Fourier Transform Infra Red (FTIR)

Analisa FTIR (Fourier Transform Infra Red) bertujuan mengidentifikasi

gugus fungsi dari komponen-komponen penyusunbahan. Hasil FTIR CMC

(Carboxymethyl Cellulose), bioplastik tanpa plasticizer EG (Ethylene Glycol) dan

bioplastik dengan plasticizer EG (Ethylene Glycol) ditampilkan pada Gambar 4.7.

52

Gambar 4.7 Fourier Transform Infra Red (FTIR) CMC; Bioplastik Tanpa EG dan

Bioplastik Dengan EG

Tabel 4.3 Bilangan Gelombang Gugus Fungsi CMC dan Bioplastik

Frekuensi (cm-1

) Jenis Ikatan

3200-3680; 2000-3400 O-H (Alkohol; Asam Karboksilat)

2800-3100 C-H (Alkana)

1600-1820 C=O

1265-1380 C-N

1200-1280 C-C

1000-1380 C-O

690-900 C-H (Aromatik)

(Pavia, et al., 2009)

Hasil FTIR CMC yang diperoleh terlihat adanya gugus O-H alkohol dengan

puncak serapan pada bilangan gelombang 3600,90 cm-1

. Gugus C-H alkana pada

bilangan gelombang 2921,59 cm-1

. Gugus O-H karboksilat pada bilangan gelombang

2345,98 cm-1

yang berasal dari senyawa asam karboksilat CMC. Gugus C=O alkena

pada bilangan gelombang 1604,27 cm-1

berasal dari kalboksilat CMC. Gugus C-N

amina pada bilangan gelombang 1327,71 cm-1

yang berasal dari senyawa selulosa.

Adanya puncak serapan pada bilangan gelombang 1063,84 cm-1

menunjukkan

adanya gugus alkohol, eter, asam karboksilat dan ester C-O.

Hasil FTIR bioplastik pati biji durian dengan CMC dan tanpa plasticizer EG

yang diperoleh terlihat adanya puncak serapan yang menyatakan gugus O-H pada

bilangan gelombang 3281,51 cm-1

. Gugus C-H alkana dan O-H karboksilat pada

0

20

40

60

80

100

120

01000200030004000

Tra

nsm

itta

nce

(%

)

Wavenumbers (cm-1)

CMC

Bioplastik Tanpa EG

Bioplastik Dengan EG

O-H

alkohol

C-H C-N

C-O

C-H

aromatis

O-H karboksilat

C=O

C-C

53

bilangan gelombang 2924,52. Gugus C=O alkena pada bilangan gelombang 1635,42

cm-1

berasal dari karboksilat CMC. Gugus C-O eter pada bilangan gelombang

1030,88 cm-1

. Gugus C-H aromatik ditunjukkan pada bilangan gelombang 708,62

cm-1

, 763,78 cm-1

dan 860,72 cm-1

. Gugus C-N amina pada bilangan gelombang

1369,72 cm-1

. Gugus C-O ester terdapat pada bilangan gelombang 1030,88 cm-1

.

Adanya gugus-gugus tersebut menunjukkan struktur yang terdapat pada bioplastik

tanpa EG yang berasal dari gugus-gugus penyusunnya yaitu pati biji durian dan

CMC. Bioplastik tersebut bersifat biodegradable (mudah terurai) dibuktikan dengan

adanya gugus C-O pada struktur ikatannya.

Hasil FTIR bioplastik pati biji durian dengan CMC dan plasticizer EG yang

diperoleh terlihat adanya puncak serapan yang menyatakan gugus O-H pada bilangan

gelombang 3284,17 cm-1

. Gugus C-H alkana dan O-H karboksilat pada bilangan

gelombang 2923,84. Gugus C=O pada bilangan gelombang 1645,90 cm-1

. Gugus C-

O eter pada bilangan gelombang 1011,54 cm-1

, 1076,10 cm-1

, 1148,96 cm-1

. Gugus

C-H aromatik ditunjukkan pada bilangan gelombang 701,83 cm-1

, 755,78 cm-1

dan

859,30 cm-1

. Gugus C-N amina pada bilangan gelombang 1331,74 cm-1

. Gugus C-O

ester terdapat pada bilangan gelombang 1011,54 cm-1

. Adanya puncak serapan pada

bilangan gelombang 1206,19 cm-1

menunjukkan gugus C-C alkana. Terdapat gugus

C-C alkana dan O-H menunjukkan keberadaan EG. Hal ini membuktikan bahwa EG

telah bekerja sebagai plasticizer pada bioplastik.

4.2.2 Densitas Bioplastik

Uji densitas merupakan pengujian yang dilakukan untuk mengetahui seberapa

besar kerapatan atom-atom penyusun material yang saling berikatan atau berinteraksi

antara satu atom dengan atom lainnya yang diukur melalui pengukuran massa tiap

satuan volume. Hasil pengaruh variasi konsentrasi pengisi carboxymethyl cellulose

(CMC) terhadap densitas bioplastik dengan plasticizer etilen glikol (EG) 10%

ditampilkan pada Gambar 4.8.

54

Gambar 4.8 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose

(CMC) terhadap Densitas Bioplastik dengan Plasticizer Etilen Glikol

(EG) 10%

Gambar 4.8 terlihat densitas bioplastik meningkat seiring bertambahnya

konsentrasi pengisi CMC. Densitas bioplastik tertinggi diperoleh pada konsentrasi

CMC 4% (w/v) yaitu sebesar 1,51 g/cm3. Sedangkan densitas terendah diperoleh

pada konsentrasi CMC 0% yaitu sebesar 1,22 g/cm3. Densitas bioplastik meningkat

seiring dengan bertambahnya konsentrasi pengisi CMC.

Semakin tinggi konsentrasi CMC maka semakin besar ikatan yang terjadi,

sehingga menyebabkan densitas meningkat. Dengan adanya penambahan pengisi

CMC dapat mengisi dan meningkatkan kerapatan struktur bioplastik. Bioplastik

tanpa pengisi CMC memiliki kerapatan antar molekul polimer lebih rendah

dibandingkan dengan bioplastik dengan pengisi CMC, karena adanya ikatan antar

pati dengan pengisi CMC. Keberadaan CMC dalam larutan cenderung membentuk

ikatan dalam molekul polimer yang menyebabkan molekul pelarut akan terikat

didalamnya sehingga terjadi immobilisasi molekul pelarut yang dapat membentuk

struktur molekul yang kaku sehingga menyebabkan densitas meningkat.

Hal ini menunjukkan bahwa densitas meningkat sebanding dengan

penambahan pengisi CMC. Kerapatan suatu bahan berpengaruh terhadap sifat

mekanik bahan tersebut, semakin rapat suatu bahan maka semakin meningkat sifat

mekaniknya.

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0% 1% 2% 3% 4%

Den

sita

s (g

/cm

3)

Konsentrasi CMC (w/v)

55

4.2.3 Penyerapan Air Bioplastik

Uji penyerapan air merupakan uji yang dilakukan untuk mengetahui seberapa

besar bahan tersebut menahan maupun menyerap air yang mana penyerapan air ini

sangat penting dalam pembuatan bioplastik sebagai bahan kemasan.

4.2.3.1 Variasi Konsentrasi CMC dan Plasticizer Terhadap Penyerapan Air

Bioplastik

Hasil pengaruh variasi konsentrasi pengisi carboxymethyl cellulose (CMC)

dan plasticizer etilen glikol (EG) terhadap penyerapan air bioplastik ditampilkan

pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Hasil Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose

(CMC) terhadap Penyerapan Air Bioplastik dengan Plasticizer Etilen

Glikol (EG) 10%

Gambar 4.9 terlihat penyerapan air menurun seiring dengan bertambahnya

konsentrasi pengisi CMC. Penyerapan air tertinggi diperoleh pada konsentrasi CMC

0% (w/v) yaitu sebesar 29,23 %. Sedangkan penyerapan air terendah diperoleh pada

konsentrasi CMC 4% yaitu sebesar 13,29 %.

Penyerapan air disebabkan oleh sifat polar dan hidrofilik pada pati (Zhang

dan Han, 2016). Karena sifat polar dan hidrofilik pati, bioplastik berbasis pati dengan

kerapatan molekul yang rendah memiliki gugus hidroksil (-OH) yang belum

tersubtitusi (masih bebas) sehingga sangat peka terhadap air. CMC memiliki sifat

hidrofilik sehingga penambahan pengisi CMC menyebabkan penyerapan air yang

lebih tinggi. Namun, penjelasan tersebut bertentangan dengan hasil yang diperoleh

yaitu penyerapan air menurun seiring dengan bertambahnya konsentrasi pengisi

0

10

20

30

40

0% 1% 2% 3% 4%

Pen

yer

ap

an

Air

(%

)

Konsentrasi CMC (w/v)

56

CMC. Hal ini karena ketidakhomogenitas pada saat proses pencampuran

menyebabkan partikel-partikel penyusun bioplastik berikatan sangat lemah akibatnya

molekul-molekul oksigen masuk dan membentuk rongga-rongga.

Ketidakhomogenitas penyusun bioplastik menunjukkan adanya CMC yang tidak

terlarut. Sifat CMC yang mudah larut dalam air menyebabkan menurunnya

penyerapan air.

4.2.2.2 Waktu Terhadap Penyerapan Air Bioplastik

Hasil pengaruh waktu penyerapan air bioplastik dengan variasi konsentrasi

pengisi carboxymethyl cellulose (CMC) dan plasticizer etilen glikol (EG) 10%

terhadap penyerapan air bioplastik ditampilkan pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10 Hasil Pengaruh Waktu terhadap Penyerapan Air Bioplastik dengan

Konsentrasi Plasticizer Ethylene Glycol (EG) 10%

Gambar 4.10 terlihat penyerapan air meningkat seiring dengan bertambahnya

waktu. Penyerapan air tertinggi diperoleh pada konsentrasi CMC 0% (w/v) yaitu

sebesar 29,23%. Sedangkan penyerapan air terendah diperoleh pada konsentrasi

CMC 4% yaitu sebesar 13,29%.

Sifat penyerapan air merupakan kemampuan bioplastik menyerap air dalam

waktu tertentu. Hal ini menyebabkan berkurangnya kontak atau kekompakan

komponen bioplastik yaitu antar pati dengan CMC. Sehingga air semakin mudah

masuk ke dalam bioplastik. Bioplastik yang sudah menyerap air semakin lama akan

menyisakan sedikit ruang bebas untuk terus melakukan penyerapan air. Sehingga laju

0

10

20

30

40

0 2 4 6 8 10

Pen

yerap

an

Air

(%

)

Waktu (Jam)

CMC 0%

CMC 1%

CMC 2%

CMC 3%

CMC 4%

0

57

penyerapan air semakin lama akan semakin menurun hingga tidak mampu lagi

menyerap air.

Hal ini menunjukkan bahwa penyerapan air meningkat terhadap waktu dan

berbanding terbalik dengan laju penyerapan air. Semakin lama waktu penyerapan air

bioplastik maka semakin besar penyerapan air yang terjadi.

4.2.4 Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik

Uji kekuatan tarik merupakan pengujian yang dilakukan untuk mengetahui

kemampuan bioplastik dalam menahan beban atau gaya mekanis vertikal yang

diberikan sampai terjadinya rusak atau putus. Hasil kuat tarik bioplastik ditampilkan

pada Gambar 4.11.

Gambar 4.11 Hasil Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose

(CMC) terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik dengan Plasticizer

Etilen Glikol (EG) 10%

Gambar 4.11 terlihat kekuatan tarik meningkat seiring dengan bertambahnya

konsentrasi pengisi CMC. Kekuatan tarik tertinggi diperoleh pada konsentrasi CMC

3% (w/v) yaitu sebesar 15,58 MPa. Sedangkan kekuatan tarik terendah diperoleh

pada konsentrasi CMC 0% yaitu sebesar 5,95 MPa.

Nilai kekuatan tarik meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi

pengisi CMC. Peningkatan ini terjadi karena adanya ikatan hidrogen antara gugus

hidroksil (-OH) dari pati dengan gugus hidroksil (-OH) dan karboksil (-COOH) dari

CMC (Tongdeesoontorn, et al., 2011). Terlihat pada hasil FTIR, dimana gugus C=O

pada CMC dengan bilangan gelombang 1604,27 cm-1

meningkat pada campuran

0

5

10

15

20

25

0% 1% 2% 3% 4%

Kek

uata

n T

arik

(M

Pa)

Konsentrasi CMC (w/v)

58

bioplastik pati-CMC dengan bilangan gelombang 1645,90 cm-1

dan 1635,42 cm-1

.

Peningkatan bilangan gelombang pada FTIR membuktikan adanya interaksi

antarmolekul antara gugus hidroksil (-OH) pati dengan karboksil (-COOH) CMC.

Penambahan pengisi CMC dapat mengisi dan meningkatkan kerapatan struktur

bioplastik. Viskositas yang tinggi dan kemampuan pembentukan bioplastik pati-

CMC menyebabkan molekul-molekul saling berhubungan erat, mengurangi ruang

dan membentuk struktur molekul yang kaku sehingga meningkatkan kekuatan tarik.

Sedangkan nilai kekuatan tarik mengalami penurunan seiring dengan

meningkatnya plasticizer EG. Hal ini disebabkan karena plasticizer EG membentuk

ikatan hidrogen (H2) dan membuat jarak antar rantai-rantai polimer bioplastik

semakin renggang. Dimana ikatan hidrogen merupakan ikatan yang sangat lemah,

lebih lemah dari ikatan kovalen yang menyebabkan peningkatan kecepatan respon

viskoelastis dan pergerakan molekuler rantai polimer bioplastik. Hal ini didukung

oleh Hasil Analisa SEM EDX bioplastik yang ditampilkan pada Gambar 4.12.

(a)

(b)

Gambar 4.12 Hasil Analisa SEM EDX Bioplastik Pati Biji Durian dengan CMC 1%

(w/v) dan EG 10% (v/w) Perbesaran 500 kali (a) Sebelum Putus; (b)

Sesudah Putus

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00

keV

0

800

1600

2400

3200

4000

4800

5600

6400

Co

unts

CK

aO

Ka

NaK

aA

lKa

SK

aS

Kb

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.00 18.00 21.00

keV

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Co

unts

CK

aO

Ka

NaK

aA

lKa

SK

aS

Kb

Cu

Ll

Cu

La

Cu

Ka

Cu

Kb

Dispersi kasar pengisi

Dispersi kasar pengisi

59

Gambar 4.12 (a) terlihat bioplastik sebelum putus memiliki morfologi yang

rapat, hal ini menunjukkan bahwa pati biji durian telah tercampur di dalam

bioplastik. Namun ada titik-titik kecil pada bioplastik yang menunjukkan bahwa cmc

tidak tercampur secara merata di dalam bioplastik. Hal ini disebabkan oleh cmc yang

mudah menggumpal menyebabkan adanya cmc yang tidak terlarut. Terlihat adanya

titik-titik besar menunjukkan adanya penggumpalan pada pengisi CMC. Hal ini

disebabkan viskositas larutan CMC yang tinggi sehingga sulit untuk terdispersi pada

larutan pati. Hasil EDX pati menunjukkan adanya kandungan C sebesar 97,92% ,

Na2O sebesar 1,15%, Al2O3 sebesar 0,29% dan SO3 sebesar 0,65%.

Gambar 4.12 (b) terlihat bioplastik setelah putus memiliki morfologi yang

rapat, hal ini menunjukkan bahwa pati biji durian telah tercampur di dalam

bioplastik. Namun ada titik-titik kecil pada bioplastik yang menunjukkan bahwa cmc

tidak tercampur secara merata di dalam bioplastik. Hal ini disebabkan viskositas

larutan CMC yang tinggi sehingga sulit untuk terdispersi pada larutan pati. Hasil

EDX pati menunjukkan adanya kandungan C sebesar 97,67% , Na2O sebesar 0,83%,

Al2O3 sebesar 0,30%, SO3 sebesar 0,57% dan CuO sebesar 0,63%.

Gambar 4.12 terlihat bioplastik setelah putus terlihat lebih buram daripada

bioplastik sebelum putus, hal ini diakibatkan adanya tarikan yang dialami bioplastik

saat pengujian tarik. Tarikan yang diberikan pada bioplastik menyebabkan ikatan

dari bioplastik terganggu yang ditandai dengan keregangan atau permukaan yang

buram. Adanya kandungan Na2O dan SO3 dalam bioplastik berasal dari treatment

pati yang menggunakan natrium metabisulfit.

4.2.5 Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik

Uji perpanjangan pada saat putus (elongatioin at break) merupakan bagian

dari pengujian kekuatan tarik, pengujian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa

panjang perenggangan bioplastik setelah mengalami gaya penarikan sebelum dan

sesudah mengalami perputusan. Hasil pengaruh variasi konsentrasi pengisi

carboxymethyl cellulose (CMC) terhadap sifat pemanjangan pada saat putus

bioplastik dengan plasticizer etilen glikol (EG) 10% ditampilkan pada Gambar 4.13.

60

Gambar 4.13 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose

(CMC) terhadap Sifat Pemanjangan pada saat Putus Bioplastik

Plasticizer Etilen Glikol (EG) 10%

Gambar 4.13 terlihat sifat pemanjangan pada saat putus mengalami

penurunan seiring dengan bertambahnya konsentrasi pengisi CMC. Sifat

pemanjangan pada saat putus tertinggi diperoleh pada konsentrasi CMC 0% (w/v)

yaitu sebesar 12,10%. Sedangkan kuat tarik terendah diperoleh pada konsentrasi

CMC 3% yaitu sebesar 6,77%.

Persentase perpanjangan putus menurun seiring bertambahnya pengisi CMC.

Penurunan elongasi disebabkan oleh menurunnya jumlah ikatan hidrogen yang

terbentuk akibat matriks tidak optimal dalam mengikat filler CMC menyebabkan

pori-pori pada bioplastik terbentuk, sehingga respon viskoelastisitas menurun.

Dimana respon tersebut menyebabkan bioplastik lebih kaku, keras dan tidak elastis.

Pernyataan ini didukung oleh Toongdeesoontorn (2011) bahwa semakin banyak

CMC yang digunakan mampu meningkatkan kekuatan tarik bioplastik namun juga

mengurangi persentase perpanjangan putus bioplastik.

4.2.6 Modulus Elastisitas Bioplastik

Uji modulus elastis merupakan pengujian yang bertujuan untuk mengetahui

seberapa tahan suatu material bioplastik mengalami regangan terhadap deformasi

elastik pada saat diberikan tegangan luar secara vertikal. Hasil pengaruh variasi

0

5

10

15

20

0% 1% 2% 3% 4%

Pem

an

jan

gan

saat

Pu

tus

(%)

Konsentrasi CMC (w/v)

61

konsentrasi pengisi carboxymethyl cellulose (CMC) dan plasticizer etilen glikol (EG)

terhadap modulus elastisitas bioplastik ditampilkan pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Pengaruh Variasi Konsentrasi Pengisi Carboxymethyl Cellulose (CMC)

dan Plasticizer Etilen Glikol (EG) terhadap Modulus Elastisitas

Bioplastik

Gambar 4.14 terlihat modulus elastisitas meningkat seiring dengan

penambahan konsentrasi CMC. Modulus elastisitas tertinggi diperoleh pada

konsentrasi CMC 4% (w/v) dengan plasticizer EG 10% (wt) yaitu sebesar 244,63

MPa. Sedangkan kuat tarik terendah diperoleh pada konsentrasi CMC 0% dengan

plasticizer EG 10% (wt) yaitu sebesar 26,65 MPa.

Modulus elastisitas dipengaruhi oleh pertambahan CMC yang menyebabkan

terjadinya respon viskoelastis dan mobilitas molekul rantai CMC dan pati yang

menyebabkan modulus elastisitas bioplastik meningkat. Semakin kecil nilai modulus

elastisitas, kemampuan biofilm untuk mempertahankan bentuknya ketika diberikan

gaya semakin kecil (Ghanbarzadeh et al., 2010).

0

100

200

300

0% 1% 2% 3% 4%

Mod

ulu

s E

last

isit

as

(MP

a)

Konsentrasi CMC (w/v)

62

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini:

1. Karakteristik hasil analisa pati biji durian diperoleh kadar air 16,73%, kadar

abu 0,38%, kadar pati 65,03%, kadar amilosa 31,22%, kadar amilopektin

33,81%, kadar lemak 0,12% dan kadar protein 3,18%.

2. Derajat kecerahan pati biji durian terbaik yang diperoleh adalah pati biji

durian dengan natrium metabisulfit 0,8% (w/v) yaitu dengan indeks

kecerahan (L*) 93,32 dan indeks keputihan 91,93.

3. Pati biji durian dengan natrium metabisulfit diperoleh gugus yang sama

dengan komponen penyusunnya S=O yang menandakan adanya

penambahan natrium metabisulfit.

4. Bioplastik dari pati biji durian dengan pengisi CMC dan plasticizer EG

diperoleh gugus yang sama dengan komponen penyusunnya C=O alkena

yang menandakan adanya CMC pada bioplastik. Namun bilangan

gelombang mengalami peningkatan, misalnya pada gugus O-H meningkat

dari 3281,51 cm-1

menjadi 3284,51 cm-1

.

5. Karakteristik hasil analisa SEM EDX pati biji durian diperoleh pati

memiliki granula semi bulat dengan ukuran 10 μm dengan komponen

penyusunnya Na2O dan SO3 yang menandakan adanya penambahan

natrium metabisulfit, serta hasil SEM EDX bioplastik pati biji durian

dengan CMC dan plasticizer EG diperoleh daerah pada daerah hasil

patahan analisa kekuatan tarik bahwa bioplastik menunjukkan kerapatan

yang rapat dan kompak, kasar, dan pati maupun CMC telah larut cukup

baik dalam bioplastik yang dihasilkan.

6. Karakteristik hasil analisa XRD pati biji durian dengan natrium

metabisulfit memiliki indeks kristalinitas yang lebih tinggi daripada pati

biji durian tanpa natrium metabisulfit yaitu 28,49%, serta adanya

kandungan senyawa Na pada pati.

63

7. Hasil analisa densitas bioplastik pati biji durian dengan CMC dan

plasticizer EG tertinggi yang diperoleh adalah pada kosentrasi CMC 4%

dan plasticizer EG 10% yaitu sebesar 1,51 g/cm3.

8. Hasil analisa penyerapan air (water absorption) bioplastik pati biji durian

dengan CMC dan plasticizer EG tertinggi yang diperoleh adalah pada

kosentrasi CMC 0% dan plasticizer EG 10% yaitu sebesar 29,23 % serta

laju penyerapan air tertinggi saat 2 jam pertama.

9. Hasil analisa sifat kekuatan tarik (tensile strength) bioplastik pati biji

durian dengan CMC dan plasticizer EG terbaik yang diperoleh adalah pada

kosentrasi CMC 3% dan plasticizer EG 10% yaitu sebesar 15,58 MPa.

10. Hasil analisa sifat pemanjangan pada saat putus (elongation at break)

bioplastik pati biji durian dengan CMC dan plasticizer EG terbaik yang

diperoleh adalah pada kosentrasi CMC 0% dan plasticizer EG 10% yaitu

sebesar 12,10%.

11. Hasil analisa sifat modulus elastisitas bioplastik pati biji durian dengan

CMC dan plasticizer EG terbaik yang diperoleh adalah pada kosentrasi

CMC 4% dan plasticizer EG 10% yaitu sebesar 244,63%.

5.2 SARAN

Demi kesempurnaan penelitian ini, maka untuk penelitian selanjutnya peneliti

menyarankan:

1. Reaksi antara air dengan pati berjalan sangat lambat, sehingga perlu dikaji

katalisator yang dapat mempercepat proses hidrolisis pati.

2. Sebaiknya peneliti selanjutnya membuat suatu produk seperti cup atau

plastik wrapped dari bioplastik terbaik yang dihasilkan sebagai aplikasi

dari penelitian.

64

DAFTAR PUSTAKA

Alay, S C. A., dan M. A. A. Meireles. Physicochemical Properties, Modifications

and Applications of Starches from Different Botanical Sources. Food

Science And Technology. 35(2): 215-236, Abr.-Jun. 2015.

Amid, B., H. Mirhosseini, dan S. Kostadinović. Chemical Composition and

Molecular Structure of Polysaccharide Protein Biopolymer from Durio

zibethinus Seed: Extraction and Purification Process. Chem. Cent. J., Vol. 6,

No. 1, P. 117, 2012.

ASTM D792-91. Standard Test Method for Density and Specific Gravity (Relative

Density) of Plastics by Displacement. The American Society for Testing and

Materials. 1991.

ASTM D 638-00. Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics. An

American National Standard. 2005.

Aripin, S., B. Saing, dan E. Kustiyah. Studi Pembuatan Bahan Alternatif Plastik

Biodegradable dari Pati Ubi Jalar dengan Plasticizer Gliserol dengan Metode

Melt Intercalation. 2017.

Ban, W., J. Song, D. S. Argyropoulos, dan L. A. Lucia. Influence of Natural

Biomaterials on The Elastic Properties of Starch-Derived Films: An

Optimization Study. American Chemical Society. 45, 627-633. 2006.

Cao, X., J. Tong, M. Ding, K. Wang, L. Wang, D. Cheng, H. Li, A. Liu, J. Liu, Z.

Zhao, Z. Wang dan X. Gao. Physicochemical Properties of Starch in

Relation to Rheological Properties of Wheat Dough (Triticum aestivum L.)

Food Chemistry. 297 (2019) 125000.

Chandra, A., dan H. M. Inggrid. Pengaruh pH dan Jenis Larutan Perendam Pada

Perolehan dan Karakterisasi Pati Dari Biji Alpukat. Pp.30–39, 2013.

Chandra, R. A. I., S. Sriwidodo, A. N. Hasanah dan R. Agustina. Optimization of

Starch from Indonesian Local Corn with Concentration Variation of Sodium

Metabisuphite and Drying Time. International Journal Of Chemical

Engineering And Applications. Vol. 7, No. 2, April 2016.

Chen, M., T. Runge, L. Wang, R. Li, J. Feng, X. L. Shu, dan Q. S. Shi. Hydrogen

Bonding Impact on Chitosan Plasticization. Carbohydrate Polymers. 2018.

Choirunisa, R. Fala., B. Susilo, dan W. A. Nugroho. Pengaruh Perendaman Natrium Bisulfit (NaHSO3) Dan Suhu Pengeringan Terhadap Kualitas Pati Umbi

Ganyong (Canna edulis Ker). Jurnal Bioproses Komoditas Tropis. Vol. 2

No. 2, Agustus 2014.

65

Collison R. Swelling and Gelation Of Starch. Vol. 1, Pp. 29–37, 2004.

Cornelia, M., R. Syarief, H. Effendi dan B. Nurtama. Pemanfaatan Pati Biji Durian

(Durio Zibethinus Murr.) dan Pati Sagu (Metroxylon Sp.) dalam Pembuatan

Bioplastik. Bogor Agricultur University. Bogor. 2013.

Erfan A. Sintesis Bioplastik dari Pati Ubi Jalar Menggunakan Penguat Logam ZnO

dan Penguat Alami Kitosan. Depok. 2012.

Fauzi, A. A., M. Muhsin, dan A. Sukainah. Pengaruh Variasi Larutan Perendaman

Sukun terhadap Karakteristik Fisiko Kimia Tepung Sukun. Jurnal Pendidikan

Teknologi Pertanian, Vol. 2 : S79-S86. 2016.

Fernandes, S., T. P. R. Santosa, A. M. Fernandes, dan M. Leonel. Harvest Time

Optimization Leads to The Production of Native Cassava Starches with

Different Properties. International Journal of Biological Macromolecules.

S0141-8130(19)30554-9.

Gao, J., I. Kreft, G. Chao, Y. Wang, X. Liu, L. Wang, P. Wang, X. Gao dan B. Feng.

Tartary Buckwheat (Fagopyrum tataricum Gaertn.) Starch, A Side Product

in Functional Food Production, as A Potential Source of Retrograded

Starch. Food Chemistry. 190 (2016) 552–558.

Garg, U., J. Lowry dan D. A. Algren. Ethylene Glycol and Other Glycols: Analytical

and Interpretation Issues. Critical Issues in Alcohol and Drugs of Abuse

Testing. 2019. B978-0-12.

Ghanbarzadeh, B., H. Almasi, A. A. Entezami. Physical Properties of Edible

Modified Starch/Carboxymethyl Cellulose Films. Innovative Food and

Emerging Technologies. 697-702. 2010.

Gill, M. Bioplastic: A Better Alternative to Plastics. International Journal of

Research in Applied Natural and Social Sciences (Impact: Ijranss). Vol. 2,

Issue 8, 115-120. 2014.

Ginting, M. H. S., M. Kristiani, Y. Amelia dan R. Hasibuan. The Effect of Chitosan,

Sorbitol, and Heating Temperature Bioplastic Solution on Mechanical

Properties of Bioplastic from Durian Seed Starch (Durio zibehinus). Int.

Journal of Engineering Research and Applications. Vol. 6, Issue 1, Pp. 33-

38. 2016.

Guo, J., L. Kong, B. Du dan B. Xu. Morphological and Physicochemical

Characterization of Starches Isolated from Chestnuts Cultivated in Different

Regions of China. International Journal of Biological Macromolecules.

2019.

Harper J. M. Extrusion Of Foods. Vol 1. Boca Raton: Florida : Crc Press, 1990.

66

Hendri, S., Lutfi, Musthofa dan Masruroh. Optimasi Plastik Biodegradable

Berbahan Jelarut (Marantha arundinacea L) dengan Variasi LLDPE untuk

Meningkatkan Karakteristik Mekanik. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis

danBiosistem, 2 (2) : hal. 124-130. 2014.

Kaushik, A., dan R. Kaur. Thermoplastic Starch Nanocomposites Reinforced with

Cellulose Nanocrystals: Effect of Plasticizer on Properties. Composite

Interfaces, ISSN : 0927-6440. 2016.

Kibar, E., A. Arık, İ. Gönenç dan F. Us. Gelatinization of Waxy, Normal and High

Amylose Corn Starches. Gida, Vol. 35, No. 4, Pp. 237–244, 2010.

Kuijpers, T. F. M., C. E. N. Cuenca, J. P. Vincken, A. J. W. Verloop, W. J. H. van

Berkel, dan H. Gruppen. Inhibition of Enzymatic Browning of Chlorogenic

Acid by Sulfur- Containing Compounds. Journal of Agricultural and Food

Chemistry. 2012.

Li, L., H. Chen, M. Wang, X. Lv, Y. Zhao, dan L. Xia. Development and

Characterization of Irradiated Corn Starch Film. 2018.

Madruga, M. S., F. S. M. Albuquerque, I. R. A. Silva, D. S. Amaral, M. Magnani dan

V. Q. Neto. Chemical, Morphological and Functional Properties of Brazilian

Jackfruit (Artocarpus heterophyllus L.) Seeds Starch. Food Chemistry. 143.

440–445. 2014.

Lubis M., M. B. Harahap, M. H. S. Ginting, M. Sartika, dan H. Azmi. Effect of

Microcrystalline Cellulose (MCC) from Sugar Palm Fibres and Glycerol

Addition on Mechanical Properties of Bioplastic from Avocado SeedStarch

(Persea Americana Mill). Full Paper Proceeding ECBA. University ofSumatera

Utara, Indonesia, 31: hal. 1-10. 2016.

Masrol, S. R., M. H. I. Ibrahim, S. Adnan. Chemi-mechanical Pulping of Durian

Rinds. Procedia Manufacturing. 171-180. 2015.

Mittal. Polymers from Renewable Resources, In Renewable Polymers. Synthesis,

Processing, And Technology, Salem, Ma: Scrinever, Pp. 1–22. 2012.

Mohpraman, Kiranun dan J. Siriphanich. Safe Use of Sodium Metabisulfite in Young

Coconuts. Postharvest Biology And Technology. 76–78. 2012.

Mohsenabadi, N., A. Rajaei, M. Tabatabaei dan A. Mohsenifar. Physical and

Antimicrobial Properties of Starch-Carboxy Methyl Cellulose Film Containing

Rosemary Essential Oils Encapsulated in Chitosan Nanogel. International

Journal of Biological Macromolecules. 148-155. 2018.

Muneer, F. Bioplastics from natural polymers. Introductory paper at the Faculty of

Landscape Architecture, Horticulture and Crop Production Sciences.

University of Agricultural Sciences Alnarp. 2014.

67

Mustafa, A. Analisis Proses Pembuatan Pati Ubi Kayu (Tapioka) Berbasis Neraca

Massa. Argointek. Politeknik Pertanian Negeri Pangkep: Sulawesi Selatan.

2015.

Navaratne, N. H., dan N. T Nawarathne. Determination of Suitability of Durian

(Durio zebethinus) Seed Gum Extract in Replacing of Xanthan Gum in Fruit

Nectar. International Journal of Scientific Engineering and Research (IJSER).

ISSN : 2347-3878. Volume 2 Issue 1. 2014.

Nogueira, G. F., F. M. Fakhouri, dan R. A. D. Oliveira. Extraction and

Characterization of Arrowroot (Maranta Arundinaceae L.) Starch and Its

Application In Edible Films. Brazil. 2018.

Offiong, E. U., dan S. L. Ayodele. Preparation and Characterization of

Thermoplastic Starch from Sweet Potato. International Journal of Scientific &

Engineering Research. Volume 7, Issue 5, 438 ISSN 2229-5518. 2016.

Pascoal, A. M., M. C. B. Di-Medeiros, K. A. Batista, M. I. Gonc¸ A. Leles, L. M.

Lião, dan K. F. Fernandes. Extraction and Chemical Characterization of

Starch from S. Lycocarpum Fruits. Carbohydrate Polymers. 98. 1304–

1310. 2013.

Pavia, D. L., G. M. Lampman, G. S. Kriz, dan J. R. Vyvyan. Introduction to

Spectroscopy. Fourth Edition. Brooks/Cole. Cengage Learning.

Washington.

Putri, R., D. Artanti, A. Setiawan dan P. D. Anggraini. Effect Of Carboxymethyl

Cellulose (CMC) as Biopolymers to The Edible Film Sorghum Starch

Hydrophobicity Characteristics. Engineering International Conference (Eic).

2016.

Rahmawati W., Y. A. Kusumasti, dan N. Aryanti. Alternatif Sumber Pati Industri di

Indonesia. J. Teknol. Kim. Dan Ind., Vol. 1, No. 1,Pp. 347 – 351, 2012.

Richana N. dan T. C. Sunarti. Karakterisasi Sifat Fisikokimia Tepung Umbi dan

Tepung Pati dari Umbi Ganyong, Suweg, Ubi Kelapa dan Gembili.

J.Pascapanen, Vol. 1, No. 1, Pp. 29–37, 2004.

Robertson, G. State Of The Art Biobased Food Packaging Materials. In

Environmentally Compatible Food Packaging, Boca Raton, Fl: Crc Press,

2008.

Saberi, B., S. Chockchaisawasdee, J. B. Golding, C. J. Scarlett dan C. E.

Stathopoulos. Physical and Mechanical Properties of A New Edible Film Made

of Pea Starch and Guar Gum as Affected by Glycols, Sugars and Polyols.

International Journal of Biological Macromolecules. S0141-8130(2017)30981-

9.

68

Sakinah, A. R., dan I. S. Kurniawansyah. Isolasi, Karakterisasi Sifat Fisikokimia, dan

Aplikasi Pati Jagung dalam Bidang Farmasetik. Farmaka Suplemen Volume

16 Nomor 2. 2018.

Sanyang, M. L., S. M. Sapuan, M. Jawaid, M. R. Ishak, dan J. Sahari. 2015. Effect of

Plasticizer Type and Concentration on Tensile, Thermal and Barrier Properties

of Biodegradable Film Based on Sugar Palm (A. Pinnata) Starch. Polymers 7

(6): 1106-1124.

Schulze, C., M. Juraschek, C. Herrmann, dan S. Thiede. Energy Analysus of

Bioplastics Processing. The 24th CIRP Conference on Life Cycle Engineering.

2017.

Sciencelab. Material Safety Data Sheet Ethylene Glycol. www.sciencelab.com. 2010.

SIKerNas (Sentra Informasi Keracunan Nasional). Pusat Informasi Obat dan

Makanan. Badan POM RI Tahun 2012.

Smart-Lab. PT.Smart-Lab Indonesia. Tekno Bangun Multiguna. Serpong, Tangerang

- Indonesia. 2017.

Sudirman, N. A., A. Sukainah, dan S. Yanto. Influence Drying of Room Dryerto

Quality of Sago Flour. Jurnal Pendidikan Teknologi Pertanian Volume 4

September Suplemen (2018) : S104- S112.

Sulityo H. W., dan Ismayati. Pengaruh Formulasi Pati Singkong-Selulosa terhadap

Sifat Mekanik dan Hidrofobisitas pada Pembuatan Bioplastik. ISSN 2252-

7311. 2012.

Suyatma, N. E., L. Tighzert, dan A. Copinet. Effect of Hydrophilic Plasticizers on

Mechanical, Thermal, and Surface Properties of Chitosan Films. Journal of

Agricultural and Food Chemistry. 3550-3957. 2005.

Thakur, S., J. Chaudhary, B. Sharma, A. Verma, S. Tamulevicius, dan V. K. Thakur.

Sustanability of Bioplastics: Opportunities and Challenges. Current Opinion in

Green and Sustainable Chemistry. 2018.

Thermo N. ‘’Introduction Fourier Transform InfraRed Spectrometry’’. Madison.

2001.

Tongdang, T. Some Properties of Starch Extracted from Three Thai Aromatic Fruit

Seeds. Prince of Songkhla University. Pattani: Thailand. Starch/Stärke 60

(2008) 199–207.

Tongdeesoontorn, W., L. J. Mauer, S. Wongruong, P. Sriburi, dan P. Rachtanapun.

Effect of Carboxymethyl Cellulose Concentration on Physical Properties of

Biodegradable Cassava Starch-Based Films. Chemistry Central Journal, 5:6.

2011.

69

Wahyuningtiyas., N. Eko dan H. Suryanto. Analysis of Biodegradation of Bioplastics

Made of Cassava Starch. Journal of Mechanical Engineering Science and

Technology. ISSN: 2580-0817 Vol. 1, No 1, pp. 24-31. 2017.

Wathoni, N., S. A. Rahayu, Sriwidodo, dan L. Sophianingsih. Fabrication of Native

and Enzymatically Modified Durian Seed (Durio zibethinus Murr.) Starch.

Indonesian Journal of Pharmaceutics. Vol 1, Issue 2, 2019.

Wiesfeld, J. J., P. Peršolja, F. A. Rollier, A. M. E. Mehring, dan E. J. M. Hensen.

Cellulose Conversion to Ethylene Glycol by Tungsten Oxide-Based Catalysts.

Molecular Catalysis 473 (2019) 110400.

Yusoff, M. S., H. A. Aziz, M. F. M. Zamri, F. Suja, A. Z. Abdullah, N. E. A. Basri.

Floc Behavior and Removal Mechanisms of Cross-Linked Durio zibethinus

Seed Starch as A Natural Flocculant for Landfill Leachate Coagulation

Flocculation Treatment. Waste Management. 2018.

Zhang, Y., dan J. H. Han. Mechanical and Thermal Characteristics of Pea Starch

Films Plasticized with Monosaccharides and Polyols. Journal of Food

Science E: Food Engineering And Physical Properties . Vol. 71, Nr. 2, 2016.

Zhou, H. Y., J. H. Wang, H. J. Zhao, X. S. Fang, dan Y. H. Sun. 2010.

Characterization of Starches Isolated from Different Chinese Baizhi

(Angelica dahurica) Cultivars. Starch/Stärke, 62, 198–204.

70

LAMPIRAN A

DATA PENELITIAN

A.1 DATA HASIL ANALISIS PATI BIJI DURIAN

Tabel A.1 Data Hasil Analisis Pati Biji Durian

Komponen Pati Biji Durian Kadar (%) Standar Industri Indonesia (1997)

Air 16,73 Maks. 13

Pati 65,03 Min. 65

- Amilosa 31,22 -

- Amilopektin 33,81 -

Abu 0,38 Maks. 1,0

Lemak 0,12 -

Protein 3,18 -

A.2 DATA HASIL DERAJAT PUTIH PATI BIJI DURIAN

Tabel A.2 Nilai Warna (L*, a*, b*) dan Indeks Putih Pati Biji Durian

No. Sample Color Value Whiteness

Index L* a* b*

1 Tanpa Natrium Metabisulfit 91,90 0,70 5,26 90,32

2 0,2 % Natrium Metabisulfit 92,17 0,25 4,48 90,98

3 0,4 % Natrium Metabisulfit 92,76 -0,23 3,84 91,80

4 0,6 % Natrium Metabisulfit 92,84 0,18 4,79 91,38

5 0,8 % Natrium Metabisulfit 93,32 -0,07 4,53 91,93

6 1,0 % Natrium Metabisulfit 92,75 -0,03 4,92 91,24

A.3 DATA HASIL INDEKS KRISTALINITAS PATI DENGAN XRD

Tabel A.3 Data Hasil Indeks Kristalinitas Pati Biji Durian

No. Sampel I002 IAm IK

1 Tanpa Natrium Metabisulfit 808 604 25,25

2 1,0 % Natrium Metabisulfit 702 502 28,49

71

A.4 DATA HASIL PENYERAPAN AIR BIOPLASTIK TERHADAP

WAKTU

Tabel A.4 Data Hasil Penyerapan Air Bioplastik Terhadap Waktu

No. CMC EG Penyerapan Air

g/100 ml ml/g 2 4 6 8 10

1 0 10 14,37 23,94 29,23 29,23 29,23

2 1 10 12,04 19,48 23,63 23,63 23,63

3 2 10 10,03 15,71 18,91 18,91 18,91

4 3 10 8,04 13,06 15,93 15,93 15,93

5 4 10 6,89 11,02 13,29 13,29 13,29

A.5 DATA HASIL DENSITAS BIOPLASTIK

Tabel A.5 Data Hasil Densitas Bioplastik

No. CMC EG Massa Tebal Volume Densitas

g/100 ml ml/g g cm cm3 g/cm

3

1 0% 10 % 0,68 0,02 0,56 1,22

2 1% 10 % 0,74 0,02 0,58 1,27

3 2% 10 % 0,77 0,02 0,56 1,32

4 3% 10 % 0,72 0,02 0,54 1,37

5 4% 10 % 0,80 0,02 0,53 1,52

A.6 DATA HASIL PENYERAPAN AIR BIOPLASTIK TERHADAP

KONSENTRASI

Tabel A.6 Data Hasil Penyerapan Air Bioplastik Terhadap Konsentrasi

No. CMC EG Massa Kering Massa Jenuh Penyerapan Air

g/100 ml ml/g g G %

1 0% 10 % 0,68 0,88 29,23

2 1% 10 % 0,74 0,90 23,63

3 2% 10 % 0,77 0,88 18,91

4 3% 10 % 0,72 0,86 15,93

5 4% 10 % 0,80 0,90 13,29

72

A.7 DATA HASIL KEKUATAN TARIK (TENSILE STRENGTH)

BIOPLASTIK

Tabel A.7 Data Hasil Kekuatan Tarik (Tensile Strength) Bioplastik

No. CMC EG Kekuatan Tarik

g/100 ml g/g (MPa)

1 0% 10 % 5,95

2 1% 10 % 9,90

3 2% 10 % 12,19

4 3% 10 % 15,58

5 4% 10 % 13,63

A.8 DATA HASIL PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS (ELONGATION

AT BREAK) BIOPLASTIK

Tabel A.8 Data Hasil Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at Break)

Bioplastik

No. CMC EG Elongation at Break

g/100 ml g/g (%)

1 0% 10 % 12,10

2 1% 10 % 10,81

3 2% 10 % 9,57

4 3% 10 % 8,87

5 4% 10 % 6,77

A.9 DATA HASIL MODULUS ELASTISITAS BIOPLASTIK

Tabel A.9 Data Hasil Modulus Elastisitas Bioplastik Bioplastik

No. CMC EG Modulus Elastisitas

g/100 ml g/g (MPa)

1 0% 10 % 26,65

2 1% 10 % 61,90

3 2% 10 % 91,01

4 3% 10 % 188,07

5 4% 10 % 244,63

73

LAMPIRAN B

CONTOH PERHITUNGAN

Untuk pengujian kekuatan tarik (tensile strength), modulus tarik (tensile modulus),

dan pemanjangan saat putus (elongation at break) telah dihitung oleh Universal

Testing Machine AL-GOTECH 7000 M.

B.1 PERHITUNGAN KADAR AIR PATI BIJI DURIAN

Berikut persamaan untuk menghitung kadar air pati:

Untuk perhitungan kadar air pati:

Massa awal pati biji durian = 5,00 gram

Massa cawan kosong = 42,65 gram

Massa awal pati biji durian + massa cawan kosong = 47,65 gram

Massa pati biji durian + cawan setelah pengeringan konstan = 39,68 gram

B.2 PERHITUNGAN KADAR ABU PATI BIJI DURIAN

Berikut persamaan untuk menghitung kadar abu pati:

Untuk perhitungan kadar abu pati:

Massa awal pati biji durian = 5,00 gram

Massa awal pati biji durian + massa cawan kosong = 39,68 gram

Massa pati biji durian + cawan setelah pengeringan konstan = 39,53 gram

74

B.3 PERHITUNGAN DERAJAT PUTIH PATI

Berikut persamaan untuk menghitung indeks putih (whiteness index) pati:

Whiteness Index = 100−√

Untuk perhitungan whiteness index:

L* = 91,90

a* = 0,70

b* = 5,26

Whiteness Index = 100 - √

Whiteness Index = 100 - 9,6834

Whiteness Index = 90,3166

Dimana :

L* : Tingkat kecerahan berkisar dari 0 (hitam) hingga 100 (putih)

a* : Warna kemerahan

b* : Warna kekuningan

B.4 PERHITUNGAN FASA KRISTALIN PATI DENGAN XRD

Berikut persamaan untuk menghitung fasa kristalin pati:

Indeks Kristalinitas (%) =

Untuk perhitungan indeks kristalinitas pati:

I002 = 808

Iam = 604

Indeks Kristalinitas (%) =

Indeks Kristalinitas (%) =

Dimana :

IAm = Intensitas minimum pada 2θ

I002 = Intensitas maksimum pada 2θ

B.5 PERHITUNGAN DENSITAS BIOPLASTIK

Berikut persamaan untuk menghitung densitas bioplastik:

75

Untuk perhitungan densitas bioplastik:

Massa bioplastik = 0,4534 gram

Lebar bioplastik = 5 cm

Panjang bioplastik = 5 cm

Tebal bioplastik = 0,0163 cm

B.6 PERHITUNGAN DAYA SERAP AIR BIOPLASTIK

Berikut persamaan untuk menghitung daya serap air bioplastik:

Untuk perhitungan daya serap air bioplastik:

Massa awal bioplastik = 0,6814 g

Massa akhir bioplastik = 0,8905 g

76

LAMPIRAN C

FOTO PENELITIAN

LC.1 BIJI DURIAN TANPA KULIT ARI

Gambar C.1 Biji Durian Tanpa Kulit Ari

LC.2 PERENDAMAN BIJI DURIAN DENGAN KALCIUM KARBONAT

(CaCO3)

Gambar C.2 Perendaman Biji Durian dengan Kalcium Karbonat (CaCO3)

77

LC.3 SUSPENSI PATI BIJI DURIAN

Gambar C.3 Suspensi Pati Biji Durian

LC.4 PENGERINGAN PATI BIJI DURIAN

Gambar C.4 Pengeringan Pati Biji Durian

LC.5 PATI BIJI DURIAN KERING

Gambar C.5 Pati Biji Durian Kering

78

LC.6 PATI BIJI DURIAN 100 MESH

Gambar C.6 Pati Biji Durian 100 Mesh

LC.7 CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC)

Gambar C.7 Carboxymethyl Cellulose (CMC)

79

LC. 8 LARUTAN CARBOXYMETHYL CELLULOSE (CMC)

Gambar C.8 Larutan Carboxymethyl Cellulose (CMC)

LC. 9 ETHYLENE GLYCOL (EG)

Gambar C.9 Ethylene Glycol (EG)

80

LC.10 GELATIISASI PATI

Gambar C.10 Gelatinisasi Pati

C.11 PROSES PENCETAKAN BIOPLASTIK

Gambar C.11 Proses Pencetakan Bioplastik

81

LC.12 PRODUK BIOPLASTIK

82

Gambar C.12 Produk Bioplastik