Pengaruh Komposisi Kitosan, dan Pemlastis Gliserol Terhadap Sifat Edible Film dari Pati Singkong
3. Hasil dan Pembahasan Hasil Pembuatan Pati Singkong
Hasil pati singkong yang diperoleh sebanyak 613, 29 gram dari 5000 gram singkong, dan menunjukkan uji positif perubahan warna dari putih menjadi biru kehitaman terhadap reagen I2 dalam KI.
Hasil deproteinasi limbah kulit udang
Pengurangan berat yang terjadi pada tahap ini adalah sebesar 50,56 % dari berat awal 300 gram menjadi 148,32 gram. Pada deproteinasi ini terjadi perubahan warna kulit udang dari coklat kemerahan menjadi kuning kecoklatan, hal ini dikarenakan pada proses ini selain terjadi pemutusan ikatan kimia antara kitin dan protein, juga disertai pula dengan lepasnya pigmen kulit udang.
Hasil demineralisasi crude kitin
Tahap demineralisasi, yaitu proses penghilangan senyawa anorganik atau mineral yang terkandung dalam kulit udang. Mineral yang terkandung di kulit udang biasanya berupa CaCO3 dan Ca3(PO4)2 yang terikat secara fisik pada kulit udang. Proses ini menghasilkan
AF-162 gelembung gas CO2 dan terjadi pengurangan berat crude kitin sebesar 37, 5 % dari berat 148,32 gram menjadi 92,7 gram.
Hasil Transformasi Kitin menjadi Kitosan
Transformasi kitin menjadi kitosan dilakukan untuk mengubah gugus asetamida menjadi gugus amina melalui reaksi hidrolisis dalam larutan basa yang meliputi reaksi adisi oleh ion OH-, reaksi eliminasi dan serah terima proton. Hasil yang diperoleh berupa serbuk berwarna lebih putih dari kitin, dan terjadi pengurangan berat dari 92,7 gram menjadi 73,11 gram.
Hasil uji kelarutan terhadap asam asetat encer
Dalam asam asetat encer kitosan hasil deasetilasi akan larut, sedangkan kitin tidak dapat larut dalam asam asetat encer.
Hasil uji spektroskopi IR
Pada uji ini dilakukan analisa gugus fungsi sekaligus menentukan derajat deasetilasi dari kitin dan kitosan dilakukan dengan alat IR Spektroskopi.
Gambar 1. Spektrum IR kitin
Dari spektrum IR kitin tersebut terlihat pita tajam yang khas gugus karbonil amida yang pada gambar terlihat pada puncak 1659,8 cm-1 .
Gambar 2. Spektrum IR kitosan
Berdasarkan spektrum di atas tampak telah terjadi transformasi dari kitin ke kitosan bila dilihat dari hilangnya serapan 1659,8 cm-1 . Dengan menggunakan rumus baseline b diperoleh nilai derajat deasetilasi kitin sebesar 51,84 %, dan derajat deasetilasi untuk kitosan yaitu sebesar 83,19 %.
% T r a s m i t a n
Bilangan gelombang cm-1
% T r a s m i t a n
Bilangan gelombang cm-1
AF-163 Hasil penentuan berat molekul rata – rata kitosan
Berat molekul rata-rata kitosan diukur dengan mengukur viskositas dari kitosan.
y = 13,084x + 2,6538
Gambar 3. Grafik hubungan antara viskositas reduksi terhadap konsentrasi
Dari nilai intercept grafik di atas dapat dihitung nilai berat molekul rata-rata kitosan yaitu 142529, 18 dalton.
Hasil Pembuatan Edible Film Komposit Pati Singkong-Kitosan
Pada proses pembuatan edible film dilakukan variasi komposisi bahan yang digunakan. Edible film yang terbentuk kemudian diukur sifat mekaniknya dengan menggunakan alat Autograph. Hasil pengukuran kemudian diolah untuk mengenai sifat mekanik yang terdiri dari tegangan (stress), regangan (strain), dan Modulus Young.
0
Gambar 4. Grafik hubungan tegangan terhadap konsentrasi kitosan
Komposisi pati singkong dan kitosan yang memiliki nilai tegangan maksimum yaitu pati singkong 6 %, dan kitosan 4 % ditambahkan pemlastis gliserol agar bersifat plastis.
Proses ini menghasilkan edible film yang bening Hasil Karakterisasi Edible Film
Hasil pengukuran tebal edible film
Pengukuran ketebalan edible film digunakan sebagai indikator keseragaman dan kontrol kualitas edible film yaitu yang mempunyai ketebalan yang tipis tetapi tidak mudah sobek.
Tabel 1 Hasil pengukuran ketebalan edible film Komposisi
AF-164 Hasil penentuan morfologi edible film
Pada penelitian ini dilakukan analisa morfologi edible film dengan komposisi optimum yang memiliki sifat mekanik tertinggi.
Gambar 5. Hasil SEM dari permukaan atas dan penampang melintang edible film Pada gambar terlihat bahwa edible film yang telah dibuat tidak memiliki pori Pada hasil analisa SEM untuk penampang melintang, terlihat bahwa edible film yang telah dibuat sangat rapat dan tidak berongga yang menunjukkan bahwa terdapat interaksi kimia yang baik antara pati singkong, kitosan, dan gliserol sebagai pemlastis.
Hasil uji sifat mekanik edible film
Uji sifat mekanik edible film dilakukan dengan cara uji tarik dengan alat Autograph.
Sifat mekanik edible film merupakan faktor penting untuk mengetahui kelayakan, dan kualitas edible film yang telah dibuat untuk digunakan sebagai kemasan.
Tabel 2. Data stress, strain, dan modulus young dari edible film
Berdasarkan tabel diatas dapat diketahui komposisi yang memiliki nilai nilai stress tertinggi pada komposisi pati 6 %, kitosan 4 %, dan pemlastis 4 % yaitu sebesar 0,2327 kN/mm2.
Hasil uji swelling
Uji swelling dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan dalam polimer pada edible film. Uji swelling dilakukan dengan cara merendam edible film yang telah dipotong berukuran 4 x 4 cm dalam air selama 3 jam, kemudian dibiarkan pada suhu ruang hingga permukaannya tidak basah.
Tabel 3. Hasil uji swelling edible film Komposisi
Hasil uji permeabilitas dan ketahanan terhadap air
Uji ini dilakukan dengan menggunakan alat sel filtrasi dead end dengan tekanan 2 atm. Edible film yang telah dibuat ternyata masih melewatkan air setelah 15 menit. Penelitian ini dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang menunjukkan hasil edible film yang
Komposisi
AF-165 dibuat memiliki ketahanan hingga 1,5 atm dan pada tekanan yang lebih tinggi edible film air sudah mulai terlihat merembes dari sel filtrasi dead end. Berdasarkan perbandingan tersebut penelitian ini memiliki ketahanan yang lebih besar bila dibandingkan dengan penelitian sebelumnya.
Hasil uji biodegradable
Pada gambar berikut terlihat bahwa plastik sudah rapuh dan terpotong-potong, dan cairan EM 4 mengalami perubahan warna dari jingga menjadi cokelat kehitaman yang berarti sudah mengalami proses biodegradasi walaupun dalam waktu singkat.
Gambar 6. Foto hasil uji biodegradasi pada hari 1 (a), hari 2 (b) hari 3 (c) 4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut, Edible film dari komposit pati singkong-kitosan dengan pemlastis gliserol pada komposisi optimum yaitu pati singkong 6 % (w/v), kitosan 4 % (w/v), dan pemlastis gliserol 4 % (w/v) dengan hasil karakterisasi ketebalan rata-rata 0,028 mm, tegangan 0,2327 kN/mm2, regangan 0,0541, modulus young 4,30595 kN/mm2, % swelling 9,83 %, memiliki nilai sifat mekanik yang lebih rendah bila dibandingkan dengan kemasan komersil yang memiliki ketebalan rata-rata 0,04 mm, tegangan 0,5219 kN/mm2, regangan 0,1635, modulus young 3,1919 kN/mm2. Keunggulan edible film dibandingkan dengan kemasan komersil yaitu bersifat biodegradable, sifat bahan kitosan yang anti bakteri, dan renewable.
Daftar Pustaka
Bangyekan, C, 2005, Preparation and Properties Evaluation of Chitosan-Coated Cassava Starch Films, Carbohydrate Polymers 63 (2006) 61–71
Baxter, et. al., 1992, Improved Method for IR Determination of The Degree of N-acetylation of Chitosan.
Intl J Biol Macromol., 14 : 166-169
Billmeyer, Jr. 1994. Textbook of Polymer Science, 3rd edition, John Wiley and Sons., New York, 160-164 Khan, T.A, 2002, Reporting Degree of Deacetylation Values of Chitosan : The Influence of Analytical
Methods, J Pharm Pharmaceut Science 5(3):205-2
Lando, J.B., and Maron, S.H., 1974., Fundamental of Physical Chemistry., Macmillan Publishing Co., Inc., New York.
Mahmoud, N.S, 2007, Unconventional Approach for Demineralization of Deproteinized Crustacean Shells for Chitin Production, American Journal of Biochemistry and Biotechnology 3 (1) :1-9, ISSN 1553-3468
Schnabel, W., 1981, Polymer Degradation Principle and Practical Applications, Hanser International, New York, Toronto
b
a b c
AF-166