BIJI DURIAN ( Durio zibethinus Murr) Nanda Raudhatil Jannah , Novesar Jamarun, dan Yulia Eka Putr
III. Hasil dan Pembahasan
3.1. Analisis Pati Biji Durian
Hasil karakteristik secara fisik dari pati biji durian yang dihasilkan yaitu berbentuk serbuk, berwarna putih (Gambar 1) dan masih memiliki aroma biji durian.
Gambar 1. Pati Biji Durian
Analisis pati biji durian dilakukan
berdasarkan metode analisis proksimat dengan hasil yang ditunjukkan pada tabel berikut:
Tabel 2. Analisis Kandungan Pati Biji Durian
3.2 Pengaruh Konsentrasi Gliserol terhadap Sifat Mekanik Bioplastik
Sifat mekanik plastik dipengaruhi oleh komposisi dari komponen penyusunnya. Film plastik dengan bahan dasar pati saja memiliki kuat tarik dan elongasi yang
rendah, sehingga perlu ditambahkan
plasticizer untuk memperbaiki sifat
mekaniknya. Pati memiliki sifat hidrofilik, dan air merupakan jenis pemlastis yang cocok untuk digunakan. Namun, kadar air dan sifat pemlastisnya terhadap pati sangat tergantung pada suhu dan kelembaban penyimpanan plastik, sehingga kurang efisien untuk diaplikasikan. Penambahan senyawa gliserol yang memiliki sifat hidrofilik dan higroskopis diharapkan mampu meningkatkan kestabilan film plastik[9].
Gambar 2. Pengaruh Konsentrasi Gliserol terhadap Kuat Tarik Bioplastik
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi Gliserol terhadap Elongasi Bioplastik
Penambahan gliserol akan mempengaruhi ikatan kimia yang terjadi antar molekul dari
masing-masing komponen. Gambar 2
menunjukkan bahwa kekuatan tarik dan
elongasi (perpanjangan) bioplastik
No. Komponen Kandungan %
1. Karbohidrat 75,8764%
2. Protein 8,5259%
3. Lemak 0,7026%
4. Air 12,4888%
meningkat seiring dengan bertambahnya gliserol sampai pada penambahan 20%,
namun mengalami penurunan pada
penambahan gliserol 25% dan 30%.
Kenaikan dan penurunan ini berhubungan dengan ikatan yang terjadi antara molekul polisakarida dari pati dengan gliserol. Gliserol akan menyebabkan gaya tarik menarik antar molekul dalam film plastik semakin melemah. Penambahan gliserol
berlebih akan menyebabkan semakin
banyak ikatan polisakarida yang diputus
dan semakin berkurangnya interaksi
intermolekular pada rantai polimer yang terdapat dalam pati[33]. Nilai kuat tarik dan
elongasi maksimum yang dicapai adalah pada konsentrasi gliserol 20% dengan nilai kuat tarik 50,28 MPa dan elongasi (perpanjangan) 13,3%.
3.3 Pengaruh Variasi Berat Pati terhadap Sifat Mekanik Bioplastik
Gambar 4. Pengaruh Berat Pati terhadap Kuat Tarik Bioplastik
Gambar 5. Pengaruh Berat Pati terhadap Elongasi Bioplastik
Pati memiliki sifat sukar larut dalam air, tetapi apabila dilakukan pemanasan akan terjadi gelatinisasi pada pati. Gelatinisasi terjadi pada saat energi kinetik molekul air menjadi lebih kuat dibandingkan daya tarik
menarik antara molekul pati dalam granula sehingga menyebabkan masuknya molekul air ke dalam granula dan menyebabkan pati menjadi mengembang. Masing-masing pati memiliki suhu gelatinisasi yang berbeda- beda, untuk pati biji durian dibutuhkan suhu 90oC agar granula pati pecah[8].
Hubungan berat pati dengan nilai elongasi
disebabkan oleh semakin banyak
kandungan pati maka semakin banyak interaksi kuat antara molekul pati. Ikatan yang terjadi antara molekul pati semakin rapat sehingga semakin sulit untuk film plastik mengalami perenggangan atau pemanjangan[9].
Pada prosedur ini didapatkan kondisi optimum pembuatan bioplastik dari pati biji durian dengan menggunakan 10 gram pati dengan nilai kuat tarik sebesar 50,28 MPa dengan elongasi 13,3%.
3.4 Analisis FTIR
Gambar 6. Perbandingan Spektrum FTIR (a) pati biji durian dan (b) bioplastik (10 gram pati-20%gliserol)
Analisis FTIR dilakukan untuk menentukan gugus fungsi yang terdapat pada pati dan membandingkannya dengan bioplastik dari pati biji durian. Puncak spesifik yang ditemukan yaitu pada bilangan gelombang 3300-an cm-1 menunjukkan puncak O-H
hidroksil yang diperkuat oleh rentangan C-O pada bilangan gelombang 1300-1000 cm-1 yang menunjukkan adanya gugus
fungsi alkohol yang berasal dari struktur glukosa pada pati, gliserol dan CPO. Intensitas dari puncak O-H ini menurun pada gambar 5 (b) dikarenakan telah terjadinya interaksi antara pati dengan
gliserol[11]. Pada puncak lain seperti C=O
karbonil ditunjukkan pada bilangan
gelombang 1820-1600 cm-1 dan C-O ester
pada 1000-1150 cm-1[12].
Dari spektrum bioplastik yang diperoleh tidak terdapat gugus fungsi baru apabila dibandingkan dengan spektrum FTIR dari pati biji durian. Adanya gugus C-O ester
dan C=O karbonil pada bioplastik
menunjukkan bahwa bioplastik yang
disintesis bersifat biodegradable (memiliki kemampuan untuk terdegradasi), karena gugus fungsi C-O ester dan C=O karbonil merupakan gugus yang bersifat hidrofilik. Komponen penyusun bioplastik seperti pati dan gliserol memiliki sifat hidrofilik yang akan mengikat molekul air dari sekitar lingkungan dan memudahkan terjadinya degradasi[13].
3.5 Analisis SEM
Gambar 7. Morfologi bioplastik (10 gram pati- 20% gliserol)
Gambar 6 adalah hasil observasi morfologi bioplastik dengan perbesaran 1000x yang menunjukkan permukaan bioplastik kurang homogen dan kasar. Hal ini dikarenakan perbandingan amilosa dan amilopektin
yang tinggi pada pati biji durian.
Amilopektin memiliki molekul yang lebih
besar dari pada amilosa. Hal ini
menyebabkan butiran-butiran amilopektin membutuhkan waktu yang lama untuk mulai tergelatinisasi[3].
3.6 Uji Biodegradabilitas
Bioplastik dengan komposisi 10 gram pati dan 20% gliserol menunjukkan tingkat degradasin sebesar 38,9% pada hari ke-5, namun pada hari ke-6 plastik yang dikubur telah menyatu dengan tanah dan sulit untuk
dibersihkan dan ditimbang. Pada hari ke-7, film plastik ini mengalami degradasi 100% dengan laju degradasi sebesar 0,0221 g/hari
.
Adanya kandungan gliserol dalam plastik akan mengikat kelembaban di udara. Hal ini
menyebabkan bioplastik akan mudah
menyerap air dalam tanah sehingga daya swelling (penggembungan film plastik oleh adanya air) menjadi lebih besar yang menyebabkan plastik lebih mudah terpecah
menjadi fragmen-fragmen yang akan
mudah didegradasi oleh bakteri/jamur dalam tanah[9].
IV. Kesimpulan
Bioplastik merupakan salah satu solusi yang inovatif dan ekonomis dalam menggantikan plastik sintetis. Penambahan konsentrasi gliserol dan berat pati mempengaruhi nilai kuat tarik dan elongasi bioplastik. Kondisi optimum pembuatan bioplastik didapatkan pada campuran 10 gram pati biji durian dan 20% pemlastis gliserol dengan nilai kuat tarik tertinggi yaitu 50,28 MPa dan elongasi 13,3%.
Dari hasil analisis FTIR tidak ditemukan gugus fungsi baru pada spektrum bioplastik dibandingkan dengan spektrum pati biji durian. Uji biodegradabilitas menunjukkan selama 7 hari bioplastik telah terurai sempurna 100% dengan laju degradasi 0,0221 g/hari.