TINJAUAN PUSTAKA
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.) meliputi kadar air, abu, pati, amilosa, amilopektin, lemak, protein, bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan temperatur gelatinisasi.
2. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer sorbitol terhadap sifat fisikokimia bioplastik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.) meliputi sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, morfologi permukaan gugus fungsi, penyerapan air, modulus young, dan densitas.
1.3
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui karakteristik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.) meliputi kadar air, abu, pati, amilosa, amilopektin, lemak, protein, bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan temperatur gelatinisasi. 2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer sorbitol
terhadap sifat fisikokimia bioplastik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.) meliputi sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, morfologi permukaan gugus fungsi dan penyerapan air, modulus young, dan densitas.
1.4
MANFAAT PENELITIAN
1. Meningkatkan nilai ekonomis limbah biji alpukat (Persea americana Mill.) sebagai bahan baku pembuatan bioplastik
2. Memberikan informasi bagi peneliti terhadap bioplastik
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisika, Laboratorium Operasi Teknik Kimia, dan Laboratorium Penelitian Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut:
1. Sampel yang digunakan adalah biji alpukat (Persea americana Mill) yang diperoleh dari penjual Alpukat Kocok di Jalan Gaharu .
2. Massa pati biji alpukat (Persea americana Mill.) dan kitosan = 10 gram (Darni et al., 2010).
3. Katalis yang digunakan adalah Asam Asetat (CH3COOH) 1% = 50 ml (Rinaudo,
2006 ; Darni et al., 2010).
4. Perbandingan pati dan aquadest = 1 : 20 (W/V) (Utami, dkk., 2014) 5. Ukuran pati biji alpukat = 100 mesh (Lazuardi dan Sari, 2013) 6. Variabel penelitian adalah komposisi sampel sebagai berikut:
Volume Sorbitol (v/w)= 20%, 30%, 40% (dari jumlah pati dan kitosan) (Romadloniyah, 2012).
Temperatur pemanasan larutan pati dengan kitosan dan sorbitol = 80 oC ; 85 oC ; 90oC (Darni et al., 2010).
Perbandingan pati : kitosan = 7 : 3; 8 : 2; 9 : 1 (W/W) (Darni et al., 2010). Dimana berdasarkan variasi berarti:
Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 7 g : 3 g : 50 ml : 140 ml Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 8 g : 2 g : 50 ml : 160 ml Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 9 g : 1 g : 50 ml : 180 ml 7. Analisa hasil penelitian yaitu :
a. Karakterisasi Pati Biji Alpukat, meliputi : Kadar Pati Kadar Amilosa Kadar Amilopektin Kadar Air Kadar Abu Kadar Lemak Kadar Protein
Bentuk Morfologi Permukaan Gugus Fungsi
b. Karakterisasi Bioplastik, meliputi : Densitas (Density)
Sifat Kekuatan Tarik (Tensile strength)
Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at break) Bentuk Morfologi Permukaan
Gugus Fungsi
Ketahanan terhadap Air Temperatur Gelatinisasi
Uji – uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Uji Kadar Air dan Kadar Abu dengan standar AOAC. 2. Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin. 3. Uji Kadar Protein, Kadar Lemak dan Temperatur Gelatinisasi. 4. Uji Densitas (Density) dengan standar ASTM D792-91.
5. Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength), Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at break) dengan standar ASTM D-638.
6. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning Electron Microscope (SEM).
7. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR).
8. Uji Ketahanan terhadap Air dengan standar internasional ASTM D570-98. 9. Uji Analisa Pasting Temperature dengan Rapid Visco Analysis (RVA).
ABSTRAK
Bioplasik adalah plastik yang dapat digunakan seperti plastik konvensional, namun akan hancur terurai oleh aktivitas mikroorganisme menjadi hasil akhir air dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan. Penelitian bioplastik berbasis pati dilakukan untuk mengurangi akumulasi plastik di lingkungan, meningkatkan kesuburan tanah, dan mengurangi biaya perawatan limbah. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui karakterisasi dari biji alpukat serta mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan sorbitol pada sifat fisikokimia bioplastik dari limbah biji alpukat. Pati sebagai bahan baku dalam pembuatan bioplastik diekstrak dari biji alpukat dengan menggunakan air. Dilakukan analisis pada pati yang dihasilkan yaitu meliputi analisis kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar lemak dan kadar protein, analisis FT-IR (Fourier Transform Infra – Red), SEM (Scanning Electron Microscopy), dan RVA (Rapid Visco Analyzer). Pembuatan bioplastik merujuk pada metode Weiping Band, dimana dilakukan modifikasi kimiawi pati dengan penambahan plasticizer sorbitol dan pengisi kitosan. Komposisi pati biji alpukat – kitosan yang digunakan adalah 7:3, 8:2 dan 9:1 (m/m), sedangkan volume sorbitol digunakan adalah 0,2 ml/g, 0,3 ml/g, dan 0,4 ml/g. Temperatur pemanasan larutan bioplastik divariasikan pada 80 oC, 85 oC, dan 90 oC. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis sifat fisika dan kimianya, meliputi analisis FT-IR, SEM, RVA, kekuatan tarik, perpanjangan pada saat putus, penyerapan air, dan densitas. Dari hasil analisis FT-IR ditunjukkan adanya peningkatan bilangan gelombang gugus O-H dimana O-H pada pati biji alpukat memiliki bilangan gelombang 3317,56 cm-1 dan pada bioplastik dengan penambahan kitosan dan sorbitol meningkat menjadi 3533,59 cm-1 dan gugus N-H muncul pada bilangan gelombang 1593,20 cm-1 pada bioplastik dengan penambahan kitosan meningkat bila dibandingkan dengan bioplastik tanpa kitosan yaitu pada bilangan gelombang 1585,49 cm-1. Dari hasil SEM ditunjukkan bahwa pati biji alpukat berbentuk oval dan berukuran 5,9 μm dan ditunjukkan pula bahwa struktur patahan bioplastik dengan pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol lebih rapat dan kompak dibandingkan bioplastik tanpa pengisi kitosan dan plasticizer sorbitol. Dari analisa pati biji alpukat diperoleh kadar pati 67,6950%, kadar amilosa 32,4739%, kadar amilopektin 35,3212%, kadar air 1,087%, kadar abu 1,007%, kadar lemak 1,86%, kadar protein 10,44%, suhu gelatinisasi 85,17 oC dengan peak viscosity sebesar 3847 cP dan kondisi terbaik bioplastik dari biji alpukat adalah pada perbandingan pati-kitosan 7:3 dengan volume sorbitol 0,2 ml/g dan temperatur pemanasan larutan bioplastik 85oC, dimana nilai kekuatan tarik bioplastik adalah 8,826 MPa, nilai perpanjangan pada saat putus 3,59%, nilai Modulus Young 245,85 MPa, nilai penyerapan air 29,41 %, dan nilai densitas 2,632 g/ml.
ABSTRACT
Bioplastic is plastic that can be used as conventional plastic, yet it could be decomposed by microorganism to produce the end product water and carbondioxide after being used and thrown to environment. Researches on biodegradable starch-based bioplastics have been made to reduce the consumption of conventional plastics, improve the fertility of soil, and reduce treatment cost of waste. The aim of this study is to find out characteristics of avocado seed starch and find out the effect of chitosan and plasticizer sorbitol on the physico-chemical properties of bioplastics from avocado seed starch. Starch which is the raw material for bioplastics was extracted from the avocado seed with water. Analysis of starch produced which includes analysis of starch content, amylose content, content of amylopectin, moisture content, ash content, fat content and protein content, the analysis of FT-IR (Fourier Transform Infra - Red), SEM (Scanning Electron Microscopy) and RVA (Rapid Visco Analyzer). Manufacture of bioplastics refers to methods Weiping Band, which performed chemically modified starch with the addition of plasticizers sorbitol and fillers chitosan. The composition of avocado seed starch - chitosan used was 7: 3, 8: 2 and 9: 1 (w/w), while the volume of sorbitol used was 0,2 ml/g, 0,3 ml/g, and 0,4 ml/g. The heating temperature of bioplastic solution was varied at 80 oC, 85 oC, and 90 oC. Bioplastics were analyzed physical and chemical properties, which include the analysis of FT-IR, SEM, tensile strength, elongation at break, water absorption and density. From the results of FT-IR analysis indicated an increase in wave numbers OH which wave numbers OH on avocado seed starch is 3317,56 cm-1 and on bioplastic with adding chitosan and sorbitol increases to 3533,59 cm-1 and NH groups on bioplastics due to the addition of chitosan is found on wave number 1593,20 cm-1 is bigger than bioplastic without adding chitosan with the wave number 1585,49 cm-1. From results of SEM analysis indicated that avocado seed starch shape is oval with size 5,9 μm and also indicated that the structure of fracture bioplastic with filler chitosan and plasticizer sorbitol was denser and more compact than bioplastics without filler chitosan and plasticizer sorbitol. From the analysis of starch produced starch content 67,6950%, amylose content 32,4739%, amylopectin content 35,3212%, moisture content 1,087%, ash content 1,007%, fat content 1,86%, and protein content 10,44%, gelatinization temperature occurs at 85,17 oC with peak viscosity 3847 cP and the best conditions of bioplastics is on starch-chitosan ratio of 7: 3 by 0,2 ml/g volume of sorbitol and heating temperature of solution bioplastics at 85°C, where the value of tensile strength bioplastic is 8,826 MPa, value of extension at break 3,59%, value of Modulus Young 245,85 MPa, value of water absorption 29,41%, and the value of density 2,632 g/ml.