KARAKTERISASI FILM PELAPIS KHELAT KALSIUM
ALGINAT – KITOSAN DENGAN BAHAN PEMLASTIS
GLISEROL
TESIS
Oleh
ABDI SURANTA SEBAYANG
077006001/KIM
PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2009
KARAKTERISASI FILM PELAPIS KHELAT KALSIUM
ALGINAT – KITOSAN DENGAN BAHAN PEMLASTIS
GLISEROL
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Kimia pada Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Oleh
ABDI SURANTA SEBAYANG
077006001/KIM
PROGRAM MAGISTER ILMU KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Judul Penelitian : KARAKTERISASI FILM PELAPIS KHELAT
KALSIUM ALGINAT – KITOSAN DENGAN BAHAN
PEMLASTIS GLISEROL.
Nama Mahasiswa : ABDI SURANTA SEBAYANG
Nomor Pokok : 077006001
Program Studi : Kimia
Menyetujui
Komisi Pembimbing
(Prof. Dr.Jamaran Kaban,M.Sc.) (Drs.Mimpin Ginting,MS.)
Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Dekan FMIPA USU.
(Prof. Basuki Wirjosentono, M.S. Ph.D.) (Prof.Dr.Eddy Marlianto, M.Sc.)
Tanggal Lulus : 10 September 2009
PERNYATAAN
KARAKTERISASI FILM PELAPIS KHELAT KALSIUM ALGINAT –
KITOSAN DENGAN BAHAN PEMLASTIS GLISEROL
TESIS
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan
tinggi dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis
diacu dalam naskah dan disebutkan sumbernya dalam daftar pustaka.
Medan, September 2009
Penulis,
Abdi Suranta S
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan edible film Kalsium Alginat – Kitosan dengan jalan melakukan interaksi antara polianionik Alginat dengan polikationik kitosan pada pH 5-6 yang kemudian didispersikan dalam ion Ca 2+.
Untuk melihat pengaruh pemlastis gliserol maka pada saat pembuatan edinle film tersebut dilakukan variasi tanpa gliserol dan pemberian pemlastis gliserol sebanyak 3mL dan 5 mL .
Karakteristik edible film tanpa pemlastis gliserol adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan tampak kasar, Aw 0.263, permeabilitas terhadap uap air 556,476 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat semakin besar berbanding lurus dengan pertambahan waktu perendaman, kuat tarik 1,34 Mpa, kemuluran 2,79, ketebalan film 0.187 mm.
Karakteristik edible film dengan menggunakan pemlastis gliserol 3 mL adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan lebih halus, Aw 0.290, permeabilitas uap air 498,018 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat pada awal perendaman tetapi semakin lama berat film pelapis semakin rendah, kuat tarik 2.88 Mpa, kemuluran 3.51, ketebalan film 0.133 mm.
Karakteristik edible film dengan menggunakan pemlastis gliserol 5 mL adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan bertambah halus , Aw 0.390 , permeabilitas uap air 480,004 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat pada awal perendaman tetapi semakin lama berat film pelapis semakin lebih rendah, kuat tarik 0.63 Mpa, kemuluran 5.03, ketebalan film 0.213 mm.
Kata Kunci : Edible Film, Pemlastis , SEM, Aw, Permeabilitas uap air, Swelling, Kekuatan tarik dan kemuluran, ketebalan.
ABSTRACT
The making of edible film of Calcium alginate – chitosan has been made by doing interaction between polyanionic alginate and polycationic chitosan with pH 5 – 6 which then dispersion in ion Ca2+.
In looking for the influence of glycerol as plasticizer, therefore when making the edible film, it is done variously without glycerol and 3 – 5 mL of glycerol is given as plasticizer
The characteristics of edible film without glycerol are : The result of using SEM shows the surface of edible film looks rough , Aw 0.263, water vapour permeability 556,476 g m-2, swelling test shows the addition of weight is higher
balance with the addition of soaking time, tensile strength 1,34 Mpa, elongation 5.03, thickness of film 0.187 mm.
The characteristics of edible film using 3 mL glycerol plasticizer are : The result of using SEM shows the surface of film looks smoother, Aw 0.290, water vapour permeability 498,018 g m-2, swelling test shows the addition of weight in
the beginning of soaking, but more time the weight of edible film is lower, tensile strength 2.88 Mpa, elongation 3.51, thickness of film 0.133 mm.
The characteristics of edible film using 5 mL glycerol plasticizer are : The result The result of using SEM shows the surface of film looks smoothest than others, Aw 0.390, water vapour permeability 480,004 g m-2, swelling test shows the addition of weight in the beginning of soaking, but more time the weight of edible film is the lowest, tensile strength 0.63 Mpa, elongation 5.03, thickness of film 0.213 mm.
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam, yang Maha Pemurah lagi Maha Penyayang atas segala rahmat dan hidayah-Nya sehingga penelitian ini
dapat diselesaikan. Shalawat dan salam semoga keberkahan senantiasa dilimpahkan oleh Allah kepada junjungan kita Nabi Muhammad SAW.
Adapun maksud dari pembuatan penelitian ini adalah untuk menyusun tesis S-2 dalam program magister Ilmu Kimia, Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam , Universitas Sumatera Utara.
Dengan selesainya penelitian ini, perkenankanlah kami mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc dan Bapak Drs. Mimpin Ginting , MS. selaku dosen pembimbing yang telah mengorbankan waktu dan tenaga untuk memberikan pengetahuan dan bimbingannya yang sangat bermanfaat
bagi penyusunan tesis dari penelitian ini.
2. Bapak/ Ibu staf pengajar pada Program i Magister Ilmu Kimia yang telah memberikan pengetahuannya kepada kami selama di perkulihan.
3. Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K), Direktur Sekolah Pascasarjana USU, Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa
B., M. Sc., Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam USU, Prof. Dr. Eddy Marlianto,M. Sc., dan Ketua Program Studi Ilmu Kimia SPs USU, Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D. atas kesempatan dan fasilitas
yang diberikan kepada kami untuk mengikuti program magister ilmu
kimia.
4. Kepada semua teman, sahabat, dan semua pihak yang membantu terlaksana dan selesainya penelitian ini.
Semoga Allah SWT melimpahkan segala rahmat dan karunia-Nya atas kebaikan Bapak/ Ibu dan Saudara-saudara sekalian.
Dengan menyadari keterbatasan pengalaman kemampuan yang dimiliki penulis, sudah tentu terdapat banyak kekurangan dalam tulisan ini. Untuk itu kami mengharapkan adanya saran serta kritik dari berbagai pihak yang sifatnya
membangun dan menyempurnakan tesis ini. Akhir kata semoga tesis ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak yang bersangkutan khususnya bagi penulis
dan umumnya bagi para pembaca.
Medan, September 2009
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK... i
ABSTRACT... ii
KATA PENGANTAR... iii
RIWAYAT HIDUP... v
DAFTAR ISI... vi
DAFTAR GAMBAR... x
DAFTAR TABEL... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
BAB I PENDAHULUAN 1.1Latar Belakang... 1
1.2Perumusan Masalah... 4
1.3Pembatasan Masalah... 4
1.4Tujuan Penelitian... 4
1.5Manfaat Penelitian... 4
1.6Lokasi Penelitian ... 5
1.7Metodologi Penelitian... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Alginat... 6
2.1.1 Pembuatan Alginat ... 8
2.1.2 Sifat Dan Kegunaan Alginat ... 9
2.2 Kitin ... 13
2.2.1 Sumber Kitin ... 14
2.2.2 Sifat Dan Kegunaan Kitin ... 15
2.3 Kitosan ... 17
2.3.1 Sumber Kitosan... 18
2.3.2 Sifat Dan Kegunaan Kitosan... 19
2.4 Bahan Pemlastis (Plastisizer) ... 21
2.4.1 Gliserol... 23
2.5 Edible Film... 24
2.5.1 Hidrokoloid ... 26
2.5.2 Lipida ... 27
2.5.3 Komposit ... 27
2.6 Aktivitas Air... 28
2.6.1 Metode Pengukuran Aktivitas air... 32
2.7 Scanning Electron Microscope (SEM)... 33
2.8 Uji Tarik dan Kemuluran ... 34
2.9 Permeabilitas Uap Air ... 35
BAB III BAHAN DAN METODE 3.1 Bahan Dan Alat ... 37
3.2 Metode Penelitian ... 37
3.2.1 Pembuatan Film Pelapis Ca – Alginat Kitosan ... 37
3.2.3 Uji Scanning Elektron Microscope (SEM) ... 39
3.2.4 Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran... 39
3.2.5 Uji Aktivitas Air (Aw) ... 40
3.2.6 Uji Permeabilitas Uap Air... 40
3.2.7 Uji Swelling ... 41
3.2.8 Uji Ketebalan ... 41
3.3 Bagan Penelitian ... 42
3.3.1 Pembuatan Film Pelapis Khelat Kalsium Alginat – Kitosan ... 42
3.3.2 Pembuatan Film Pelapis Khelat Kalsium Alginat – Dengan Penambahan Pemlastis Gliserol... 44
3.3.3 Uji Permeabilitas Uap Air... 46
3.3.4 Uji Aktivitas Air (Aw) ... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Dan Pembahasan... 48
4.1.1 Film Pelapis Kalsium Alginat – Kitosan... 48
4.1.2 Film Pelapis Kalsium Alginat – Kitosan Dengan Penambahan Gliserol 3 mL... 49
4.1.3 Film Pelapis Kalsium Alginat – Kitosan Dengan Penambahan Gliserol 5 mL... 51
4.1.4 Uji Aktivitas Air... 52
4.1.5 Uji Permeabilitas Uap Air... 53
4.1.6 Uji Swelling ... 54
4.1.7 Uji Tarik dan Kemuluran ... 55
4.1.8 Uji Ketebalan ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran... 59
DAFTAR PUSTAKA... 60
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
2.1. Struktur Alginat... 7
2.2. Egg box dalam gel alginat... 11
3.3. Struktur Kitin ... 14
2.4. Konversi Kitin Menjadi Kitosan ... 19
2.5. Interaksi Ionik Antara Natrium Alginat Dan Kitosan ... 21
2.6 . Kurva Tegangan – Regangan Bahan Polimer ... 35
2.7. Penentuan Permeabilitas Uap Air ... 36
4.1. Interaksi Film Pelapis Ca Alginat – Kitosan ... 49
4.2. Foto Permukaan Film Pelapis Ca – Alginat – Kitosan dengan Pencucian lebih lama (a) , Foto Permukaan film pelapis Ca Alginat- Kitosan dengan pencucian lebih singkat (b) ... 49
4.3. Foto Permukaan Film Pelapis Ca – Alginat – Kitosan – gliserol 3 mL dengan Pencucian lebih lama (a) , Foto Permukaan film pelapis Ca Alginat- Kitosan – gliserol 3mL dengan pencucian lebih singkat (b)... 50
4.4. Foto Permukaan Film Pelapis Ca – Alginat – Kitosan – gliserol 5 mL dengan Pencucian lebih lama (a) , Foto Permukaan film pelapis Ca Alginat- Kitosan – gliserol 5 mL dengan pencucian lebih singkat (b)... 51
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
2.1. Beberapa Aplikasi Alginat Dalam Produk Makanan ... 13
2.2. Kandungan Kitin Pada Berbagai Jenis Hewan Dan Jamur ... 15
2.3. Nilai – Nilai Batas Aw Bagi Beberapa Jenis Mikroorganisme... 31
4.1. Hasil Aktivitas Air (Aw) Film Pelapis... 52
4.2. Harga Permeabilitas Uap Air Film Pelapis ... 53
4.3. Hasil Pertambahan Berat Film Pelapis... 54
4.4. Harga Kekuatan Tarik Dan Kemuluran ... 56
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
Halaman
1. Perhitungan Aw Ca Alginat – Kitosan ...64
2. Perhitungan Aw Ca Alginat – Kitosan – 3 mL Gliserol ...66
3. Perhitungan Aw Ca Alginat – Kitosan – 5 mL Gliserol ...68
4. Hasil Uji Tarik Ca Alginat – Kitosan...70
5. Hasil Uji Tarik Ca Alginat – Kitosan – 3 mL Gliserol ...71
6. Hasil Uji Tarik Ca Alginat – Kitosan – 5 mL Gliserol ...72
ABSTRAK
Telah dilakukan pembuatan edible film Kalsium Alginat – Kitosan dengan jalan melakukan interaksi antara polianionik Alginat dengan polikationik kitosan pada pH 5-6 yang kemudian didispersikan dalam ion Ca 2+.
Untuk melihat pengaruh pemlastis gliserol maka pada saat pembuatan edinle film tersebut dilakukan variasi tanpa gliserol dan pemberian pemlastis gliserol sebanyak 3mL dan 5 mL .
Karakteristik edible film tanpa pemlastis gliserol adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan tampak kasar, Aw 0.263, permeabilitas terhadap uap air 556,476 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat semakin besar berbanding lurus dengan pertambahan waktu perendaman, kuat tarik 1,34 Mpa, kemuluran 2,79, ketebalan film 0.187 mm.
Karakteristik edible film dengan menggunakan pemlastis gliserol 3 mL adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan lebih halus, Aw 0.290, permeabilitas uap air 498,018 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat pada awal perendaman tetapi semakin lama berat film pelapis semakin rendah, kuat tarik 2.88 Mpa, kemuluran 3.51, ketebalan film 0.133 mm.
Karakteristik edible film dengan menggunakan pemlastis gliserol 5 mL adalah sebagai berikut : Hasil SEM menunjukkan permukaan bertambah halus , Aw 0.390 , permeabilitas uap air 480,004 g m-2, uji swelling menunjukkan pertambahan berat pada awal perendaman tetapi semakin lama berat film pelapis semakin lebih rendah, kuat tarik 0.63 Mpa, kemuluran 5.03, ketebalan film 0.213 mm.
ABSTRACT
The making of edible film of Calcium alginate – chitosan has been made by doing interaction between polyanionic alginate and polycationic chitosan with pH 5 – 6 which then dispersion in ion Ca2+.
In looking for the influence of glycerol as plasticizer, therefore when making the edible film, it is done variously without glycerol and 3 – 5 mL of glycerol is given as plasticizer
The characteristics of edible film without glycerol are : The result of using SEM shows the surface of edible film looks rough , Aw 0.263, water vapour permeability 556,476 g m-2, swelling test shows the addition of weight is higher
balance with the addition of soaking time, tensile strength 1,34 Mpa, elongation 5.03, thickness of film 0.187 mm.
The characteristics of edible film using 3 mL glycerol plasticizer are : The result of using SEM shows the surface of film looks smoother, Aw 0.290, water vapour permeability 498,018 g m-2, swelling test shows the addition of weight in
the beginning of soaking, but more time the weight of edible film is lower, tensile strength 2.88 Mpa, elongation 3.51, thickness of film 0.133 mm.
The characteristics of edible film using 5 mL glycerol plasticizer are : The result The result of using SEM shows the surface of film looks smoothest than others, Aw 0.390, water vapour permeability 480,004 g m-2, swelling test shows the addition of weight in the beginning of soaking, but more time the weight of edible film is the lowest, tensile strength 0.63 Mpa, elongation 5.03, thickness of film 0.213 mm.
Key Word : Edible film, Plasticizer, SEM , Aw, Water Vapour Permeability, Swelling Test, Tensile Strength and elongation, thickness.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Alginat merupakan golongan polisakarida yang dihasilkan dari ganggang coklat (Phaeophyceae) dan bakteri. Secara kimia alginat adalah kopolimer linier
dari ikatan 1-4 β-D-asam mannuronat (M) dan α-L-asam guluronat (G) yang disusun dengan pola blok sepanjang rantai dengan daerah homopolimer M (blok M) dan residu G (blok G) dengan daerah struktur acak (blok MG) (Donati et.al.,
2004).
Alginat dapat membentuk gel dengan adanya kation-kation divalent seperti
Ca2+ , Mn2+ , Cu2+ dan Zn2+, dimana ikatan silang terjadi karena adanya kompleks khelat antara ion-ion divalent dengan anion karboksilat dari blok G-G (Inukai et al., 1999). Disamping interaksi ion logam dengan gugus COO- dari alginat, gugus
OH dari polimer juga ikut berperan (Zhanjiang, 1990).
Kitosan dibuat dengan proses deasetilasi dari kitin yang dapat diperoleh dari kepiting dan udang halus. Kitosan mempunyai sifat racun yang sangat rendah.
Mempunyai muatan yang tinggi dimana terdapat satu kationik per satu unit glukosamin. Kitosan dapat dimodifikasi secara kimia yang dapat digunakan secara
luas.
Keistimewaan sifat kitosan dapat digunakan dalam industri meliputi : 1. Berasal dari alam dan dapat diproduksi kembali .
3. Biokompatibel
4. Struktur molekulnya dapat / mudah dimodifikasi.
Sifat – sifat istimewa ini yang menjadi pendorong untuk melengkapi metode untuk mengadopsi biopolimer yang bernilai sebagai bahan yang multi guna
(Tharanathan & Kittur,2003 ).
Salah satu alkil trihidrat yang penting adalah gliserol (propa-1,2,3-triol)
CH2OHCHOHCH2OH. Senyawa ini kebanyakan ditemui hampir pada semua
lemak hewani dan minyak nabati sebagai ester gliserin dari asam palmitat dan oleat (Austin, 1985). Sehubungan dengan struktur gliserol yang mempunyai gugus
alkohol sekunder dan dua gugus alkohol primer, maka akan memberikan banyak kemungkinan terjadinya banyak reaksi untuk mengembangkan senyawa turunan
alkohol ini (Finar, 1980).
Cutter, dkk. (2001), menggunakan gliserol dan propilena glikol sebagai bahan pemlastis matriks polietilena dan polietilena oksida pada penyediaan film
layak makan. Prosedur penyediaan kemasan layak makan berbasis matriks hidroksipropil metilselulosa, untuk bahan makanan, telah dipatenkan di Amerika (US Patent 6616958, 2003) dengan menggunakan pemlastis polipropilena glikol.
Liu, dkk. (2005), menggunakan gliserol sebagai pemlastis (kandungan antara 20– 70%) untuk film layak makan berbasis campuran pati (starch), gelatin, dan natrium
alginat.
Berdasarkan sifatnya, gliserol banyak digunakan sebagai zat pemlastis dan
minyak pelumas dalam mesin pengolahan makanan dan minuman. Hal ini disebabkan karena gliserol tidak beracun. Gliserol juga dapat digunakan dalam industri resin untuk menjaga sifat kelenturan ( Bommardeaux,J , 2006)
Beberapa peneliti dahulu telah berhasil dalam pembuatan membran kitin dan pengujian sifat permeabilitasnya (Kaban,dkk,2006). Demikian juga studi
karakteristik dan aplikasi film pelapis kelat logam alkali tanah alginat – kitosan diperoleh morfologi permukaan film pelapis yang masih kasar, kekuatan tarik yang rendah dan film yang dihasilkan masih rapuh serta mudah robek (Kaban,J
2007) .
Dari uraian diatas, peneliti ingin membuat film pelapis kalsium alginat –
kitosan dengan penambahan pemlastis gliserol sehingga diharapkan adanya interaksi dari gliserol dengan film pelapis kalsium alginat – kitosan sehingga dapat menghasilkan film pelapis yang mempunyai sifat yang lebih kokoh dan
1.2. Perumusan Masalah
Bagaimana perbandingan karakteristik dari film pelapis Ca Alginat – Kitosan tanpa pemlastis dan menggunakan pemlastis.
1.3. Pembatasan Masalah
1. Bahan pemlastis yang digunakan untuk film pelapis Ca Alginat – Kitosan adalah Gliserol dengan variasi 0 mL , 3 mL dan 5 mL.
2. Untuk mengkarakterisasi film pelapis digunakan Scanning Electron Microscope (SEM) , Aktivitas Air (Aw ) , Uji Tarik dan Kemuluran , Uji Permeabilitas Uap Air , Uji Swelling dan Uji Ketebalan .
1.4. Tujuan Penelitian
1. Untuk menghasilkan film pelapis yang dapat dimakan dan mempunyai sifat elastis yang lebih baik. .
2. Untuk mengetahui kompatibilitas dan kelayakan pemlastis gliserol pada film
pelapis
1.5. Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi pengembangan ilmu bahan film pelapis dimana film pelapis yang dihasilkan dapat langsung dimakan
dan mempunyai sifat elastis yang lebih baik.
1.6. Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pascasarjana dan Laboratorium Penelitian – USU, Laboratorium Kimia Organik, Pusat Survei Geologi – Bandung dan Laboratorium Teknologi Pangan Fakultas Pertanian – USU.
1.7. Metodologi Penelitian
Penelitian ini bersifat eksperimen laboratorium, dimana obyek dari
penelitian adalah karakteristik film pelapis Ca Alginat – Kitosan tanpa pemlastis dan menggunakan pemlastis gliserol.
Ca Alginat – Kitosan diperoleh dengan menginteraksikan larutan alginat
dengan larutan kitosan pada kondisi pH 5 – 6 dengan penambahan NaOH selanjutnya dicetak diatas plat kaca , dikeringkan dan lapisan yang terbentuk
dicelupkan dalam larutan CaCl2 selanjutnya dibiarkan 1 malam dan dikeringkan
dan selanjutnya dicuci dengan aquadest dan kemudian dikeringkan kembali .
Ca Alginat – Kitosan dengan pemlastis gliserol diperoleh dengan
menginteraksikan larutan alginat dengan larutan kitosan pada kondisi pH 5 – 6 dengan penambahan NaOH dan ditambahkan gliserol dengan variasi 3 mL dan 5 mL selanjutnya dicetak diatas plat kaca , dikeringkan dan lapisan yang terbentuk
dicelupkan dalam larutan CaCl2 selanjutnya dibiarkan 1 malam dan dikeringkan
dan selanjutnya dicuci dengan aquadest dan kemudian dikeringkan kembali.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Alginat
Alginat adalah polisakarida alam yang umumnya terdapat pada dinding
sel dari spesi ganggang coklat (Phaeophyceae). Istilah alginat biasa digunakan untuk garam dari asam alginat, tapi bisa juga berarti turunan asam alginat dan asam alginat itu sendiri. Asam alginat tidak larut dalam air, sehingga yang sering
digunakan pada industri adalah natrium alginat yang larut dalam air (Donati et al., 2004).
Alginat merupakan kopolimer linear yang mengandung lebih kurang
700-1000 residu asam uronat yaitu ß-D asam mannuronat dan -L asam guluronat.
Ikatan 1,4 rantai alginat yang hanya mengandung residu asam mannuronat disebut blok M, rantai alginat yang hanya mengandung residu asam guluronat disebut blok
G dan rantai alginat yang mengandung residu asam mannuronat serta asam guluronat disebut blok G-M.Asam D- manuronat memiliki ikatan diekuatorial 4C1
sedangkan asam guluronat memiliki ikatan diaksial 1C4 . (Inukai et al., 1999).
Struktur asam guluronat berbeda dengan asam mannuronat. Residu asam mannuronat mempunyai ikatan C 1,4 di-axial sehingga struktur pita dari polimer
ini melengkung, berlawanan dengan bentuk merata dari asam mannuronat. Struktur ini stabil dengan adanya ikatan H antara gugus OH pada atom C2 dari
residu yang satu dengan gugus COO- dari residu tetangganya (Anonim, 2005).
6
COO
Gambar 2.1. Struktur Alginat
Dalam bidang makanan, sifat kekentalan alginat dapat digunakan dalam
pembuatan saus serta sirup, sebagai penstabil dalam pembuatan es krim (McHugh, 2003). Film kalsium alginat juga digunakan sebagai pembungkus ikan, buah,
daging dan makanan lain untuk pengawetan (McCormick, 2001) dan merupakan pengepak alternatif karena mudah terurai oleh mikroorganisme sehingga bersifat ramah lingkungan (Stading, 2003).
Film pelapis kalsium alginat dapat digunakan untuk membantu mengawetkan ikan beku. Jika ikan dibekukan dengan jelli kalsium alginat maka
menyembuhkan luka karena dapat mengabsorpsi cairan dari luka, dimana kalsium
alginat dalam serat diubah oleh cairan tubuh menjadi natrium alginat yang larut (McHugh, 2003).
2.1.1 Pembuatan Alginat
Asam alginat tidak larut dalam air dan karenanya yang biasa digunakan
dalam industri adalah garam natrium. Ada dua prosedur penting dalam pembuatan natrium alginat. Keduanya diawali dengan proses ekstraksi yang sama, tapi berbeda dalam metode pengendapan yang dilakukan untuk memisahkan natrium
alginat pada tahap akhir.
Pada tahap ekstraksi , rumput laut yang kering dicuci dengan asam untuk
menghilangkan ion yang menyebabkan alginat tidak larut .Selanjutnya , rumput laut yang asam dilarutkan dalam NaOH , sehingga dihasilkan larutan alginat yang kental tapi masih banyak mengandung dinding sel .Untuk menghilangkan dinding
sel ini dan menjernihkan warna , larutan disaring , sehingga diperoleh larutan alginat yang murni dan tidak berwarna. Ada dua metode pengendapan yang dilakukan untuk memisahkan natrium alginat dari larutan , yaitu pengendapan
dengan kalsium dan pengendapan dengan asam.
Metode pengendapan dengan kalsium adalah metode yang paling sering
digunakan . Dalam metode ini , kedalam larutan alginat ditambahkan garam kalsium untuk menghasilkan endapan berupa serat. Serat dibiarkan hingga mengeras dan membentuk jalinan, lalu diapungkan pada permukaan . Jalinan
serat kemudian ditambahkan dengan
asam untuk menghilangkan ion kalsium, sehingga yang tersisa hanya serat asam
alginat . Serat dapat dicampurkan dengan sejumlah alkali, misalnya natrium karbonat untuk menghasilkan natrium alginat.
Dalam metode pengendapan dengan asam , kedalam larutan alginat
langsung ditambahkan asam. Proses ini lebih sederhana dan menguntungkan , namun kurang fleksibel karena hanya bisa dilakukan pada jenis rumput laut yang
mempunyai sifat gel kuat(Anonim, 2005).
2.1.2 Sifat Dan Kegunaan Alginat
Kegunaan alginat dan kemampuannya mengikat air bergantung pada jumlah ion karboksilat, berat molekul dan pH. Kemampuan mengikat air
meningkat bila jumlah ion karboksilat semakin banyak dan jumlah residu kalsium alginat kurang dari 500, sedangkan pada pH dibawah 3 terjadi pengendapan .Secara umum , alginat dapat mengabsorpsi air dan dapat digunakan sebagai
pengemulsi dengan viskositas yang rendah.
Alginat tidak stabil terhadap panas , oksigen , ion logam dan sebagainya. Dalam keadaan demikian , alginat akan mengalami degradasi. Selama
penyimpanan alginat cepat mengalami degradasi dengan adanya oksigen terutama dengan naiknya kelembaban udara .Alginat komersial mudah terdegradasi oleh
Natrium alginat adalah bubuk berwarna krem, larut dalam air dengan
membentuk larutan koloid, kental, tidak larut dalam alkohol, kloroform, eter dan larutan asam jika pH dibawah 3 (Anonimous, 1976).
Propilen glikol alginat menunjukkan stabilitas yang sangat baik dalam
larutan asam dan khususnya efektif pada batasan pH 2,5 – 4. Kondisi alkali harus dihindari karena efek pelindung dari gugus ester akan hilang secara cepat
disebabkan terjadinya saponifikasi (ISP, 2001).
Garam basa organik dari alginat dapat mempengaruhi kelarutan asam alginat dalam pelarut organik. Sebagai contoh, tributiamin, feniltrimetilamonium
dan benziltrimetilamonium alginat larut dalam etanol absolut sedangkan trietanolamin alginat larut dalam etanol 75 %. Senyawa amonium kuartener
dengan hidrokarbon seperti asetil trimetil amonium bromida bereaksi dengan asam alginat membentuk endapan asetil trimetil amonium alginat (Muzzarelli, 1973).
Kegunaan alginat didasarkan pada tiga sifat utamanya :
a. Kemampuan untuk larut dalam air serta meningkatkan viskositas larutan. b. Kemampuan untuk membentuk gel.
c. Kemampuan membentuk film dan serat.
Fungsi utama alginat adalah sebagai gelling agent dengan adanya ion kation khususnya kalsium ( Wandrey, 2005). Ketika 2 blok G tersusun paralel,
terbentuknya pola rantai seperti dengan lubang yang sangat ideal sebagai tempat pengikatan kalsium.Bentuk ini menyerupai telur dalam kotaknya (egg in an egg box ) seperti terlihat pada gambar berikut :
Larutan
Gambar 2.2. Egg box dalam gel alginat
Sifat pengental alginat berguna dalam pembuatan saus, sirup serta es krim.
Melalui penambahan alginat , produk es menjadi tidak lengket sehingga dapat dibungkus dengan plastik. Alginat meningkatkan tekstur dan kemilau dari yoghurt sekaligus menstabilkan protein susu pada kondisi asam. Minuman buah yang
ditambahkan natrium alginat atau PGA untuk mencegah sedimentasi. Alginat juga bertindak sebagai stabilisator dalam es krim dimana penambahan alginat mengurangi pembentukan kristal es selama freezing sehingga produk menjadi
lembut.Selain itu alginat mengurangi laju pelelehan es krim (McHugh,2003).
Dalam indutri tekstil , alginat digunakan sebagai pengental pasta yang
Sebagai pembungkus yang dapat dimakan, alginat berperan sebagai
komponen diet seperti serat karena hanya meningkatkan volume usus, tidak diabsorbsi dalam saluran pencernaan, berkalori rendah dan tidak berpotensi untuk merusak (Cancela, 2003). Film pelapis kalsium alginat dapat digunakan untuk
membantu mengawetkan ikan beku. Jika ikan dibekukan dengan jelli kalsium alginat maka ikan dilindungi dari udara sehingga proses oksidasi dihambat. Jika
jelli mencair bersama ikan, dengan mudah dapat dipisahkan. Potongan daging yang dibungkus dengan film kalsium alginat sebelum dibekukan menyebabkan juice daging akan diabsorbsi kembali kedalam daging selama proses pencairan, sehingga
pembungkusan dapat melindungi daging dari kontaminasi bakteri (McHugh, 2003).
Gel alginat juga digunakan dalam restrukturisasi dan reformasi produk makanan , misalnya nuggets, daging panggang dan bahkan steak. Kalsium alginat yang dicampur dengan daging mentah membentuk gel kalsium alginat yang
mampu mengikat potongan daging seperti yang terjadi dalam nuggets.
Dalam bidang farmasi, alginat dapat digunakan sebagai pembalut luka yang dapat menyembuhkan luka karena dapat mengabsorpsi cairan dari luka, dimana
kalsium alginat dalam serat diubah oleh cairan tubuh menjadi natrium alginat yang larut (McHugh,2003). Alginat dalam bentuk garam dapat digunakan sendiri atau
dikombinasikan dengan polimer pembentuk gel lainnya untuk mengontrol pelepasan obat dari matriks tablet. Dalam cairan lambung, natrium alginat terhidrasi dan dikonversi menjadi bentuk asam alginat yang tidak dapat larut,
sehingga menekan pelepasan obat dalam perut ( ISP,2001; McHugh, 2003).
Tabel 2.1. Beberapa aplikasi alginat dalam produk makanan
(Sumber : Wandrey ,2005)
Sifat Produk Makanan
Mengikat air Makanan Beku Mempertahankan tekstur
Pengisi Pastry
Menghasilkan produk dan tekstur yang lembut
Sirup Mencegah Pengendapan
Pelapis Kue Meniadakan rasa lengket
Membentuk Gel Puding Mempertahankan bentuk tekstur Penngisi Pie Meningkatkan rasa makanan
Dessert Gel Menghasilkan produk yang transparan dan cepat membentuk gel
Mengemulsikan Salad dreesing Mengemulsi dan menstabilkan
Saus Mengemulsi minyak dan
Mencegah pengendapan
Menstabilkan Bir Mempertahankan busa bir
Jus Menstabilkan larutan
Sirup Menghasilkan sirup yang homogen Saus Mengentalkan dan menstabilkan
2.2 Kitin
Dari semua polisakarida yang terdapat melimpah di alam, hanya kitin yang
telah digunakan secara meluas dalam kuantitas yang besar. Kitin menempati urutan kedua terbanyak sebagai biopolymer alami yang dipeeroleh dari eksoskeleton
meskipun setelah USDFA mengumumkan kitin sebagai zat aditif makanan pada
tahun 1983 (Warrand,J.,2006).
Kitin atau poly (N-asetil-D-glukosamin) mempunyai struktur kimia yang analog dengan struktur selulosa.Perbedaan dengan struktur selulosa terdapat pada
atom C ke 2 yaitu pada gugus OH digantikan dengan gugus asetamida (NH-COCH3) (Rudal,1963).
Kitin banyak terdapat dalam kulit luar hewan seperti crustacean,serangga dan mollusca . Selain dalam kulit luar hewan tersebut, kitin juga terdapat dalam sel tumbuhan kelas rendah seperti dalam sel jamur. Pada tahun 1992, Alimuniar dan
rekannya melakukan pemeriksaan kandungan kitin yang terdapat dalam hewan dan tumbuhan. Beberapa kandungan kitin yang diperoleh dari tumbuhan dan hewan
ditunjukkan dalam tabel 2 ( Carroad and Tom,1987).
Tabel 2.2 Kandungan Kitin pada berbagai jenis Hewan dan Jamur
No Sumber Jenis Kandungan kitin
(%)
Kulit remis/kijing 6.1 3 Mollusca
Kulit Tiram 3.6
Aspergillus niger 42,0b Penicillum
chrysogenium 20,1b
Saccharomyces
cereviceae 2.9 4 Jamur
Lactarius vellereus 19 Keterangan :
a = berat organik dari kutikula b = berat kering dari dinding sel
2.2.2 Sifat dan Kegunaan Kitin
Kedua α-kitin dan β-kitin dapat dilarutkan dengan pemberian larutan pekat
dan panas dari garam netral dengan keefektifan LiCNS > Ca(CNS)2 > CaI2 >
CaBr2 > CaCl2. Penambahan Etanol menyebabkan pembentukan massa gelatin
yang tembus cahaya. Kecepatan kelarutan β-kitin lebih besar dibandingkan α-kitin.
Kitin juga dapat dilarutkan menggunakan larutan LiCNS jenuh pada 95º C. Kitin juga larut dalam pelarut asam seperti HCl pekat, H2SO4 pekat dan H3PO4 pekat,
akan tetapi tidak larut dalam HNO3 pekat. Chitin larut dalam sejumlah asam
kelarutan lambat, membutuhkan waktu lebih dari tiga minggu (Gagnaire et al.,
1982) menunjukkan bahwa terjadi esterifikasi pada kondisi ini sehingga yang terlarut adalah O-formilkitin daripada kitin itu sendiri. Austin (1975) adalah yang mula-mula melaporkan penggunaan DCA dan TCA sebagai pelarut kitin. Dari
kedua asam ini, DCA adalah yang lebih baik untuk digunakan karena merupakan cairan pada temperatur kamar akan tetapi pelarut yang kurang dan memberikan
larutan kental pada konsentrasi kitin yang relatif rendah. Meskipun TCA adalah pelarut yang lebih baik untuk kitin, pelarut ini adalah zat padat pada temperatur kamar sehingga dibutuhkan kosolven dan larutan yang mengandung 20 – 50 %
berat TCA dalam asam formiat. Pelarut ini sangat berguna karena menghasilkan larutan kitin yang mempunyai viskositas yang relatif rendah. Hidrólisis dalam
pelarut DCA dsn TCA-HCOOH adalah rendah dimana larutan kitin dalam sistim pelarut ini mempunyai viskositas yang tetap walaupun dibiarkan selama 1 bulan pada temperatur kamar (Muzzarelli, 1986; Robert, 1992).
Kitin sangat menarik secara komersial disebabkan persentase nitrogennya yang tinggi (6,89 %) dibandingkan dengan selulosa yang tersubstitusi secara sintetik (1,25 %). Kitin merupakan polisakarida yang bersifat basa dan hidrofobik
dan tidak larut dalam air dan hampir semua pelarut organik. Produk kitin dapat berupa butiran, serat, film, serbuk dan gel yang banyak dimanfaatkan dalam bidang
kesehatan dan kosmetik (Kumar, 2000).
Kitin adalah polisakarida nontoksik dan biodegradable yang banyak digunakan dalam bidang pengobatan dan kedokteran hewan. Dalam banyak kasus
pemakaian derivat kitin dalam tubuh manusia atau hewan dapat menyembuhkan
dan mencegah berbagai macam penyakit. (Synowiecki, 2003)
Kitin dan turunannya banyak digunakan sebagai coating material untuk serat selulosa, nilon, kapas dan wool. Penggunaannya sebagai serat termodsifikasi antara
lain bahan pembalut luka, tekstil medikal, absorben yang sehat dan tidak alergenik, menghilangkan bau dan anti mikroba pada pakaian olah raga serta kaus kaki.
Penambahan kitin sebagai coating pada tekstil tahan air meningkatkan permeabilitas terhadap uap air. Serat wool yang mengandung kitin dan turunannya meningkatkan daya celup dan tidak luntur. (Synowiecki, 2003)
Kitin dan turunannya juga dapat digunakan untuk pembuatan membran hemodialisis. (Kaban dkk., 2006).
2.3 Kitosan
Kitosan merupakan senyawa turunan dari kitin yang memiliki struktur
(1,4)-2-akino-2-deoksi-β-D-glukosa.Sumber kitosan yang sangat potensial adalah kerangka Crustaceae (Muzzarelli,R.A.A.,1997).
Kitosan merupakan molekul polimer yang mempunyai berat molekul
tinggi.Kitosan merupakan poliamina linear yang mudah bereaksi dengan ion logam dan membentuk garam dan asam ( Sandford & Hutchings,1987).
Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah gugus hidroksil (OH) dan gugus amin (NH2) pada rantainya. Kebanyakan
polisakarida yang terdapat dialam bersifat netral dan asam seperti selulosa,
polisakarida yang bersifat basa.Selulosa adalah sebuah homopolimer sedangakan
kitosan adalah heteropolimer (Kumar,M.V.N.,2000).
Kitosan adalah polimer polisakarida amina yang tersusun oleh unit glukosamin dan N-Asetil glukosamin yang merupakan polimer hidrofilik tidak
beracun, cocok secara biologis ( biokompatibel) dan dapat terbiodegradasi secara biologis (Hosokawa,J.,dkk.,1990)
Adapun struktur kitosan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut ini :
O
Modifikasi kimia kitin yang paling sering dilakukan adalah deasetilasi dengan penambahan basa pada kitin, dimana gugus asetamida akan terhidrolisis
menghasilkan gugus amino bebas dan terbentuklah kitosan. Hidrolisis dapat dilakukan dengan penambahan NaOH 40%, dimana apabila derajat deasetalisasi
45-55% bersifat dapat larut dalam air sedangkan untuk derajat deasetalisasi > 60% atau <40% bersifat tidak larut dalam air (Muzzarelli,R.A.A.,1986)
Deasetilisasi Asetilisasi
O
O O
NH2
HOH2C
HO
HOH2C
NH C 0
CH3
HO O *
x y
Gambar 2.4. Konversi kitin menjadi kitosan
2.3.2 Sifat Dan Kegunaan Kitosan
Kitosan mempunyai sifat menyerap dan menggumpal yang sangat baik
.Sifat menyerap dan menggumpal ini dapat meninggikan kereaktifannya dalam berbagai kegunaan dan menghasilkan turunan kitosan.
Satu sifat fisik kitosan adalah bersifat polikation apabila kitosan dapat
terurai dalam pelarut yang sesuai .Sifat ini berlainan dengan polimer lainnya, yang hanya bersifat netral atau anion ( Robert, 1992).
Dalam banyak kasus pemakaian derivat kitin dalam tubuh manusia atau
hewan dapat menyembuhkan dan mencegah bermacam penyakit.
Kitosan dan turunannya dapat digunakan sebagai bahan kosmetik, pasta
gigi, krim badan dan tangan serta produk perawatan rambut. Biopolimer ini juga telah diteliti sebagai bahan formulasi kosmetik khususnya untuk kulit yang sensitif. Kitosan dapat mempengaruhi kelembaban kulit serta memberi perlindungan
terhadap kerusakan mekanik serta efek anti elektrostatik pada rambut.Kitosan yang dimasukkan kedalam produk tertentu membentuk hidrogel yang dapat memperkuat
gigi dan melindunginya dari infeksi mikroba sambil tetap mempertahankan difusi dari ion-ion dan air (Synowiecki,2003).
Kitosan dapat menghambat pertumbuhan jamur dan bakteri yang bersifat
patogen dan menyebabkan resistensi tumbuhan terhadap infeksi jamur dan virus.Resistensi terhadap jamur berkaitan dengan destruksi hidrolitik dinding selnya oleh kitinase tanaman.Aktivitas antimikroba kitosan dan turunannya
tergantung pada berat molekul rata – rata, kerentanannya terhadap degradasi enzimatik serta pelepasan oligomer larut air.
Kitosan dan alginat dapat membentuk membran polielektrolit .Dimana kompleks elektrolit dibentuk melalui reaksi suatu polielektrolit dengan polielektrolit yang lain yang berbeda muatanya dalam suatu larutan. Dikarenakan
keragaman struktur dan sifatnya kompleks ini memberikan aplikasi yang cukup
luas sebagai membran, pelapis antistatik, sensor lingkungan, detektor kimia
( Kumar,M.N.V.,2000). Adapun interaksi ionik antara natrium alginat dengan kitosan adalah sebagai berikut :
Gambar 2.5. Interaksi ionik antara rantai alginat dengan rantai kitosan
2.4 Bahan Pemlastis ( Plastisizer)
Bahan pemlastis (plastisizer) adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang ditambahkan dengan maksud memperlemah kekakuan dari polimer,
meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer. Bahan pemlastis larut dalam tiap-tiap rantai polimer sehingga akan mempermudah gerakan molekul
polimer dan bekerja menurunkan suhu transisi gelas, suhu kristalisasi atau suhu pelelehan dari polimer.
Mekanisme kerja plastisizer pada resin adalah memisahkan rantai melalui
pemutusan ikatan yaitu ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals atau ikatan ion, yang menyebabkan rantai polimer bersatu dan melapisi tenaga di tengahnya
melalui pembentukan ikatan polimer-plastisizer. Rantai Alginat
Rantai Kitosan Interaksi ionik
-OOC
NH3+ COOH
AcNH
NH3Cl
-COO-Na+
-OOC
Kemudian kelompok polymer-phylic akan memperbaiki kelarutannya, sedangkan
kelompok polymerphobic memperbaiki pengaruhnya.
Beberapa jenis plastisizer yang dapat digunakan adalah gliserol ,lebah, polivinilalkohol dan sorbitol, asam laurat , asam oktanoat , asam laktat , Trietilen
glikol.
Kompatibilitas yang baik menunjukkan campuran pemlastis dan polimer
yang stabil dan homogen, yang mana ditentukan oleh interaksi molekul polimer– pemlastis, bahan aditif, tekanan, suhu, kelembaban, dan cahaya. Kompatibilitas campuran dapat ditentukan melalui panas reaksi campuran, transisi gelas,
morfologi, sifat mekanikal dinamis secara viskometrik (Chattopadhyay, 2000). Pemlastis bisa saja kompatibel pada suhu proses namun dapat keluar kembali dari
polimer (blooming) pada suhu kamar. Polimer pemlastis berada dalam kesetimbangan dinamis pada suhu tertentu, begitu suhu berubah efektifitas gaya-gaya juga berubah. Pada kondisi normal, difusi selalu terjadi yaitu sejumlah
tertentu pemlastis berada di permukaan polimer karena kesetimbangan adsorpsi/ desorpsi antara polimer dan pemlastis terganggu (Zhong, dkk., 1998).
Proses pemlastis, prinsipnya adalah terjadinya dispersi molekul pemlastis
ke dalam fase polimer. Bilamana pemlastis mempunyai gaya interaksi dengan polimer, proses dispersi akan berlangsung dalam skala molekul dan terbentuk
larutan polimer pemlastis sehingga keadaan ini disebut kompatibel. Interaksi antara pemlastis–polimer ini sangat dipengaruhi oleh sifat afinitas kedua komponen. Kalau afinitas polimer–pemlastis tinggi, maka molekul pemlastis akan terdifusi ke
dalam bundel, di sini molekul pemlastis akan berada di antara rantai polimer dan
mempengaruhi mobilitas rantai (Efendi, 2001).
2.4.1 Gliserol
Gliserol memiliki rumus kimia C3H5(OH)3.Gliserol merupakan trihidrat
alkohol, dimana mempunyai dua gugus hidroksil primer dan satu gugus hidroksil
sekunder.Gliserol alami merupakan hasil samping konversi lemak dan minyak dari splitting lemah yang dapat diperoleh 15 – 20 % larutan gliserol dalam air.Proses transesterifikasi menghasilkan 75 – 90 % larutan gliserol dalam alkohol. Proses ini
bergantung pada perbandinngan jumlah alkohol dan lemak ataupun minyak dan konsentrasi katalis (Nouredini H & Medikonduru , 1997)
Fungsi utama gliserol adalah sebagai humuctant ( suatu zat yang berfungsi untuk menjaga kelembutan dan kelembaban ).Gliserol juga dapat digunakan sebagai pelarut , pemanis , pengawet dalam makanan serta sebagai zat emollient
dalam kosmetik. Berdasarkan sifatnya , gliserol banyak digunakan sebagai zat pemlastis dan minyak pelumas dalam mesin pengolahan makanan dan minuman. Hal ini disebabakan karena gliserol tidak beracun .Gliserol juga dapat digunakan
2.5 Edible Film
Edible packaging adalah kemasan yang dapat langsung dimakan dan aman bagi lingkungan. Edible packaging dapat dikelompokkan menjadi 2 (dua) bagian yaitu kemasan yang berfungsi sebagai penyalut (edible coating) dan kemasan yang
berfungsi sebagai pelapis dalam bentuk lembaran tipis (edible film).
Terdapat lima syarat kemasan untuk bahan pangan yaitu :penampilan,
perlindungan, fungsi, biaya, dan limbah kemasan tersebut bersifat ramah lingkungan. Dengan adanya persyaratan ramah lingkungan, maka penggunaan edible packaging adalah sangat menjanjikan.
Edible coating telah banyak digunakan untuk penyalut bahan pangan sepeti daging beku, makanan semi basah, produk konfeksionari, ayam beku, produk hasil
laut, sosis, buah-buahan dan sebagai penyalut kapsul obat-obatan (Krochta, et al, 1994).
Edible film adalah lapisan tipis yang dibuat dari bahan yang dapat dimakan,
dibentuk di atas komponen makanan yang berfungsi sebagai penghambat transfer massa (misalnya kelembaban, oksigen, lemak dan zat terlarut) dan atau sebagai
carrier bahan makanan atau aditif dan atau untuk meningkatkan penanganan
makanan (Krochta, 1992).
Edible film harus mempunyai sifat-sifat yang sama dengan film kemasan
seperti plastik, yaitu harus memiliki sifat menahan air sehingga dapat mencegah kehilangan kelembaban produk, memiliki permeabilitas selektif terhadap gas tertentu, mengendalikan perpindahan padatan terlarut, untuk mempertahankan
warna, pigmen alami dan gizi, serta menjadi pembawa bahan aditif seperti
pewarna, pengawet dan penambah aroma yang memperbaiki mutu bahan pangan.
Penggunaan edible film untuk pengemasan produk-produk pangan seperti sosis, buah-buahan dan sayuran segar dapat memperlambat penurunan mutu, karena edible film dapat berfungsi sebagai penahan difusi gas oksigen, karbondioksida
dan uap air serta komponen flavor, sehingga mampu menciptakan kondisi atmosfir internal yang sesuai dengan kebutuhan produk yang dikemas. Keuntungan
penggunaan edible film untuk kemasan bahan pangan adalah untuk memperpanjang umur simpan produk serta tidak mencemari lingkungan karena edibel film ini dapat dimakan bersama produk yang dikemasnya. Selain edible film
istilah lain untuk kemasan yang berasal dari bahan hasil pertanian adalah biopolimer, yaitu polimer dari hasil pertanian yang digunakan sebagai bahan baku
film kemasan tanpa dicampur dengan polimer sintetis (plastik). Bahan polimer diperoleh secara murni dari hasil pertanian dalam bentuk tepung, pati atau isolat. Komponen polimer hasil pertanian adalah polipeptida (protein), polisakarida
(karbohidrat) dan lipida. Ketiganya mempunyai sifat termoplastik, sehingga mempunyai potensi untuk dibentuk atau dicetak sebagai film kemasan. Keunggulan polimer hasil pertanian adalah bahannya yang berasal dari sumber
yang terbarukan (renewable) dan dapat dihancurkan secara alami (biodegradable). Komponen penyusun edible film mempengaruhi secara langsung bentuk
morfologi maupun karakteristik pengemas yang dihasilkan. Komponen utama penyusun edible film dikelompokkanmenjadi tiga, yaitu hidrokoloid, lipida dan komposit. Bahan-bahan tambahan yang sering dijumpai dalam pembuatan edible
Komponen yang cukup besar dalam pembuatan edible film adalah
plastisizer, yang berfungsi untuk :
- meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas film - menghindari film dari keretakan
- meningkatkan permeabilitas terhadap gas, uap air dan zat terlarut - meningkatkan elastisitas film
2.5.1. Hidrokoloid
Hidrokoloid yang digunakan dalam pembuatan edible film berupa protein
atau polisakarida. Bahan dasar protein dapat berasal dari jagung, kedele, wheat gluten, kasein, kolagen , gelatin, corn zein, protein susu dan protein ikan.
Polisakarida yang digunakan dalam pembuatan edible film adalah selulosa dan turunannya,pati dan turunannya, pektin, ekstrak ganggang laut (alginat, karagenan, agar), gum (gum arab dan gun karaya), xanthan, kitosan dan lain-lain.
Beberapa polimer polisakarida yang banyak diteliti akhir akhir ini adalah pati gandum (wheat), jagung (corn starch) dan kentang.
Umumnya film hidrokoloid mempunyai sifat resisten yang kecil terhadap
uap air karena sifatnya hidrofilik. Film hidrokoloid yang digunakan dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi, muatan molekul dan kelautan dalam air.
Berdasarkan komposisi , hidrokoloid dapat dijumpai seperti karbohidrat dan protein. Muatan dari sebuah hidrokoloid dapat digunakan dalam pembentukan film.Alginat dan pektin membutuhkan tambahan dalam pembentukan ion polivalen
dan biasanya digunakan kalsium.
2.5.2. Lipida
Lemak yang umum digunakan dalam pembuatan edible film adalah lilin alami (beeswax,carnauba wax, parrafin wax), asil gliserol, asam lemak (asam oleat dan asam laurat) serta emulsifier.
Umumnya asam lemak dan fatty alkohol merupakan yang efektif dalam membawa uap air Lilin umumnya juga digunakan sebagai coating buah – buahan
dan sayuran untuk memperlambat perpindahan udara dan memperkecil kelembaban.
2.5.3. Komposit
Komposit adalah bahan yang didasarkan pada campuran hidrokoloid dan
lipida. (Julianti,E,2006). Pada dasarnya komposit dapat didefenisikan sebagai campuran makroskopik dari serat dan matriks. Serat umumnya jauh lebih kuat dari matriks dan berfungsi memberikan kekuatan tarik. Sedangkan matriks berfungsi
untuk melindungi serat dari efek lingkungan dan kerusakan akibat benturan.
Manfaat utama dari penggunaan komposit adalah untuk mendapatkan kombinasi sifat kekuatan serta kekakuan yang tinggi dan berat jenis yang ringan.
Dengan memilih kombinasi material serat dan matrik yang tepat dan hampir sama dengan kebutuhan sifat untuk suatu struktur tertentu dan tujuan tertentu pula.
Salah satu sifat unik dari komposit dengan zat pengikat anorganik bahwa pembuatannya dapat diadaptasi sesuai dengan biaya akhir dan spektrum tekhnologi. Hal ini terfasilitasi melalui fakta bahwa tidak dibutuhkan panas untuk
2.6 Aktivitas Air (Aw)
Air dalam bahan pangan berperan sebagai pelarut dari beberapa kompenen disamping ikut sebagai bahan pereaksi, sedang bentuk air dapat ditemukan sebagai
air bebas dan air terikat. Air bebas dapat dengan mudah hilang apabila terjadi penguapan atau pengeringan, sedangkan air terikat sulit dibebaskan dengan cara
tersebut. Kandungan air dalam bahan pangan akan berubah – ubah sesuai dengan lingkungan, hal ini sangat erat hubungan dengan daya awet bahan pangan tersebut. Hal ini merupakan pertimbangan utama dalam pengolahan dan pengelolaan pasca
olah bahan pangan (Purnomo,H,1995)
Menurut derajat keterikatan air, air terikat dapat dibagi atas empat tipe :
Tipe I, adalah molekul air yang terikat pada molekul – molekul lain melalui sesuatu ikatan hidrogen yang berenergi besar. Molekul air membentuk hidrat dengan molekul – molekul lain yang mengandung atom – atom O dan N seperti
karbohidrat, protein, atau garam.Air tipe ini tidak dapat membeku pada proses pembekuan, tetapi sebagian air ini dapat dihilangkan dengan cara pengeringan biasa. Air tipe ini terikat kuat dan sering kali disebut air terikat.
Tipe II, yaitu molekul – molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air lain, terdapat dalam mikrokapiler dan sifatnya agak berbeda dari air
murni. Air jenis ini lebih sukar dihilangkan dan penghilangan air tipe II akan mengakibatkan penurunan aw ( water activity ).
Tipe III, adalah air yang secara fisik terikat dalam jaringan matriks bahan
seperti membran, kapiler, serat, dan lain – lain. Air tipe III inilah yang sering kali
disebut dengan air bebas. Air tipe ini mudah diuapkan dan dapat dimanfaatkan
untuk pertumbuhan mikroba dan media bagi reaksi – reaksi kimiawi.
Tipe IV, adalah air yang tidak terikat dalam jaringan suatu bahan atau air murni, dengan sifat – sifat air biasa dan keaktifan penuh (Winarno,F.G.,1984)
Pengawetan makanan dengan menurunkan kadar air yang dikenal dengan aktivitas air (aw) telah dilakukan sejak beribu – ribu tahun yang lalu . Secara
tradisional , makanan dikeringkan dengan sinar matahari tetapi sekarang beberapa makanan didehidrasi dibawah kondisi pengeringan yang terkendali dengan menggunakan aneka ragam metoda pengeringan.Walaupun demikian , pengeringan
dengan sinar matahari tetap sebagai suatu cara pengolahan yang sangat penting dinegara – negara yang sedang berkembang (Buckle, K.A., 1987).
Aktivitas air atau “water activity” (Aw) merupakan salah satu parameter hidratasi yang sering diartikan sebagai air dalam bahan yang dapat digunakan untuk pertumbuhan jasad renik. Menurut hukum Roult ( Secara kimia ) Aw
berbanding lurus dengan jumlah molekul didalam pelarut (solvent) dan berbanding terbalik dengan jumlah molekul didalam larutan ( solution) (Syarief,R, 1988).
2
Dimana n1 = Jumlah molekul dari zat yang dilarutkan (solute)
n2 = Jumlah molekul pelarut , yang dimaksud disini adalah air
Semua organisme membutuhkan air untuk kehidupannya Air berperan dalam reaksi metabolik dalam sel dan merupakan alat pengangkut zat – zat gizi
tersebutmengalami kristalisasi dan membentuk es atau terikat secara kimiawi
dalam larutan gula atau garam, maka air tersebut tidak dapat digunakan oleh mikroorganisme. Air murni mempunyai aw = 1,0 . Jenis mikroorganisme yang
berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda pula untuk pertumbuhannya.
Bakteri umumnya tumbuh dan berkembang biak hanya dalam media dengan aw
tinggi (0,91) , khamir membutuhkan nilai aw lebih rendah (0,87 – 0,91 ) , kapang
lebih rendah lagi (0,80 – 0,87).
Tabel 2.3 Nilai – nilai batas aw bagi beberapa jenis mikroorganisme
Kisaran aw bagi beberapa makanan aw aw minimum untuk beberapa
jenis
mikroorganisme
Sayuran, buah – buahan , daging
1,0 C.botulinum
Ayam , ikan , susu segar
Salmonella
Daging yang direndam dalam Larutan garam
Salami, sirup, gula , keju kering 0,9 Kebanyakan bakteri Kebanyakan ragi Beras ,kacang polong , tepung , 0,8
Serelia , kue – kue
Kebanyakan jamur Makanan setengah basah ,
0,7 Bakteri halofilik
Makanan yang diawetkan Dengan garam
Mikroorganisme yang sangat osmofilik 0,6
Buah – buahan kering Makanan kering
2.6.1 Metode Pengukuran Aktivitas Air
Pengukuran aktivitas air (Aw) terhadap suatu bahan pangan sampai saat ini
tersebut terhadap lingkungannya. Oleh karena itu ekstrapolasi menjadi cara
pengukuran yang lebih penting dari pada tekhniknya.
Akhir – akhir ini perkembangan metode pengukuran Aw menjadi perhatian pakar teknologi pangan. Karena , peranan Aw dalam berbagai aspek bahan pangan
seperti pengendalian Aw selama pengolahan , pengemasan dan penyimpanan semakin diketahui.Beberapa Peralatan pengukuran Aw telah tersedia secara
komersial (Purnomo,H , 1995)
Pengukuran kelembapan relatif berimbang dapat dilakukan antara lain dengan:
1. Kurva Interpolasi 2. Teknik manometrik
3. Keseimbangan bitermal. 4. Higrometer Rambut. 5. Keseimbangan isopeistik.
6. Higrometer Listrik.
7. Metode Kimia seperti pengunaan kobaltus bromida, klorida dan biosianat.
2.7 Scanning Electron Microcsope (SEM)
Struktur permukaan suatu benda diuji dapat dipelajari dengan
menggunakan scanning elektron mikroskop karena jauh lebih mudah untuk mempelajari struktur permukaan ini secara langsung.
Dengan berkas sinar elektron difokuskan kesuatu titik dengan diameter
sekitar 100 À dan digunakan untuk melihat permukaan dalam suatu layar. Elektron – elektron dari benda diuji difokuskan dengan suatu elektroda elektrostatik pada
suatu alat pemantul yang dimiringkan.Sinar yang dihasilkan diteruskan melalui suatu pipa sinar pantulan kesuatu alat pembesar foto dan sinyal yang dapat digunakan untuk memodulasikan terangnya suatu titik osikoskop yang melalui
suatu layar dengan adanya persesuaian dengan berkas sinar elektron pada permukaan benda uji.
Sebagai pengertian awal, mikroskop elektron payaran menggunakan hamburan elektron – elektron (dengan E = 30 kV) yang merupakan energi datang ) dan elektron – elektron sekunder (dengan E = 100 eV) yang dpantulkan dari benda
uji.
Karena elektron – elektron sekunder mempunyai energi yang rendah, maka elektron – elektron tersebut dapat dibelokkan membentuk sudut dan menimbulkan
bayangan topografi. Intensitas dari hamburan balik elektron – elektron yang cenderung tertimbun karena dengan energinya yang lebih tinggi maka tidak mudah
2.8 Uji Tarik dan Kemuluran
Kekuatan tarik dan kemuluran merupakan suatu sifat mekanis yang sangat penting dari logam terutama untuk perhitungan – perhitungan konstruksi. Untuk memperoleh informasi tentang kekuatan tarik dilakukan pengujian tarik. Didalam
pengujian tarik, batang percobaan atau batang uji dikenai beban aksial yang ditambah secara berangsur – angsur dan kontinu.
Kekuatan tarik merupakan sifat mekanik yang banyak ditonjolkan dan dianggap sebagai kekuatan bahan ( Sumanto,1994)
Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus.Secara sederhana,
kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum (F maks ) yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan., dibagi dengan luas penampang
bahan. Karena selama dibawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami perubahan bentuk (deformasi) maka definisi kekuatan tarik dinyatakan sebagai besarnya beban maksimum yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan ,
dibagi dengan luas penampang semula (Ao).
Jika didefinisikan besaran kemuluran ( ) sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap panjang specimen semula adalah :
Hasil pengamatan sifat kekuatan tarik dinyatakan dalam bentuk kurva tegangan, yakni nisbah beban dengan luas penampang (F/A) terhadap
perpanjangan bahan (regangan) yang disebut dengan kurva tegangan – regangan
(Wirjosentono,dkk,1995)
Kekuatan tarik akhir Tegangan pada yield
Kemuluran
pada yield kemuluran tegangan
regangan
Gambar 2.6 Kurva Tegangan – Regangan Bahan Polimer
2.9 Permeabilitas Uap Air
Permeabilitas suatu film kemasan adalah kemampuan melewatkan partikel gas dan uap air pada suatu unit luas bahan pada suatu kondisi tertentu.. Nilai permeabilitas sangat dipengaruhi oleh faktor-faktor sifat kimia polimer, struktur
dasar polimer,. Umumnya nilai permeabilitas film kemasan berguna untuk memperkirakan daya simpan produk yang dikemas. Komponen kimia alamiah
berperan penting dalam permeabilitas. Polimer dengan polaritas tinggi (polisakarida dan protein) umumnya menghasilkan nilai permeabilitas uap air yang tinggi dan permeabilitas terhadap oksigen rendah. Hal ini disebabkan polimer
non polar (lipida) yang banyak mengandung gugus hidroksil mempunyai nilai
permeabilitas uap air rendah dan permeabilitas oksigen yang tinggi, sehingga menjadi penahan air yang baik tetapi tidak efektif menahan gas. Permeabilitas uap air merupakan suatu ukuran kerentanan suatu bahan untuk terjadinya proses
penetrasi air. Permeabilitas uap air dari suatu film kemasan adalah laju kecepatan atau transmisi uap air melalui suatu unit luasan bahan yang permukaannya rata
dengan ketebalan tertentu, sebagai akibat dari suatu perbedaan unit tekanan uap antara dua permukaan pada kondisi suhu dan kelembaban tertentu (Yamada,K ,et al , 1995).
Gambar 2.7 Penentuan Permeabilitas Uap air
Keterangan : = Film Pelapis = CaCl2 anhidrat
= Air
BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1 Bahan dan Alat
Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan, natrium
alginat, asam asetat, natrium hidroksida, kalsium klorida, gliserol, aquadest. Demikian juga bahan – bahan untuk pengujian aktivitas air (aw) seperti kalium
dikromat, kalium sulfat dan silika gel yang semuanya berasal dari bahan p.a.
Peralatan yang digunakan adalah alat – alat gelas seperti desikator, plat kaca, gelas Erlenmeyer, Beaker glass, dan instrumen seperti magnetik stirerr,
Scanning Electron Microscope (SEM), Universal Tensile Machine. Dan juga seperti alat pH indikator, mikrometer, hot plate dan mixer.
3.2. Metode Penelitian
3.2.1. Pembuatan Film Pelapis Ca – Alginat Kitosan.
Ditimbang sebanyak 2 g kitosan, kemudian didispersikan kedalam 50 ml air suling dan ditambahkan 3 ml asam asetat glasial sambil diaduk dengan magnetik stirrer untuk menghasilkan campuran homogen. Selanjutnya ditimbang
sebanyak 2 g natrium alginat dan dilarutkan dalam 50 ml air suling. Larutan kitosan dan larutan natrium alginat dibiarkan secara terpisah selama satu malam.
Kemudian kedua larutan polimer tersebut dicampurkan dan ditambah larutan NaOH 2M sampai diperoleh pH 5-6 sambil diaduk . Gel yang terbentuk dicetak diatas plat kaca dan disimpan di desikator. Lapisan tipis yang diperoleh dicelupkan
tipis transparan, kemudian dicuci dengan air suling dan disimpan di desikator. Film
pelapis kelat kalsium alginat-kitosan yang diperoleh dilakukan pengujian Scanning Electron Microscope (SEM) , Uji Tarik dan Kemuluran , Aktivitas Air (Aw ) ,Uji permeabilitas Uap air, Uji Swelling dan Uji Ketebalan.
3.2.2. Pembuatan Film Pelapis Ca – Alginat Kitosan Dengan Pemlastis
Gliserol.
Ditimbang sebanyak 2 g kitosan, kemudian didispersikan kedalam 50 ml air suling dan ditambahkan 3 ml asam asetat glasial sambil diaduk dengan
magnetik stirrer untuk menghasilkan campuran homogen. Selanjutnya ditimbang 2 g natrium alginat dan dilarutkan dalam 50 ml air suling. Larutan kitosan dan
larutan natrium alginat dibiarkan secara terpisah selama satu malam. Kemudian kedua larutan polimer tersebut dicampurkan dan campuran tersebut ditambahkan gliserol dengan variasi 3 mL dan 5 mL kemudian ditambah larutan NaOH 2M
sampai diperoleh pH 5-6 sambil diaduk . Gel yang terbentuk dicetak diatas plat kaca dan disimpan di desikator. Lapisan tipis yang diperoleh dicelupkan dalam kalsium klorida 0,1 M dan dibiarkan selama satu malam. Dihasilkan lapisan tipis
transparan, kemudian dicuci dengan air suling dan disimpan di desikator. Film pelapis kelat kalsium alginat-kitosan dengan pemelastis gliserol yang diperoleh
dilakukan pengujian Scanning Electron Microscope (SEM) , Uji Tarik dan Kemuluran , Aktivitas Air (Aw ) ,Uji permeabilitas Uap air, Uji Swelling dan Uji Ketebalan.
3.2.3 Uji Scanning Electron Microscope (SEM)
Film pelapis Ca alginat-kitosan dan Ca – Alginat - Kitosan dengan
penambahan pmlastis gliserol ditentukan morfologi permukaannya dengan Scanning Electron Microscope (SEM) .
3.2.4 Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran.
Pengujian kekuatan dilakukan dengan alat uji tarik dan kemuluran terhadap
tiap spesimen dengan ketebalan dan ukuran yang sesuai dengan spesimen uji kekuatan tarik. Film pelapis dibentuk lebar 6 mm dan panjang 115 mm (ASTM D-638-72 tipe IV)
Alat uji tarik terlebih dahulu dikondisikan pada beban 100 Kgf dengan kecepatan penarikan 50 mm/menit, kemudian spesimen dijepit kuat dengan
penjepit dari alat. Lalu mesin dihidupkan dan spesimen akan tertarik keatas dan diamati sampai putus. Dicatat tegangan maksimum (Fmaks) dan regangannya. Data
pengukuran diubah menjadi kuat tarik ( t ) dan kemuluran ( ).
Harga kemuluran (%) bahan dihitung dengan rumus dibawah ini :
%
Nilai kekuatan tarik bahan dihitung dengan persamaan:
)
Pengujian aktivitas air ditentukan dengan kurva interpolasi ( lampiran
1,2,3) , disiapkan beberapa larutan garam dengan pelarut aquadest , dimana aktivitas bahan yang akan diuji berada diantara aktivitas larutan – larutan garam tersebut. Dimasukkan larutan – larutan tersebut kedalam desikator, selanjutnya
ditimbang film pelapis dengan berat yang sama , dan diletakkan dalam desikator selama 24 jam .Kemudian ditimbang kembali film pelapis selanjutnya hasil
penimbangan diplot dengan aktivitas larutan garam .
3.2.6 Uji Permeabilitas Uap Air
Film Ca Alginat – Kitosan ditempatkan pada permukaan rata dan bersih dari suatu wadah logam dengan diameter 3 inci kemudian ditimbang 10 g kalsium
klorida dan pemukaan wadah logam ditutup dengan film pelapis. Alat ditempatkan pada wadah yang mengandung air dimana jaraknya terhadap permukaan air adalah 2.5 inci dan dibiarkan dalam inkubator pada suhu kamar.setelah 24 jam, alat
dipindahkan dan film pelapis dipotong .Cawan yang berisi kalsium klorida dipindahkan dan ditimbang . Pertambahan berat dalam (g x 316) mengambarkan
jumlah air yang lewat dalam 1 m2 dari film pelapis selama 24 jam. Hasil merupakan harga transfer uap air atau permeabilitas uap air . Bahan dengan permeabilitas sangat rendah dapat diuji selama lebih dari 24 jam sehingga
menghasilkan ketelitian yang lebih besar tapi hasil dihitung pada basis 24 jam. Dalam penentuan permeabilitas uap air ini dibandingkan film pelapis
kalsium alginat – kitosan dengan menggunakan pemlastis gliserol (0,3 dan 5 mL) Permeabilitas uap air dapat dihitung dengan persamaan tersebut :
2
1m berat n Pertambaha
WVP CaCl2 (g) x316
3.2.7 Uji Swelling
Film pelapis yang dihasilkan direndam pada air pada + 350C. Kemudian
berat film ditimbang kembali setelah perendaman 1, 5, 10, 20, 30, 60, 90, 120 dan 180 Menit
3.2.8 Uji Ketebalan
Ketebalan film pelapis diuji dengan alat mikrometer pada 5 sisi yang berbeda.
3.3. Bagan Penelitian
3.3.1 Pembuatan Film Pelapis Khelat Kalsium Alginat - Kitosan
Dibiarkan + 1 malam Diaduk hingga homogen
Ditambahkan 50 mL Aquadest
2 g Kitosan
Ditambahkan 50 mL Aquadest
Ditambahkan 3 mL asam asetat glasial
Diaduk hingga homogen
Dibiarkan + 1 malam
Larutan Kitosan Larutan Na - Alginat
Dicampurkan sambil diaduk
Ditambah larutan NaOH 2 M sampai dipeloleh pH 5 – 6 sambil diaduk
Dicetak diatas plat Kaca Dikeringkan + 1 malam
Lapisan Tipis Alginat - Kitosan
2 g Na - Alginat
Dicelupkan dalam CaCl2 0.1 M
Dibiarkan satu malam
Dikeringkan
Lapisan Tipis Ca Alginat- Kitosan
Dibilas dengan aquadest
Uji SEM Uji Aktivitas Water
Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran
Uji Permeabilitas Uap air
Uji Swelling Lapisan Tipis
3.3.2 Pembuatan Film Pelapis Khelat Kalsium Alginat – Kitosan Dengan
Penambahan Pemlastis Gliserol
Diaduk hingga homogen
Dicampurkan sambil diaduk
Ditambah larutan NaOH 2 M sampai dipeloleh pH 5 – 6 sambil diaduk
Dicetak diatas plat Kaca Dikeringkan + 1 malam Lapisan Tipis
Alginat – Kitosan - Gliserol
Dibiarkan + 1 malam
Diaduk hingga homogen
Dibiarkan + 1 malam
Larutan Kitosan Larutan Na - Alginat
Ditambah gliserol 99% masing – masing 3 mL dan 5 mL 2 gr Na - Alginat
Dicelupkan dalam CaCl2 0.1 M
Dibiarkan satu malam
Dikeringkan
Dibilas dengan aquadest
Lapisan Tipis
Ca Alginat- Kitosan - Gliserol Lapisan Tipis
Alginat – Kitosan - Gliserol
Uji SEM Uji
Aktivitas Water
Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran
Uji Permeabilitas Uap air
3.3.3. Uji Permeabilitas Uap Air
Hasil 10 g CaCl2
Dimasukkan dalam wadah logam yang telah disediakan
Ditutup permukaan wadah dengan film pelapis
Diletakkan wadah kedalam bak yang berisi air dengan ketinggian 2.5 inci dari permukaan air
Dibiarkan + 24 jam
Dipindahkan cawan yang berisi CaCl2
Ditimbang cawan yang berisi CaCl2
3.3.4 Uji Aktivitas Air (Aw)
Film Pelapis
Ditempatkan dalam desikator yang telah berisi larutan garam jenuh
Hasil
Dibiarkan selama + 24 jam
Dikeluarkan film pelapis dari desikator Ditimbang film pelapis
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil dan Pembahasan
Dari penelitian yang dilakukan dihasilkan film pelapis Ca alginat–kitosan dengan pemalstis gliserol sebanyak 3 , 5 mL dan sebagai pembanding juga dibuat
film pelapis Ca Alginat – Kitosan.
Ion Ca2+ mempunyai orbital d yang kosong sehingga alginat sebagai ligan dapat menyumbangkan elektronnya kepada orbital d dari Ca2+ . Dalam hal ini ion
Ca2+ yang merupakan jembatan penghubung inter molekul alginat hanya dapat menerima 5 ligan oksigen, sementara alginat berpotensi menyumbangkan 10 ligan
oksigen dari kedua rantai yang paralel masing-masing dari OH atom C2 dan C3,
ikatan O yang menghubungkan 1-4 dan sebuah gugus karboksil serta cincin O dari residu tetangganya (Chaplin, 2005)
4.1.1 Film Pelapis Kalsium Alginat – Kitosan
Film pelapis kalsium alginat – kitosan yang diperoleh diuji morfologi
permukaan dengan menggunakan alat SEM. Foto SEM film pelapis Ca Alginat – Kitosan dapat ditunjukkan dalam gambar berikut :
48
