EDIBLE FILM
PATI TAPIOKA TERPLASTISASI GLISEROL
DENGAN PENAMBAHAN AGAR
YUSNI NUR AMALINA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks yang dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013
ABSTRAK
YUSNI NUR AMALINA. Edible film Pati Tapioka Terplastisasi Gliserol dengan Penambahan Agar. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD SJAHRIZA
Edible film adalah salah satu kemasan yang bersifat biodegradabel dan dapat dimakan bersama bahan pangan yang dikemas. Edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar merupakan salah satu alternatif sebagai kemasan bahan pangan. Film terbuat dari bahan yang bersifat kualitas pangan, sehingga aman untuk dimakan. Komposisi pati tapioka-gliserol adalah 8:2 dengan ditambahan agar-agar dengan konsentrasi 0, 1, 2, 3, dan 4%. Film yang dihasilkan dianalisis kekuatan tarik, bobot jenis, permeabilitas uap air, gugus fungsi, morfologi, dan diuji aplikasinya pada buah. Tambahan agar-agar 4% merupakan komposisi film optimum dengan nilai kuat tarik 4.4156 MPa dan persen pemanjangan 13.58%. Permeabilitas uap air pada film tersebut adalah 1.2780 x10-9 g s-1 m-1Pa-1. Permukaan film yang dihasilkan kurang homogen, terdapat granula-granula pada saat dianalisis morfologi. Analisis gugus fungsi menunjukkan proses pembuatan film terjadi secara fisika. Pengujian dilakukan pada buah stroberi, film pati-agar-agar dapat menahan permeabilitas penguapan air.
Kata kunci: agar, edible film, gliserol, pati tapioka.
ABSTRACT
YUSNI NUR AMALINA. Edible Film of Tapioca Starch Plasticized by Glycerol Combined with Agar. Supervised by TETTY KEMALA and AHMAD SJAHRIZA
Edible films is one of biodegradable packaging that can be consumed with foodstuffs. Tapioca starch edible film plasticized by glycerol and combined with agar is one of alternative as a food packaging material. Films are made from food grade materials, so they are safe to be consumed. Tapioca starch-glycerol composition is 8:2 added with various concentration of agar 0, 1, 2, 3, and 4%. Films produced were analyzed for tensile strength, density, water vapor permeability, fungtional group, morphology, and application on fruit. Film added with 4% agar is the optimum composition with 4.4156 MPa tensile strength and the percentage elongation of 13.58%. Water vapor permeability of that edible films is 1.2780 x 10-9 g s-1 m-1 Pa-1. Morphology analysis shows that there are granules in the film, it means that film surface is not homogeneous. Functional group analysis shows that the process of film making happened physically. Testing on strawberry shows that edible film can stand water vapor permeability.
EDIBLE FILM
PATI TAPIOKA TERPLASTISASI GLISEROL
DENGAN PENAMBAHAN AGAR
YUSNI NUR AMALINA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Program Studi Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Laporan : Edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar
Nama : Yusni Nur Amalina NIM : G44090027
Disetujui oleh
Diketahui
Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi MS Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
Dr Tetty Kemala SSi MSi Pembimbing I
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan April 2013 ini diberi judul Edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Tetty Kemala, SSi MSi selaku pembimbing pertama dan Bapa Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing kedua. Penghargaan penulis sampaikan kepada staf Laboratorium Kimia Anorganik serta staf Komisi Pendidikan Departemen Kimia, yang telah membantu selama penelitian berlangsung dan pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada papah, mamah, Fajar atas segala bantuan, doa, dan kasih sayangnya, serta teman seperjuangan Iki, Novi, Naadilah, Asep, Doni dan teman-teman yang sedang melakukan penelitian di Labolatorium Anorganik serta rekan Kimia 46 atas bantuan selama penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2013
vi
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
BAHAN DAN METODE 2
Alat dan Bahan 2
Metode 2
Preparasi Polipaduan Pati-agar 2
Analisis Bobot Jenis 2
Sifat Uji Tarik 3
Analisis Morfologi Menggunakan Mikroskop cahaya dan SEM 3
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR 3
Analisis Permeabilitas Uap Air (WVP) 4
Uji Aplikasi 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Film 5
Bobot Jenis 6
Uji Tarik 6
Analisis Morfologi 8
Gugus Fungsi 8
Permeabilitas Uap Air 9
Uji Aplikasi 10
SIMPULAN DAN SARAN 11
Simpulan 11
Saran 11
TABEL
1 Hasil FTIR pati tapioka, gliserol, agar, film pati tapioka-gliserol, dan film pati tapioka-gliserol-agar
9
DAFTAR GAMBAR
1 Edible film pati tapioka-gliserol 5 2 Edible Film pati tapioka-gliserol dengan konsentrasi agar 1% (a), 2% (b),
3% (c), dan 4% (d)
5
3 Hubungan konsentrasi agar dengan ketebalan pada film pati tapioka-gliserol
6
4 Hubungan konsentrasi agar dengan densitas pada film pati tapioka-gliserol
6
5 Hubungan konsentrasi agar dengan kuat tarik pada film pati tapioka-gliserol
7
6 Hubungan konsentrasi agar dengan elongasi pada film pati tapioka- gliserol
7
7 Hasil foto SEM permukaan edible film pati-agar 1% terplastisasi gliserol 8 8 Hubungan konsentrasi agar dengan permeabilitas uap air film pati
tapioka terplastisasi gliserol
10
DAFTAR LAMPIRAN
1 Diagram alir penelitian 13
2 Data dan perhitungan ketebalan film 14
3 Data bobot jenis film pati terplastisasi gliserol dengan penambahan agar 15 4 Data dan perhitungan analisis uji tarik film 16 5 Film pati tapioka-gliserol dengan penambahan agar pada perbesaran
1000× menggunakan mikroskop cahaya
17
6 Spektrum FTIR 18
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bahan pangan pada umumnya mudah mengalami penurunan kualitas disebabkan oleh faktor lingkungan, kimia, fisika, dan biologis. Salah satu usaha untuk mempertahankan kualitas bahan pangan yaitu dengan mengembangkan sistem kemasan produk (Rimadianti 2007). Pengemasan merupakan proses perlindungan suatu produk pangan yang bertujuan menjaga keawetan dan konsistensi mutu. Fungsi utama kemasan makanan yaitu melindungi produk makanan dari berbagai kerusakan fisik, kimia, biologis dan lingkungan, seperti oksigen, kelembaban, cahaya, jasad renik, dan tegangan fisik.
Edible film adalah salah satu kemasan yang bersifat biodegradabel sekaligus bertindak sebagai barrier (penghalang) dalam mengendalikan transfer uap air, oksigen, komponen volatil dan lipid dari dan ke dalam bahan pangan. Film ini dapat dimakan bersama dengan produk tersebut (Pranamuda 2001). Komponen utama penyusun edible film dikelompokkan menjadi tiga, yaitu hidrokoloid, lipid dan komposit. Hidrokoloid adalah suatu polimer larut dalam air yang mampu membentuk koloid dan mampu mengentalkan larutan atau mampu membentuk gel dari larutan tersebut (Setyaningsih 2011). Bahan yang bertindak sebagai hidrokoloid yang digunakan pada penelitian yaitu pati tapioka dan agar. Produksi pati yang tinggi, penanamannya yang mudah, dan mudah didapatkan di Indonesia menjadikan singkong sangat potensial dijadikan sebagai bahan dasar edible film. Kualitas pati ditentukan dari komposisi amilosa dan amilopektinnya. Pati tapioka mengandung amilosa bekisar 20-27% dan amilopektin 70-80% (Chaplin 2006).
Agar memiliki potensi sebagai bahan baku film, karena agar memiliki kemampuan sebagai gelling agent (Labropoulos 2002), yang dapat membentuk gel yang sangat keras meskipun pada konsentrasi rendah.Agar diekstraksi dari 2 sumber rumput laut merah, yaitu Gelidium sp. dan Gracilaria sp. Proses ekstraksi agar yang cukup sederhana dan kemampuannya sebagai gelling agent, sehingga agar sangat berpotensi sebagai bahan pembuat plastik. Agar bersifat kualitas pangan sehingga berpotensi juga dijadikan bahan pembuat edible film.
Penelitian mengenai edible film berbahan pati tapioka telah banyak dikembangkan. Salah satu penelitian yang berbahan pati tapioka dilakukan Harris (2001) yang menghasilkan edible film yang berbahan dasar pati tapioka bersifat rapuh. Hasanah (2012) membuat film pati tapioka terplastisasi gliserol,dihasilkan film bersifat tidak rapuh, transparan, homogen, namun kekuatan mekanik masih rendah. Kekuatan mekanik edible film dapat ditingkatkan dengan penambahan suatu bahan. Ulfiah (2013) memodifikasi edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan alginat, film yang dihasilkan transparan, fleksibel, homogen, kekuatan mekanik film meningkat, namun morfologi film kurang baik.
2
dari pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar dan melihat pengaruh penambahan agar terhadap karakteristik film.
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah piknometer pyrex 10 mL, alat uji tarik INSTRON 3369, mikroskop cahaya SMZ-1000, mikroskop elektron payaran (SEM) JEOL T330A, spektrofotometer Fourier Transform Infrared (FTIR) IRPrestige-21 Shimadzu, pengaduk magnetik, pelat mika, dan peralatan kaca. Bahan-bahan yang digunakan adalah tepung tapioka (kualitas pangan), agar kertas (kualitas pangan), gliserol (kualitas pangan) dan akuades.
Metode
Preparasi Polipaduan Pati-agar (modifikasi Anggraeni 2002 dan Hasanah 2012)
Tepung pati tapioka dan agar kertas yang akan digunakan ditimbang terlebih dahulu sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan. Agar kertas yang sudah ditimbang direndam dalam air 2-3 menit, lalu air rendaman dibuang. Agar kertas tersebut dilarutkan dalam akuades 20 mL pada suhu 50 °C selama 30 menit dan diaduk menggunakan magnetik stirrer 600 rpm. Pati yang sudah ditimbang dilarutkan dengan akuades 30mL sampai terbentuk larutan pati, kemudian ditambahkan gliserol dan diaduk hingga homogen dengan pemanasan 50 °C selama 20 menit. Larutan agar dicampurkan ke dalam larutan pati terplastisasi gliserol dan diaduk menggunakan magnetik stirrer 600 rpm dengan pemanasan 70 °C selama 60 menit hingga homogen dan mengental. Polipaduan yang terbentuk didiamkan selama 10 menit agar terbebas dari gelembung udara dan dicetak pada pelat mika. Setelah itu film dikeringkan dalam suhu ruang selama 2x24 jam dan film dilepaskan. Sampel dianalisis bobot jenis, uji tarik, morfologi, gugus fungsi, permeabilitas uap air, dan uji aplikasi.
Analisis Bobot Jenis
D = (W1-W0)
Sifat Uji Tarik (ASTM D638 2005)
Film yang telah dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang 85 mm dan lebar 20 mm. Kedua ujung sampel film dijepit pada mesin penguji. Selanjutnya, panjang awal dicatat dan ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0 dalam grafik. Tombol start ditekan dan alat akan menarik sampel sampai putus. Besarnya kekuatan tarik dan persentase elongasi dapat ditentukan menggunakan persamaan 2 dan persamaan 3.
σ
=
FmaxΔL = pertambahan panjang spesimen (mm) L0 = panjang spesimen awal (mm)
Analisis Morfologi Menggunakan Mikroskop cahaya dan SEM
Pengamatan morfologi menggunakan Mikroskop cahaya dan SEM dilakukan dengan menggunakan prosedur Srinivasa et al.(2004). Permukaan sampel diamati menggunakan mikroskop Nikon SMZ-1000. Sampel diambil beberapa bagian kecil lalu diletakkan di kaca preparat dan diamati permukaannya dengan mengatur perbesaran pada mikroskop sehingga bentuk permukaan sampel dapat teramati dengan baik. Analisis menggunakan SEM, film dimasukkan ke dalam tempat sampel dengan perekat ganda dan dilapisi dengan logam emas pada keadaan vakum. Sampel yang telah dilapisi diamati menggunakan SEM dengan tegangan 15 kV. Hasil yang didapat dicetak.
Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR (Averous 2004)
4
ruang. Hasilnya didapat berupa spektrogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas.
Analisis Permeabilitas Uap Air (WVP)
Teknik yang digunakan adalah dengan mengukur laju transmisi uap air menggunakan metode wet cup yang telah dimodifikasi berdasarkan ASTM E 96-95. Film yang akan diuji dijadikan penutup cawan petri yang telah diisi akuades. Bobot akuades yang hilang dipantau berdasarkan fungsi waktu sampai keadaan tunak dan laju transmisi uap air (WVTR) dihitung dari keadaan tunaknya. diharapkan jarak antara permukaan akuades dan film sebesar 6 mm. Cawan petri yang telah ditutup menggunakan film disimpan selama 1 jam agar film merekat sempurna. Cawan ditimbang kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 37± 0.5 °C. Sampel diambil dan ditimbang setiap 1 jam selama 5 jam. Kurva dibuat antara waktu uji (sumbu x) dalam menit dan bobot akuades yang hilang (sumbu y) dalam gram.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Film
Film dibuat dari pati tapioka terplastisasi gliserol yang dipadukan dengan agar konsentrasi 1%, 2%, 3%, dan 4% (b/v) (Lampiran 1). Pati tapioka bersifat kaku, sehingga terlebih dahulu diplastisasi oleh gliserol. Gliserol memiliki kemampuan untuk mengurangi ikatan hidrogen internal pada ikatan intramolekuler. Gliserol masuk ke dalam jejaring polimer pati tapioka dan rantai polimernya menjadi lebih renggang yang menyebabkan struktur polimernya menjadi lebih elastis. Agar ditambahkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap sifat fisik film yang dibuat. Terdapat 2 proses pemanasan dalam pembuatan film, proses plastisasi dan gelatinasi. Proses plastisasi dilakukan pada suhu 40 ˚C. Proses gelatinasi menunjukkan adanya perubahan warna putih pada larutan pati tapioka-gliserol menjadi transparan. Proses gelatinasi dilakukan pada suhu 62-73 ˚C. Struktur pati tapioka akan rusak jika dipanaskan pada suhu diatas 104 ˚C (Murphy 2006). Gambar 1 dan 2 diperoleh dengan menggunakan kamera digital.
Gambar 1 Edible film pati tapioka-gliserol
Gambar 1 menunjukkan film yang dihasilkan bersifat transparan, elastis, kuat, dan permukaan yang halus, sedangkan pada Gambar 3 adanya penambahan konsentrasi agar menyebabkan perubahan fisik pada film. Semakin meningkatnya konsentrasi agar yang ditambahkan, warna film yang dihasilkan semakin buram dan kuat.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 2 Edible film pati tapioka-gliserol dengan konsentrasi agar 1% (a), 2% (b), 3% (c), dan 4% (d)
6
Gambar 3 Hubungan konsentrasi agar dengan ketebalan pada film pati tapioka-gliserol
Bobot Jenis
Bobot jenis atau densitas merupakan nilai yang menunjukkan massa bahan per satuan volume (g/mL). Variasi penambahan komposisi agar pada film pati tapioka terplastisasi gliserol menunjukkan perubahan nilai densitas (Lampiran 3). Film pati tapioka terplastisasi gliserol memiliki nilai densitas 1.6122 g/mL. Penambahan konsentrasi agar 1, 2, 3, dan 4% dapat meningkatkan densitas film berturut-turut 1.8530, 1.9912, 2.9862, dan 3.5390 g/mL (Gambar 4). Besarnya nilai densitas menunjukkan keteraturan penyusunan molekul dalam film (Kemala 2010). Hal ini sesuai dengan penelitian Jagadish et al. (2012), penambahan agar pada pati dapat meningkatkan densitasnya. Densitas berbanding lurus dengan massa suatu bahan, sehingga semakin besar massa suatu bahan maka nilai densitas semakin besar (Widyaningsih et al. 2012). Penambahan konsentrasi agar pada
edible film dapat meningkatkan bobot jenis sehingga meningkatkan keteraturan penyusunan dalam molekul. Hal tersebut juga ditunjukkan oleh peningkatan nilai kekuatan tarik
Gambar 4 Hubungan konsentrasi agar dengan densitas pada film pati tapioka-gliserol
Uji Tarik
kelenturan film dan mencegah keretakan saat penanganan dan penyimpanan, sehingga memengaruhi kekuatan tarik dan persentase elongasi suatu film. Faktor penting yang memengaruhi sifat mekanik pada suatu film adalah interaksi antara tiap komponen penyusunnya. Dengan adanya peningkatan interaksi maka semakin banyak terjadi ikatan antar molekul (Yusmarlela 2009). Uji tarik dalam penelitian ini meliputi kekuatan tarik dan elongasi.
Penentuan kuat tarik merupakan gaya maksimum yang terjadi pada film selama pengukuran berlangsung. Hasil pengukuran ini berhubungan erat dengan jumlah agar yang ditambahkan pada proses pembuatan film (Lampiran 4). Kuat tarik film yang dihasilkan pada penelitian berkisar 1.2713-4.4156 MPa. Berdasarkan penelitian ini menunjukkan adanya penambahan agar dapat meningkatkan kuat tarik film (Gambar 4). Film dengan penambahan agar 3% dan 4% memiliki nilai kuat tarik yang lebih tinggi daripada film tanpa penambahan agar. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan D. Phan et al. (2009) yang menunjukkan penambahan agar pada film meningkatkan kuat tarik film.
Gambar 5 Hubungan konsentrasi agar dengan kuat tarik pada film pati tapioka gliserol
Proses elongasi merupakan perubahan panjang maksimum pada saat terjadi peregangan hingga sampel film terputus. Pemlastis sangat memengaruhi persen elongasi suatu film. Hasil uji persen elongasi ditunjukkan pada Gambar 5. Film tanpa penambahan agar memiliki nilai persentase yang paling tinggi 30.75%. Pertambahan komposisi agar dapat menurunkan nilai persen elongasi film. Film pati-agar yang memiliki elongasi tertinggi pada penambahan konsentrasi agar 1%, yaitu 24.36%, sedangkan persen elongasi terendah ditunjukkan oleh film pati-agar 4%, yaitu 13.58%.
8
Nilai kekuatan tarik dan persen elongasi spesifik terhadap jenis aplikasi dalam pengemasan bahan pangan. Hasil dari pengujian kekuatan tarik dan persen elongasi dari edible film dengan penambahan konsentrasi agar, menunjukkan penambahan konsentrasi agar 4% memiliki nilai kuat tarik dan persen elongasi cukup baik. Penambahan konsentrasi agar 4% memiliki nilai kuat tarik yang paling besar dbandingkan dengan yang dimiliki penambahan konsentrasi agar yang lain, yaitu 4.4156 MPa dan persen elongasi yang tidak terlalu tinggi yaitu 13.58%, perbedaanya tidak terlalu signifikan dibandingkan dengan komposisi penambahan agar yang lain.
Analisis Morfologi
Analisis morfologi dilakukan untuk mengetahui kehomogenan edible film. Analisis dilakukan menggunakan mikroskop cahaya dan SEM. Analisis morfologi menggunakan mikroskop cahaya pada perbesaran 1000 kali dilakukan pada setiap komposisi edible film. Hasil menunjukkan permukaan edible film yang didapat memiliki kehomogenan yang berbeda, seiring penambahan agar permukaan film semakin tidak homogen (Lampiran 5). Analisis menggunakan SEM dilakukan dengan perbesaran 3500 kali pada edible film dengan konsentrasi agar 1%, karena pada komposisi ini menunjukkan permukaan yang paling homogen. Hasil SEM (Gambar 8) menunjukkan hasil yang kurang homogen, terlihat ada granula-granula dengan ukuran seragam pada permukaan. Granula-granula-granula tersebut diduga muncul akibat kurang homogennya pada pencampuran antara pati dan agar.
Gambar 7 Hasil foto SEM permukaan edible film pati-agar 1% terplastisasi gliserol perbesaran 3500 kali
Gugus Fungsi
Identifikasi gugus fungsi dilakukan menggunakan alat FTIR, analisis ini bertujuan untuk mengetahui perubahan gugus fungsi dalam suatu bahan atau matriks. Spektrum FTIR agar yang digunakan pada penelitian menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 3263.56, 1157.29, 1064.71, 929.69 cm-1. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian yang dilakukan Wu et al. (2009) spektrum FTIR agar menunjukkan adanya pita serapan pada bilangan gelombang 3308,1150, 1071, dan 1033 cm-1.
Lampiran 6 menunjukkan pola spektrum FTIR dari pati tapioka, gliserol, agar,
Edible film pati-agar 1%, serta spektrum tumpuk perbandingan film pati dan film pati-agar . Hasil menunjukkan film pati terplastisasi gliserol dengan penambahan agar bilangan gelombangnya tidak mengalami perubahan yang berarti dibandingkan dengan film pati terplastisasi gliserol tanpa penambahan agar (Lampiran 6). Hal tersebut berarti film pati yang dihasilkan merupakan proses pencampuran komponen penyusunnya secara fisika karena tidak ditemukannya gugus fungsi baru yang muncul pada edible film. Interaksi secara kimia terjadi jika pada spektrum FTIR film muncul gugus fungsi baru (Harvey 2000).
Tabel 1 Hasil FTIR pati tapioka, gliserol, agar, film pati tapioka-gliserol, dan film pati tapioka-gliserol-agar
Spesimen Bilangan gelombang (cm-1)
Gugus fungsi (Pavia 2001) Pati tapioka 3267.41 Regangan O-H
10
film yang dihasilkan. Penambahan pemlastis pada edible film menyebabkan higroskopisitas meningkat (Widyaningsih et al 2012).
Penambahan agar pada film pati tapioka menunjukkan adanya perubahan nilai permeabilitas uap air. Semakin banyak konsentrasi agar yang ditambahkan pada film, nilai permeabilitas uap air pada film semakin menurun (Lampiran 7). Nilai WVP film pati tapioka 9.8307x10-10 g s-1 m-1Pa-1. Setelah penambahan konsentrasi agar 1%, 2%, 3% dan 4% nilai WVP berturut-turut adalah 1.8642 x10 -9
, 1.8134x10-9, 1.5647x10-9, dan 1.2780x10-9 g s-1 m-1Pa-1 (Gambar 8). Film agar bersifat lebih hidrofilik dibandingkan film pati, namun nilai WVP film agar lebih rendah dari film yang pati karena struktur jaringan tiga dimensi padat (Wu et al. 2009). Ketika agar ditambahkan, kuat interaksi antar-molekul terbentuk antara pati tapioka dan agar. Hal ini memperkecil volume dan jarak antar molekul dalam film, sehingga WVP film semakin ditambahkan konsentrasi agar semakin kecil. Penurunan nilai WVP film yang dihasilkan tidak berbeda nyata.
Gambar 8 Hubungan konsentrasi agar dengan permeabilitas uap air film pati tapioka terplastisasi gliserol
Uji Aplikasi
Uji aplikasi edible film dilakukan pada buah stroberi dengan cara pelapisan. Uji ini bertujuan melihat pengaruh film terhadap ketahanan suatu bahan pangan. Buah yang digunakan dipilih dengan bentuk, warna, dan kematangan yang sama. Buah stroberi digunakan 2 kali ulangan pada setiap film yang berbeda konsentrasi agarnya. Hal ini bertujuan untuk membandingkan satu sama lain karena kondisi buah yang digunakan tidak semuanya sama. Kontrol yang digunakan, yaitu buah stroberi tanpa pelapisan film.
Selama 5 hari perubahan pada stroberi diamati setiap 24 jam difoto menggunakan kamera digital. Pada hari kedua buah stroberi kontrol menunjukkan adanya bagian yang membusuk, sedangkan buah yang dilapisi menggunakan
edible film masih memiliki tekstur yang baik. Pada hari kelima buah stroberi yang disalut film pati-agar memiliki tekstur yang lebih baik dibandingkan kontrol. Pembusukkan terjadi karena adanya interaksi air dengan bahan pangan yang menyebabkan tumbuhnya bakteri pada bahan pangan. Edible film terbukti dapat menahan penguapan kadar air pada buah stroberi. Perubahan tekstur buah stroberi ditunjukkan pada Lampiran 8.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penambahan agar pada Edible film dapat meningkatkan keteraturan molekul film sehingga meningkatkan nilai kekuatan tarik dan bobot jenis pada sampel film. Penambahan konsentrasi agar dapat menurunkan nilai permeabilitas uap air pada film. Edible film yang dibuat dapat mempertahankan tekstur bahan pangan dengan cara menghambat penguapan air pada bahan pangan tersebut. Edible film
dengan penambahan agar 4% merupakan komposisi yang optimum, nilai kuat tarik 4.4156 MPa dan persen pemanjangan 13.58%. Permeabilitas uap air pada
edible film tersebut 1.2780 x 10-9 g s-1 m-1Pa-1, namun tekstur film secara kasat mata permukaannya kasar dan kurang transparan. Mikrostruktur permukaan
edible film pati-agar kurang homogen ditunjukkan dengan adanya granula yang menyebar pada permukaan. Hasil dari analisis gugus fungsi menunjukan edible film terbentuk melalui interaksi secara fisika.
Saran
Perlu dilakukan pengadukan menggunakan homogenizer pada pembuatan
edible film sehingga menghasilkan film yang lebih homogen. Adanya pengujian adesif, sifat termal, toksisitas, kelarutan, permeabilitas gas oksigen dan karbon dioksida, serta analisis derajat kristalinitas menggunakan difraktogram sinar-x (XRD). Selain itu, perlu dilakukan optimasi komposisi antara pati tapioka, agar, dan gliserol yang dapat menghasilkan mutu edible film yang lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
[ASTM] America Sociaty for Testing and Materials. 2005. Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting. Philadelphia(US): ASTM. Anggraeni SD. 2002. Pengaruh konsentrasi sorbitol terhadap mutu edible film dari
rumput laut (Gracilaria sp.) untuk pelapis permen [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.
Asy’ari A. 2013. Film biodegradabel karaginan yang dipadukan dengan tepung kedelai [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.
Averous L.2004. Biodegradable multyphase systems based on plasticized starch:review. Macromol Sci. 12(2): 123-130
Chaplin M. 2006.Starch as an ingredients: manufacture and applications. Di dalam: Eliasson AC, editor. Starch in Food: Structure, Function, and Application. Boca Raton(US): CRC Pr.
12
Harris H. 2001. Penggunaan edible film dari pati tapioka untuk pengemas lempuk.
J Sains Mat Indones. 3(2):99-106.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York(US): Mc Graw-Hill. Hasanah N. 2012. Pembuatan dan pencirian plastik pati tapioka dengan pemlastis
gliserol [skripsi]. Bogor(ID):Institut Pertanian Bogor.
Jagadish RL, Mujaheddin, Sheshappa RK, Guru GS. 2012. Miscibility studies of Agar-Agar/Starch blends using Various Techniques. IJRPC. 2(4): 1049-1056
Kemala T, Fahmi MS, Achmadi SS. 2010. Pembuatan dan pencirian paduan polistirena-pati. Indones J Mat Sci. 12(1): 30-35.
Labropoulos KC, Niesz DE, Danforth SC, Kevrekidis PG. 2002. Dynamic rheology of agar gels: theory and experiment. Part I. Development of a rheological model . Carbohydr Polym. (50): 393–406.
Murphy P. 2006. Starch: manufacture and structure. Di dalam: Eliasson AC, editor. Starch in Food: Structure, Function, and Application.
Manchester(UK): CRC Pr.
Pavia DL, Gary ML, George SK. 2001. Introduction to spectroscopy. Washington(US): Thomson Learning.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan plastik biodegradable berbahan baku pati tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21; 2001 Feb 1-14; Jakarta, Indonesia. Jakarta(ID): Sinergy Forum-PPI Tokyo Institute of Technology. hlm 1-6.
Rimadianti N. 2007. Karakteristik edible film dari isinglass dengan penambahan sorbitol sebagai plasticizer [skripsi]. Bogor(ID) : Institut Pertanian Bogor. Setianingsih H. 2011. Kelayakan usaha budi daya rumput laut Kappaphycus
alvarezii dengan metode Longline dan strategi pengembangannya di perairan Karimun Jawa [skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor. Srinivasa P, Ramesh M, Kumar K, Tharanathan R. 2004. Properties of chitosan
films prepared under different drying conditions. J Food Engi. 63: 79–85. Ulfiah. 2013. Pencirian edible film tepung tapioka terplastisasi gliserol dengan
penambahan natrium alginat [skripsi]. Bogor(ID):Institut Pertanian Bogor. Widyaningsih S, Kartika D, Nurhayati YT. 2012. Pengaruh penambahan sorbitol
dan kalsium karbonat terhadap karakteristik dan sifat biodegradasi film dari kulit pisang. Molekul. 7(1): 69-81.
Wu Ying, Fengying Geng, Peter R. Chang, Jiugao Yu, Xiaofei Maa. 2009. Effect of agar on the microstructure and performance of potato starch film.
Carbohydr Poly. (76): 299–304.
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Film
Pati tapioka-gliserol-agar
Agar (b/v) 0%, 1%, 2%, 3%, 4%
Gliserol Pembuatan film
kemasan
Uji tarik
Bobot jenis
FTIR Analisis morfologi
Permeabilitas uap air Uji
aplikasi
8:2 Pati
14
Lampiran 2 Data dan perhitungan ketebalan film
Ulangan
Tebal Tebal film (mm)
lakban (mm) Konsentrasi agar
3 lapis 0% 1% 2% 3% 4%
1 0.790 0.020 0.020 0.020 0.030 0.030 2 0.700 0.020 0.020 0.030 0.030 0.030 3 0.790 0.020 0.030 0.030 0.020 0.020 4 0.780 0.025 0.030 0.030 0.030 0.040 5 0.780 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 6 0.770 0.020 0.020 0.030 0.030 0.030 7 0.780 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 8 0.770 0.030 0.030 0.030 0.040 0.040 9 0.770 0.030 0.030 0.020 0.040 0.040 10 0.780 0.030 0.030 0.030 0.030 0.030 Rerata (mm) 0.780 0.026 0.027 0.028 0.031 0.032
Contoh perhitungan:
Rerata= Ketebalan film Banyaknya ulangan
= 0.02+0.02+0.02+0.025+0.03+0.02+0.03+0.03+0.03+0.03 mm 10
Lampiran 3 Data bobot jenis film pati terplastisasi gliserol dengan penambahan
Bobot jenis pada penambahan agar 4% ulangan 1
D= W1−W0
W3−W0 − W2−W1
× D1−D0 + D0
D = 11.5760- 11.5755
16.7748-11,5755- 16.7752- 11.5760 × 0.99623− 0.00125 + 0.00125
16
Lampiran 4 Data dan perhitungan analisis uji tarik film
Lampiran 5 Film pati tapioka-gliserol dengan penambahan agar pada perbesaran 1000× menggunakan mikroskop cahaya
Keterangan: (a) Agar 0% (b) Agar 1% (c) Agar 2% (d) Agar 3% (e) Agar 4%
(c) (b)
(a)
18
Lampiran 6 Spektrum FTIR
Pati tapioka
Agar
20
Lampiran 7 Data dan perhitungan permeabilitas uap air film
Jam ke- Water vapor transmission rate (WVTR) (g s -1
Jam ke- Water vapor permeability (WVP) (g s
-1 Rerata 9.8307 x10-10 1.8642 x10-9 1.8134 x10-9 1.5647 x10-9 1.2780 x10-9
22
Lampiran 8 Hasil uji aplikasi edible film pada buah strawberry selama 5 hari
Hari
ke- Kontrol Agar 0% Agar 1% Agar 2% Agar 3% Agar 4%
0
1
2
3
4
5
0.0000E+00 5.0000E-10 1.0000E-09 1.5000E-09 2.0000E-09 2.5000E-09
0 1 2 3 4
WV
P
(
g s
-1
m
-1
Pa
-1)
Komposisi agar (%)
jam ke-1
jam ke-2
jam ke-3
jam ke-4
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sumedang pada tanggal 5 Maret 1991 dari ayah Unang Suhendar dan ibu Euis Siti Rohmah. Penulis merupakan putri pertama dari dua bersaudara. Tahun 2009 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sumedang dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih mayor Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
