1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengemasan merupakan suatu cara pembungkusan dengan bahan pengemas yang sesuai untuk mempertahankan dan melindungi bahan yang dikemas hingga ke tangan konsumen sehingga kualitas dan keamanannya dapat dipertahankan. Umumnya jenis pengemas yang sering digunakan adalah plastik. Plastik yang biasa digunakan merupakan polimer sintetis dengan minyak bumi sebagai bahan baku. Plastik dapat menimbulkan pencemaran karena sulit diuraikan dan dapat membahayakan kelangsungan makhluk hidup. Untuk mengurangi dari bahaya bahan kimia dan pencemaran limbah bahan plastik, maka perlu pengembangan bahan kemasan biodegradable film yang dapat diuraikan (Robertson, 1993).
Biodegradable film adalah kemasan yang mudah terurai oleh aktivitas
mikroorganisme menjadi hasil akhir berupa cairan dan gas karbondioksida setelah habis terpakai dan dibuang ke lingkungan tanpa meninggalkan sisa yang beracun. Karena sifatnya yang dapat kembali ke alam, biodegradable film merupakan bahan plastik yang ramah terhadap lingkungan (Evans, 2010). Salah satu alternatif untuk menggantikan plastik adalah film gelatin karena sifatnya yang dapat diuraikan. Film gelatin dapat memberikan penahanan yang selektif terhadap perpindahan panas, uap air dan bahan terlarut serta dapat menjadi pelindung terhadap kerusakan mekanis. Film gelatin mengandung protein yang paling atraktif dibandingkan dengan lipida dan polisakarida. Film gelatin tersebut mempunyai effek penghambat gas yang paling baik demikian juga sifat fisikanya ( Wahyuni,2001).
Gelatin merupakan salah satu jenis protein konversi yang diperoleh melalui proses hidrolisis kolagen dari kulit dan tulang hewan. Gelatin termasuk protein yang unik karena mampu membentuk gel yang thermo-reversible dengan suhu yang dekat dengan suhu tubuh, serta larut dalam air ( Yi, 2006 ). Gelatin banyak digunakan dalam industri farmasi sebagai pengemas makanan dan pembungkus obat. Namun
2
kenyataannya film gelatin yang belum dimodifikasi secara kimia masih memiliki kemampuan menyerap air yang tinggi dan dan kuat tarik yang belum memenuhi sebagai pengemas (Sobral dkk, 2001).
Pembentukan ikat silang film gelatin dapat menyebabkan penurunan permeabilitas uap air melalui pengurangan difusivitas dan meningkatkan karakteristik mekaniknya (Cuq, 1996). Modifikasi kimia film gelatin bertujuan untuk meningkatkan reaktivitas protein dengan agen pengikat silang (Wong dan Wong, 1992). Umumnya, reaktivitas kimia protein tergantung pada rantai samping. Kelompok protein yang paling reaktif yaitu serin (-OH primer), hidrosiprolin (-OH sekunder), tirosin, asam aspartat (COOH), asam glutamat (-COOH) dan lisin (-NH2) (Finch,1984).
Modifikasi kimia film gelatin sangat penting untuk meningkatkan pembentukan permukaan film gelatin melalui interaksi reaktivitas protein dengan agen pengikat silang sehingga akan meningkatkan kemampuan mekanik seperti mengurangi permeabilitas air, keteguhan tarik dan pembengkakan permukaan. Fraenkel (1947) menyatakan pembentukan gelatin ikat silang dapat dilakukan dengan mereaksikan gelatin dengan formaldehida dan glioksal dimana reaksi rantai samping asam amino terutama dengan lisin (-NH2) membentuk ikatan yang serupa dengan pembentukan basa schiff.
Glutaraldehida salah satu agen pengikat silang yang istimewa dan telah banyak digunakan dengan reaktivitas yang lebih tinggi dibandingkan formaldehida. Reaksi glutaraldehida dengan protein berdasarkan pembentukan basa schiff,dengan adanya dua gugus aldehid akan terbentuk suatu jala panjang yang berkesinambungan yang akan meningkatkan sifat mekanik edible film gelatin (Carvalho, 2005).
Moll (1974) menyatakan reaksi antara formaldehida pada gelatin dengan pH dari 6 ke 7 akan meningkatkan berat molekul, viskositas dan penurunan permeabilitas air. Marquei (1974) dalam penelitiannya modifikasi kimia formaldehida pada pembuatan film dari gelatin menunjukkan penurunan yang signifikan dalam kelarutan dan peningkatan kekuatan dengan struktur permukaan yang lebih baik. Carvalho
3
(2005) telah menggunakan glioksal dan formaldehida untuk meningkatkan sifat mekanik film gelatin, dalam hal ini dengan penambahan konsentrasi formaldehida (6,3 mmol / 100 ml) menyebabkan pertambahan yang signifikan pada kekuatan tarik film.
Penelitian ini dilatarbelakangi berdasarkan penelitian sifat-sifat modifikasi kimia film gelatin oleh Carvalho dan Grosso ( 2005 ). Pada penelitian ini ikat silang yang digunakan formaldehida dan glioksal yang mempengaruhi sifat mekanik film gelatin. Dari penelitian terdahulu belum ada dibandingkan sifat fisik dan mekanik gelatin film yang diikat silang dengan formaldehida dan glutaraldehida. Atas pemikiran tersebut penulis ingin melakukan penelitian mengenai karakteristik dari modifikasi kimia film gelatin dengan formaldehida dan glutaraldehida.
1.2 Perumusan Masalah
1. Bagaimanakah perbedaan sifat fisik modifikasi kimia dari gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida.
2. Bagaimanakah perbedaan sifat mekanik film gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida.
1.3 Hipotesa Penelitian
1. Ada perbedaan sifat fisik modifikasi kimia dari gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida.
2. Ada perbedaan yang signifikan dari sifat mekanik film gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui perbedaan sifat fisik modifikasi kimia film gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida.
2. Mengetahui perbedaan sifat mekanik film gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai sumber informasi terhadap bidang kimia organik khususnya bidang bahan pelapis dan memberikan informasi tentang perbedaan sifat fisik dan perbedaan sifat mekanik modifikasi film gelatin yang diikat silang dengan formaldehida dan glutaraldehida.
1.6 Metodologi Penelitian
Gelatin dilakukan modifikasi kimia melalui reaksi ikat silang dengan formaldehida dan glutaraldehida. Gelatin yang sudah diikat silang dengan formaldehida dan glutaraldehida dibuat dalam bentuk film. Selanjutnya film gelatin yang didapatkan dilakukan pengujian sifat fisiknya yaitu ketebalan, swelling, SEM dan uji FT-IR. Sifat mekanik dari film gelatin yang diuji adalah keteguhan tarik. Selanjutnya dibandingkan sifat fisik dan sifat mekanik dari film gelatin yang diikat silang dengan formaldehida dan glutaraldehida.
1.7 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU, Laboratorium Penelitian FT USU, LIDA (Laboratorium Ilmu Dasar) USU dan Laboratorium Penelitian Terpadu Fisika UNIMED .
