Film Biodegradabel Karaginan yang Dipadukan dengan Tepung Kedelai

(1)

FILM BIODEGRADABEL KARAGINAN YANG DIPADUKAN

DENGAN TEPUNG KEDELAI

AMMAR ASY’ARI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER

INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Film Biodegradabel Karaginan yang Dipadukan dengan Tepung Kedelai 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, Januari 2013

Ammar Asy’ari

(3)

ABSTRAK

AMMAR ASY’ARI. Film Biodegradabel Karaginan yang Dipadukan

dengan

Tepung Kedelai. Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan SRI SUGIARTI

Kemasan yang sering digunakan untuk melindungi mutu bahan makanan ialah plastik yang merupakan material sintetik dan tidak dapat diuraikan di alam sehingga berdampak pada pencemaran lingkungan. Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengganti kemasan plastik yang tidak dapat diuraikan tersebut adalah dengan menggunakan film biodegradabel. Karaginan merupakan salah satu bentuk polisakarida yang berasal dari rumput laut

Eucheuma cottonii

yang dapat digunakan sebagai bahan pembentuk film biodegradabel. Film dibuat dengan cara memadukan ekstrak rumput laut

E. cottonii

yang diekstraksi menggunakan oven gelombang mikro dengan tepung kedelai. Tepung kedelai yang ditambahkan memengaruhi sifat fisik film yang dibuat. Semakin besar konsentrasi tepung kedelai yang ditambahkan, kekuatan tarik dan permeabilitas uap air semakin meningkat. Film yang dibuat memiliki ketebalan 0.01-0.02 mm, kuat tarik 200-800 Mpa, persen elongasi 8-14%, dan permeabilitas uap air 5-9 ng m m-2 s-1 Pa-1. Film yang dibuat layak digunakan sebagai kemasan karena memiliki sifat fisik yang tidak jauh berbeda dengan kemasan pada umumnya. Selain itu biaya produksi film ini murah dan digunakan tidak hanya pada bidang pangan, tetapi juga pada bidang farmasi.

Kata kunci:

Eucheuma cottonii

, film biodegradabel, karaginan, kedelai.

ABSTRACT

AMMAR ASY’ARI.

Biodegradable Film of Carrageenan Combined with

Soybean Powder. Supervised by AHMAD SJAHRIZA and SRI SUGIARTI

Conventional package used to protect quality of food is synthetic material and has caused environmental problem. An alternative for solving this problem is by using biodegradable film. Carrageenan derived from

Eucheuma cottonii

was the polysaccharide used for synthesing biodegradable film. The film was made of

E. cottonii

extracted using microwave and combined with soybean powder. Soybean powder influenced the physical characteristic of film. The higher the soybean concentration the higher the tensile strength and water vapour . The films have thickness of 0.01-0.02 mm, tensile strength of 200-800 Mpa, elongation of 8-14%, and water vapour permeability of 5-9 ng m m-2 s-1 Pa-1. The film can be used for packaging because its physical properties is similar to the conventional package have. In addition, the production cost is low and it can used in food sector as well as in pharmaceutical.

(4)

FILM BIODEGRADABEL KARAGINAN YANG DIPADUKAN

DENGAN TEPUNG KEDELAI

AMMAR ASY’ARI

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

(5)

Judul Skripsi : Film Biodegradabel Karaginan yang Dipadukan dengan Tepung Kedelai

Nama :

Ammar Asy’ari

NIM : G44080079

Disetujui oleh

Drs Ahmad Sjahriza Sri Sugiarti, PhD

Pembimbing I Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS Ketua Departemen

(6)

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah

S

ubhanahu wa ta’ala

atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2012 ini diberi judul Film Biodegradabel Karaginan yang Dipadukan dengan Tepung Kedelai.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing pertama dan Ibu Sri Sugiarti, PhD selaku pembimbing kedua. Ucapan terima kasih penulis tujukan pada PT Angkasa Pura sebagai pemberi beasiswa kepada penulis dari semester 5 sampai semester 8. Penghargaan penulis sampaikan kepada staf Laboratorium Kimia Fisik, staf Laboratorium Terpadu, 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 ayah, ibu, serta seluruh keluarga dan sahabat, atas segala doa dan kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Desember 2012

(7)

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1

METODE 2

Bahan 2

Analisis Kadar Air 2

Analisis Kadar Abu 2

Analisis Kadar Protein Kjeldahl 3

Pembuatan Film 3

Analisis Sifat Mekanik 4

Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR 4

Analisis Termal dengan DTA/TGA 4

Analisis Permeabilitas Uap Air 5

HASIL DAN PEMBAHASAN 5

Kadar Air, Abu, dan Protein 5

Film 6

Sifat Mekanik 7

Gugus Fungsi 8

Sifat Termal 10

Sifat Permeabilitas 10

SIMPULAN DAN SARAN 11

Simpulan 11

Saran 11

DAFTAR PUSTAKA 12

(8)

DAFTAR TABEL

1 Kadar air, abu, dan protein rumput laut dan tepung kedelai 6

2 Ketebalan film 7

3 Permeabilitas uap air film 11

DAFTAR GAMBAR

1 Hubungan antara konsentrasi larutan tepung kedelai dan kekuatan tarik 8

2 Hubungan antara konsentrasi larutan tepung kedelai dan perpanjangan tarik 8

3 Perbandingan spektrum FTIR karaginan 9

4 Perbandingan spektrum FTIR gliserol 9

DAFTAR LAMPIRAN

1 Bagan alir proses 13

2 Spektrum FTIR film 14

3 Termogram film 15

4 Data dan perhitungan kadar air rumput laut dan tepung kedelai 16

5 Data dan perhitungan kadar abu rumput laut dan tepung kedelai 17

6 Data dan perhitungan kadar protein rumput laut dan tepung kedelai 18

7 Data dan perhitungan ketebalan film 19

8 Data dan perhitungan analisis sifat mekanik film 20

(9)

PENDAHULUAN

Bahan makanan akan mengalami penurunan mutu apabila tidak dilindungi dengan pelindung berbentuk kemasan. Kemasan yang sering digunakan ialah plastik yang merupakan material sintetis yang tidak dapat diuraikan di alam sehingga dalam penggunaannya akan berdampak pada pencemaran lingkungan. Salah satu alternatif pengganti kemasan plastik yang tidak dapat urai tersebut adalah film biodegradabel.

Secara umum, film biodegradabel dapat didaur ulang atau dapat dihancurkan secara alami di lingkungan, yang dalam kondisi tertentu akan mengalami perubahan struktur kimia dan akan memengaruhi sifat-sifat yang dimiliki oleh pengaruh mikroorganisme. Senyawa hasil degradasi polimer menghasilkan karbon dioksida, air, dan asam organik yang tidak berbahaya bagi lingkungan. Film biodegradabel dapat terdekomposisi 10 sampai 20 kali lebih cepat daripada film nonbiodegradabel yang membutuhkan waktu sekitar 50 tahun agar dapat terdekomposisi di alam (Huda 2007). Karaginan merupakan salah satu bentuk polisakarida yang dapat digunakan untuk film biodegradabel. Karaginan diekstraksi dari beberapa spesies rumput laut atau alga merah (Distantina 2010).

Indonesia menjadi produsen sekaligus eksportir rumput laut terbesar di dunia antara lain ke Jepang dan Filipina. Meskipun menjadi produsen terbesar di dunia, pabrik pengolahan rumput laut menjadi produk akhir di dalam negeri masih minim. Hampir semua panen diekspor dan sebagian kecil diolah oleh pabrik di dalam negeri untuk dijadikan agar-agar. Karaginan merupakan hasil pengolahan rumput laut yang memiliki nilai jual lebih tinggi dibandingkan agar-agar. Namun karaginan di Indonesia sebagian besar diimpor dari negara tujuan ekspor rumput laut Indonesia (Anonim 2011). Proses ekstraksi karaginan dari rumput laut

E.

cottonii

di dalam negeri perlu ditingkatkan agar impor karaginan dapat dikurangi. Pengolahan lebih lanjut karaginan juga perlu dilakukan agar produk dalam negeri yang dihasilkan semakin besar nilai jualnya. Salah satu cara meningkatkan nilai jual rumput laut tersebut ialah dengan pembuatan produk berupa film dari ekstrak rumput laut yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan kemasan atau pelapispada berbagai produk makanan.

Sifat fisik protein membuat protein baik digunakan sebagai bahan pembuatan film. Film protein memiliki stabilitas mekanik yang baik dibandingkan dengan film polisakarida sehingga paduan antara karaginan dan tepung kedelai akan membuat stabilitas film karaginan menjadi lebih baik (Embuscado dan Huber 2009).

(10)

2

METODE

Bahan

Alat yang digunakan adalah alat perendaman rumput laut dan

microwave

. Bahan yang digunakan antara lain rumput laut

E. cottonii

dan tepung kedelai.

Analisis Kadar Air

Cawan petri dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C. Cawan disimpan dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (A). Rumput laut sebanyak 2 gram ditimbang dan diletakkan pada cawan yang telah dikeringkan kemudian ditimbang (B). Cawan yang berisi rumput laut dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama 5 jam. Cawan berisi rumput laut yang telah dikeringkan diambil kemudian dimasukkan ke dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (C). Kadar air rumput laut dihitung dengan rumus berikut. Pengukuran dilakukan juga terhadap sampel tepung kedelai dengan prosedur yang sama.

Keterangan:

A = Bobot cawan petri setelah dikeringkan (gram)

B = Bobot cawan petri dan rumput laut sebelum dikeringkan (gram)

C = Bobot cawan petri dan rumput laut setelah dikeringkan (gram)

Analisis Kadar Abu

Cawan porselein dikeringkan dalam tanur pada suhu 600 °C selama 30 menit. Cawan disimpan dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (A). Rumput laut sebanyak 2 gram ditimbang dan diletakkan pada cawan yang telah dikeringkan kemudian ditimbang (B). Cawan yang berisi rumput laut dibakar sampai tidak berasap kemudian dimasukkan ke dalam tanur dengan suhu 600 °C selama 5 jam. Cawan berisi rumput laut yang telah diabukan diambil dan dimasukkan ke dalam desikator selama 30 menit kemudian ditimbang (C). Kadar abu rumput laut dihitung menggunakan rumus berikut. Pengukuran dilakukan juga terhadap sampel tepung kedelai dengan prosedur yang sama.

Keterangan:

A = Bobot cawan porselein setelah dikeringkan (gram)

B = Bobot cawan dan rumput laut terkoreksi kadar air sebelum diabukan (gram)

(11)

3

Analisis Kadar Protein Kjeldahl

Sampel kedelai sebanyak 0,1 gram dimasukkan ke dalam labu bulat leher panjang kemudian ditambahkan selenium kemudian ditambahkan 5 mL H2SO4

pekat. Sampel dididihkan sampai cairan berwarna kuning kehijauan kemudian didinginkan dan dipindahkan ke dalam alat destilasi. Sampel dimasukkan ke dalam labu destilasi kemudian dibilas menggunakan akuades sebanyak 150 mL dan ditambahkan NaOH 40% sebanyak 50 mL. Cairan pada ujung kondensor

ditampung menggunakan erlenmeyer yang berisi 20 mL larutan campuran H3BO3,

merah metil, dan brom kresol hijau. Destilasi dilakukan sampai diperoleh kira-kira 150 mL destilat yang bercampur dengan larutan campuran H3BO3, merah metil,

dan brom kresol hijau atau sampai terjadi letupan pada labu destilasi. Destilat dititrasi dengan HCl 0,1 N sampai terjadi perubahan warna dari biru kehijauan menjadi merah muda. Pengukuran dilakukan sebanyak dua kali ulangan. Pengukuran dilakukan juga terhadap sampel rumput laut dengan prosedur yang sama. Kadar nitrogen kedelai dan rumput laut dihitung menggunakan rumus berikut.

[ ]

Faktor konversi = 6,25

Pembuatan Film

Rumput laut direndam menggunakan akuades selama 24 jam. Rumput laut

diekstraksi dengan KOH menggunakan

microwave

(Panasonic NN-SM320M)

selama 20 menit. Ekstrak rumput laut yang diperoleh digunakan sebagai komponen film yang dibuat dan merupakan pengganti tepung kappa karaginan. Kandungan kappa karaginan dalam ekstrak yang digunakan dapat dibuktikan dengan analisis gugus fungsi film yang dibuat.

(12)

4

Analisis Sifat Mekanik

Sifat mekanik film yang dibuat dipengaruhi banyaknya penambahan tepung kedelai dan lamanya perendaman rumput laut sebelum dilakukan ekstraksi sehingga dilakukan analisis terhadap dua sampel yang berbeda. Perbedaan sampel tersebut terletak pada lamanya perendaman rumput laut sebelum dilakukan ekstraksi yaitu 24 dan 48 jam. Film yang telah dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang 40 mm dan lebar 20 mm. Kedua ujung sampel film dijepit pada mesin penguji (Comten Industries). Selanjutnya, panjang awal dicatat dan ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0 dalam grafik. Tombol start ditekan dan alat

akan menarik sampel sampai putus. Pengukuran persentase elongasi

(perpanjangan tarik) dilakukan menggunakan cara yang sama dengan kekuatan tarik. Pengukuran kekuatan tarik dan perpanjangan tarik dilakukan sebanyak 3 kali ulangan. Besarnya kekuatan tarik dan persentase elongasi dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.

Fmaks

A

Keterangan:

σ

= kekuatan tarik (MPa)

Fmaks = tegangan maksimum (N)

A = luas penampang lintang (mm2)

Keterangan:

%E = persentase elongasi (%)

ΔL

= pertambahan panjang spesimen (mm)

Lo = panjang spesimen awal (mm)

Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR

Sampel berupa film ditempatkan ke dalam sel holder kemudian alat (Shimadzu IRPrestige-21) dijalankan agar diperoleh spektrum yang sesuai. Hasil analisis gugus fungsi dengan FTIR berupa spektogram hubungan antara bilangan gelombang dengan intensitas puncak yang mendeskripsikan gugus fungsi. Spektrum FTIR direkam menggunakan spektrometer pada suhu ruang.

Analisis Termal dengan DTA/TGA

(13)

5

Analisis Permeabilitas Uap Air

Teknik yang digunakan adalah dengan mengukur laju transmisi uap air menggunakan metode

wet cup

yang telah dimodifikasi berdasarkan ASTM E 96-95. Cawan petri disiapkan kemudian ditutup menggunakan aluminium foil yang direkatkan pada cawan petri tersebut. Lubang dibuat pada aluminium foil dengan luas lubang 10% dari luas permukaan cawan petri. Akuades dimasukkan ke dalam cawan petri sebanyak 30 mL kemudian lubang ditutup menggunakan film yang akan diuji dan direkatkan menggunakan lem epoksi pada aluminium foil. Akuades sebanyak 30 mL yang ditambahkan diharapkan akan menghasilkan jarak permukaan akuades dan film sebesar 6 mm. Cawan petri yang telah ditutup menggunakan film dimasukkan ke dalam oven pada suhu 37 °C. Sampel diambil dan ditimbang setiap 1 jam selama 5 jam. Kurva hubungan antara waktu uji (sumbu x) dalam menit dan bobot akuades yang hilang (sumbu y) dalam gram dibuat untuk mengetahui laju transmisi uap air film. Analisis permeabilitas uap air dilakukan terhadap film (1%, 2.5%, 5%, dan 10%) dengan perendaman rumput laut sebelum dilakukan ekstraksi selama 24 jam.

TR

bobot air yang hilang

waktu luas

area

flux

Keterangan:

WVTR = Laju transmisi uap air (g hari-1 m-2)

ermeabilitas TR

(

p

l

)

Keterangan:

Ɩ

= Ketebalan film

Δp

= Perbedaan tekanan diantara dua sisi film

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Air, Abu, dan Protein

(14)

6

untuk mengoreksi bobot sampel yang digunakan dalam kadar abu dan protein, sehingga sampel yang diukur kadar abu dan proteinnya merupakan sampel tanpa air yang terkandung di dalamnya dan hasilnya pun akurat karena tidak dipengaruhi oleh bobot air dalam sampel. Perbedaan kadar air, abu, dan protein sampel yang digunakan dalam pembuatan film dengan kadar air, abu, dan protein sampel penelitian sebelumnya dapat disebabkan oleh perbedaan sampel yang digunakan. Sampel yang berbeda akan menghasilkan kadar air, abu, dan protein yang berbeda pula.

Tabel 1 Kadar air, abu, dan protein rumput laut dan tepung kedelai

Ulangan

Rumput laut Tepung kedelai

Kadar air (%) Kadar abu (%) Kadar protein (%) Kadar air (%) Kadar abu (%) Kadar protein (%)

1 15.95 47.16 8.16 5.24 5.23 34.23

2 16.01 48.98 8.28 4.98 5.24 35.23

3 15.73 47.81 - 4.78 5.33 -

Rerata 15.89 47.98 8.22 5.00 5.27 34.73

Film

Film dibuat dari karaginan yang dipadukan dengan tepung kedelai. Larutan film dibuat dengan terlebih dahulu mencampurkan gliserol dengan kappa karaginan. Akan terbentuk suatu polimer elastis karena gliserol yang berfungsi sebagai pemlastis masuk ke dalam jejaring polimer kappa karaginan dan membuat rantai polimernya menjadi lebih renggang dan menyebabkan struktur polimernya menjadi lebih elastis. Tepung kedelai ditambahkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap sifat fisik film yang dibuat.

Film yang dihasilkan dicetak di atas lempeng kaca yang telah direkatkan menggunakan pita perekat hitam sebanyak 3 lapis. Semakin banyak jumlah lapisan pita perekat hitam yang digunakan, ketebalan film akan semakin bertambah. Ketebalan film akan memengaruhi sifat mekanik film tersebut. Film yang telah dicetak dikeringkan selama 24 jam pada suhu ruang kemudian dikupas dan ditempatkan pada kertas selama proses penyimpanan. Proses pengeringan juga akan berlangsung pada proses penyimpanan tersebut. Film menjadi semakin kering dengan semakin lamanya film tersebut ditempatkan pada kertas selama proses penyimpanan. Hal itu akan berpengaruh pada sifat mekanik film yang dibuat. Semakin lama proses pengeringan, kekuatan tarik film semakin meningkat sebab kandungan airnya semakin berkurang.

(15)

7

ketebalan film menurun sebesar 98.63%, 98.51%, 97.78%, dan 97.72%. Ketebalan film setelah proses pengeringan ditampilkan dalam Tabel 2. Perhitungan ketebalan film disajikan pada Lampiran 7.

Tabel 2 Ketebalan film

Konsentrasi tepung kedelai (%)

Ketebalan film (mm)

1.0 0.0108

2.5 0.0118

5.0 0.0175

10.0 0.0180

Sifat Mekanik

Sifat mekanik film meliputi besarnya kekuatan tarik dan persentase perpanjangan tarik film tersebut. Kekuatan tarik menggambarkan kekuatan tegangan maksimum film untuk menahan gaya yang diberikan. Persentase perpanjangan tarik menggambarkan perubahan panjang film akibat gaya yang diberikan. Besarnya kekuatan tarik dan persentase perpanjangan tarik film dipengaruhi oleh komposisi film tersebut (Ningsih 2011). Komponen film pada penelitian ini meliputi gliserol, karaginan, dan tepung kedelai.

Gliserol digunakan sebagai pemlastis untuk menambah kelenturan film dan mencegah keretakan saat penanganan dan penyimpanan. Penggunaan gliserol akan memengaruhi kekuatan tarik dan persentase perpanjangan tarik suatu film. Semakin besar konsentrasi gliserol yang ditambahkan, kekuatan tarik dan persentase perpanjangan tarik film akan semakin meningkat hingga mencapai titik optimum. Film yang telah ditambahkan pemlastis akan semakin liat. Hal itu disebabkan zat pemlastis merupakan molekul kecil yang dapat masuk ke dalam jejaring polimer sehingga rantai polimer tersebut semakin renggang dan mempermudah pergerakan antarmolekul (Ningsih 2011). Selain itu, penambahan zat pemlastis juga akan mengurangi bagian kristalin (teratur) dan menambah bagian amorf (tak teratur) sehingga film akan menjadi lebih liat. Tepung kedelai yang ditambahkan akan mempengaruhi kekuatan tarik film yang dibuat. Semakin banyak konsentrasi tepung kedelai yang ditambahkan, kekuatan tarik film akan semakin meningkat (Gambar 1). Diperkirakan film dengan konsentrasi tepung kedelai 1% memiliki kekuatan tarik yang lebih rendah daripada film konsentrasi tepung kedelai 2.5%.

(16)

8

sesuai dengan penelitian Munkholm (2002) yang menyimpulkan bahwa semakin lama proses pengeringan suatu spesimen, kekuatan tarik spesimen tersebut akan semakin meningkat. Dengan kata lain, semakin tinggi kadar air spesimen, kekuatan tariknya akan semakin berkurang. Jadi, semakin banyaknya air yang masuk ke dalam jejaring rumput laut karena semakin lamanya perendaman menyebabkan film yang dibuat memiliki kadar air yang lebih tinggi dan kekuatan tarik yang lebih rendah dibandingkan dengan film yang dibuat dari rumput laut yang mengalami proses perendaman lebih singkat. Penelitian Coundhary (2011) menunjukkan bahwa kekuatan tarik film karaginan sebesar 0.73 MPa dan FDA mensyaratkan LDPE sebagai kemasan harus memiliki kekuatan tarik sebesar 27.58 MPa. Film yang dibuat memiliki kekuatan yang lebih besar daripada LDPE dan film karaginan.

Selain kekuatan tarik, analisis sifat mekanik juga menghasilkan data elongasi atau persentase perpanjangan tarik. Persentase perpanjangan tarik yang paling besar adalah pada film dengan konsentrasi tepung kedelai 5% yaitu sebesar 14,63%. Nilai perpanjangan tarik tidak berbanding lurus dan tidak pula berbanding terbalik dengan nilai kekuatan tariknya. Hal itu disebabkan oleh sifat fisik film yang dibuat sangat dipengaruhi oleh sifat dan jumlah bahan yang digunakan dalam pembuatan film tersebut. Perhitungan analisis sifat mekanik disajikan pada Lampiran 8.

Gugus Fungsi

Analisis gugus fungsi film dapat ditentukan menggunakan instrumen FTIR dengan memanfaatkan absorbansi dari film tersebut terhadap gelombang inframerah yang dipancarkan. Spektrum FTIR film karaginan yang dibuat dibandingkan dengan spektrum FTIR kappa karaginan komersial dari penelitian yang telah dilakukan oleh Distantina (2011). Menurut Distantina (2011), spektrum FTIR kappa karaginan menunjukkan adanya pita serapan pada daerah 1260-1210 cm-1 (gugus S=O pada ester sulfat), 1080-1010 cm-1 (glikosidik), 933-920 cm-1, dan 850-840 cm-1. Hasil FTIR film karaginan menunjukkan adanya pita serapan pada 1226.73 (gugus S=O pada ester sulfat) (a), 1072.42 cm-1 (glikosidik) (c),

208.65 252.17 326.89 0 100 200 300 400

2.5 5 10

K e k u a ta n T a ri k ( M P a ) Konsentrasi (%) 10 8.75

14.63 14.75

0 5 10 15 20

1 2.5 5 10

P e rp a n ja n g a n T a ri k ( % ) Konsentrasi (%)

Gambar 1 Hubungan antara

konsentrasi larutan tepung kedelai dan kekuatan tarik.

Gambar 2 Hubungan antara

(17)

9

925.83 cm-1 (d), dan 844.82 cm-1 (e). Spektrum yang menunjukkan daerah serapan karaginan disajikan dalam Gambar 3.

Hasil Penelitian Referensi

Gambar 3 Perbandingan spektrum FTIR karaginan.

Spektrum yang dihasilkan juga memperlihatkan pita serapan gliserol yang digunakan sebagai pemlastis. Pita serapan gliserol yang digunakan sebagai pemlastis film yaitu pada 3394.72 cm-1 (g), 2943.37-2900.94 cm-1 (h), 1377.17-1330.88 cm-1 (i), 1041.56 cm-1 (j), 972.12 cm-1 (k), dan 891.11 cm-1 (l). Spektrum yang menunjukkan daerah serapan gliserol disajikan dalam Gambar 4. Spektrum FTIR film yang dibuat disajikan pada Lampiran 2.

Referensi

Hasil Penelitian

(18)

10

Sifat Termal

Kehilangan massa terhadap panas yang diberikan dapat ditentukan menggunakan instrumen DTA-TGA dengan menganalisis penurunan bobot film akibat panas yang diterima oleh film tersebut. Panas yang diberikan pada film akan semakin meningkat sejalan dengan bertambahnya waktu, sehingga semakin bertambahnya waktu maka bobot film tersebut menurun. Secara umum terdapat 3 kurva pada termogram yang dihasilkan dari analisis termal menggunakan DTA-TGA yaitu kurva kenaikan suhu, DTA, dan DTA-TGA. Pada DTA panas yang diserap atau dilepaskan dari suatu sampel diamati dengan cara mengukur perbedaan temperatur antara sampel dengan pembanding. Pembanding yang digunakan adalah Al(OH)3. Perubahan panas yang dicatat adalah akibat adanya reaksi dalam

sampel baik secara endoterm maupun eksoterm. Apabila terjadi reaksi endoterm maka temperatur sampel lebih rendah dari temperatur pembanding dan apabila terjadi reaksi eksoterm maka temperatur sampel lebih tinggi dari temperatur pembanding. Pada TGA pengamatan dilakukan terhadap perubahan massa sampel film akibat panas yang diberikan pada sampel film tersebut. Penurunan bobot film karaginan selama 20 menit yaitu sebesar 20.69 mg atau 83.63% dari bobot semula dan penurunan bobot film karaginan-tepung kedelai dengan konsentrasi kedelai 5% selama 20 menit yaitu sebesar 15.33 mg atau 62.24% dari bobot semula. Kurva TGA dapat memperkirakan bobot film yang hilang akibat panas yang diberikan pada film tersebut. Diperkirakan pada suhu 100

°

C air akan menguap dan film akan mengalami kehilangan bobot sebesar 2.3 mg pada film karaginan dan 1.75 mg pada film karaginan-tepung kedelai dengan konsentrasi tepung kedelai 5%. Kurva TGA juga dapat digunakan untuk melihat kehomogenan film yang dibuat. Kurva TGA yang terbentuk memiliki satu puncak yang menunjukkan adanya perubahan fase pada saat terjadi penurunan bobot film. Perubahan fase yang terjadi menunjukkan film yang dibuat kurang homogen. Ketidakhomogenan tersebut dapat disebabkan oleh pengadukan yang kurang rata karena tidak

menggunakan

homogenizer

. Termogram DTA-TGA disajikan pada Lampiran 3.

Sifat Permeabilitas

(19)

11

kedelai sebanyak 1%, sebab pada kondisi

steady state

film tersebut memiliki nilai permeabilitas yang paling kecil dibandingkan dengan ketiga film lainnya. Nilai permeabilitas uap air film yang dibuat sebesar 5.9837 ng m m-2 s-1 Pa-1 lebih besar jika dibandingkan dengan nilai permeabilitas uap air film kacang hijau sebesar 1.8 ng m m-2 s-1 Pa-1 dan LDPE sebesar 0.00064 ng m m-2 s-1 Pa-1 (Bae 2008). Nilai tersebut menunjukkan bahwa film karaginan-tepung kedelai yang dibuat memiliki daya tembus uap air yang lebih besar sehingga bahan yang dikemas menggunakan film yang dibuat akan lebih banyak mengandung uap air jika dibandingkan dengan bahan yang dikemas menggunakan film kacang hijau maupun LDPE. Analisis permeabilitas gas oksigen dan karbon dioksida dapat digunakan untuk mengetahui laju respirasi film yang dibuat sehingga mutunya dapat lebih diketahui. Respirasi bahan yang dikemas oleh film yang dibuat dapat menentukan seberapa banyak kandungan air yang terkandung dalam bahan tersebut. Semakin tinggi tingkat respirasinya, kandungan air pada bahan semakin bertambah sehingga bahan akan lebih cepat busuk. Oksigen masuk menembus film kemudian bereaksi dengan karbohidrat menghasilkan karbon dioksida dan air. Karbon dioksida keluar menembus film dan air tertinggal pada bahan yang dikemas, menyebabkan bahan tersebut menjadi busuk. Perhitungan permeabilitas uap air disajikan pada Lampiran 9.

Tabel 3 Permeabilitas uap air film

Konsentrasi tepung kedelai

(%)

Permeabilitas uap air (ng m m-2 s-1 Pa-1)

1.0 5.9837

2.5 8.4626

5.0 8.6846

10.0 9.0301

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Ketebalan film yang dibuat semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi tepung kedelai yang digunakan. Kekuatan tarik film semakin meningkat dengan meningkatnya konsentrasi tepung kedelai yang digunakan tetapi kekuatan tarik semakin menurun dengan semakin lamanya proses perendaman rumput laut yang digunakan dalam pembuatan film.

Saran

(20)

12

dari bahan yang dikemas oleh film yang dibuat sehingga mutu dari bahan yang dikemas juga dapat diketahui dengan lebih baik. Pengadukan film menggunakan

homogenizer

perlu dilakukan agar mendapatkan film yang lebih homogen.

DAFTAR PUSTAKA

[Anonim]. 2011. KKP Larang Ekspor Rumput Laut [terhubung berkala].

http://koran-jakarta.com/index.php/detail/view01/72309 [9 November

2012].

[AOAC] Association of Official Analytical and Chemistry. 2007. Official Method of Analysis. 18th ed. Marylan: Association of Official Analytical Chemist Inc.

[FDA] Food and Drug Administration. 2011.

Low Density Polyethylene (LDPE)

Film

Physical

Properties

[terhubung berkala].

http://www.blueridgefilms.com/ldpe_physical.html [18 Desember 2012]. Basmal J, Sedayu BB, dan Utomo BSB. 2009. Effect of KCl concentration on the

precipitation of carrageenan from

Eucheuma cottonii

extract.

Journal of

Marine and Fisheries Postharvest and Biotechnology-Special Edition

. Bae Ho J, Cha Dong S, Whiteside WS, dan Park Hyun J. 2008. Film and

pharmaceutical hard capsule formation properties of mungbean,

waterchestnut, and sweet potato starches.

Food Chemistry

106:96-105. Choudary DR, Patel V, Patel H, Kundawala AJ. 2011. Exploration of film

forming properties of film formers used in the formulation of rapid dissolving films.

Int J Chemtech Res

531

–

533.

Devis FH. 2008. Bioetanol Berbahan Dasar Ampas Rumput Laut Kappaphycus alvarezii [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Distantina S, Fadilah, Rochmadi, Fahrurrozi M, dan Wiratni. 2010. Proses ekstraksi karaginan dari

Eucheuma cottonii

.

Seminar Rekayasa Kimia dan

Proses

.

Embuscado ME and Huber KC. 2009.

Edible Film and Coatings For Food

Application

. London: Springer

Hastuti S, Noor Zuheid, dan Santoso Umar. 2000. Hubungan jumlah ikatan disulfida dan kadar protein dengan sifat mekanik edible film dari tepung biji kecipir rendah lemak.

Agrosains

13.

Huda T dan Firdaus F. 2007. Karakteristik fisikokimiawi film plastik

biodegradable

dari komposit pati singkong-ubi jalar.

Logika

4:1-10.

Hu Y, Topolkaraev V, Hiltner A, dan Baer E. 2001. Measurement of water vapor transmission rate in highly permeable films.

Journal of App Poly Sci

81:1624-1633.

Margono T, Suryati D, dan Hartinah S. 1993.

Buku Panduan Teknologi Pangan

. Jakarta: Pusat Informasi Wanita PDII-LIPI.

Munkholm LJ dan Kay BD. 2002. Effect of water regime on aggregate-tensile strength, rupture energy, and friability.

Soil Science Soc.Am. J.

66:702-209. Ningsih PR. 2011. Pembuatan dan pencirian polipaduan poliasam laktat-lilin

(21)

13

Perendaman rumput laut menggunakan akuades selama 24 jam

Ekstraksi dengan KOH 0,1% menggunakan

microwave

Pencetakan film

Analisis kadar air rumput laut dan

kedelai

Analisis kadar abu rumput laut dan

kedelai

Analisis kadar nitrogen kjeldahl rumput laut

dan kedelai

Pengukuran ketebalan film

Analisis mekanik film

Analisis gugus fungsi film menggunakan

FTIR

Analisis DTA-TGA film

Analisis permeabilitas uap air film

(22)

14

(23)

15

(24)

16

Lampiran 4 Data dan perhitungan kadar air rumput laut dan tepung kedelai

Data kadar air rumput laut

Ulangan Bobot cawan petri kosong (gram) Bobot sampel basah (gram) Bobot cawan+sampel basah (gram) Bobot cawan+sampel kering (gram) Kadar air (%)

1 49.0839 2.0281 51.1120 50.7886 15.9460

2 42.7813 2.0080 44.7893 44.4679 16.0060

3 33.6676 2.0143 35.6819 35.3650 15.7325

Rerata 15.8948

Data kadar air tepung kedelai

Ulangan Bobot cawan petri kosong (gram) Bobot sampel basah (gram) Bobot cawan+sampel basah (gram) Bobot cawan+sampel kering (gram) Kadar air (%)

1 42.7807 2.0078 44.7885 44.6832 5.2445

2 43.6366 2.0071 45.6437 45.5437 4.9823

3 49.1401 2.0043 51.1444 51.0485 4.7847

Rerata 5.0039

Contoh Perhitungan:

ersentase kadar air

B C

B A

.

Rerata

∑

Banyaknya ulangan

ersentase kadar air

. . .

(25)

17

Lampiran 5 Data dan perhitungan kadar abu rumput laut dan tepung kedelai

Data kadar abu rumput laut

Ulangan Bobot cawan porselein kosong (gram) Bobot sampel basah (gram) Bobot sampel terkoreksi (gram) Bobot cawan+sampel abu (gram) Bobot sampel abu (gram) Kadar abu (%)

1 24.6742 2.0012 1.6831 25.4679 0.7937 47.16

2 22.6901 2.0011 1.6830 23.5145 0.8244 48.98

3 26.8493 2.0054 1.6866 27.6556 0.8063 47.81

Rerata 47.98

Data kadar abu tepung kedelai

Ulangan Bobot cawan porselein kosong (gram) Bobot sampel basah (gram) Bobot sampel terkoreksi (gram) Bobot cawan+sampel abu (gram) Bobot sampel abu (gram) Kadar abu (%)

1 38.0553 2.0097 1.9091 38.1552 0.0999 5.23

2 33.8877 2.0223 1.9211 33.9883 0.1006 5.24

3 34.9762 2.0300 1.9284 35.0790 0.1028 5.33

Rerata 5.27

ersentase kadar abu

Bobot sampel terkoreksi

Bobot sampel abu

.

Rerata

∑

Banyaknya ulangan

ersentase kadar abu

. . .

(26)

18

Lampiran 6 Data dan perhitungan kadar protein rumput laut dan tepung kedelai

Sampel Ulangan Bobot

(mg)

Bobot terkoreksi

(mg)

Volume HCl (mL)

Kadar Nitrogen

(%)

Kadar Protein

(%)

Rerata

Rumput laut

1 102.1 85.87 0.8 1.30 8.16

8.22

2 100.6 84.61 0.8 1.32 8.28

Tepung kedelai

1 137.3 130.43 5.1 5.48 34.23

34.73

2 130.8 124.25 5.0 5.64 35.23

Kadar Nitrogen

Cl

Bobot terkoreksi

[

Cl

]

Ar N

. . .

.

Kadar rotein

Kadar Nitrogen Faktor konversi

. .

.

Rerata

Banyaknya ulangan

∑

Kadar protein

. .

(27)

19

Lampiran 7 Data dan perhitungan ketebalan film

Ulangan

Ketebalan film konsentrasi

1% (mm)

2,5% (mm)

5% (mm)

10% (mm)

1 0.0125 0.0125 0.0150 0.0175

2 0.0100 0.0125 0.0150 0.0150

3 0.0100 0.0125 0.0175 0.0150

4 0.0100 0.0100 0.0150 0.0175

5 0.0100 0.0150 0.0200 0.0175

6 0.0100 0.0100 0.0175 0.0200

7 0.0100 0.0100 0.0175 0.0200

8 0.0125 0.0125 0.0175 0.0175

9 0.0100 0.0125 0.0200 0.0200

10 0.0125 0.0100 0.0200 0.0200

Rerata 0.0108 0.0118 0.0175 0.0180

Rerata

Banyaknya ulangan

∑

Ketebalan film

. . . . . .

(28)

20

Lampiran 8 Data dan perhitungan analisis sifat mekanik film

Konsentrasi tepung kedelai (%)

Perendaman rumput laut

(jam)

1.0 24

2.5 48

5.0 48

10.0 48

Konsentrasi tepung kedelai (%)

Gaya (N)

Luas (mm2)

Panjang awal (mm)

Panjang akhir (mm)

Kuat tarik (MPa)

Elongasi (%)

1.0 176.5197 0.215 40 44.00 821.0219 10.00

2.5 49.0333 0.235 40 43.50 208.6521 8.75

5.0 88.2599 0.350 40 45.85 252.1710 14.63

10.0 117.6798 0.360 40 45.90 326.8883 14.75

Fmaks

A

.

E

L

o

(29)

21

Lampiran 9 Data dan perhitungan permeabilitas uap air film

Data permeabilitas uap air film dengan konsentrasi tepung kedelai 1%

Waktu (menit) Bobot (gram) Kehilangan bobot (gram) WVTR (g menit-1

cm-2)

Permeabilitas uap air

(g mm cm-2

menit-1 Pa-1)

Permeabilitas uap air (ng m m-2 s-1

Pa-1) 0 60 120 180 240 300 71.1437 70.7052 70.3544 70.2508 70.0623 69.8541 0.4385 0.7893 0.8929 1.0814 1.2896 1.1483×10-3 1.0335×10-3 7.7944×10-4 7.0799×10-4 6.7544×10-4 6.1039×10-8 5.4935×10-8 4.1430×10-8 3.7632×10-8 3.5902×10-8 10.1731 9.1558 6.9050 6.2721 5.9837

Data permeabilitas uap air film dengan konsentrasi tepung kedelai 2,5%

cm-2)

Permeabilitas uap air

(g mm cm-2

menit-1 Pa-1)

Permeabilit as uap air (ng m m-2 s

-1

Pa-1) 0 60 120 180 240 300 73.3384 73.0315 72.6214 72.2233 71.9005 71.6691 0.3069 0.7170 1.1151 1.4379 1.6693 8.0370×10-4 9.3883×10-4 9.7340×10-4 9.4139×10-4 8.7431×10-4 4.6676×10-8 5.4523×10-8 5.6531×10-8 5.4672×10-8 5.0776×10-8 7.7793 9.0872 9.4218 9.1119 8.4626

cm-2)

(g mm cm-2

menit-1 Pa-1)

-1

(30)

22

Waktu (menit) Bobot (gram) Kehilangan bobot (gram) WVTR (g menit-1

cm-2)

(g mm cm-2

menit-1 Pa-1)

-1

Pa-1) 0 60 120 180 240 300 80.1748 79.8865 79.6508 79.3910 79.1859 79.0071 0.2883 0.5240 0.7838 0.9889 1.1677 7.5499×10-4 6.8612×10-4 6.8420×10-4 6.4743×10-4 6.1159×10-4 6.6885×10-8 6.0783×10-8 6.0613×10-8 5.7356×10-8 5.4181×10-8 11.1475 10.1306 10.1022 9.5593 9.0301 Contoh Perhitungan:

TR

Bobot air yang hilang

aktu Luas

.

ermeabilitas uap air

TR

(

l

)

.

(

.

)

.

(31)

23

RIWAYAT HIDUP