Pengaruh Penambahan Kitosan dan Plasticizer Sorbitol terhadap Sifat Fisiko-Kimia Bioplastik dari Pati Biji Durian (Durio zibethinus)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 1.1 LATAR BELAKANG

Dalam kehidupan kita sehari-hari plastik digunakan hampir dimana pun untuk berbagai tujuan karena plastik merupakan material yang murah, mudah tersedia, tahan lama dan serbaguna [1]. Sekitar 265.000.000 ton plastik yang diproduksi dan digunakan setiap tahun [2]. Namun bahan baku utama pembuat plastik yang berasal dari minyak bumi keberadaannya semakin menipis dan tidak dapat diperbaharui. Selain itu plastik tidak dapat dihancurkan dengan cepat dan alami oleh mikroba penghancur di dalam tanah. Hal ini mengakibatkan terjadinya penumpukan limbah dan menjadi penyebab pencemaran dan kerusakan lingkungan hidup [3]. Kelemahan lain dari plastik yang berbahaya bagi kesehatan manusia adalah migrasi residu monomer vinil klorida sebagai unit penyusun polivinilklorida (PVC) yang bersifat karsinogenik. Monomer-monomer tersebut akan masuk ke dalam makanan dan selanjutnya akan masuk ke dalam tubuh orang yang mengkonsumsinya. Penumpukan bahan kimia yang telah masuk ke dalam tubuh ini tidak dapat larut dalam air sehingga tidak dapat dibuang keluar bersama urin maupun feses. Penumpukan bahan-bahan inilah yang bisa menimbulkan gangguan kesehatan bagi pemakainya dan bisa mengakibatkan kanker [4]. Tantangan lingkungan, ekonomi dan keamanan telah mendorong banyak ilmuwan untuk mengganti sebagian polimer berbasis petrokimia dengan jenis lain yang bersifat biodegradable, yaitu bioplastik [5]. Plastik jenis ini merupakan plastik yang dapat diuraikan oleh jamur atau mikroorganisme di dalam tanah sehingga akan mengurangi dampak negatif yang ditimbulkan oleh plastik sintetik [6]. Bioplastik merupakan plastik yang dapat diperbaharui karena senyawa-senyawa penyusunnya berasal dari tanaman seperti pati, selulosa, dan lignin serta hewan seperti kasein, protein dan lipid [7].

menyalakan berbagai mobil. Sejak itu plastik biodegradable mulai memicu minat, terutama sejak krisis minyak dari tahun sembilan belas tujuh puluhan [5]. Beberapa penelitian terbaru telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik dengan bahan baku pati. Darni, dkk., (2010) dari Indonesia melakukan penelitian mengenai pengaruh konsentrasi plasticizer dan formulasi pati pisang dengan kitosan terhadap kekuatan mekanik dan daya serap air dari bioplastik dengan gliserol sebagai plasticizer (konsentrasi plasticizer pada 25%, 30%, dan 35%) [8]. Kemudian Wattanakornsiri, dkk., (2011) dari Thailand membuat bioplastik dari pati jagung sebagai matriks dan diperkuat dengan pengisi serat mikroselulosa 0-8% (berat/berat serat untuk matriks) dan menggunakan plasticizer gliserol 30 % (berat/berat gliserol dengan pati) [9]. Selanjutnya Zuraida, dkk., (2012) dari Malaysia membuat bioplastik dari pati sagu dengan plasticizer gliserol dan meneliti pengaruh asam sitrat (0-40% w/wt%) dan air (0-40% w/wt%) sebagai aditif sekunder [10].

Pati adalah salah satu bahan utama pembuatan bioplastik. Berdasarkan fakta dan kajian ilmiah yang ada, maka pati merupakan polisakarida paling melimpah kedua setelah selulosa [11]. Salah satu yang dapat diambil patinya adalah biji buah durian (Durio zibethinus). Biji durian segar mengandung air yang tinggi (51,5%), pati (43,6%) dan protein (2,6%) [12]. Oleh karena kandungan patinya yang cukup tinggi, biji durian berpotensi untuk dijadikan bahan baku pembuatan bioplastik, mengingat selama ini biji durian belum banyak dimanfaatkan sehingga kurang bernilai ekonomis.

untuk mengurangi ikatan hidrogen internal sehingga akan meningkatkan jarak intermolekul [14].

Berdasarkan uraian di atas, penulis tertarik melakukan penelitian tentang pembuatan bioplastik berbahan dasar pati biji durian (Durio zibethinus) menggunakan plasticizer sorbitol dengan penambahan kitosan.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Adapun yang menjadi perumusan masalah untuk penelitian ini adalah :

1. Bagaimana karakteristik pati yang diisolasi dari biji durian, yaitu meliputi kadar kadar pati (amilum), kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan profil gelatinisasi pati biji durian.

2. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer sorbitol terhadap sifat fisiko-kimia bioplastik dari pati biji durian (Durio zibethinus) yang meliputi sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, Modulus Young, ketahanan air, densitas, bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan profil gelatinisasi.

3. Berapa temperatur pemanasan dan perbandingan antara jumlah pati, kitosan dan sorbitol yang optimal untuk mendapatkan bioplastik dari pati biji durian (Durio zibethinus) dengan karakteristik yang terbaik.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Untuk mengetahui karakteristik pati yang diisolasi dari biji durian, yaitu meliputi kadar kadar pati (amilum), kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar lemak, kadar protein, bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan profil gelatinisasi pati biji durian.

3. Untuk menentukan temperatur pemanasan larutan bioplastik dan perbandingan antara jumlah pati, kitosan dan sorbitol yang optimal untuk mendapatkan bioplastik dari pati biji durian (Durio zibethinus) dengan karakteristik yang terbaik.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :

1. Memanfaatkan biji durian yang biasanya dibuang dan tidak memiliki nilai ekonomis menjadi bahan baku pembuatan bioplastik yang ramah lingkungan. 2. Mengurangi pemakaian minyak bumi yang keberadaannya semakin menipis

dan tidak dapat diperbaharui sebagai bahan baku pembuatan plastik konvensional dengan menggantikan plastik konvensional dengan bioplastik. 3. Memberikan informasi bagi penelitian selanjutnya mengenai pembuatan

bioplastik berbasis pati dari biji durian.

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia dan Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Adapun bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini yaitu :

1. Biji durian (Durio zibethinus), diperoleh dari pedagang durian di Jl. KH Wahid Hasyim, Medan.

2. Sorbitol (C6H14O6), diperoleh dari toko bahan kimia Rudang, Medan.

3. Kitosan ((C6H11NO4)n), diperoleh dari toko bahan kimia Rudang, Medan.

4. Asam asetat (CH3COOH), diperoleh dari toko bahan kimia Rudang, Medan.

Variabel-variabel yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : a. Variabel tetap :

1. Konsentrasi kitosan = 10%, 20% dan 30% (%w dari total massa pati dan kitosan) [8]

2. Konsentrasi sorbitol = 20%, 30% dan 40% (%w dari total massa pati dan kitosan) [8]

3. Temperatur pemanasan larutan bioplastik = 70oC ; 80oC dan 90oC

Maka formulasi bahan dalam pembuatan bioplastik untuk variasi perbandingan pati dan kitosan adalah sebagai berikut :

 Pati : Kitosan : Asam Asetat : Aquades = 7 g: 3 g: 130 ml : 60 ml

 Pati : Kitosan : Asam Asetat : Aquades = 8 g : 2 g : 87 ml : 123 ml

 Pati : Kitosan : Asam Asetat : Aquades = 9 g : 1 g: 43 ml : 187 ml

Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini adalah : a. Karakterisasi pati biji durian [8] meliputi :

 Kadar pati (amilum)

 Kadar amilosa

 Kadar amilopektin

 Kadar air

 Kadar abu

 Kadar lemak

 Kadar protein

 FTIR (Fourier Transform Infra Red)

 SEM (Scanning Electron Microscopy)

 RVA (Rapid Visco Analyzer)

b. Karakterisasi film bioplastik ([6], [16]) meliputi:

 Kekuatan tarik (Tensile Strength)

 Pemanjangan pada saat putus (Elongation at break)

 Modulus Young

 Penyerapan air

 Densitas

 FT-IR (Fourier Transform Infra Red)

 SEM (Scanning Electron Microscopy)