Studi Sifat Perintang Uap Air Pada Lapisan Kemasan Makanan Berbahan Dasar Kanji dan Shellac
Silvia Aningtyas1, Khairuddin2, Candra Purnawan3
1,2
Program Studi Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret
3
Program Studi Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret Jl. Ir. Sutami No. 36 A, Kentingan, Jebres
ABSTRACT
Study of the water vapor barrier in the food packaging layer based on starch and shellac has been done. The purpose of this research was to know the water vapor barrier. The packaging film has been made by layering two kind of polymer in bilayer form. The film is consist of shellac and starch. The concentration was used K / S 20:80 (% b/b) and K / S 80:20 (% b/b). Starch was dissolved with water and shellac was dissolved with alcohol. The film was coated on paper. Several tests was conducted to determine the water vapor barrier properties with the method of payne cup analysis. Result stated that the addition of shellac can improve the nature of the water vapor barrier on the starch. The WVTR values with concentration K/S of 20:80 (% w/w) and K/S 80:20 (% w/w) were 229.33 and 608.00 (g/m2day). The greater the shellac concentration that used, vapor barrier properties would be better. This may be caused by hydrophobic properties of shellac.
Keyword : Starch, shellac, WVTR
ABSTRAK
Telah dilakukan studi sifat perintang uap air pada lapisan kemasan makanan berbahan dasar kanji dan shellac. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sifat perintang uap air. Lapisan dibuat dalam bentuk bilayer terdiri dari kanji dan shellac. Konsentrasi yang digunakan yaitu K/S 20:80 (%b/b) dan K/S 80:20 (%b/b). Kanji dilarutkan dengan aquades dan shellac
untuk mengetahui sifat perintang uap air dengan metode payne cup analysis. Penambahan shellac dapat memperbaiki sifat perintang uap air pada kanji. Nilai WVTR dari konsentrasi K/S 20:80 (%b/b) dan K/S 80:20 (%b/b) adalah 229,33 dan 608,00 (g/m2hari). Semakin besar konsentrasi shellac
yang digunakan maka sifat perintang uap airnya semakin baik. Hal ini dapat disebabakan karena shellac mempunyai sifat hidrofobik.
Kata kunci : Kanji singkong, shellac, WVTR
PENDAHULUAN
Plastik adalah salah satu bahan yang paling umum digunakan dalaam industri makanan karena kemampuannya untuk melindungi nilai gizi dalam produk makanan tersebut. Pada tahun 2009 pasar plastik yang kaku maupun fleksibel mencapai 45 % dari total industri kemasan, sehingga dapat diprediksikan pasar plastik akan terus bertambah (Barnett, 2010). Telah terjadi peningkatan secara signifikan dalam biaya produksi polimer sintetis (misalnya polipropilen, polistiren, dan polietilen) karena disebabkan oleh kenaikan biaya minyak mentah baru baru ini. Selain itu efek dari plastik sintetis dapat merugikan lingkungan (Tharanathan, 2003).
Perkembangan jaman dan kemajuan teknologi membuat produk-produk baru dengan inovasi yang disempurnakan mulai bermunculan, apalagi dalam bidang industri makanan. Pada umumnya bahan makanan mempunyai sifat yang sangat sensitif dan mudah mengalami penurunan kualitas karena faktor lingkungan, kimia, biokimia, dan mikrobiologi. Penurunan kualitas tersebut dapat disebabkan karena adanya oksigen, air, cahaya, dan temperatur. Salah satu cara untuk mencegah atau memperlambat fenomena tersebut adalah dengan pengemasan yang sesuai (Hui, 2006).
pertanian dengan harga yang relatif murah serta mudah terurai oleh alam (Gonera
et al., 2002). Jenis polimer ini mempunyai kekurangan yakni pada sifat mekanik
serta sifat perintang terhadap air yang rendah. Kemampuan kanji rendah pada kondisi kelembaman yang relatif tinggi, sehingga perlu adanya produksi dengan kualitas yang baik supaya hasil yang diperoleh dapat diterima oleh masyarakat (Tang et al., 2008).
Untuk memperbaiki kekurangan kanji telah banyak dilakukan penelitian. Salah satu teknik yang digunakan adalah dengan cara mencampurkan kanji dengan polimer lain, seperti penelitian yang dilakukan oleh (Sin et al., 2010) dan (Zhou et al., 2009) dengan mencampurkan kanji dengan poly vinyl alcohol (PVA). Namun poly vinyl alcohol menunjukkan sifat perintang yang buruk terhadap air. Oleh karena itu, teknik lain untuk memperbaiki sifat kanji yaitu dengan cara mengaplikasikannya dengan shellac.
Shellac dapat dikategorikan sebagai bahan yang ramah terhadap lingkungan
karena secara alami dapat terurai oleh alam (biodegradable), aman untuk dikonsumsi (edible), ketersediaan yang cukup melimpah (sustainable), tidak beracun (non-toxic), dan terdaftar GRAS (generally recognized as safe) yang disubstansi oleh FDA (Okamoto et al., 1986). Shellac mempunyai sifat perekat yang kuat, tahan terhadap air dan mempunyai kelembaban yang baik jika dibandingkan dengan kanji (starch) (Xia et al., 2006). Pada penelitian ini ingin diketahui sifat perintang uap air terhadap pengaruh penambahan shellac dengan pengujian Water Vapor Transmition Rate (WVTR) menggunakan metode payne
cup analysis.
MATERIAL DAN METODE
Pada penelitian ini digunakan jenis kanji singkong (amylum manihot) dan
shellac. Kanji dilarutkan menggunakan aquades sedangkan shellac dilarutkan
coating, lapisan pertama yaitu larutan kanji dicoating diatas kertas dan dikeringkan dengan menggunakan suhu ruang, setelah itu dilapisi dengan lapisan kedua yaitu larutan shellac selanjutnya dioven selama 15 menit dengan suhu 40°C. Setelah itu diuji sifat perintang uap air dengan metode payne cup analysis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian ini lapisan kemasan makanan dikarakterisasi terhadap sifat perintang uap air atau Water Vapor Transmition Rate (WVTR) menggunakan
metode payne cup analysis. Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Shodik
(2017) menunjukkan bahwa lamanya pemanasan merupakan salah satu faktor penting yang menentukan sifat perintang uap air kanji singkong. Seperti diketahui, suhu gelatinisasi sangat berkaitan dengan struktur kristal, sehingga pemanasan selama 180 menit membuat struktur kanji singkong menjadi tidak optimal sebagai perintang uap air dibandingkan pemanasan selama 60 menit.
Gambar 1. Grafik akumulasi uap air yang melalui komposit kanji dan
shellac
Tabel 1. Nilai WVTR lapisan bilayer kanji dan shellac
Konsentrasi Nilai WVTR (g/m2hari) K/S 20:80 (%b/b) 229,33 K/S 80:20 (%b/b) 608,00
Berdasarkan gambar 1 yang menunjukkan akumulasi uap air sedangkan tabel 1 menunjukkan nilai WVTR dari konsentrasi K/S 20:80 (%b/b) dan konsentrasi K/S 80:20 (%b/b) sebesar 229,33 dan 608,00 (g/m2hari). Perbedaan nilai dari kedua konsentrasi sangat signifikan, menunjukkan bahwa perbandingan konsentrasi yang digunakan antara kanji dan shellac sangat berpengaruh, semakin besar konsentrasi shellac yang digunakan maka sifat perintang uap airnya semakin baik. Konsentrasi shellac yang lebih kecil mempunyai nilai WVTR besar. Hal ini dikarenakan uap air mampu menembus lapisan semakin banyak, sehingga sifat perintang terhadap air menurun, serta dapat disebabkan pula karena shellac
mempunyai sifat hidrofobik atau tidak suka terhadap air.
KESIMPULAN
Penambahan shellac dapat memperbaiki sifat perintang uap air dari kanji, semakin besar konsentrasi shellac yang digunakan maka semakin baik sifat perintang uap air yaitu pada konsentrasi K/S 20:80 (%b/b).
UCAPAN TERIMAKASIH
Ide dan pendanaan penelitian ini berasal dari Bapak Khairuddin, Program Studi Fisika FMIPA UNS.
DAFTAR PUSTAKA
Alvarez, M.D., Fuentes, R., & Canet, W. (2015). Effects of pressure, temperature, treatment time, and storage on rheological, texture, and structural properties of heat-induced chickpea gels. Foods, 4, 80-114.
Barnett, I. (2010). The packaging materials future outlook: Key trends in new
materials, lightweighting and emerging applications. Business Insights Ltd.
Gonera, A., & Cornillon, P. (2002). Gelatinization of starch/gum/sugar system studied by using DSC, NMR, and CSLM. Starch/Starke, 54, 508-516. Hui, Y. H. 2006. Handbook of Food Science, Technology, and, Engineering
Volume I. CRC Press, USA
Jing-ming, L., & Sen-lin, Z. (2000). Scanning electron microscope study on gelatinization of starch granules in excess water. Starch/Staerke, 42, 96-98. Okamoto, M. Y., Ibanez, P.S. (1986). Final report on the safety assessment of
shellac. J Am Coll Toxicol 5 : 309-327.
Ratnayake, W.S., & Jackson, D.S. (2006). Gelatinization and solubility of corn starch during heating in excess water:New insights. Journal of Agricultural
anf Food Chemica,. 54, 3712-3716.
Shodik, I. S. 2017. Fabrikasi dan Karakterisasi Coating Kertas dengan Kanji Singkong dan Tanah Lempung Montmorillonite sebagai Material Kemasan Ramah Lingkungan. Skripsi. FMIPA, Fisika. Universitas Sebelas Maret: Surakarta.
Tang, X. Z., Alavi, S., & Herald, T. J. (2008). Barier and mechanical properties of starch-clay nanocomposite films. Cereal Chem, 85, 433-439.
Tharanathan, R. N. (2003). Biodegradable films and composite coatings: past,present and future. Trends in Food Science & Technology, 14(3), 71. Xia, et.al. (2006). Present Research on The Composition and Application of Lac.
For. Stud. China, 8(1), 65-69.
Zhou. Y.X., Cui. F.Y., Jia. D.M., Xie. D. 2009. Effect of complex plasticizer on the structure and properties of the thermoplastic PVA/ starch blends.
