SKRIPSI
PENGEMBANGAN EDIBLE FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN ASAM LEMAK DAN ESENSIAL OIL: UPAYA PERBAIKAN SIFAT BARRIER DAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA
Oleh :
BETI CAHYANING ASTUTI F24103025
2008
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGEMBANGAN EDIBLE FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN ASAM LEMAK DAN ESENSIAL OIL: UPAYA PERBAIKAN SIFAT BARRIER DAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh :
BETI CAHYANING ASTUTI F24103025
2008
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Beti Cahyaning Astuti. F24103025. Pengembangan Edible Film Kitosan dengan Penambahan Asam Lemak dan Esensial Oil: Upaya Perbaikan Sifat Barrier dan Aktivitas Antimikroba. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Nugraha Edhi Suyatma, DEA.
RINGKASAN
Edible film dapat mencegah penurunan mutu produk dengan cara bertindak sebagai barrier untuk mengendalikan transfer uap air, pengambilan oksigen, kehilangan komponen volatil dan terlarut atau transfer lipid. Film dengan bahan kitosan mempunyai sifat mekanik yang kuat dan sulit dirobek. Selain itu, film dari kitosan mempunyai nilai permeabilitas gas yang cukup rendah dan bisa diaplikasikan untuk meningkatkan umur simpan produk segar.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik edible film kitosan yang diinkorporasi dengan asam lemak dan ekstrak kunyit untuk memperbaiki sifat barrier terhadap uap air, serta mengetahui pengaruhnya terhadap aktivitas antimikroba. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat diaplikasikan sebagai bahan pengemas dan pengawet pada produk pangan.
Penelitian ini dibagi dalam dua tahap yaitu tahap pendahuluan dan tahap utama. Tahap pendahuluan dilakukan untuk mendapatkan ekstrak kunyit sebagai bahan antimikroba alami yang akan ditambahkan dan melakukan uji coba pembuatan edible film. Penelitian utama penelitian ini adalah pembuatan edible film dari kitosan dengan menggunakan dua pelarut yaitu asam asetat 1% dan asam laktat 2% teknis, penambahan asam lemak palmitat dan laurat, dan penambahan esensial oil ekstrak kunyit.
Analisis karakteristik edible film kitosan dilakukan dengan pengukuran aw, kadar air, pH, warna, ketebalan, pengukuran kuat tarik dan persen pemanjangan, pengukuran laju transmisi oksigen metode manometer, pengukuran laju transmisi uap air metode gravimetri, dan pengamatan mikrostruktur dengan Scanning Electron Microscopy (SEM). Pada penelitian ini dilakukan pula pengujian aktivitas antimikroba edible film kitosan dengan metode cakram.
Penambahan asam lemak dan esensial oil pada edible film kitosan berfungsi untuk memperbaiki sifat fisik, mekanik, dan perbaikan aktivitas antimikroba dari kitosan. Asam lemak yang ditambahkan yaitu asam lemak palmitat dan asam lemak laurat dengan konsentrasi 0%, 5 %, dan 10% (w/w kitosan). Penambahan asam lemak bertujuan memperbaiki sifat barrier terhadap uap air. Esensial oil yang ditambahkan adalah ekstrak kunyit dengan konsentrasi 0% dan 100 µl/g kitosan.
Hasil analisis pH berkisar 2.60 - 4.03, kadar air 26.37 - 32.48 %, aw
berkisar 0.611 – 0.672, ketebalan berkisar antara 0.1 - 0.3 mm, kuat tarik berkisar 1.8 - 30 MPa, persen elongasi berkisar 32.22 - 693.33 %, nilai WVP berkisar
0.7692 – 1.7317 g.mm/m2.hari.mmHg, nilai O2TR berkisar 0.4 - 4.8 cc/m2/hari, dan
warna edible film kitosan cenderung ke warna merah dan kuning gelap. Perbedaan pelarut mempengaruhi aw, pH, kadar air, tebal, kuat tarik, persen elongasi, WVP,
dan aktivitas antimikroba. Edible film kitosan dengan pelarut asam laktat 2% mempunyai aw, kadar air, pH, dan tebal lebih besar dibandingkan dengan edible
asam asetat 1% mempunyai kuat tarik lebih besar dibandingkan dengan edible film kitosan dengan pelarut laktat 2%. Tetapi persen elongasi berbanding terbalik dengan kuat tarik. Penambahan asam lemak mempengaruhi pH, tebal, kuat tarik, persen elongasi, WVP, dan O2TR. Derajat keasaman edible film kitosan menurun
dengan adanya penambahan asam lemak palmitat dan asam lemak laurat. Penambahan asam lemak meningkatkan tebal dari edible film kitosan. Penambahan asam lemak menurunkan kuat tarik dan pensen elongasi. Penambahan asam lemak menurunkan nilai permeabilitas edible film kitosan. Tetapi penambahan asam lemak terhadap nilai O2TR berbanding terbalik dengan
nilai WVP.
Pengamatan struktur permukaan dengan SEM edible film kitosan memperlihatkan adanya pori-pori bekas dari asam lemak yang terlarut dengan heksana. Pori-pori semakin kecil diameternya maka permeabilitas uap air edible film kitosan semakin bagus. Mikrostruktur edible film kitosan dengan penambahan asam lemak laurat memperlihatkan tidak terbentuknya globula-globula lemak yang dikhawatirkan asam lemak memisah. Penambahan esensial oil ekstrak kunyit memperkuat aktivitas antimikroba dari edible film kitosan. Diameter penghambatan edible film terbesar pada Bacillus cereus sebesar 13.595 mm.
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENGEMBANGAN EDIBLE FILM KITOSAN DENGAN PENAMBAHAN ASAM LEMAK DAN ESENSIAL OIL: UPAYA PERBAIKAN SIFAT BARRIER DAN AKTIVITAS ANTIMIKROBA
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh:
BETI CAHYANING ASTUTI F24103025
Dilahirkan pada tanggal 29 Agustus 1984 di Sragen Tanggal lulus : 21 Januari 2008
Menyetujui, Bogor, Januari 2008
Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS Dr. Ir. Nugraha Edhi Suyatma, DEA Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
Mengetahui,
Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sragen pada tanggal 29 Agustus 1984. Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara, anak dari pasangan Bapak Supardi dan Ibu Sri Rejeki.
Dalam perjalanan hidupnya penulis mengawali pendidikan formalnya di TK Pertiwi II Sidodadi pada tahun 1989-1990, SD Negeri Sidodadi II pada tahun 1991-1997, SLTP Negeri 1 Kebakkramat pada tahun 1997-2000, SMU Negeri 5 Surakarta pada tahun 2000-2003, dan selanjutnya diterima di Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor pada tahun 2003 melalui jalur USMI.
Selama masa kuliah, penulis aktif dalam berbagai kegiatan organisasi kemahasiswaan. Penulis tergabung dalam keanggotaan HIMITEPA (Himpunan Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Pangan). Penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan kegiatan di dalam kampus, diantaranya Seminar Pangan Halal Nasional (2004), Lomba Cepat Tepat Ilmu Pangan Nasional XIII (2005), dan BAUR Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta, IPB (2006) dan berbagai kegiatan intra kampus lainnya.
Semasa kuliah penulis juga aktif dalam bidang akademik. Penulis pernah menjadi asisten praktikum Teknologi Pengolahan Hasil Hortikultura, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan. Penulis adalah penerima beasiswa BBM (Bantuan Belajar Mahasiswa) (2005-2007). Sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, penulis melakukan penelitian dengan judul: Pengembangan Edible Film Kitosan dengan Penambahan Asam Lemak dan Esensial Oil: Upaya Perbaikan Sifat Barrier dan Aktivitas Antimikroba. Di bawah bimbingan Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS dan Dr. Ir. Nugraha Edhi Suyatma, DEA.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillaahirobbil ’alamin, puji dan syukur atas rahmat dan karunia dari Allah SWT sehingga penulis bisa menyelesaikan penelitian dan menyusun skripsi yang berjudul “Pengembangan Edible Film Kitosan dengan Penambahan Asam Lemak dan Esensial Oil: Upaya Perbaikan Sifat Barrier dan Aktivitas Antimikroba”.
Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi, penulis banyak mendapat bimbingan, bantuan, dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Rizal Syarief, DESS selaku dosen pembimbing I yang telah memberikan bimbingan, nasehat, dan motivasi selama masa studi dan penyusunan skripsi ini.
2. Dr. Ir. Nugraha Edhi Suyatma, DEA selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan, nasehat dan motivasi dengan penuh kesabaran selama penelitian dan penyusunan skripsi ini.
3. Siti Nurjanah, S.TP. M.Si atas kesediaannya sebagai dosen penguji dan telah memberikan saran dan kritik untuk perbaikan skripsi ini.
4. Ibu dan Bapak yang selalu memberikan doa, kasih sayang, motivasi hidup, dan canda tawa buat penulis.
5. Dedek Nevy yang selalu membuat hari-hari semakin indah dengan canda tawa dan pertengkaran.
6. Seluruh dosen dan staf pengajar ITP yang telah memberikan ilmu dan bimbingan selama penulis kuliah.
7. Bu Rubiyah, Pak Gatot, Pak Rojak, Bu Antin, Mbak Sri, Teh Ida, Mas Edi, Pak Wahid, Pak Sobirin, Pak Koko, Pak Yahya, Mbak Darsi, Pak Mul, dan seluruh laboran ITP yang banyak memberikan bantuan dan pengalaman selama penelitian.
8. Bapak-bapak di perpustakaan PAU, FATETA, dan LSI. Dan tidak lupa bapak-bapak dan ibu-ibu di AJMP FATETA. Terima kasih atas layanan dan bantuannya selama penulis menyelesaikan skripsi.
9. Salam hangat buat Om, Tante, dan Saudara-saudara di Jakarta dan Bogor. Terima kasih atas motivasi, tumpangan menginap, dan canda tawa selama penulis kuliah.
10. Marto, Kak Hana, dan Mbak Erni atas kebersamaan dalam satu Tim Kitosan. 11. Tya dan Natalia, kalian adalah teman-teman yang memberi motivasi dan
semangat buat penulis.
12. Tias, Marlin, Anin, dan Evi atas kebersamaan di IPB yang lebih mendekatkan kita semua.
13. Lilin, Mitoel, Yoga, Nchus, Ujo, Denny, Adie, Ados, Arie, Tathan, Danang RT, Eja, Arga, Sarwo, dan Gading dengan semua canda tawa, keceriaan, dan bantuan buat penulis.
14. Ratih, Maya, Tina, Hesty, Fitria, Primi, Enol, dan sahabat-sahabat SD, SMP, dan SMU yang selalu ada dalam ingatan penulis.
15. Mbak Miksusanti, Mbak Dorkas, Mbak Fenny, Mbak Chyntia, Mbak Lenny, Mbak Dian, dan Bang Ahyar atas bantuan dan canda tawa.
16. Penghuni Wisma Windhy : Angga, Dhia, Lina, Gading, Femi, Nooy, Sari, Jeng Krut, Ekus, Lasty, Maya, Vina, Lita, Primus, Ivon, Dewi, Ikong, Otong, Eneng, Annissa, Dang-dut, Maymoet, Rubi, dan Mbak Nur yang telah memberikan warna yang indah di hidup penulis. Dan tidak lupa buat Doni dengan segala bantuan dan canda tawa.
17. Teman-teman angkatan 40 : Mbak Asih, Oneth, Dhea, Gilang, Dani, Her her, Hayuning, Wayan, Fitri, Rika, Kanin, Ade, Abdy, Martin, Nunu, Step, Oboth, Tuti, Andal, Dion, serta teman-teman angkatan 38, 39, 41, 42, dan 43 yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
18. Pihak-pihak lain yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah banyak membantu penulis dalam penyusunan skripsi ini.
Saran dan masukan yang membangun sangat diharapkan untuk kesempurnaan penelitian ini. Semoga skripsi ini dapat memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan penerapannya dalam bidang industri pangan.
Bogor, Januari 2008 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR LAMPIRAN ... vii
I. PENDAHULUAN ... 1
A. LATAR BELAKANG ... 1
B. TUJUAN ... 3
C. MANFAAT PENELITIAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4
A. KITOSAN ... 4
B. KITOSAN SEBAGAI BAHAN EDIBLE FILM ... 10
C. PLASTICIZER ... 14
D. ASAM LEMAK ... 14
E. KUNYIT ... 15
F. AKTIVITAS ANTIMIKROBA ... 17
G. KARAKTERISTIK MIKROBA PATOGEN ... 19
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 21
A. BAHAN DAN ALAT ... 21
B. METODE PENELITIAN ... 21
1. Penelitian Pendahuluan Ekstraksi Kunyit ... 21
a. Persiapan Ekstraksi... 21
b. Ekstraksi ... 21
2. Penelitian Utama ... 22
a. Pembuatan Edible Film dari Kitosan... 22
b. Penentuan Karakteristik Edible Film Kitosan ... 25
1. Pengukuran Nilai pH ... 25
2. Pengukuran Aktivitas Air (aw) ... 25
Halaman
4. Pengukuran Warna dengan Chromameter ... 25
5. Pengukuran Ketebalan ... 26
6. Pengukuran Kuat Tarik dan Persen Pemanjangan .... 26
7. Laju Transmisi Oksigen Metode Manometer ... 26
8. Laju Transmisi Uap Air Metode Gravimetri ... 28
9. Pengamatan Mikrostuktur dengan SEM ... 28
c. Pengujian Aktivitas Antimikroba Edible Film ... 28
1. Persiapan Kultur Uji ... 29
2. Pengujian Aktivitas Antimikroba Metode Cakram ... 29
d. Rancangan Percobaan ... 30
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 32
A. PENELITIAN PENDAHULUAN ... 32
B. KARAKTERISASI EDIBLE FILM ... 33
1. Hasil Analisis pH ... 34
2. Hasil Analisis Nilai Kadar Air dan Aktivitas Air (aw) ... 35
3. Hasil Analisis Warna... 39
4. Hasil Analisis Ketebalan ... 41
5. Hasil Analisis Kuat Tarik ... 43
6. Hasil Analisis Persen Pemanjangan ... 45
7. Hasil Analisis Transmisi Uap Air ... 47
8. Hasil Analisis Transmisi Oksigen ... 50
9. Hasil Analisis SEM ... 51
C. AKTIVITAS ANTIMIKROBA EDIBLE FILM KITOSAN ... 53
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 61
A. KESIMPULAN ... 61
B. SARAN ... 61
DAFTAR PUSTAKA ... 62
