PENGARUH PERBEDAAN KONSENTRASI PVA (POLIVINIL ALKOHOL) DAN TEPUNG BUAH MANGROVE Bruguiera gymnorrhiza TERHADAP
KARAKTERISTIK SIFAT FISIKA HIDROGEL
THE EFFECT OF DIFFERENT CONCENTRATIONS OF PVA (POLYVINYL ALCOHOL) AND MANGROVE FRUIT FLOUR Bruguiera gymnorrhiza ON THE
PHYSICAL PROPERTIES OF HYDROGELS
Anna Lailatul Fitria, Dwi Setijawatia,*, Muhamad Firdausa, Angga Wira Perdanaa
aFakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Jalan Veteran, Malang, Indonesia
*Koresponden penulis: dwisetyawati@ub.ac.id
Abstrak
Tumbuhan mangrove Bruguiera gymnorrhiza merupakan tanaman sumberdaya pesisir yang banyak tumbuh di Indonesia. Buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza bisa dijadikan tepung dan dapat digunakan dalam pembuatan produk hidrogel. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza terhadap karakteristik sifat fisika hidrogel. Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial dengan 2 faktor. Faktor pertama yaitu perbedaan konsentrasi PVA (1,5%, 1,75%, 2%, dan 2,25%) sedangkan faktor kedua yang digunakan yaitu perbedaan konsentrasi tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza (0%, 2,5% dan 4,5%) dengan 3 kali pengulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perbedaan konsentrasi PVA, tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza, dan interaksi keduanya memberikan hasil berbeda nyata (P<0,05) terhadap daya serap air, fraksi gel, kadar air, tensile strength, dan elongasi hidrogel. Produk hidrogel ditandai dengan kemampuan menyerap air yang tinggi. Dengan karakteristik hidrogel terhadap daya serap air, didapatkan hasil tertinggi perlakuan PVA 2%
dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza 4,5% sebesar 287,49 ± 0,39%.
Kata kunci: Daya Serap Air, Fraksi Gel, Polivinil alkohol Abstract
The Bruguiera gymnorrhiza mangrove is a coastal resource plant that grows a lot in Indonesia. Bruguiera gymnorrhiza mangrove fruit can be made into flour and can be used in the manufacture of hydrogel products.
The purpose of this study was to determine the effect of different concentrations of PVA and Bruguiera gymnorrhiza mangrove fruit flour on the physical characteristics of the hydrogel. The research method used is an experimental method using a Factorial Completely Randomized Design (CRD) with 2 factors. The first factor is the difference in the concentration of PVA (1.5%, 1.75%, 2%, and 2.25%) while the second factor used is the difference in the concentration of the Bruguiera gymnorrhiza mangrove fruit flour (0%, 2.5% and 4, respectively). 5%) with 3 repetitions. The results showed that the different concentrations of PVA, mangrove fruit flour Bruguiera gymnorrhiza, and their interactions gave significantly different results (P<0.05) on water absorption, gel fraction, water content, tensile strength, and hydrogel elongation. Hydrogel products are characterized by their high water absorption capacity. With hydrogel characteristics on water absorption, the highest yield of PVA treatment was 2% and Bruguiera gymnorrhiza mangrove fruit meal 4.5% at 287.49 ± 0.39%.
Keywords: Water Absorption, Gel Fraction, Polyvinyl alcohol
PENDAHULUAN
Tumbuhan mangrove di Indonesia merupakan yang terbanyak di dunia, baik dari segi kuantitas area +42.550 km2 dengan jumlah +45 spesies [1]. Indonesia mempunyai banyak jenis mangrove, salah satunya yaitu Bruguiera gymnorrhiza. Pada Desa Wambona Kecamatan Wakorumba Selatan Kabupaten Muna ditemukan 61 individu mangrove Bruguiera gymnorrhiza dari 765 total keseluruhan individu [2]. Mangrove Bruguiera gymnorrhiza atau lindur memiliki buah yang mengandung karbohidrat tinggi. Buah lindur merupakan salah satu buah dari jenis tumbuhan mangrove yang ditemukan di wilayah perairan nusantara. Penyebaran buah lindur yaitu di daerah tropis Afrika Selatan dan Timur, Madagaskar, Asia Tenggara dan Selatan (termasuk Indonesia dan Negara di kawasan Malaysia), sampai Timur Laut Australia, Mikronesia, Polinesia, dan Kepulauan Ryukyu [3]. Buah lindur mempunyai kadar air 54,35%, karbohidrat 41,35%, lemak 1,43%, kadar abu 1,01% dan protein 1,83% [4]. Pemanfaatan terhadap penggunaan buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza di Indonesia masih belum maksimal. Salah satu cara untuk memanfaatkan buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza yaitu diolah menjadi tepung.
Tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza merupakan kelompok karbohidrat dalam bentuk pati. Pati sering digunakan dalam industri pangan sebagai biodegradable film untuk menggantikan polimer plastik. Kadar amilosa dan amilopektin dalam pati menentukan karakteristik film yang dihasilkan. Semakin tinggi kandungan amilosa maka akan menghasilkan film yang kuat. Jumlah amilosa dan amilopektin tergantung dari jenis pati yang digunakan. Kandungan amilosa dan amilopektin buah lindur sebesar 31,56% dan 26,17% [5]. Tepung buah lindur ini bisa digunakan sebagai polimer alami dalam pembuatan produk hidrogel.
Hidrogel merupakan suatu jaringan polimer dengan ikatan silang atau cross link sehingga mempunyai sifat tidak larut dalam air, akan tetapi dapat menyerap cairan biologis dengan baik [6]. Hidrogel merupakan polimer yang mempunyai kemampuan mengembang dalam air, bersifat hidrofilik, dan tidak larut dalam air
[7]. Hidrofilisitas dari hidrogel karena gugus hidrofilik -OH, -COOH, -COONH2, dan juga – SO3H. Hidrogel merupakan polimer berstruktur tiga dimensi yang mempunyai kemampuan menyerap air tinggi. Hidrogel biasanya dibuat dari bahan polimer sintetis atau dari kombinasi polimer sintetis dan alami [8].
Salah satu bahan polimer alami yang bisa dibuat hidrogel yaitu pati. Hidrogel berbasis pati dapat menarik perhatian yang lebih besar karena murah, biodegradable, cukup kuat, densitas rendah, sifat thermal baik, tidak berisiko terhadap kesehatan, dan hemat energi.
Gugus OH dalam pati mempunyai potensi untuk membentuk jaringan kompleks copolymer yang dapat meningkatkan kemampuan penyerapan air secara nyata.
Namun, polimer alami seperti pati ini mudah rapuh dan kaku sehingga diperlukan bahan tambahan plasticizer [9] [10] [11]. Plasticizer adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang digunakan untuk memperlemah kekakuan dari polimer, meningkatkan fleksibilitas, dan ekstensibilitas polimer [12].
Salah satu plasticizer yang dapat digunakan untuk memperbaiki hidrogel berbasis pati yang mudah rapuh dan kaku yaitu polivinil alkohol (PVA). Polivinil alkohol merupakan salah satu plasticizer yang mempunyai sifat dapat membentuk film dengan baik, larut dalam air, mudah dalam proses, tidak toksik, biocompatible, dan biodegradable [13].
Tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza mempunyai kandungan pati yang tinggi sebesar 57,73% [14] [15]. Tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza pada penelitian dahulu sudah dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan bioplastik [14], edible film [15] [16], lempeng buah lindur [16], dan hidrogel [5]. Pada penelitian [5], menggunakan tepung buah lindur 2% sebagai bahan baku pembuatan hidrogel didapatkan nilai daya serap air sebesar 70,0 ± 1,000%. Penelitian mengenai pemanfaatan tepung buah lindur sebagai bahan baku hidrogel masih terbatas sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut. Penelitian ini menggunakan metode eksperimental yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh perbedaan konsentrasi PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza terhadap karakteristik sifat fisika hidrogel.
METODE PENELITIAN
Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial dengan 2 faktor.
Faktor pertama yang digunakan dalam penelitian ini yaitu perbedaan konsentrasi PVA (1,5%, 1,75%, 2%, dan 2,25%). Faktor kedua yaitu perbedaan konsentrasi tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza (0%, 2,5%
dan 4,5%) serta dilakukan 3 kali pengulangan.
Kombinasi perlakuan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kombinasi perlakuan
Perlakuan PVA
Tepung Buah Mangrove Bruguiera
gymnorrhiza (TM)
A1B0 1,5% 0%
A1B1 1,5% 2,5%
A1B2 1,5% 4,5%
A2B0 1,75% 0%
A2B1 1,75% 2,5%
A2B2 1,75% 4,5%
A3B0 2% 0%
A3B1 2% 2,5%
A3B2 2% 4,5%
A4B0 2,25% 0%
A4B1 2,25% 2,5%
A4B2 2,25% 4,5%
Parameter uji yang digunakan untuk mengetahui karakteristik sifat fisika hidrogel pada penelitian ini meliputi daya serap air, fraksi gel, kadar air, tensile strength, dan elongasi.
Alat yang digunakan dalam penelitian terbagi menjadi 3 yaitu untuk pembuatan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza, pembuatan hidrogel dan analisis fisika. Pembuatan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza membutuhkan panci, nampan, pisau, ayakan 100 mesh, dan alat penggiling. Alat yang dibutuhkan saat pembuatan hidrogel antara lain yaitu beaker glass merk Herma dan Pyrex 250 mL, spatula, bunsen, kasa asbes, kaki tiga, thermometer, timbangan digital, gelas ukur merk Herma 100 mL, petri disk merk Labware ukuran 90 x 15 mm, pinset, sendok, dan nampan. Pada saat analisa peralatan yang digunakan yaitu timbangan digital, timbangan analitik merk Mettler Toledo, oven merk Binder, desikator,
botol film, crushable tank, botol timbang, dan gelas ukur merk Herma 100 mL.
Bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini terbagi menjadi 3 yaitu bahan untuk pembuatan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza, pembuatan hidrogel dan analisa. Bahan yang dibutuhkan untuk membuat tepung yaitu buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza dan air. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini pada pembuatan hidrogel yaitu polyvynil alkohol (PVA) 88% hydrolyzed PVA, tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza, aquadest merk Hydrobatt, dan kain saring. Bahan yang dibutuhkan pada analisa yaitu aquadest merk Hydrobatt dan kain saring.
Prosedur Penelitian
1. Pembuatan Tepung Buah Mangrove Bruguiera gymnorrhiza [5]
Pada proses pembuatan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza dilakukan melalui beberapa tahapan. Langkah pertama, persiapan bahan baku buah mangrove yang diperoleh dari daerah Pasuruan Jawa Timur.
Buah mangrove yang diperoleh dipilih buah yang berkualitas baik, tidak cacat, tidak busuk dan sudah berwarna hijau tua sedikit merah untuk mendapatkan tepung dengan kualitas yang bagus. Selanjutnya buah dicuci dengan air bersih dan diangin-anginkan. Buah mangrove yang sudah dicuci bersih, selanjutnya direbus dalam kuali besar dengan air mendidih selama 20 menit. Air sisa perebusan di buang, hal ini bertujuan untuk menghilangkan kadar tanin yang dapat menyebabkan rasa pahit atau zat racun yang terkandung dalam buah mangrove tersebut.
Buah mangrove diangkat dan didinginkan, kemudian buah mangrove dikupas untuk dipisahkan antara daging dan kulit. Setelah itu, buah mangrove direbus selama 15 menit. Buah mangrove yang sudah direbus diangkat dan dipotong tipis menggunakan pisau. Potongan buah mangrove diletakkan dalam nampan dan dilakukan pengeringan menggunakan sinar matahari. Setelah selesai proses pengeringan, buah mangrove yang sudah kering digiling dan diayak dengan ayakan 100 mesh untuk mendapatkan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza.
2. Pembuatan Hidrogel (Modifikasi [17]) Pada proses pembuatan hidrogel hal yang pertama dilakukan yaitu menimbang PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza sesuai dengan perlakuan masing-masing.
Kemudian memasukkan masing-masing PVA dan tepung buah mangrove ke dalam beaker glass 250 mL. Selanjutnya menambahkan 40 mL aquadest ke dalam beaker glass tersebut dan aduk dengan spatula hingga larut di atas bunsen. Langkah berikutnya yaitu menambahkan aquadest 20 mL selama 5 menit sekali sebanyak 3x sampai ke masing-masing beaker glass yang berisi larutan PVA dan tepung buah mangrove tersebut. Hal ini dilakukan berulang kali supaya larutan PVA dan tepung buah mangrove larut sempurna.
Setelah larutan tersebut larut sempurna, kedua larutan dicampur dan diaduk kembali pada beaker glass yang dipanaskan di atas bunsen hingga mencapai suhu 80°C selama 10-15 menit sampai larutan tersebut tercampur rata.
Jika sudah tercampur rata, menuang larutan tersebut ke dalam petri disk ukuran 90 x 15 mm dengan menggunakan sendok. Langkah terakhir menjemur hingga kering.
Parameter Uji
1. Daya Serap Air (Modifikasi [18])
Pengujian daya serap air dilakukan dengan memotong hidrogel dengan ukuran 2 x 2 cm.
Selanjutnya dikeringkan pada oven dengan suhu 60°C selama 24 jam. Hidrogel direndam dalam aquadest selama 24 jam. Langkah selanjutnya, hidrogel dikeluarkan dari bejana perendaman. Air yang menempel di permukaan hidrogel dikeringkan menggunakan tisu kemudian ditimbang sebagai Wb. Hidrogel dikeringkan dalam oven dengan suhu 60°C selama 24 jam. Hidrogel kering ditimbang kembali sebagai Wk. Daya serap air dapat dihitung dengan persamaan berikut:
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑆𝑒𝑟𝑎𝑝 𝐴𝑖𝑟 = 𝑊𝑏− 𝑊𝑘
𝑊𝑘 𝑥 100% (1) Keterangan:
Wb = Berat hidrogel setelah swelling (g) Wk = Berat hidrogel kering (g)
2. Fraksi Gel (Modifikasi [6])
Pengujian fraksi gel dilakukan dengan memotong hidrogel sebanyak 0,25 gram dan ditimbang sebagai W0. Selanjutnya hidrogel
dibungkus dengan kain kasa dan direndam dalam 20 mL aquadest selama 24 jam.
Kemudian hidrogel diangkat dari bejana perendaman dan dikeringkan dalam oven dengan suhu 60°C selama kurang lebih 4 jam.
Selanjutnya, hidrogel ditimbang kembali sebagai W1. Fraksi gel dapat dihitung dengan persamaan rumus berikut:
% 𝐹𝑟𝑎𝑘𝑠𝑖 𝑔𝑒𝑙 = 𝑊1
𝑊0 𝑥 100% (2)
3. Kadar Air (Modifikasi [19])
Tahap pertama yang dilakukan pada pengujian kadar air yaitu mengeringkan botol timbang dalam oven dengan suhu 105°C selama 1 jam. Selanjutnya, botol timbang dimasukkan ke dalam desikator selama ± 15 menit dan didiamkan sampai dingin kemudian ditimbang. Timbang sampel sebanyak 0,40 gram. Sampel yang sudah ditimbang dimasukkan ke dalam botol timbang. Botol timbang yang sudah berisi sampel dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105°C selama 5-6 jam. Langkah selanjutnya yaitu mengeluarkan botol timbang dari oven dan dimasukkan ke dalam desikator ditunggu hingga dingin sekitar 30 menit. Selanjutnya botol timbang ditimbang kembali. Perhitungan kadar air dapat dilihat dari rumus berikut:
% 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐴𝑖𝑟 = 𝐵 − 𝐶
𝐵 − 𝐴 𝑥 100% (3) Keterangan:
A = Berat botol timbang kosong (g)
B = Berat botol timbang yang diisi dengan sampel (g) C = Berat botol timbang dengan sampel yang sudah dikeringkan (g)
4. Tensile Strength
Pengujian tensile strength atau kuat tarik pada hidrogel menggunakan alat Texture Analyzer Shimadzu ez-sx. Pengujian tensile strength (kuat tarik) menggunakan acuan [20], dimana menggunakan uji standart penganalisa tekstur yang beroperasi dengan kecepatan 1 mm/s.
5. Elongasi
Pengujian elongasi atau perpanjangan putus pada hidrogel menggunakan alat Texture Analyzer Shimadzu ez-sx. Pengujian elongasi (perpanjangan putus) menggunakan acuan [20], dengan menggunakan uji standart
penganalisa tekstur yang beroperasi dengan kecepatan 1 mm/s.
Analisa Data
Data yang diperoleh pada penelitian ini akan dianalisa menggunakan aplikasi Minitab 21. Parameter fraksi gel, daya serap air, kadar air, tensile strength (kuat tarik), dan elongasi dianalisis menggunakan uji Analysis of variance (ANOVA) untuk mencari pengaruh
perlakuan. Setelah itu dilakuan uji lanjut untuk menentukan perbedaan yang ditandai dengan notasi berbeda menggunakan uji Tukey.
HASILDANPEMBAHASAN
Hasil penelitian karakteristik sifat fisika hidrogel PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 2. Karakteristik Sifat fisika Hidrogel PVA dan Tepung Buah Mangrove Bruguiera gymnorrhiza Perlakuan Daya Serap Air
(%)
Fraksi Gel (%)
Kadar Air (%)
Tensile Strength (N/mm2)
Elongasi (%) A1B0 347,50 ± 0,13a 47,37 ± 0,09h 9,77 ± 0,03e 1,07 ± 0,09de 64,19 ± 0,01c A1B1 244,43 ± 0,31j 58,83 ± 0,10c 8,97 ± 0,02h 1,09 ± 0,08de 16,60 ± 0,02e A1B2 257,54 ± 0,38i 58,19 ± 0,13c 9,59 ± 0,03f 0,66 ± 0,06f 1,40 ± 0,01l A2B0 317,34 ± 0,27b 50,60 ± 0,52g 9,95 ± 0,03cd 1,06 ± 0,08de 53,93 ± 0,01d A2B1 236,60 ± 0,24k 60,35 ± 0,36b 9,96 ± 0,02c 0,85 ± 0,07ef 16,33 ± 0,02f A2B2 237,28 ± 0,19k 56,61 ± 0,25d 10,38 ± 0,04a 1,03 ± 0,06de 4,06 ± 0,01j A3B0 281,38 ± 0,39e 50,62 ± 0,54g 10,16 ± 0,06b 1,85 ± 0,02a 84,61 ± 0,02a A3B1 273,52 ± 0,18g 57,32 ± 0,16d 9,88 ± 0,05cde 1,60 ± 0,08b 12,14 ± 0,04h A3B2 287,49 ± 0,39d 58,34 ± 0,15c 10,38 ± 0,06a 1,14 ± 0,10cd 3,05 ± 0,01k A4B0 306,54 ± 0,43c 54,17 ± 0,17e 9,81 ± 0,04de 1,36 ± 0,12bc 67,09 ± 0,01b A4B1 286,48 ± 0,37e 52,09 ± 0,09f 10,40 ± 0,10a 1,47 ± 0,06b 14,29 ± 0,01g A4B2 262,48 ± 0,40h 64,15 ± 0,14a 9,32 ± 0,06g 1,08 ± 0,11de 4,78 ± 0,01i Sumber: Hasil Penelitian, 2022
Keterangan: Mean ± StDev
* Notasi yang didampingi oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata
Daya Serap Air
Hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai tertinggi didapatkan pada perlakuan A1B0 (PVA 1,5%
tanpa penambahan TM) dengan nilai 347,50 ± 0,13%. Nilai terendah yaitu pada perlakuan A2B1 (PVA 1,75% + TM 2,5%) dengan nilai 236,60 ± 0,24%. Pada penelitian ini PVA digunakan sebagai media bantu untuk memperbaiki karakteristik hidrogel berbasis pati yang mudah rapuh dan kaku karena dapat membentuk ikatan hidrogen antar rantai dengan amilosa dan amilopektin dalam pati.
Tingginya nilai daya serap air pada penelitian ini terjadi karena bahan utama yang digunakan dalam pembuatan hidrogel yaitu PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza (pati). PVA dan pati menurut [21], mempunyai molekul hidrogen karena sifatnya hidrofilik sehingga dapat menyebabkan air mudah masuk ke dalam hidrogel. Sifat ketahanan terhadap air berhubungan dengan sifat dasar molekul
penyusunnya, yang mana pati mengandung amilopektin lebih banyak dan mempunyai banyak rantai bercabang. Sifat amilopektin yang amorf memungkinkan banyak ruang kosong sehingga rapat massa antar rantai dalam pati tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza tidak terlalu besar yang menyebabkan penyerapan air cukup besar sehingga ketahanan terhadap air menjadi rendah. Selain itu, penyerapan air yang tinggi terjadi karena adanya gugus hidroksil yang terdapat pada PVA dan pati sehingga mengakibatkan terjadinya penyerapan air pada hidrogel.
Fraksi Gel
Hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai fraksi gel hidrogel PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza tertinggi yaitu 64,15 ± 0,14%
pada perlakuan A4B3 (PVA 2,25% + TM 4,5%). Nilai fraksi gel terendah yaitu 47,37 ±
0,09% pada perlakuan A1B0 (PVA 1,5% tanpa penambahan TM). Meningkatnya nilai fraksi gel setelah ditambahkan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza [8], mengindikasikan bahwa adanya pembentukan ikatan silang antar rantai polimer. Hal ini menyebabkan gaya antar molekul di dalam hidrogel semakin kuat sehingga hidrogel dari PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza ini tidak mudah terlarut dalam air dan nilai fraksi gelnya semakin tinggi.
Kadar Air
Hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai tertinggi kadar air didapatkan pada perlakuan A4B1 (PVA 2,25%
+ TM 2,5%) yaitu 10,40 ± 0,10%. Nilai rata- rata terendah didapatkan pada perlakuan A1B1 (PVA 1,5% + TM 2,5%) sebesar 8,97 ± 0,02%.
Dapat dilihat pada Tabel 2 bahwa penambahan konsentrasi PVA pada tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza menunjukkan peningkatan kadar air hidrogel setiap penambahan persenan PVA. Pada perlakuan A1B2 didapatkan nilai kadar air 9,59
± 0,03%, A2B2 10,38 ± 0,04%, A3B2 10,38 ± 0,06%, A4B1 10,40 ± 0,10%. Pada perlakuan tersebut nilai kadar air cenderung mengalami kenaikan, hal ini dikarenakan bahan yang digunakan dalam pembuatan hidrogel. Pati dan PVA menurut [22], bersifat hidrofilik dan mudah mengikat air. Semakin tinggi konsentrasi PVA yang ditambahkan maka akan meningkatkan sifat molekul dari polivinil alkohol tersebut, sehingga jumlah air yang terikat dengan pati akan mengalami kenaikan yang menyebabkan kadar airnya semakin tinggi. Peningkatan kadar air disebabkan karena bahan pati dan PVA bersifat hidrofilik yang mempunyai daya tarik terhadap air dan juga memiliki gugus hidrofilik yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.
Tensile Strength
Pengujian tensile strength atau kuat tarik adalah salah satu parameter yang penting dari hidrogel karena mewakili sifat kelenturannya.
Kuat tarik adalah salah satu uji yang dilakukan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap gaya tarik yang digunakan [23].
Hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai tensile strength tertinggi didapatkan pada perlakuan A3B0 (PVA 2% tanpa penambahan TM) sebesar 1,85
± 0,02 N/mm2 sedangkan nilai terendahnya ditemukan pada perlakuan A1B2 (PVA 1,5%
+ TM 4,5%) dengan nilai 0,66 ± 0,06 N/mm2. Nilai tensile strength hidrogel PVA tanpa penambahan TM lebih tinggi daripada dengan penambahan TM. Hal ini dikarenakan penambahan PVA menurut [24], menyebabkan film yang kaku menjadi lebih flleksibel.
Polivinil alkohol menyisip ke dalam struktur pati sehingga mengakibatkan ikatan hidrogen internal pati semakin berkurang. Adanya molekul PVA dapat mengganggu mobilitas kekompakan pati dan meningkatkan mobilitas polimer. Penambahan PVA sebagai plasticizer molekul-molekul di dalam larutan tersebut terletak diantara rantai ikatan biopolimer dan dapat berinteraksi dengan membentuk ikatan hidrogen dalam rantai ikatan antara polimer sehingga menyebabkan interaksi antar molekul biopolimer semakin berkurang. Penambahan konsentrasi pati menurut [14], akan meningkatkan kadar amilosa pada larutan sehingga menyebabkan jumlah ikatan hidrogen yang terbentuk semakin banyak dan mengakibatkan ikatan tersebut sulit untuk diputus. Ikatan hidrogen antar polimer yang kuat akan membuat film menjadi keras dan kurang fleksibel.
Elongasi
Elongasi adalah kemampuan bahan untuk meregang saat ditarik. Perpanjangan putus ini digunakan untuk menentukan keelastisan suatu bahan. Hal ini menunjukkan jika semakin tinggi nilai elongasi bahan tersebut maka bahan tersebut semakin elastis. Sehingga bahan tersebut masih bisa ditarik lebih mulur. Suatu bahan jika nilai persen elongasi rendah maka bahan tersebut bersifat rapuh [14].
Hasil penelitian yang disajikan pada Tabel 2 menunjukkan bahwa nilai tertinggi elongasi pada perlakuan A2B0 (PVA 2% tanpa penambahan TM) sebesar 84,61 ± 0,02%
sedangkan nilai terendah didapatkan pada perlakuan A1B2 (PVA 1,5% + TM 4,5%) dengan nilai 1,40 ± 0,01%. Pada perlakuan A2B0 mendapatkan nilai elongasi tinggi disebabkan oleh sifat alami dari PVA yang
memiliki fleksibilitas tinggi mengakibatkan film bersifat lebih elastis dan tidak getas [25]
sedangkan pada perlakuan A1B2 menghasikan nilai elongasi yang rendah dikarenakan jumlah pati yang ditambahkan dapat menyebabkan penurunan ikatan antar molekul. Penurunan jarak ini menurut [26], disebabkan oleh meningkatnya jumlah ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul PVA, amilosa, dan amilopektin. Hal ini menyebabkan nilai elongasi semakin kecil dan hidrogel yang dihasilkan kurang elastis.
KESIMPULAN
Pembuatan hidrogel berbahan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza yang mudah rapuh dan kaku dapat diperbaiki kualitasnya dengan menambahkan PVA. Perbedaan konsentrasi PVA dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza berpengaruh nyata terhadap parameter daya serap air, fraksi gel, kadar air, tensile strength, dan elongasi hidrogel. Produk hidrogel ditandai dengan kemampuan menyerap air yang tinggi. Dengan karakteristik hidrogel terhadap daya serap air, didapatkan hasil tertinggi perlakuan PVA 2%
dan tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza 4,5% sebesar 287,49 ± 0,39%.
UCAPANTERIMAKASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya Malang yang telah memberikan dukungan pendanaan dalam penelitian ini dan kepada seluruh pihak yang telah membantu selama penelitian ini berlangsung.
DAFTARPUSTAKA
[1] Massie, T., Pandey, E. V., Lohoo, H. J., Mentang, F., Mewengkang, H., Onibala, H.,
& Sanger, G. (2020). Substitusi tepung buah mangrove bruguiera gymnorrhiza pada camilan stick. Media Teknologi Hasil Perikanan, 8(3), 93–99.
https://doi.org/10.35800/mthp.8.3.2020.29 434
[2] Momo, L. O. H., & Rahayu, W. O. S.
(2018). Analisis vegetasi hutan mangrove
di Desa Wambona Kecamatan Wakorumba Selatan, Kabupaten Muna, Indonesia.
Akuatikisle: Jurnal Akuakultur, Pesisir Dan Pulau-Pulau Kecil, 2(1), 10–16.
[3] Fadilah, R., Sari, R., & Sukainah, A.
(2020). Pengaruh substitusi tepung buah mangrove jenis lindur (Bruguiera gymnorrhiza) terhadap kualitas mie basah.
Pendidikan Teknologi Pertanian, 6(1), 75–
88.
[4] Rosyadi, E., Widjanarko, S. B., & Ningtyas, D. W. (2014). Pembuatan lempeng buah lindur (Bruguiera gymnorrhiza) dengan penambahan tepung ubi kayu (Manihot esculenta crantz). Jurnal Pangan Dan Agroindustri, 2(4), 10–17.
[5] Setijawati, D., Yahya, Kartikaningsih, H., Sukoso, Fitri, A. L., Hidayat, I. R. (2022).
Penggunaan PVA /i -caragenan / tepung buah mangrove Bruguiera gymnorrhiza terhadap kualitas fisika produk hydrogel.
Prosiding Seminar Nasional Perikanan Dan Kelautan, 9(1), 95–102.
[6] Rahayuningdyah, D. wuragil, Lyrawati, D., Widodo, F., & Puspita, O. E. (2020).
Pengembangan formula hidrogel balutan luka menggunakan kombinasi polimer galaktomanan dan PVP. Pharmaceutical Journal of Indonesia, 5(2), 117–122.
https://doi.org/10.21776/ub.pji.2020.005.0 2.8
[7] Suliwarno, A. (2014). Karakterisasi sifat fisik dan mekanik hidrogel metilselulosa hasil sintesis menggunakan iradiasi berkas elektron. Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop Dan Radiasi, 10(1), 45–54.
[8] Kurniati, M., Winarti, C., Syamani, A. F., &
Puspita, I. (2019). Nanohidrogel tapioka menggunakan epiklorohidrin sebagai agen pengikat silang. Jurnal Teknologi Industri Pertanian, 29(2), 213–221.
https://doi.org/10.24961/j.tek.ind.pert.2019 .29.2.213
[9] Rahim, A., & Musta, R. (2019). Pengaruh penambahan tepung tapioka pada pati ubi kayu (Manihot esculenta) terhadap
pembuatan plastik biodegradable dan karakterisasinya. IJCA (Indonesian Journal of Chemical Analysis), 2(2), 66–73.
https://doi.org/10.20885/ijca.vol2.iss2.art4 [10] Huri, D., & Nisa, F. C. (2014). Pengaruh
konsentrasi gliserol dan ekstrak ampas kulit apel terhadap karakteristik fisik dan kimia edible film. Jurnal Pangan Dan Agroindustri, 2(4), 29–40.
https://jpa.ub.ac.id/index.php/jpa/article/vi ew/75
[11] Mustapa, R., Restuhadi, F., & Efendi, R.
(2017). Pemanfaatan kitosan sebagai bahan dasar pembuatan edible film dari pati ubi jalar kuning. Jom Faperta, 4(2), 1–12.
[12] Krisnadi, R., Handarni, Y., & Udyani, K.
(2019). Pengaruh jenis plasticizer terhadap karakteristik plastik biodegradable dari bekatul padi. Seminar Nasional Sains Dan Teknologi Terapan VII, 100, 125–130.
[13] Pamela, V. Y., Syarief, R., Iriani, E. S., &
Suyatma, N. E. (2016). Karakteristik mekanik, termal dan morfologi film polivinil alkohol dengan penambahan nanopartikel zno dan asam stearat untuk kemasan multilayer. Jurnal Penelitian Pascapanen Pertanian, 13(2), 63–73.
[14] Budiman, J., Nopianti, R., & Lestari, S. D.
(2018). Karakteristik bioplastik dari pati buah lindur (Bruguiera gymnorrizha).
Jurnal FishtecH, 7(1), 49–59.
https://doi.org/10.36706/fishtech.v7i1.5980 [15] Jacoeb, A. M., Nugraha, R., & Dia utari, S. P. (2014). Pembuatan edible film dari pati buah lindur dengan penambahan gliserol dan karaginan. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia, 17(1), 14–21.
https://doi.org/10.17844/jphpi.v17i1.8132 [16] Bunga, S. M., Jacoeb, A. M., & Nurhayati,
T. (2017). Charactheristic of lindur fruit starch and the application as edible film.
Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia, 20(3), 446–455.
https://doi.org/10.17844/jphpi.v20i3.19764 [17] Fransiska, D., & Reynaldi, A. (2020).
Karakteristik Hidrogel Dari Iota Karaginan dan PVA (Poly-Vinyl Alcohol) Dengan Metode Freezing-Thawing Cycle. Jambura Fish Processing Journal, 1(1), 28–36.
https://doi.org/10.37905/jfpj.v1i1.4503 [18] Utomo, B. S. B., Fransiska, D., &
Darmawan, M. (2016). Formulasi hidrogel dari polivinil pirolidon dan k/i-karaginan untuk bahan pembalut luka. Jurnal Pascapanen Dan Bioteknologi Kelautan Dan Perikanan, 11(1), 55–66.
https://doi.org/10.15578/jpbkp.v11i1.258 [19] Budiarti, I., Swastawati, F., & Rianingsih,
L. (2016). Pengaruh perbedaan lama perendaman dalam asap cair terhadap perubahan komposisi asam lemak dan kolesterol belut (Monopterus Albus) asap.
Jurnal Pengolahan Dan Bioteknologi Hasil Perikanan, 5(1), 125–135.
[20] Alvarado, S., Sandoval, G., Palos, I., Tellez, S., Aguirre-Loredo, Y., &
Velazquez, G. (2015). The effect of relative humidity on tensile strength and water vapor permeability in chitosan, fish gelatin and transglutaminase edible films. Food Science and Technology (Brazil), 35(4), 690–695. https://doi.org/10.1590/1678- 457X.6797
[21] Budianto, A., Ayu, D. F., & Johan, V. S.
(2019). Pemanfaatan pati kulit ubi kayu dan selulosa kulit kacang tanah pada pembuatan plastik biodegradable. Jurnal Sagu, 18(2), 11–18.
[22] Basuki, K. E., Jariyah, & Hartati, D. D.
(2014). Karakteristik edible film dari pati ubi jalar dan gliserol. Reka Pangan, 8(2), 128–135.
[23] Tarmidzi, F. M., Maharsih, I. K., Jannah, T. R., & Wahyuni, C. S. (2020). Sintesis hidrogel pektin – gelatin dengan penambahan ekstrak kulit buah naga sebagai kandidat pembalut luka bakar.
Jurnal Teknik Kimia Dan Lingkungan, 4(1), 53. https://doi.org/10.33795/jtkl.v4i1.128 [24] Penorika, H., Bahruddin, & Irdoni.
(2020). Modifikasi bioplastik berbasis pati-
polivinil alkohol (PVA) dengan cross- linking agent asam sitrat dan pemplastis gliserol. JOM FTEKNIK, 7, 1–6.
[25] Pudjiastuti, W., Listyarini, A., & Supeni, G. (2016). Sifat mekanik dan sifat barrier campuran polivinil alkohol dan kitosan.
Jurnal Sains Materi Indonesia, 17(3), 97- 101.
[26] Afif, M., Wijayati, N., & Mursiti, S.
(2018). Pembuatan dan karakterisasi bioplastik dari pati biji alpukat-kitosan dengan plasticizeafifr sorbitol. Indonesian Journal of Chemical Science, 7(2), 103–
109.
