BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Sampah plastik merupakan masalah utama lingkungan. Plastik belanja atau kantong plastik adalah salah satu sumber utama sampah plastik [1]. Sekitar ton plastik yang diproduksi dan digunakan setiap tahun [2]. Menggunakan plastik konvensional memiliki banyak kelemahan, antara lain jumlah energi besar untuk menghasilkan plastik, menghasilkan limbah dari produksi plastik dan menggunakan bahan yang tidak mudah terurai [3]. 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 [4]. Diperlukan solusi untuk mengatasi permasalahan lingkungan ini, salah satunya yaitu mengembangkan bahan atau zat untuk menghasilkan plastik yang bisa dibiodegradasi [5]. Salah satu upaya untuk meminimalisasi penggunaan plastik, adalah mengimplementasikan kebijakan pembangunan berkelanjutan dalam siklus hidup plastik. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan bioplastik yaitu plastik yang sangat mudah terbiodegradasi dan dihasilkan dari sumber daya terbarukan [6]. Bioplastik atau plastik organik adalah bahan polimer yang diperoleh dari sumber biomassa terbarukan seperti minyak sayur, pati jagung, pati kentang dan pati kacang, tidak seperti plastik bahan bakar fosil yang berasal dari minyak bumi [2]. Bioplastik juga 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]. Pati yang digunakan untuk penelitian ini adalah pati yang berasal dari biji alpukat. Alpukat merupakan salah satu komoditas buah yang digemari oleh seluruh lapisan masyarakat. Namun, kebanyakan masyarakat hanya memanfaatkan daging buahnya saja, sedangkan biji alpukat dibuang dan menjadi limbah begitu saja. Menurut Badan Pusat Statistik (BPS) 2013, produksi buah alpukat di Indonesia cukup tinggi yaitu mencapai ton per tahun. Produksi alpukat mengalami peningkatan pada tahun 2014 hingga mencapai ton [8]. 1

2 Pada umumnya jika mengonsumsi buah alpukat, bagian bijinya dianggap tidak bermanfaat sehingga dibuang begitu saja. Padahal biji alpukat juga memiliki potensi sebagai sumber pati dan pigmen. Bijinya mengandung pati yang relatif tinggi [9]. Kandungan pati inilah yang menjadi bahan baku untuk pembuatan bioplastik. Kitosan merupakan polimer kationik yang bersifat nontoksik, dapat mengalami biodegradasi dan biokompatibel [10]. Pemilihan kitosan sebagai salah satu alternatif untuk merekayasa plastik yang ramah lingkungan dikarenakan kitosan memiliki sifat biodegradasi yang baik. Elastisitas kitosan yang sangat kecil dapat ditingkatkan dengan kopolimerisasi dengan monomer sintesis [11]. Plastik biodegradable dari pati masih memiliki kekurangan sehingga dibutuhkan zat aditif untuk memperbaiki sifatnya, seperti plasticizer karena dapat meningkatkan elastisitas pada suatu material [12]. Dalam konsep sederhana, plastisizer merupakan pelarut organik dengan titik didih tinggi yang ditambahkan ke dalam resin yang keras atau kaku sehingga akumulasi gaya intermolekuler pada rantai panjang akan menurun, akibatnya kelenturan, pelunakan, dan pemanjangan resin akan bertambah [13]. Beberapa penelitian terbaru yang telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik dengan bahan baku pati, seperti : beras [14], alpukat [15], kulit pisang [16] dan sebagainya. Menurut.penelitian Bourtoom (2008), tentang efek plasticizer pada sifat campuran film biodegradable dari pati beras dengan kitosan dengan variasi plasticizer sorbitol, gliserol dan polietilen glikol dengan hasil plasticizer sorbitol memberikan tahanan mekanik yang tinggi dan fleksibilitas yang rendah sedangkan gliserol dan polietilen glikol memberikan tahanan mekanik yang rendah dan fleksibilitas yang tinggi [14]. Kemudian Penelitian yang dilakukan oleh Ginting et al. (2015) tentang temperatur gelatinisasi dan penambahan kitosan terhadap karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat dengan rasio pati dan kitosan yaitu 7 : 3, 8 : 2, dan 9 : 1, sedangkan variasi temperatur larutan pati yaitu 80 o C, 85 o C dan 90 o C diperoleh bioplastik dengan karakteristik terbaik yaitu pada temperatur 90 o C dengan perbandingan pati dan kitosan 7 : 3, dengan nilai kekuatan tarik sebesar MPa, pemanjangan saat putus % dan Modulus Young sebesar MPa [15]. Selanjutnya, Widyaningsih, dkk. (2013), tentang pengaruh penambahan sorbitol 2

3 dan kalsium karbonat (CaCO3) terhadap karakteristik dan biodegradasi film dari pati kulit pisang dengan hasil terbaik pada perlakuan konsentrasi kalsium karbonat (CaCO3) 0,4 % dan konsentrasi sorbitol 40 % [16]. Dari uraian diatas penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul Pengaruh Penambahan Kitosan dan Plasticizer Etilen Glikol Terhadap Karakteristik Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea americana mill). 1.2 PERUMUSAN MASALAH Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Bagaimana karakteristik pati biji alpukat meliputi uji kadar kecerahan pati, kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar lemak dan kadar protein. 2. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer Etilen Glikol terhadap karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat (Persea Americana Mill) meliputi sifat kekuatan tarik, modulus elastis, pemanjangan pada saat putus, morfologi permukaan gugus fungsi dan penyerapan air. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui karakteristik pati biji alpukat meliputi uji kadar kecerahan pati, kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar lemak dan kadar protein. 2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer etilen glikol terhadap karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat (Persea Americana Mill) meliputi sifat kekuatan tarik, modulus elastis, pemanjangan pada saat putus, morfologi permukaan, gugus fungsi dan penyerapan air. 3. Bagaimana pengaruh temperatur pemanasan pati terhadap karakteristik bioplastik yang meliputi sifat kekuatan tarik, sifat pemanjangan pada saat putus, sifat gugus fungsi, sifat morfologi dan ketahanan air yang dihasilkan. 3

4 1.4 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat penelitian ini yaitu sebagai berikut: 1. Meningkatkan nilai ekonomis biji alpukat sebagai bahan baku pembuatan bioplastik. 2. Salah satu alternatif untuk memproses biji alpukat menjadi produk yang lebih berguna. 3. Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan lanjutan limbah biji alpukat. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisika, Laboratorium Penelitian Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan. Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut: 1. Sampel yang digunakan adalah biji alpukat (Persea americana Mill) yang diperoleh dari penjual pokat kocok di Jln Titi Papan 2. Massa pati biji alpukat (Persea americana mill) dan kitosan = 10 gram [5] 3. Katalis yang digunakan adalah asam format (CH 2 O 2 ) 0,1 M = 50 ml 4. Perbandingan pati dengan aquadest: 1 : 10 (w/v) 5. Ukuran pati biji alpukat : 100 mesh [17] 6. Variabel penelitian adalah komposisi sampel sebagai berikut: % Berat Etilen Glikol = 5 %, 10 %, 15 %, 20 %, 25 %, 30 % Temperatur Pemanasan larutan pati = 85 o C [5] Perbandingan pati : Dietilen Glikol (w/w) =5 : 5; 6 : 4; 7 : 3; 8 : 2; 9 : 1 [5] 7. Analisa hasil penelitian yaitu : Karakterisasi Pati Biji Alpukat, meliputi : Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin Uji Kadar Air dan Kadar Abu dengan standar AOAC. 4

5 Uji Kadar Protein dan Kadar Lemak dengan standar SNI Temperatur Glatinisasi. Karakterisasi dan Analisa Bioplastik, meliputi : Uji Densitas (Density) dengan standar ASTM D792-91, 1991 Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dan Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at break) Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM). Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR). Uji Penyerapan Air dengan standar ASTM D570-98,