PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (Artocarpus altilis) DAN KITOSAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL SKRIPSI OLEH:

Transkripsi

1 PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (Artocarpus altilis) DAN KITOSAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains OLEH: YABES ANUGRAH S NIM : DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

2 ii PERSETUJUAN Judul : PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (ARTOCARPUS ALTILIS) DAN KITOSAN DENGAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL Kategori : Skripsi Nama : Yabes Anugrah S Nim : Program studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, November 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Dr. Juliati Tarigan, M.Si Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP

3 iii PERNYATAAN PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (Artocarpus altilis) DAN KITOSAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, November 2014 YABES ANUGRAH S

4 iv PENGHARGAAN Segala Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala kasih karunia dan KemurahanNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Dalam pelaksanaan penelitian hingga penyelesaian skripsi ini, penulis menyadari banyak mendapatkan dukungan, motivasi dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terimakasih kepada : 1. Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si selaku pembimbing I dan Ibu Dr. Juliati Tarigan M.Si sebagai pembimbing II yang dengan sabar telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 2. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 3. Staff Dosen Laboratorium Kimia Organik/Proses Kimia FMIPA USU Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc., Bapak Dr. Mimpin Ginting, MS., Bapak Drs Darwis Surbakti, MS., Bapak Dr. Adil Ginting, M.Sc., Ibu Dra. Herlince Sihotang, M.Si., Ibu Helmina Sembiring S.Si, M.Si., dan Ibu Sabarmin Perangin-angin S.Si, M.Si atas segala masukan yang sangat bermanfaat dalam penulisan skripsi ini. 4. Seluruh dosen Departemen Kimia FMIPA USU terkhusus Bapak Minto Supeno MS selaku dosen wali, yang telah memberikan waktunya untuk memberikan waktunya untuk memberikan bimbingan selama penulis mengikuti kuliah di Departemen Kimia. 5. Teman-teman saya Kimia angkatan 2010 (Kaum Katalis), Adik-adik kelompok saya (Yulia, Christina, Eben, Novi, dan Sevty) yang selalu menyemangati saya dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. 6. Teman-teman asisten Laboratorium Kimia Organik FMIPA USU (Dian, Sophia, Daniel, Hotlan, Lianta, Bernard, Yulia, Inda, Friska, Hardy, Eben, dan Sevty) yang sangat mendukung penulis dalam penyelesaian skripsi in. 7. Pihak-pihak yang tidak disebutkan yang juga ikut membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini. Akhir kata saya mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada kedua orang tua saya yang tercinta (H. Siburian dan R. Br. Simanjuntak) yang telah memberikan seluruh dukungan sarana dan prasarana serta selalu mendukung penulis dalam doa. Dan juga adik saya Petra Ebenezer Siburian terimaksih buat doa nya. Semoga Tuhan Selalu memberkati kita semua. Penulis

5 v PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (Artocarpus altilis) DAN KITOSAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL ABSTRAK Edible Film sebagai alternatif pengganti bahan kemasan yang ramah lingkungan karena sifatnya yang biodegradable dan dapat dimakan, dengan keunggulan tidak beracun, tidak menyebabkan polusi, dan memiliki sifat penghambat transfer massa (uap air, oksigen, dan zat terlarut) dan harganya murah. Telah dilakukan pembuatan Edible film dari pencampuran pati sukun (artocarpus altilis) dan kitosan dengan variasi jumlah 1:1; 1:2; dan 1:3 dengan total campuran 4 gram dalam 100 ml larutan menggunakan plastisizer gliserol 1,2 ml, kemudian dikeringkan di oven pada suhu 45 0 C selama 48 jam. Diperoleh Edible film yang memiliki karakteristik sebagai berikut : Nilai kuat tarik diperoleh untuk edible film 1:1 = 7,7 Mpa dan % kemuluran 10,06 %; 1:2 = 3,2 Mpa dan nilai % kemuluran 14,22 % serta 1:3 2,3 Mpa dan nilai % kemuluran 22,32 %. Tebal film diperoleh 0,12-0,15 mm. Morfologi permukaan edible film kurang homogen. Analisa Termal menunjukkan bahwa pada suhu C edible film mengalami dekomposisi. Analisa FT-IR menunjukkan bahwa pada edible film hanya terjadi interaksi fisika saja. Analisa WVTR menunjukkan bahwa edible film perbandingan 1:2 mempunyai sifat menghambat uap air terbesar dengan nilai 0,1773 Kg/m 2 /Jam. Analisis aktivitas antimikroba diperoleh bahwa edible film 1:1 mempunyai daya hambat terbesar terhadap bakteri S.Aureus maupun E.Coli. Serta Uji sifat mengembang menunjukkan edible film 1:2 mempunyai sifat lebih tahan terhadap kelarutan dalam air.

6 vi EDIBLE FILM MAKING AND CHARACTERIZATION OF STARCH BREADFRUIT (Artocarpus altilis) AND CHITOSAN VARIATION USING GLYCEROL AS PLASTISIZER ABSTRACT Edible Film as an alternative to environmentally friendly packaging material because it is biodegradable and can be eaten, with the advantages of non-toxic, does not cause pollution, and has a mass transfer barrier properties (water vapor, oxygen, and the solute) and the price is cheap. Edible films have been fabricated from mixing starch breadfruit (Artocarpus altilis) and chitosan with variations in the amount of 1: 1; 1: 2; and 1: 3 with a total mixture of 4 g in 100 ml of solution using 1.2 ml glycerol as plasticizer, then dried in an oven at 45 0 C for 48 hours. Retrieved Edible films that have the following characteristics: tensile strength value obtained for the edible film 1: 1 = 7.7 MPa and % elongation 10.06%; 1: 2 = 3.2 MPa and % elongation values % and 1: MPa and % elongation values 22.32%. Thick film was obtained from 0.12 to 0.15 mm. Edible film surface morphology is less homogeneous. Thermal analysis showed that at a temperature of C edible film to decompose. FT-IR analysis showed that the edible film occurs physical interaction only. Analysis showed that the edible film WVTR ratio 1: 2 has the largest water vapor inhibiting properties with a value of kg / m 2 / hour. Analysis showed that the antimicrobial activity of edible film 1: 1 has the greatest inhibition of S. aureus and E. coli against bacteria. And test properties of edible film Swelling showed 1: 2 has properties more resistant to water solubility.

7 vii DAFTAR ISI Judul Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman i ii iii iv vi vii viii xii xiii xiv Bab 1. Pendahuluan 1.1. Latar belakang Permasalahan Pembatasan masalah Tujuan penelitian Manfaat penelitian Metodologi penelitian Lokasi penelitian 5 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Edible film Pembuatan Edible Film Sifat Fisiko Kimia Biologi Sukun Pati Kitosan 13

8 viii Kitosan Sebagai Bahan Edible film Aktivitas animikroba Kitosan Plastisizer Gliserol Karakterisasi Edible Film Fourier Transform Infra Red (FT-IR) Scanning Electron Microscope (SEM) Differential Thermal Analysis (DTA) dan 22 Thermal Gravimetry Analysis (TGA) Kuat Tarik 23 Bab 3. Metode Penelitian 3.1. Alat dan bahan Alat Bahan Prosedur Penelitian Isolasi Pati Sukun Pembuatan Larutan Asam Asetat 1% Pembuatan Edible Film Analisa Edible Film Uji WVTR Pengukuran Ketebalan Uji Sifat Mekanik Analisa SEM Analisa TGA dan DTA Analisa FT-IR Uji Antimikroba Uji Sifat Mengembang Bagan penelitian Isolasi Pati Sukun

9 ix Pembuatan Edible Film Analisa Edible film Uji Ketebalan Analisa WVTR Uji sifat mengembang Uji Antimikroba 36 Bab 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Hasil Penelitian Hasil Uji Mekanik Edible Film Hasil Analisa FT-IR ( Fourier Transform Infra-Red) Edible Film Pati Sukun-Kitosan Hasil Analisa WVTR Water Vapour Transmition Rate (WVTR) Edible Film Pati Sukun-Kitosan Hasil Pengukuran derajat mengembang (% Swelling) Edible Film Pati sukun-kitosan Hasil Pengamatan Aktivitas Antimikroba Edible Film Pati Sukun-Kitosan Hasil Analis SEM ( Scanning Electron Microscopy) Edible Film Pati Sukun-Kitosan Hasil Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA) Edible Film Pati Sukun-Kitosan Hasil Analisa Differential Thermal Analysis (DTA) Edible Film Pati Sukun-Kitosan Pembahasan penelitian Analisa Sifat Mekanik Analisa Fourier Transform- Infra Red (FT-IR) Analisa Water Vapour Transmision Rate (WVTR) Analisa Sifat Mengembang (% Swelling) Analisa Sifat Antimikroba 48

10 x Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA) Analisa Differential Gravimetry Analysis (DTA) 50 Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan Saran 52 Daftar pustaka 53 Lampiran 61

11 xi DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Komposisi Gizi Buah Sukun (Artocarpus Altilis) 11 Tabel 2.2. Aplikasi Kitosan Dan Turunannya Dalam Industri Makanan 15 Tabel 4.1. Nilai Kuat Tarik, kemuluran, dan Ketebalan Edible Film Pati Sukun- Kitosan 37 Tabel 4.2. Analisa Gugus Fungsi dengan spektrofotometer FT-IR 39 Tabel 4.3. Analisa WVTR 39 Tabel 4.4. Pengamatan Aktivitas Antimikroba 41 Tabel 4.5. Hasil Analisa TGA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 42 Tabel 4.6. Hasil Analisa DTA Edible Film Pati sukun-kitosan 42

12 xii DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Buah Sukun (Artocarpus Altilis) 10 Gambar 2.2. Struktur Amilosa dan Amilopektin 12 Gambar 2.3. Struktur Kitin dan Kitosan 14 Gambar 2.4. Gliserol 19 Gambar 2.5. Gambaran Singkat Uji Kuat tarik dan datanya 23 Gambar 2.6. Pembebanan Tarik 24 Gambar 4.1. Spektrum FT-IR Edible Film Pati Sukun-Kitosan 38 Gambar 4.2. Grafik Uji Sifat Mengembang Edible Film Pati Sukun Kitosan 40 Gambar 4.3. Hasil SEM pati sukun-kitosan 1:1 41 Gambar 4.4. Usulan Interaksi Ikatan Hidrogen antar molekul amilosa,amilopektin, dan kitosan 46 Gambar 4.5. Grafik Analisa Data TGA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 50 Gambar 4.6.Grafik Analisa DTA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 51

13 xiii DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Hasil SEM Edible Film pati sukun-kitosan 1:1 63 Lampiran 2. Perhitungan Kuat Tarik dan % Kemuluran Pada Edible Film 64 Lampiran 3. Hasil DTA Edible Film 66 Lampiran 4. Hasil TGA Edible Film 67 Lampiran 5. Data FT-IR 68 Lampiran 6. Perhitungan Nilai WVTR Edible Film 74 Lampiran 7. Perhitungan Nilai % Sifat Mengembang 79 Lampiran 8. Gambar Antimikroba 80 Lampiran 9. Perhitungan Indeks Antimikroba 81