IDENTITAS DOKUMEN (Preview)

Transkripsi

1 IDENTITAS DOKUMEN (Preview) Judul : SINTESIS FILM KEMASAN RAMAH LINGKUNGAN DARI KOMPOSIT PATI, KHITOSAN DAN ASAM POLILAKTAT DENGAN PEMLASTIK GLISEROL: Studi Morfologi dan Karakteristik Mekanik Nama Jurnal : Jurnal Logika Edisi : Volume 5-Nomor 1-Agustus 2008 Penulis : Feris Firdaus, Sri Mulyaningsih dan Hady Anshory Abstrak : Penelitian tentang sintesis film kemasan ramah lingkungan dari komposit pati, khitosan dan asam polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi morfologi dan karakteristik mekanik telah dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 5 formula film kemasan yang dirancang dengan komposisi beragam, formula IV yang disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan yang mengandung gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) memiliki karakteristik morfologi dan mekanik yang relatif lebih baik dari formula lainnya. Morfologi film kemasan (formula IV) menunjukkan permukaan film yang halus, tidak terdapat retak maupun gelembung udara secara morfologis dan stabil di suhu ruang/tidak higroskopis. Film kemasan (formula IV) memiliki karakteristik mekanik lebih tinggi dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Formula IV memiliki kuat tarik: 104,42 N/m 2, elongasi: 33,80 %, dan modulus: 309,54 N/m 2. keywords : film kemasan, ramah lingkungan, pati, khitosan, asam polilaktat, morfologi, karakteristik mekanik Kesimpulan : Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 5 formula film kemasan yang dirancang dengan komposisi beragam, formula IV yang disintesis dari komposit pati-gliserol- APL-khitosan yang mengandung gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) memiliki karakteristik morfologi dan mekanik yang relatif lebih baik dari formula lainnya. Morfologi film kemasan (formula IV) menunjukkan permukaan film yang halus, tidak terdapat retak maupun gelembung udara secara morfologis dan stabil di suhu ruang/tidak higroskopis. Film kemasan (formula IV) memiliki karakteristik mekanik lebih tinggi dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Formula IV memiliki kuat tarik: 104,42 N/m 2, elongasi: 33,80 %, dan modulus: 309,54 N/m 2. Penerbit : Direktorat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat (DPPM) Univervitas Islam Indonesia (UII) Yogyakarta Bahasa : Indonesia Format : PDF Web : ; Tag : Jurnal Penelitian dan Pengabdian 1

2 SINTESIS FILM KEMASAN RAMAH LINGKUNGAN DARI KOMPOSIT PATI, KHITOSAN DAN ASAM POLILAKTAT DENGAN PEMLASTIK GLISEROL: Studi Morfologi dan Karakteristik Mekanik Feris Firdaus*, Sri Mulyaningsih**, Hady Anshory** *Pusat Sain dan Teknologi DPPM Universitas Islam Indonesia Yogyakarta, **Farmasi FMIPA Universitas Islam Indonesia Yogyakarta (Riset ini merupakan bagian dari riset yang disponsori oleh Menristek dalam Program Insentif Riset Terapan ) ABTRAK Penelitian tentang sintesis film kemasan ramah lingkungan dari komposit pati, khitosan dan asam polilaktat dengan pemlastik gliserol: studi morfologi dan karakteristik mekanik telah dilakukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 5 formula film kemasan yang dirancang dengan komposisi beragam, formula IV yang disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan yang mengandung gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) memiliki karakteristik morfologi dan mekanik yang relatif lebih baik dari formula lainnya. Morfologi film kemasan (formula IV) menunjukkan permukaan film yang halus, tidak terdapat retak maupun gelembung udara secara morfologis dan stabil di suhu ruang/tidak higroskopis. Film kemasan (formula IV) memiliki karakteristik mekanik lebih tinggi dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Formula IV memiliki kuat tarik: 104,42 N/m 2, elongasi: 33,80 %, dan modulus: 309,54 N/m 2. Keywords: film kemasan, ramah lingkungan, pati, khitosan, asam polilaktat, morfologi, karakteristik mekanik I. PENDAHULUAN Setiap tahun sekitar 100 juta ton plastik kemasan sintetik diproduksi dunia untuk digunakan di berbagai sektor industri, dan kira-kira sebesar itulah sampah plastik yang dihasilkan setiap tahun. Sesuai perkiraan Industri plastik dan Olefin Indonesia (INAAPLs), kebutuhan plastik masyarakat Indonesia di tahun 2002 sekitar 1,9 juta ton kemudian meningkat menjadi 2,1 juta ton di tahun Sementara kebutuhan plastik dalam negeri di tahun 2004 diperkirakan mencapai 2,3 juta ton (Martaningtyas, 2004). Plastik telah menjadi kebutuhan hidup yang terus meningkat jumlahnya. Plastik yang digunakan saat ini merupakan polimer sintetik, terbuat dari minyak bumi (non-renewable) yang tidak dapat terdegradasi mikroorganisme di lingkungan. Kondisi demikian ini menyebabkan kemasan plastik sintetik tersebut tidak dapat dipertahankan penggunaannya secara meluas karena akan menambah persoalan lingkungan dan kesehatan diwaktu mendatang. Berdasarkan fakta dan kajian ilmiah yang ada serta meningkatnya kesadaran masyarakat akan pentingnya kesehatan dan lingkungan lestari, perlu dilakukannya penelitian dan pengembangan teknologi bahan kemasan yang bersifat biodegradable (Latief, 2001). Proyeksi kebutuhan plastik biodegradable hingga tahun 2010 yang dikeluarkan oleh Japan Biodegradable Plastic Society; di tahun 1999, produksi plastik biodegradable hanya sebesar

3 ton, yang merupakan 1/ dari total produksi bahan plastik sintetik. Pada tahun 2010, diproyeksikan produksi plastik biodegradable akan mencapai ton atau menjadi 1/10 dari total produksi bahan plastik dunia. Industri plastik biodegradable akan berkembang menjadi industri besar di masa yang akan datang (Pranamuda, 2003). Perkembangan terakhir di bidang teknologi pengemasan adalah suatu kemasan yang bersifat antimikroba dan antioksidan. Keuntungan utama kemasan tersebut adalah dapat bersifat seperti halnya bahan-bahan yang mengandung antiseptik seperti sabun, cairan pencuci tangan yaitu berfungsi untuk mematikan kontaminan mikroorganisme (kapang, jamur, bakteri) secara langsung pada saat mikroba kontak dengan bahan kemasan, sebelum mencapai bahan/produk pangan di dalamnya sehingga produk pangan tersebut menjadi lebih awet. Potensi khitosan yang dapat diisolasi dari limbah cangkang udang, rajungan, kepiting dan crustaceae lainnya sangat besar di Indonesia. Contoh, udang, selama ini potensi udang Indonesia rata-rata meningkat sebesar 7,4 % per tahun. Data tahun 2001; potensi udang nasional mencapai ton. Apabila asumsi laju peningkatan tersebut tetap maka pada tahun 2004 potensi udang diperkirakan sebesar ton. Dari proses pembekuan udang untuk ekspor, % dari berat total udang menjadi limbah (bagian kulit, kepala dan ekor) sehingga diperkirakan akan dihasilkan limbah udang sebesar ton. Cangkang udang mengandung zat khitin dan jika diproses lebih lanjut dengan melalui beberapa tahap, akan dihasilkan khitosan. Khitosan memiliki sifat larut dalam suatu larutan asam organik tetapi tidak larut dalam pelarut organik lainnya seperti dimetil sulfoksida dan juga tidak larut pada ph 6,5. Sedangkan pelarut khitosan yang baik adalah asam asetat (Prasetyo, 2004; Marganof, 2003). Di lain pihak khitosan bersifat tahan air, sangat tidak beracun dan terbukti dapat menghambat pertumbuhan jamur, bakteri dan kapang (Prasetyo, 2004; Okawa et al., 2003; El Grauth, 1991; Allan dan Hadwiger, 1979) sehingga dapat berfungsi sebagai pengawet. Salah satu proses yang memegang peranan penting dalam produksi bahan kemasan bersifat antimikroba adalah proses penambahan bahan aktif pada bahan kemasan tersebut. Bahan aktif antimikroba yang telah dipakai antara lain zeolit yang tersubstitusi oleh logam perak, triklosan, klorin dioksida, glukosa oksidase, karbondioksida (Rismana, 2004). Untuk perkembangan di masa mendatang akan dikembangkan kemasan bersifat antimikroba dengan bahan kemasan yang mempunyai permukaan aktif seperti khitosan, khitosan oligosakarida atau derivatif khitosan lainnya. Di samping itu karakteristik antioksidan dapat dihasilkan dengan menambahkan asam askorbat dan asam sitrat yang berfungsi sebagai bahan antioksidan (Mawarwati et al., 2001). Di Indonesia penelitian dan pengembangan teknologi kemasan plastik biodegradable masih sangat terbatas. Hal ini terjadi karena selain kemampuan sumber daya manusia dalam penguasaan ilmu dan teknologi bahan, juga dukungan dana penelitian yang terbatas. Sebenarnya 3

4 prospek pengembangan biopolimer untuk kemasan plastik biodegradable di Indonesia sangat potensial. Alasan ini didukung oleh adanya sumber daya alam, khususnya hasil pertanian yang melimpah dan dapat diperoleh sepanjang tahun (sustainable/renewable). Berbagai hasil pertanian yang potensial untuk dikembangkan menjadi biopolimer adalah umbi-umbian tropis khas Indonesia (singkong/manihot esculenta) yang dapat difermentasi menjadi asam laktat kemudian dipolimerisasi menjadi asam polilaktat (APL) yang memiliki nilai ekonomi strategis di masa mendatang. Oleh sebab itu penelitian tentang sintesis film kemasan dari komposit pati-gliserol-aplkhitosan sangat penting untuk dilakukan agar dihasilkan film kemasan ramah lingkungan (ecofriendly packaging) yang diharapkan melalui pengembangan secara lanjut dapat bersifat antimikroba dan antioksidan sehingga dapat meningkatkan ketahanan/keawetan produk pangan. Selain itu juga akan dihasilkan paket teknologi tepat guna dan mendukung program pemerintah tentang pemberdayaan clean development mechanism berbasis environmental sustainable development dalam jangka menengah dan panjang. Kajian tentang morfologi, higroskopisitas dan karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan diperlukan untuk mengetahui performa optimalnya. II. METODOLOGI Bahan baku utama yang diperlukan dalam penelitian ini adalah pati standard yang berasal dari singkong (Manihot esculenta) diperoleh dari Bratachem Yogyakarta. Bahan utama yang kedua adalah khitosan yang diisolasi dari limbah kulit udang yang diperoleh dari petani tambak udang di Cirebon, Jawa Barat. Bahan utama yang ketiga adalah L (+) asam laktat 98 % (pa) yang dipolimerisasi menjadi asam polilaktat (APL). Bahan pendukung lainnya yang diperlukan dalam proses produksi adalah katalis SnCl 2 (pa), gliserol 87 % (pa) sebagai bahan pemlastik, HCl (pa), NaOH (pa) dan asam asetat (pa) digunakan dalam proses isolasi dan sampling khitosan, semuanya diperoleh dari Sigma-Aldrich. Peralatan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah Fourier Transform Infra-Red (FTIR/Awatar-Nicolet) untuk uji dan analisis derajat deasetilasi khitosan yang terkait dengan tingkat aktivitasnya, Electric Microscope-Integrated Colour Printout (Nikon Labophot-Nikon HFX- DX) untuk uji dan analisis morfologi produk film kemasan yang dihasilkan, Tenso Lab-MEY (Shimadzhu) digunakan untuk uji dan analisis karakteristik mekanik film kemasan, RH-meter (Bollmann) digunakan untuk mengukur higroskopisitas film kemasan, cetakan plastik (PE) digunakan untuk mencetak film kemasan, oven dan desikator digunakan untuk finishing dan conditioning, bejana gelas, termometer dan kompor elektrik digunakan dalam proses blending komposit (sintesis), thermal magnetic stirrer diperlukan dalam proses polimerisasi asam laktat menjadi APL. 4

5 Metode isolasi khitosan dari kulit udang melalui proses demineralisasi, deproteinisasi dan deasetilasi, dan uji derajat deasetilasinya dilakukan menggunakan metodenya Sabnis dan Block (1997). Metode sintesis film kemasan dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan dilakukan menggunakan metodenya Firdaus dan Mulyaningsih (2008). Analisis morfologi dilakukan dengan mengamati secara fisik film kemasan yang dihasilkan menggunakan mikroskop (EM-ICP) dengan cara meletakkan sampel ujinya (3x3 cm) di bawah lensa microskop tersebut, gambar yang ditampilkan dalam monitornya difoto dan dicetak. Analisis karakteristik mekanik (kuat tarik, elongasi, modulus) dilakukan dengan cara menyiapkan sampel uji berupa film kemasan yang dihasilkan dengan ukuran 2x30 cm kemudian dikaitkan pada penampang atas dan bawah Tenso lab-mey kemudian dilakukan peregangan sampai putus, dan hasil pengukurannya dapat diamati di monitor Tenso lab. Kekuatan maksimal film kemasan diukur pada saat film menjelang putus, yakni kuat tariknya dan persen mulurnya. III. HASIL DAN PEMBAHASAN III.1 Sintesis film kemasan dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan Langkah pertama dalam proses síntesis komposit pati-gliserol-apl-khitosan adalah pembuatan sediaan larutan khitosan 1 % (DD: 75,19 %) dalam jumlah yang cukup dengan cara melarutkan khitosan 10 gram ke dalam 1 L asam asetat 0,1 % diaduk sampai larut sempurna dan membentuk larutan kental yakni larutan khitosan: 1% sebanyak 1 L. Langkah kedua adalah pembuatan sediaan APL dalam fasa cairan kental yang stabil dalam suhu ruangan dengan cara polimerisasi asam laktat menjadi asam polilaktat (APL) dengan cara memanaskan 1 L asam laktat dalam suhu C selama 10 menit kemudian ditambahkan katalis SnCl 2 sebanyak 10 gram diaduk merata sambil dipanaskan dalam suhu yang sama selama 15 menit kemudian didinginkan dan diperoleh cairan kental asam polilaktat. APL yang dihasilkan berbentuk cairan kental transparan yang stabil dalam fasa cairan kental pada suhu ruangan. Volume APL yang dihasilkan dari 1 L asam laktat adalah ml, atau mengalami penyusutan kadar air sebanyak ml. Langkah ketiga adalah pembuatan sediaan suspensi pati yang dilakukan dengan cara mencampurkan 50 gram pati dalam 1500 ml aquades diaduk sampai merata membentuk suspensi pati untuk 1 kali proses pembuatan 5 formula. Langkah terakhir adalah blending/polimerisasi semua bahan yang sudah disiapkan dalam suhu C kemudian dilakukan pencetakan dalam oven 45 0 C selama 2x24 jam dan dikondisikan dalam suhu kamar selama 24 jam. 5

6 A. Formula I Formula I terbuat dari campuran 50 ml cairan kental APL (5 % dari total aquades) dan pemlastik gliserol sebanyak 25 ml (2,5 % dari total aquades); Gambar III.2 Film kemasan (formula I) yang dihasilkan Tampak dalam Gambar III.2 tersebut bahwa film kemasan yang berhasil disintesis dari komposit pati-gliserol-apl sudah cukup transparan walaupun masih kelihatan agak kabur. Tampak dalam Gambar III.2 tersebut bahwa yang menyebabkan kurang jernihnya film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-apl adalah distribusi APL yang kurang merata dan kelihatannya belum menyatu secara homogen bersama pati. B. Formula II Formula II dibuat dengan penambahan 10 ml larutan khitosan 1 % (DD: 75,19 %) dan tanpa penambahan APL. Film kemasan (formula II) yang dihasilkan dapat diamati dalam Gambar III.3 berikut: Gambar III.3 Film kemasan (formula II) yang dihasilkan Tampak dalam Gambar III.3 tersebut bahwa film kemasan yang disintesis dari komposit pati-gliserol-khitosan sudah cukup transparan dan kelihatan lebih jernih/transparan dibanding film kemasan dari komposit pati-gliserol-khitosan pada Gambar III.3 di atas. Tetapi secara visual tampak banyak dijumpai gelembung-gelembung udara yang terjebak dalam film kemasan yang terbentuk dari komposit pati-gliserol-khitosan tersebut. 6

7 C. Formula III Formula III dibuat dengan penambahan gliserol 15 ml (1,5 % dari total aquades) dan penambahan 10 ml cairan kental APL (1 % dari total aquades) serta 10 ml larutan khitosan 1 % (DD: 75,19 %). Pengurangan komposisi APL dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap distribusi APL dalam komposit atau morfologi film kemasan yang dihasilkan dan faktor higroskopisitas film kemasan yang dihasilkan. Adapun pengurangan komposisi bahan gliserol dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan. Film kemasan (formula III) yang dihasilkan dapat diamati dalam Gambar III.4 berikut: Gambar III.4 Film kemasan (formula III) yang dihasilkan Tampak dalam Gambar III.4 tersebut bahwa film kemasan yang berhasil disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan sudah cukup transparan dan kelihatan lebih jernih/transparan dibanding film kemasan dari komposit pati-gliserol-apl pada Gambar III.2 di atas dan lebih bersih dibanding film kemasan dari komposit pati-khitosan pada Gambar III.3 karena secara morfologi visual tidak ditemukan adanya gelembung udara pada film kemasan dari komposit pati-gliserol- APL-khitosan (formula III) sehingga permukaannya terasa lebih halus. D. Formula IV Formula IV dibuat dengan penambahan gliserol 10 ml (1 % dari total aquades). Pengurangan komposisi bahan gliserol dimaksudkan untuk mengetahui pengaruhnya terhadap karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan. Film kemasan (formula IV) yang dihasilkan dapat diamati dalam Gambar III.5 berikut: 7

8 Gambar III.5 Film kemasan (formula IV) yang dihasilkan Tampak dalam Gambar III.5 tersebut bahwa film kemasan yang berhasil disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan (formula IV) secara visual relatif sama dengan film kemasan (formula III) pada Gambar III.4 di atas. Secara visual tampak halus dan transparan serta tidak dijumpai adanya gelembung udara yang terjebak dalam film. E. Formula V Formula V dibuat dengan penambahan gliserol 5 ml (0,5 % dari total aquades). Pengurangan bahan gliserol sampai batas 5 ml (0,5 % dari total aquades) dimaksudkan untuk mengetahui apakah film kemasan yang dihasilkan masih memiliki performa yang sama dengan film kemasan yang menggunakan bahan gliserol 10 ml (1 % dari total aquades). Film kemasan (formula V) yang dihasilkan dapat diamati dalam Gambar III.6 berikut: Gambar III.6 Film kemasan (formula V) yang dihasilkan Tampak dalam Gambar III.6 tersebut bahwa film kemasan yang berhasil disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan (formula V) secara visual tampak lebih kaku dan kelihatan banyak terdapat retak-retak dan terasa lebih getas/mudah pecah. Tampaknya komposisi gliserol sampai batas 5 ml (0,5 % dari total aquades) memiliki performa yang tidak baik karena karakteristiknya yang terlalu kaku dan mudah pecah/retak. Dalam pembahasan berikutnya disajikan morfologi, higroskopisitas dan karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan. 8

9 III.2 Pengaruh komposisi bahan gliserol dan APL yang ditambahkan terhadap morfologi dan karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan Morfologi, higroskopisitas dan karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan berkaitan erat dengan komposisi bahan gliserol dan APL yang ditambahkan dalam komposit. Dalam pembahasan sebelumnya disampaikan bahwa secara visual dapat diamati perbedaan performa film kemasan yang dihasilkan dari beragam komposisi bahan gliserol dan APL yang ditambahkan. A. Morfologi film kemasan yang dihasilkan Hasil analisis morfologi dan higroskopisitas film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-apl, komposit pati-gliserol-khitosan, dan komposit pati-gliserol-apl-khitosan yang dinotasikan dengan formula I, II, III, IV dan V dapat diamati dalam Gambar III.7, 8, 9, 10, 11 berikut: Pembesaran 4 kali Pembesaran 40 kali Gambar III.7 Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula I) Hasil analisis morfologi film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-apl yang mengandung 50 ml cairan kental APL (5 % dari total aquades) dan gliserol sebanyak 25 ml (2,5 % dari total aquades) dapat diamati dalam Gambar III.7 tersebut. Morfologi film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-apl dengan gliserol 2,5 % (v/v) tampak sangat porous dan tampak pada pembesaran 4 kali terdapat distribusi bahan yang tidak merata. Hal itu diprediksi karena terlalu banyaknya persentase bahan gliserol dan komposisi APL yang ditambahkan. Dalam Gambar III.8 berikut ditampilkan film kemasan (formula II) yang dihasilkan dari komposit patigliserol-khitosan dengan persentase bahan gliserol yang sama dengan film kemasan (formula I); 9

10 Pembesaran 4 kali Pembesaran 40 kali Gambar III.8 Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula II) Morfologi film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-khitosan yang mengandung 10 ml larutan khitosan 1 % dan gliserol sebanyak 25 ml (2,5 % dari total aquades) dapat diamati dalam Gambar III.8 tersebut. Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula II) tersebut tampak tidak porous dan tampak jauh lebih halus dengan distribusi bahan yang lebih merata. Tampaknya film kemasan dari komposit pati-gliserol-apl (formula I) kurang baik secara morfologis jika diberi bahan gliserol dalam persentase yang besar dan ditambah dengan komposisi APL yang besar. Bagaimana jika dibandingkan dengan film kemasan dari komposit patigliserol-apl-khitosan yang mengandung bahan gliserol dan APL lebih kecil, dapat diamati dalam Gambar III.9 berikut; Pembesaran 4 kali Pembesaran 40 kali Gambar III.9 Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula III) Hasil analisis morfologi film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-aplkhitosan yang mengandung gliserol 15 ml (1,5 % dari total aquades) dan 10 ml cairan kental APL (1 % dari total aquades) serta 10 ml larutan khitosan 1 % (b/v). Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula III) tersebut tampak sangat porous dengan porousitas yang cukup dalam dan higroskopis/tidak stabil di suhu ruang. Hal itu diprediksi karena masih terlalu banyaknya persentase bahan gliserol yang ditambahkan. Oleh sebab itu, bagaimana dengan film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan dengan persentase bahan gliserol yang lebih kecil lagi, dapat diamati dalam Gambar III.10 berikut; 10

11 Pembesaran 4 kali Pembesaran 40 kali Gambar III.10 Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula IV) Tampak dalam Gambar III.10 tersebut morfologi film kemasan dari komposit pati-gliserol- APL-khitosan yang mengandung gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) menunjukkan permukaan film yang halus, tidak terdapat retak maupun gelembung udara secara morfologis dan stabil di suhu ruang/tidak higroskopis. Secara morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula IV) berbeda dengan film kemasan dari formula I, formula II dan formula III. Bagaimana jika dibandingkan dengan film kemasan dari komposit pati-apl-khitosan dengan gliserol 5 ml (0,5 % dari total aquades), lihat Gambar III.11; Pembesaran 4 kali Pembesaran 40 kali Gambar III.11 Morfologi film kemasan yang dihasilkan (formula V) Tampak dalam Gambar III.11 tersebut bahwa morfologi film kemasan dari komposit pati-gliserol- APL-khitosan yang mengandung gliserol 5 ml (0,5 % dari total aquades) menunjukkan permukaan film yang retak-retak tetapi tidak higroskopis/stabil di suhu ruang. Tampaknya persentase bahan gliserol yang ditambahkan sangat berpengaruh pada morfologi film kemasan yang dihasilkan dengan melibatkan APL. Semakin sedikit bahan gliserol yang ditambahkan, film kemasan yang dihasilkan akan semakin kaku dan retak, semakin banyak bahan gliserol yang ditambahkan, film kemasan yang dihasilkan akan semakin elastis, lembek dan higroskopis. Sampai pada tahap ini morfologi film kemasan dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan (formula IV) memiliki performa lebih baik dibanding film kemasan dari formula I, II, III dan V, tranparan/bening, halus dan stabil dalam suhu ruangan. Pengembangan ke depan secara lebih lanjut dan komprehensif dalam 11

12 kaitannya dengan penentuan formula optimal dalam mensintesis film kemasan dari komposit patigliserolapl-khitosan sangat diperlukan. Hasil penelitian tersebut sesuai dengan hasil penelitian Latief (2001) yang menyatakan bahwa pemilihan metode/teknologi produksi didasarkan pada evaluasi terhadap karaktersitik fisik dan mekanik film yang dihasilkan. Semakin banyak bahan pemlastik yang ditambahakan maka karakteristik mekaniknya akan semakin rendah dan semakin higroskopis, tetapi jika bahan pemlastik yang ditambahakan terlalu sedikit maka film kemasan yang dihasilkan akan mudah mengalami keretakan/kurang elastis. Penambahan bahan pemlastik harus disesuaikan dengan karakteristik fisikokimia bahan utama lainnya yang terlibat dalam pembentukan film kemasan. B. Karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan Karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan ternyata relatif bersaing/kompetitif jika dibandingkan dengan karakteristik mekanik produk film kemasan konvensional (polietilena) yang beredar di pasaran. Tetapi karakteristik mekanik dan karakteristik lainnya masih memerlukan upaya optimasi lanjutan secara lebih komprehensif agar produk film kemasan yang dihasilkan memiliki fungsi yang lebih luas. Hasil uji karakteristik mekanik film kemasan tersebut dapat diamati pada Tabel III.1 berikut; Tabel III.1 Karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan Film Kemasan Kuat Tarik (N/m 2 ) Elongasi (%) Modulus (N/m 2 ) Formula I 18,69 10,17 183,85 Formula II 58,86 30,33 194,05 Formula III 58,86 21,00 280,31 Formula IV 104,42 33,80 309,54 Formula V 91,56 17,07 536,46 Polietilena 163,50 25,75 634,95 Tampak dalam Tabel III.1 tersebut bahwa karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan bervariasi sesuai dengan karakteristik material yang terlibat. Setiap formula memiliki karakteristik mekanik yang beragam sesuai dengan komposisi bahan penyusunnya. Terbukti pada film kemasan (formula I) memiliki karakteristik mekanik paling rendah dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Adapun film kemasan (formula IV) memiliki karakteristik mekanik lebih tinggi dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Tampak pada film kemasan (formula I, II, IV, V) secara berurutan menunjukkan kuat tarik dan elongasi (mulur) yang meningkat sampai pada level tertinggi pada formula IV dan pada formula V telah mengalami penurunan. Adapun untuk modulus yang menggambarkan tingkat kekakuan secara berurutan meningkat dan mencapai level tertinggi pada formula V. Untuk formula II menunjukkan karakteristik mekanik yang lebih rendah dibanding formula IV, sedangkan film 12

13 kemasan pembanding (polietilena) memiliki kuat tarik dan modulus lebih tinggi dibanding semua formula walaupun elongasinya lebih rendah dibanding formula IV. Latief (2001) menyatakan bahwa pemilihan metode/teknologi produksi didasarkan pada evaluasi terhadap karaktersitik fisik dan mekanik film yang dihasilkan. Semakin banyak bahan pemlastik yang ditambahakan maka karakteristik mekaniknya akan semakin rendah dan semakin higroskopis, tetapi jika bahan pemlastik yang ditambahakan terlalu sedikit maka film kemasan yang dihasilkan akan mudah mengalami keretakan/kurang elastis. Penambahan bahan pemlastik harus disesuaikan dengan karakteristik fisikokimia bahan utama lainnya yang terlibat dalam pembentukan film kemasan. Sifat mekanik dari plastik biodegradabel yang dihasilkan tergantung dari keadaan penyebaran pati dalam fase plastik, dimana bila pati tersebar merata dalam ukuran mikron dalam fase plastik, maka produk plastik biodegradabel yang didapat akan mempunyai sifat mekanik yang baik (Pranamuda, 2003). Karakteristik mekanik suatu film kemasan dapat disesuaikan dengan nilai fungsi di tingkat aplikasinya karena tidak semua aplikasi kemasan diperuntukkan untuk kemasan yang memiliki karakteristik mekanik tinggi. Berdasarkan data karakteristik mekanik film kemasan dalam Tabel III.1 tersebut tampak bahwa karakteristik mekanik film kemasan yang berhasil disintesis dari komposit pati tropis-pemlastik-pla-khitosan yang mengandung bahan pemlastik gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) menunjukkan karakteristik mekanik yang memuaskan dan lebih tinggi dibanding film kemasan yang dihasilkan dari komposit lainnya. Karakteristik mekanik film kemasan yang dihasilkan tersebut masih membutuhkan upaya optimasi lebih lanjut dan komprehensif agar diperoleh karakteristik mekanik yang lebih tinggi dan dapat bersaing dengan film kemasan konvensional. IV. KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 5 formula film kemasan yang dirancang dengan komposisi beragam, formula IV yang disintesis dari komposit pati-gliserol-apl-khitosan yang mengandung gliserol 10 ml (1 % dari total aquades) memiliki karakteristik morfologi dan mekanik yang relatif lebih baik dari formula lainnya. Morfologi film kemasan (formula IV) menunjukkan permukaan film yang halus, tidak terdapat retak maupun gelembung udara secara morfologis dan stabil di suhu ruang/tidak higroskopis. Film kemasan (formula IV) memiliki karakteristik mekanik lebih tinggi dibanding formula lainnya yang dapat dilihat pada nilai kuat tarik, elongasi dan modulusnya. Formula IV memiliki kuat tarik: 104,42 N/m 2, elongasi: 33,80 %, dan modulus: 309,54 N/m 2. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan banyak terimakasih pada Kementerian Negara Riset dan Teknologi (Menristek) yang telah membiayai riset ini dalam Program Insentif Riset Terapan

14 DAFTAR PUSTAKA Jurnal Penelitian & Pengabdian dppm.uii.ac.id Allan dan Hadwiger, (1979) dalam Prasetyo, K.W. (2004). Pemanfaatan Limbah Cangkang Udang sebagai Bahan Pengawet Kayu Ramah Lingkungan. S Hut UPT Balitbang Biomaterial LIPI Cibinong, Bogor. El Grauth (1991) dalam Prasetyo, K.W. (2004). Pemanfaatan Limbah Cangkang Udang sebagai Bahan Pengawet Kayu Ramah Lingkungan. S Hut UPT Balitbang Biomaterial LIPI Cibinong, Bogor. Fahmi, R. (1997). Isolasi dan Transformasi Khitin Menjadi Khitosan. Jurnal Kimia Andalas. 3 (1) : Ferrer, J., G. Paez, Z. Marmol, E. Ramons, H. Garcia and C.F. Forster. (1996). Acid hydrolysis of Shrimp Shell Wastes and The Production of Single Chell Protein from The Hydrolysate. Journal Bioresource Technology. 57(1): Firdaus F dan Mulyaningsih S. (2008), Morfologi Film Plastik Biodegradable dari Komposit Pati Tropis-PLA, Pati Tropis-Khitosan, dan Pati Tropis-PLA-Khitosan, Jurnal TEKNOIN ISSN (Terakreditasi) Edisi Juni Habibie, S Polimer Khitosan dan Penggunaannya. Majalah Ilmiah Pengkajian Industri (Topik : Material), Edidi No. : 11/Agustus/2000 ISSN : Penerbit: Deputi Teknologi Industri Rancang Bangun dan Rekayasa, BPPT. Latief, R. (2001). Teknologi Kemasan Kemasan Biodegradable, Makalah Falsafah Sains (PPs 702) Program Pascasarjana/S3 IPB, Bandung, Marganof, (2003). Potensi Limbah Udang sebagai Penyerap Logam Berat (timbal, kadmium dan tembaga) di Perairan. Makalah Pengantar Falsafah Sains (PPS702), Program Pasca Sarjana / S3, ITB. Martaningtyas, D. (2004). Potensi Plastik Biodegradable, 02 September Mawarwati S., Widjanarko SB., dan Susanto T. (2001). Mempelajari Karakteristik Edible Film Berantioksidan Dari Germ Gandum (Triticum Aestivum L.) Dan Pengaruhnya Dalam Pengendalian Pencoklatan Pada Irisan Apel (Malus Sylvestris). Jurnal Biosain Vol.1, No Pranamuda, H. (2003). Pengembangan Bahan Plastik Biodegradabel Berbahanbaku PatiTropis, amuda.html Prasetyo, K.W. (2004). Pemanfaatan Limbah Cangkang Udang sebagai Bahan Pengawet Kayu Ramah Lingkungan. S Hut UPT Balitbang Biomaterial LIPI Cibinong, Bogor. Okawa Y., Kobayashi M., Suzuki S. and Suzuki M. (2003). Comparative Study of Protective Effects of Chitin, Chitosan, and N-Acetyl Chitohexaose against Pseudomonas aeruginosa and Listeria monocytogenes Infections in Mice, Biol. Pharm. Bull. Vol. 26 No. 6 P (2003). Rismana, E. (2004). Kemasan Antimikroba, 18 Maret P3TFM, BPPT Jakarta. Sabnis S dan Block LH. (1997). Improved Infrared Spectroscopic Method for The Analysis of Degree of N-deacetylation of Chitosan. Polymer Bulletin, 39: 67-71,