KARAKTERISTIK DARI MODIFIKASI KIMIA FILM GELATIN DENGAN FORMALDEHIDA DAN GLUTARALDEHIDA TESIS NURLINA MUNTHE NIM. 147006001 MAGISTER ILMU KIMIA SEKOLAH PASCASARJANA PROGRAM STUDI ILMU KIMIA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
i Judul Tesis : KARAKTERISTIK DARI MODIFIKASI KIMIA FILM GELATIN DENGAN FORMALDEHIDA DAN GLUTARALDEHIDA Nama : NURLINA MUNTE Nomor Induk Mahasiswa : 147006001 Program Studi : MAGISTER ILMU KIMIA (S2) Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Menyetujui Komisi Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II (Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc) (Dr. Adil Ginting, M.Sc) Ketua Program Studi, Dekan, (Prof.Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D) (Dr. Kerista Sebayang, M.Sc)
ii PERNYATAAN KARAKTERISTIK DARI MODIFIKASI KIMIA FILM GELATIN DENGAN FORMALDEHIDA DAN GLUTARALDEHIDA Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2016 Nurlina Munte 147006001
iii KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT dengan segala rahmat, kesehatan, kekuatan, dan izin Nya penelitian dan tesis ini dapat diselesaikan sebaik mungkin. Shalawat dan salam kepada Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang membuka jalan kebenaran kepada seluruh umatnya. Penulis menyadari tanpa bantuan dan dukungan berbagai pihak tesis ini tidak akan terselesaikan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ayahanda Salamat Munte dan Ibunda Ilo Ritonga S.Pd atas segala doa, kasih sayang, dorongan, materi dan segala pengorbanan sehingga dapat menyelesaikan penelitian ini sampai akhir. Kepada saudara-saudari penulis M.Ginta Munte S.Tp, Nurfatimah A.Md, M.Ibrahim, dan Manja semoga kita semua dapat menjadi anak-anak yang membanggakan kedua orang tua kita. Ucapan terima kasih dari hati yang tulus penulis hanturkan sebesar-besarnya kepada Bapak Prof. Dr. Jamaran Kaban M.Sc sebagai pembimbing I dan Bapak Dr. Adil Ginting M.Sc sebagai pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan dan masukan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Bapak Prof.Basuki Wirjosentono,MS, Ph.D dan Dr.Hamonangan Nainggolan,M.Sc selaku ketua program studi dan sekretaris Pascasarjana Ilmu Kimia. Bapak dan Ibu dosen Pascasarjana Ilmu Kimia yang telah membimbing dan memotivasi serta memberikan ilmunya selama masa perkuliahan. Kepada Kak Lely selaku tata usaha Pascasarjana Ilmu Kimia dan Rekan rekan penulis di program Pascasarjana Ilmu Kimia angkatan 2014 yang telah banyak berbagi Ilmu dan motivasinya kk Tina, kk Lia, Kasra, bang Boy dan bang Junaidi dan seluruh rekanrekan asisten Laboratorium Kimia Organik khususnya Bernard yang telah memberikan semangat dan fasilitas yang disediakan. Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan tesis ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan. Medan, Juni 2016 Penulis Nurlina Munte
iv KARAKTERISTIK DARI MODIFIKASI KIMIA FILM GELATIN DENGAN FORMALDEHIDA DAN GLUTARALDEHIDA ABSTRAK Gelatin mengandung protein dimanfaatkan sebagai film yang ramah lingkungan. Dalam penelitian ini telah dilakukan pembuatan film gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida. Film gelatin yang diperoleh kemudian diuji sifat fisik dan sifat mekaniknya. Uji karakteristik yang dilakukan yaitu dengan analisis Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FTIR), uji keteguhan tarik, uji serapan air, dan Scanning Electron Microscopy (SEM). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gelatin dengan penambahan formaldehida dan glutaraldehida berpengaruh terhadap karakteristik fisik dan mekanik film gelatin. Film gelatin dengan penambahan larutan glutaraldehida menunjukkan persentase nilai pada sifat keteguhan tarik dan kemuluran lebih besar tetapi persen ketebalan dan daya serap air lebih kecil jika dibandingkan dengan formaldehida. Pengujian morfologi permukaan dengan SEM menunjukkan pada permukaan film dengan penambahan glutaraldehida dan formaldehida tidak rata. Kata Kunci : film gelatin, formaldehida, glutaraldehida
v CHARACTERIZATION OF FILM GELATIN MODIFIED WITH FORMALDEHYDE AND GLUTARALDEHYDE ABSTRACT Gelatin contains protein can be used as raw material of film that environmentally friendly. This research has been done film of gelatin with addition of formaldehyde and glutaraldehyde. The film of gelatin were evaluated by physical and mechanical properties. Test characteristics was made by analysis of Fourier Transform Infra Red Spectroscopy (FTIR), tensile strength test, swelling, and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of this study indicate that the addition of formaldehyd and glutaraldehyde effect on the physical and mechanical characteristics of edible film. Tensile strength and elongation were higher using glutaraldehyde than formaldehyde, but percentage of thinkness and swelling using glutaraldehyde were smaller than formaldehyde. Testing of surface morphology by SEM showed that surface of the film with the addition of glutaraldehyde and formaldehyda were not flat. Keywords: film of gelatin ; formaldehyde ; glutaraldehyde
vi DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN PERNYATAAN KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN Halaman i ii iii iv v vi ix x xi BAB I BAB 2 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Hipotesa Penelitian 3 1.4 Tujuan Penelitian 3 1.5 Manfaat Penelitian 4 1.6 Metodologi Penelitian 4 1.7 Lokasi Penelitian 4 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gelatin dan Film Gelatin 5 2.1.1 Gelatin 5 2.1.2 Film Gelatin 6 2.2 Agen Pengikat Silang 8 2.2.1 Formaldehida 8 2.2.2 Glutaraldehida 9 2.3 Plasticizer 10 2.4 Reaksi Ikat Silang 11 2.4.1 Reaksi Formaldehida dengan Protein 12 2.4.2 Reaksi Glutaraldehida dengan Protein 13 2.5 Spektroskopi Infra Merah Fourier Transform (FT-IR) 15 2.6 Uji Tarik dan Kemuluran 16 2.7 Karakterisasi dengan Scanning Electron Microscope(SEM) 16
vii BAB 3 BAB 4 METODE PENELITIAN 3.1 Alat Alat 18 3.2 Bahan Bahan 18 3.3 Prosedur Penelitian 19 3.3.1 Pembuatan Larutan 19 3.3.1.1 Larutan Formaldehida 3,13 % 19 3.3.1.2 Larutan Glutaraldehida 1 % 19 3.3.2 Uji Reaksi dengan Analisis Spektroskopi FT-IR 19 3.3.2.1 Gelatin sebagai Blanko 19 3.3.2.2 Reaksi Gelatin dengan Penambahan Formaldehida 3,13 % 19 3.3.2.3 Reaksi Gelatin dengan Penambahan Glutaraldehida 1 % 19 3.3.3 Pembuatan Film Gelatin 20 3.3.3.1 Pembuatan Film Gelatin sebagai Blanko 20 3.3.3.2 Pembuatan Film Gelatin dengan Penambahan Formaldehida 3,13 % 20 3.3.3.3 Pembuatan Film Gelatin dengan Penambahan Glutaraldehida 1 % 20 3.3.4 Parameter yang diamati 21 3.3.4.1 Analisis spektroskopi FT-IR 21 3.3.4.2 Pengukuran Ketebalan 21 3.3.4.3 Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran 21 3.3.4.4 Analisis Swelling 22 3.3.4.5 Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) 22 3.4 Bagan Penelitian 23 3.4.1 Uji FT-IR Gelatin 23 3.4.2 Reaksi Gelatin dengan Penambahan Formaldehida dan Glutaraldehida 24 3.4.3 Proses Pembuatan Film Gelatin sebagai Blanko 25 3.4.4 Proses Pembuatan Film Gelatin dengan Penambahan Formaldehida 3.13 % dan Glutaraldehida 1 % 25 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian 26 4.1.1 Hasil Analisa (FTIR) Gelatin dengan Formaldehida dan Glutaraldehida 26
viii 4.1.1.1 Spektrum FT-IR Gelatin 26 4.1.1.2 Spektrum FT-IR Gelatin Formaldehida 27 4.1.1.3 Analisis FT-IR Gelatin Dengan Glutaraldehida 28 4.1.2 Pengaruh Penambahan Formaldehida atau Glutaraldehida terhadap Sifat Fisik dan Mekanik dari Film Gelatin 30 4.1.2.1 Ketebalan Film Gelatin 30 4.1.2.2 Uji Keteguhan Tarik dan Kemuluran 30 4.1.2.3 Uji Swelling 31 4.1.3 Analisa Scanning Electron Microscop (SEM) 32 4.2 Pembahasan 33 4.2.1 Analisis ( FTIR ) Gelatin dengan Formaldehida dan Glutaraldehida 33 4.2.2 Ketebalan Film Gelatin 34 4.2.3 Uji Keteguhan Tarik dan Kemuluran 35 4.2.4 Hasil Uji Sifat Mengembang ( Swelling ) 38 4.2.5 Uji SEM 39 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 39 5.2 Saran 41
ix DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel 4.1 Hasil Analisis FTIR Gelatin 27 Tabel 4.2 Hasil Analisis FTIR Gelatin- Formaldehida 28 Tabel 4.3 Hasil Analisis FTIR Gelatin- Glutaraldehida 29 Tabel 4.4 Ketebalan film gelatin dengan penambahan formaldehida atau glutaraldehida 30 Tabe4.5 Nilai serap air film gelatin-glutaraldehida 30 Tabel 4.6 Nilai Serap Air Film Gelatin 31 Tabel 4.7 Nilai Serap Air Film Gelatin-Formaldehida 31 Tabel 4.8 Nilai Serap Air Film Gelatin-Glutaraldehida 31
x DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar 2.1 Struktur kimia gelatin 5 Gambar 2.2 Formaldehida 8 Gambar 2.3 Struktur glutaraldehid 9 Gambar.2.4 Reaksi formaldehida dengan protein 13 Gambar.2.5 Reaksi glutaraldehida dengan protein 14 Gambar 4.1 Spektrum FT-IR gelatin 26 Gambar 4.2 Spektrum FT-IR gelatin-formaldehida 27 Gambar 4.3 Spektrum FT-IR gelatin- glutaraldehida 28 Gambar 4.4 Spektrum Gabungan FT-IR Gelatin, Gelatin-Formaldehida dan Gelatin- Glutaraldehida 29 Gambar 4.5 Foto SEM film gelatin dengan perbesaran 500x 32 Gambar 4.6 Foto SEM film gelatin dengan penambahan Formaldehida dengan perbesaran 500x 32 Gambar 4.7 Foto SEM Film Gelatin dengan Penambahan Glutaraldehida dengan Perbesaran 500x 33 Gambar 4.8 Ketebalan film gelatin dengan penambahan formaldehida atau glutaraldehida 35 Gambar 4.9 Pengaruh penambahan glutaraldehida dan formaldehida terhadap kekuatan tarik 37 Gambar 4.10 Pengaruh penambahan glutaraldehida dan formaldehida terhadap kemuluran 37 Gambar 4.11 Pengaruh film gelatin dengan penambahan glutaraldehida dan formaldehida terhadap daya serap air 38 Gambar 4.11 Hasil SEM film gelatin 40
xi DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran 1 Lampiran 2 Lampiran 3 Gambar Spektrum FTIR Foto hasil film Gelatin Hasil foto uji SEM