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 : 100802018
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
Universitas Sumatera Utara
ii
PERSETUJUAN
Judul
Kategori Nama Nim Program studi Departemen Fakultas
: PEMBUATAN DAN KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI VARIASI PATI SUKUN (ARTOCARPUS ALTILIS) DAN KITOSAN DENGAN MENGGUNAKAN PLASTISIZER GLISEROL : Skripsi : Yabes Anugrah S : 100802018 : Sarjana (S1) Kimia : Kimia : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Disetujui di
Medan, November 2014 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2
Pembimbing 1
Dr. Juliati Tarigan, M.Si
Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si
NIP. 197205031999032001
NIP. 197404051999032001
Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,
Dr. Rumondang Bulan Nst, MS NIP. 19540830198503200
Universitas Sumatera Utara
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 100802018
Universitas Sumatera Utara
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.
2. 3.
4.
5.
6.
7.
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. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc sebagai Ketua dan Sekretaris Departemen Kimia FMIPA USU. 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. 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. 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. 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. 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
Universitas Sumatera Utara
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 450C 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 313 0C 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/m2/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.
Universitas Sumatera Utara
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 0C 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 14.22 % and 1: 3 2.3 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 3130 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 0.1773 kg / m2 / 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.
Universitas Sumatera Utara
vii
DAFTAR ISI
Halaman Judul
i
Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
vi
Abstract
vii
Daftar Isi
viii
Daftar Tabel
xii
Daftar Gambar
xiii
Daftar Lampiran
xiv
Bab 1. Pendahuluan 1.1. Latar belakang
1
1.2. Permasalahan
3
1.3. Pembatasan masalah
4
1.4. Tujuan penelitian
4
1.5. Manfaat penelitian
5
1.6. Metodologi penelitian
5
1.7. Lokasi penelitian
5
Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1. Edible film
6
2.1.1. Pembuatan Edible Film
7
2.1.2. Sifat Fisiko – Kimia – Biologi
8
2.2. Sukun
10
2..3 Pati
12
2.4. Kitosan
13
Universitas Sumatera Utara
viii
2.4.1. Kitosan Sebagai Bahan Edible film 2.4.2. Aktivitas animikroba Kitosan
17 18
2.5. Plastisizer 2.5.1. Gliserol
20
2.6. Karakterisasi Edible Film 2.6.1. Fourier Transform – Infra Red (FT-IR)
21
2.6.2. Scanning Electron Microscope (SEM)
21
2.6.3. Differential Thermal Analysis (DTA) dan
22
Thermal Gravimetry Analysis (TGA) 2.6.4. Kuat Tarik
23
Bab 3. Metode Penelitian 3.1. Alat dan bahan
24
3.1.1. Alat
24
3.1.2. Bahan
25
3.2 Prosedur Penelitian 3.2.1. Isolasi Pati Sukun
26
3.2.2. Pembuatan Larutan Asam Asetat 1%
26
3.2.3. Pembuatan Edible Film
26
3.2.4. Analisa Edible Film 3.2.4.1. Uji WVTR
27
3.2.4.2. Pengukuran Ketebalan
27
3.2.4.3. Uji Sifat Mekanik
28
3.2.4.4. Analisa SEM
28
3.2.4.5. Analisa TGA dan DTA
28
3.2.4.6. Analisa FT-IR
28
3.2.4.7. Uji Antimikroba
29
3.2.4.8. Uji Sifat Mengembang
29
3.3.Bagan penelitian
31
3.3.1. Isolasi Pati Sukun
Universitas Sumatera Utara
ix
3.3.2. Pembuatan Edible Film
32
3.3.3. Analisa Edible film
33
3.3.4. Uji Ketebalan
34
3.3.5. Analisa WVTR
34
3.3.6. Uji sifat mengembang
35
3.3.7. Uji Antimikroba
36
Bab 4. Hasil dan Pembahasan 4.1. Hasil Penelitian 4.1.1. Hasil Uji Mekanik Edible Film
37
4.1.2. Hasil Analisa FT-IR ( Fourier Transform Infra-Red) Edible Film Pati Sukun-Kitosan
38
4.1.3. Hasil Analisa WVTR Water Vapour Transmition Rate (WVTR) Edible Film Pati Sukun-Kitosan
39
4.1.4. Hasil Pengukuran derajat mengembang (% Swelling) Edible Film Pati sukun-Kitosan
39
4.1.5. Hasil Pengamatan Aktivitas Antimikroba Edible Film Pati Sukun-Kitosan
40
4.1.6. Hasil Analis SEM ( Scanning Electron Microscopy) Edible Film Pati Sukun-Kitosan
41
4.1.7. Hasil Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA) Edible Film Pati Sukun-Kitosan
42
4.1.8. Hasil Analisa Differential Thermal Analysis (DTA) Edible Film Pati Sukun-Kitosan
42
4.2. Pembahasan penelitian 4.2.1. Analisa Sifat Mekanik
43
4.2.2. Analisa Fourier Transform- Infra Red (FT-IR)
44
4.2.3. Analisa Water Vapour Transmision Rate (WVTR)
46
4.2.4. Analisa Sifat Mengembang (% Swelling)
47
4.2.5. Analisa Sifat Antimikroba
48
Universitas Sumatera Utara
x
4.2.6. Analisa Scanning Electron Microscope (SEM)
49
4.2.7. Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA)
49
4.2.8. Analisa Differential Gravimetry Analysis (DTA)
50
Bab 5. Kesimpulan dan Saran 5.1. Kesimpulan
52
5.2. Saran
52
Daftar pustaka
53
Lampiran
61
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
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
Universitas Sumatera Utara
