EDIBLE FILM KOMPOSIT PATI TAPIOKAAGAR KERTAS TERPLASTISASI GLISEROL DAN LIMONENA
MIRMA PRAMESWARI NARENDRO
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Edible Film Komposit Pati TapiokaAgar Kertas Terplastisasi Gliserol dan Limonena adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, September 2014 Mirma Prameswari Narendro NIM G44100037
ABSTRAK MIRMA PRAMESWARI NARENDRO. Edible Film Komposit Pati TapiokaAgar Kertas Terplastisasi Gliserol dan Limonena. Dibimbing oleh TETTY KEMALA dan AHMAD SJAHRIZA. Edible film merupakan pengemas makanan yang dapat langsung dimakan. Penelitian ini bertujuan membuat edible film komposit pati tapioka dengan agar kertas diplastisasi gliserol dan limonena. Edible film dibuat dalam 2 kondisi, yaitu penambahan konsentrasi agar tetap (10%b/b) dan gliserol tetap (10%b/b) sementara komponen penyusun lainnya diragamkan. Film yang dihasilkan dianalisis bobot jenis, uji tarik, permeabilitas uap air, morfologi, analisis termal, dan uji aplikasi pada buah stroberi. Tambahan agar dapat meningkatkan nilai bobot jenis dan kuat tarik tetapi menurunkan persen elongasi dan permeabilitas uap air. Komposisi agar kertas:gliserol:limonena (10:5:5) (%b/b) memiliki nilai kuat tarik dan bobot jenis yang tinggi serta nilai permeabilitas uap air yang rendah. Analisis termal menunjukkan penurunan suhu leleh terjadi ketika konsentrasi gliserol meningkat. Selain itu, puncak tunggal suhu leleh menunjukkan edible film homogen, didukung oleh hasil analisis morfologi. Uji aplikasi dilakukan pada buah stroberi; edible film pada komposisi agar kertas:gliserol:limonena (10:5:5) (%b/b) mampu mempertahankan keawetan buah selama 3 hari. Kata kunci: agar kertas,edible film, gliserol,pati tapioka,
ABSTRACT MIRMA PRAMESWARI NARENDRO. Edible Film Composite of Tapioca StarchAgar Plasticized with Glycerol and Limonene. Supervised by TETTY KEMALA and AHMAD SJAHRIZA. Edible film is a food packaging material which can be consumed directly. The objective of this research is to composite edible film with tapioca starch, agar and plasticizers, namely glycerol and limonene. Edible film was made in 2 conditions, by adding fixed agar constituent (10%w/w) and fixed glycerol constituent (10%w/w), while other parameters were varied. Thermal analysis, specific gravity, tensile strength, water vapor permeability, and morphology of edible film were analyzed as it was applied for strawberry packaging. The addition of agar increased the specific gravity and tensile strength of edible film but percentage of elongation and water vapor permeability decreased. The composition of agar:glycerol:limonene (10:5:5) (%w/w) showed high tensile strength and specific gravity but low water vapor permeability. Thermal analysis showed decreasing of melting point was occurred when the concentration of limonene was increased. In addition, single melting point peak showed edible film was homogenous, this result was supported with morphology analysis. Edible film which was made of agar:glycerol:limonene (10:5:5) (%w/w) composition resulted in the longer shelf-life of strawberry for 3 days. Keyword: agar, edible film, glycerol, tapioca starch
EDIBLE FILM KOMPOSIT PATI TAPIOKAAGAR KERTAS TERPLASTISASI GLISEROL DAN LIMONENA
MIRMA PRAMESWARI NARENDRO
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Edible Film Komposit Pati TapiokaAgar Kertas Terplastisasi Gliserol dan Limonena Nama : Mirma Prameswari Narendro NIM : G44100037
Disetujui oleh
Dr Tetty Kemala, MSi Pembimbing I
Drs Ahmad Sjahriza Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini diberi judul Edible Film Komposit Pati TapiokaAgar Kertas Terplastisasi Gliserol dan Limonena. Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Tetty Kemala, MSi dan Bapak Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing atas bimbingan, saran, dan pengarahannya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Di samping itu, ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada staf Laboratorium Kimia Anorganik serta staf laboratorium lainnya dan pegawai departemen kimia yang telah memberikan kesempatan, fasilitas, dan arahan selama kegiatan penelitian berlangsung. Ungkapan cinta dan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ayah, Ibu, adik tercinta, teman satu bimbingan, dan teman-teman kimia 47 IPB atas segala bantuan, dukungan dan doa yang diberikan. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi penulis dan pembaca.
Bogor, September 2014 Mirma Prameswari Narendro
DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode Percobaan
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Edible Film Pati tapiokaGliserolAgar kertasLimonena
5
Ketebalan
7
Bobot Jenis
8
Uji Tarik
9
Analisis Termal
13
Analisis Morfologi
14
Permeabilitas Uap Air
15
Uji Aplikasi
17
SIMPULAN DAN SARAN
17
Simpulan
17
Saran
17
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
20
RIWAYAT HIDUP
31
ii
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Edible film pada komposisi pati tapioka 80%, agar kertas 10%, gliserol dan limonena diragamkan Edible film pada komposisi pati tapioka 80%, gliserol 10%, agar kertas dan limonena diragamkan Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap ketebalan edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap ketebalan edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap bobot jenis edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap bobot jenis edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap kuat tarik edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap kuat tarik edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap persen elongasi edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap persen elongasi edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Termogram edible film dengan komposisi pati tapioka:agar kertas: gliserol:limonena (80:10:5:5) (%b/b) Termogram edible film dengan komposisi pati tapioka:agar kertas: gliserol:limonena (80:5:10:5) (%b/b) Hasil foto SEM pada permukaan edible film dengan perbesaran 150× (a) dan 5000× (b) Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap permeabilitas uap air edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap permeabilitas uap air edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10%
6 6 7 8 8 9 10 11 12 12 13 14 15 15 16
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8
Diagram alir penelitian Data kadar air pati tapioka Data kadar abu pati tapioka Data ketebalan edible film Data bobot jenis edible film Hasil analisis kuat tarik dan persen elongasi Data laju transmisi dan permeabilitas uap air edible film Hasil uji aplikasi edible film pada buah stroberi selama 5 hari
20 21 21 22 23 25 27 29
1
PENDAHULUAN Edible film merupakan lembaran atau lapisan tipis yang digunakan sebagai pengemas makanan dan dapat dimakan bersama-sama dengan produk serta bersifat biodegradabel (Karbowiak 2005). Film digunakan dalam produk pangan untuk mencegah transfer massa antara produk dengan lingkungan sekitar dan untuk menghindari kerusakan mutu pangan karena perubahan fisik atau adanya reaksi kimia sehingga dapat meningkatkan masa simpannya. Pengemas makanan umumnya dibuat dari jenis polietilena dan polistirena. Berbeda dengan edible film, pengemas makanan ini tidak dapat dikonsumsi bersamaan dengan produk yang dikemas karena tidak dapat dicerna oleh tubuh, dan sulit terdegradasi. Oleh karena itu, penggunaan edible film diharapkan dapat menjadi alternatif bahan pengemas produk pangan yang praktis. Salah satu komponen utama penyusun edible film, yaitu hidrokoloid. Hidrokoloid yang digunakan pada penelitian ini adalah pati tapioka dan agar kertas. Pati digunakan sebagai bahan dasar pembuatan edible film karena biayanya relatif murah dibandingkan dengan bahan lain, dapat dimakan, kelimpahannya yang besar, keteruraian hayati yang tinggi, dan bersifat termoplastik (Mali et al. 2005). Kualitas pati ditentukan dari komposisi amilosa dan amilopektinnya. Menurut Chaplin (2006) pati tapioka mengandung amilosa bekisar 2027% dan amilopektin 7080%, karena kandungan amilosa yang cukup tinggi sehingga pati tapioka berpotensi sebagai bahan edible film yang baik. Tetapi film berbahan dasar pati memiliki fleksibilitas yang kurang baik, perlu adanya gliserol sebagai pemlastis. Plastisasi pati tapioka dengan penambahan gliserol diharapkan akan membentuk interaksi antara gugus hidroksi dengan molekul pati. Bahan dasar lainnya yang berpotensi sebagai edible film adalah agar kertas, karena kemampuannya sebagai pembentuk gel (Labropoulos et al. 2002). Agar kertas umumnya diolah dari hasil ekstraksi agar merah (Glacilaria sp). Pengembangan rumput laut jenis Glacilaria sp. sebagai bahan kemasan yang prosesnya diaplikasikan dari agar kertas, dan dapat dimakan diharapkan mampu mengurangi ketergantungan pada pemakaian bahan plastik sebagai pengemas. Bahan kemasan ini aman bagi lingkungan dan dapat mempertahankan kualitas produk pangan dari segi gizi, warna, aroma, rasa, dan penampakan. Pembuatan edible film dari pati tapioka dengan pemlastis gliserol telah dilakukan oleh Hasanah (2012), film yang dihasilkan transparan, homogen, namun kekuatan mekanik masih rendah. Kemudian, Amalina (2013) memodifikasi edible film pati tapioka terpalstisasi gliserol dengan penambahan agar, film bersifat kurang transparan, morfologi terlihat kurang homogen, tetapi kekuatan mekanik film meningkat. Sarifudin (2013) membuat bioplastik komposit tepung singkong, natrium alginat, dan limonena, dihasilkan bioplastik yang homogen, jernih, dengan nilai permeabilitas uap air yang rendah. Pada penelitian ini, pati tapioka terplastisasi gliserol dimodifikasi dengan agar pada komposisi yang berbeda dari penelitian sebelumnya dan ditambahkan limonena dari limbah kulit jeruk. Penambahan limonena dari limbah kulit jeruk ini dapat meningkatkan derajat kejernihan, elastisitas, serta permeabilitas film terhadap oksigen dan CO2 (Arrieta et al. 2013). Penelitian bertujuan membuat edible film dari komposit pati
2
tapiokaagar kertas dengan pemlastis gliserol dan limonena, serta menguji karakteristik edible film.
METODE Alat dan Bahan Analisis dalam peneltian ini dilakukan menggunakan piknometer pirex 25 mL, alat uji tarik Instron 3369, mikroskop elektron payaran (SEM) JEOL JVISI6510LA, analisis termal DSC Perkin Elmer, dan mikrometer sekrup Teclock. Bahan-bahan yang digunakan ialah tepung tapioka, agar kertas (kualitas pangan), gliserol (kualitas pangan), limbah kulit jeruk medan, NaHCO3, HCl, dan akuades. Prosedur Penelitian Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan meliputi tahap ekstraksi minyak kulit jeruk, tahap penentuan kadar air dan abu pati tapioka, pembuatan edible film, tahap pencirian dan penentuan komposisi terbaik. Pencirian edible film meliputi penentuan bobot jenis edible film, analisis uji tarik, analisis termal dengan DSC, analisis morfologi dengan mikroskop elektron paryaran (SEM), analisis permeabilitas uap air, dan uji aplikasi (Lampiran 1). Ekstraksi Minyak Kulit Jeruk (modifikasi BPPT 2001) Kulit jeruk dicuci, kemudian direndam dalam larutan NaHCO3 selama 24 jam. Setelah itu, diperas dengan alat kempa hidraulik dan diperoleh emulsi minyak yang masih bercampur dengan air. Selanjutnya, emulsi minyak dimasukkan ke dalam botol dan disimpan di dalam lemari pendingin selama sehari. Kemudian emulsi minyak dimasukkan ke dalam corong pisah untuk memisahkan fraksi air yang berada pada bagian bawah. Fraksi minyak yang tertinggal di corong pisah dipindahkan ke botol sentrifus dan dilakukan sentrifugasi dengan kecepatan 5000 rpm selama 30 menit. Sisa fraksi air akan berada pada bagian bawah botol sentrifus, dan fraksi minyak berada pada bagian atas. Fraksi minyak inilah yang disebut minyak kulit jeruk. Analisis Kadar Air (AOAC 2006) Sebanyak 2 gram pati tapioka dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya, kemudian cawan beserta isinya dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105 C selama 3 jam atau sampai bobotnya konstan. Setelah itu, dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang. Pengeringan dan penimbangan diulang setiap jam sampai diperoleh bobot konstan. Kadar air pati tapioka dihitung dengan menggunakan Persamaan 1.
Kadar air =
–
× 100%
(1)
3
Analisis Kadar Abu (AOAC 2006) Sebanyak 2 gram pati tapioka dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobotnya, kemudian dibakar sampai tidak berasap dan dimasukkan ke dalam tanur dengan suhu 600 °C selama 3 jam atau sampai bobotnya konstan. Setelah itu, dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang. Pengeringan dan penimbangan diulang setiap jam sampai diperoleh bobot konstan. Kadar abu pati tapioka ditentukan menggunakan Persamaan 2. Kadar abu =
× 100%
(2)
Pembuatan Edible Film (modifikasi Amalina 2013) Pati tapioka dan agar kertas ditimbang terlebih dahulu sesuai dengan komposisi yang telah ditentukan (Tabel). Agar kertas tersebut direndam dalam air selama 23 menit. Agar kertas dan pati tapioka dilarutkan dalam akuades pada gelas piala yang berbeda. Pati tapioka yang dilarutkan akuades terlebih dahulu ditambahkan 1.8 mL HCl 1.6 M. Keduanya diaduk sambil dipanaskan pada suhu 40 ºC. Setelah terbentuk larutan pati, ditambahkan larutan agar sambil diaduk kembali sampai homogen. Kemudian, gliserol dan limonena dicampurkan ke dalam larutan sambil diaduk hingga pemanasan mencapai suhu 6570 °C dan mengental. Larutan film yang terbentuk didiamkan selama 10 menit. Kemudian larutan film dicetak pada pelat mika dan dikeringkan pada suhu ruang selama 24 jam. Setelah kering film dilepaskan untuk dilakukan analisis.
Kode Komposisi A B C D E F G H I
Tabel Komposisi edible film Pati Tapioka Agar Kertas Gliserol (%b/b) (%b/b) (%b/b) 80.00 10.00 0.00 80.00 10.00 2.50 80.00 10.00 5.00 80.00 10.00 7.50 80.00 10.00 10.00 80.00 7.50 10.00 80.00 5.00 10.00 80.00 2.50 10.00 80.00 0.00 10.00
Limonena (%b/b) 10.00 7.50 5.00 2.50 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00
Ketebalan Ketebalan film diukur pada 10 tempat yang berbeda di bagian atas, tengah dan bawah. Pengukuran ini menggunakan mikrometer sekrup Tecklock dan hasil dalan satuan mm. Penentuan Bobot Jenis (Kemala et al. 2010) Bobot jenis setiap sampel edible film diukur dengan cara dipotong menggunakan pembolong kertas. Bobot kosong piknometer ditimbang, kemudian potongan sampel dimasukkan dan ditimbang kembali. Akuades ditambahkan ke dalam piknometer yang berisi potongan sampel dan ditimbang keseluruhan
4
bobotnya. Piknometer berisi akuades ditimbang bobotnya. Bobot jenis ditentukan melalui Persamaan 3. D=
(
) (
)
×[
]
(3)
Keterangan: D = bobot jenis contoh (g mL-1) W0 = bobot piknometer kosong (g) W1 = bobot piknometer kosong + sampel (g) W2 = bobot piknometer kosong + sampel + akuades (g) W3 = bobot piknometer kosong + akuades (g) D1 = bobot jenis air (g mL-1) Da = bobot jenis udara pada suhu percobaan (g mL-1) Uji Tarik (ASTM D638 2005) Edible film yang telah dikeringkan dibuat dengan ukuran panjang 100 mm dan lebar 20 mm. Kedua ujung film dijepit pada mesin penguji dan ditarik dengan kecepatan konstan sampai sampel putus. Perhitungan besarnya kuat tarik dan elongasi dapat menggunakan Persamaan 4 dan 5. a
%E
=
(4)
× 100%
(5)
Keterangan : = kuat tarik (MPa) = tegangan maksimum (N) a A = luas penampang lintang (mm2) %E = elongasi (%) L = pertambahan panjang edible film (mm) L0 = panjang edible film awal (mm) Analisis Termal dengan DSC (Kemala et al. 2010) Edible film ditimbang kira-kira 5 mg dan ditempatkan di dalam krus yang terletak di dalam tungku pemanas pada alat DSC. Analisis dilakukan dengan memanaskan sampel dari suhu 30-300 ºC, dengan laju pemanasan 10 ºC menit-1. Data yang dihasilkan berbentuk termogram. Analisis Morfologi dengan SEM (Arrieta et al. 2013) Sampel yang berupa film dimasukkan ke dalam tempat sampel dan dilapisi dengan logam emas pada keadaan vakum. Kemudian, pengukuran dilakukan dengan tegangan 15 kV.
5
Analisis Permeabilitas Uap Air (modifikasi ASTM E 9695) Edible film yang akan diuji dijadikan penutup cawan petri yang telah diisi akuades. Lubang dibuat pada kertas aluminium seluas akar dari 10% luas permukaan cawan petri. Akuades dimasukkan ke dalam cawan petri sebanyak 30 mL kemudian lubang ditutup dengan menggunakan film yang direkatkan dengan lem epoksi pada kertas aluminium. Cawan petri yang telah ditutup ditimbang bobot awalnya dan dimasukkan ke dalam oven pada suhu 37 ± 0.5 °C. Sampel diambil dan ditimbang setiap 1 jam selama 5 jam. Nilai WVTR dan WVP diperoleh menggunakan Persamaan 6 dan 7. WVTR =
WVP
=
(6)
(
)
(7)
Keterangan: WVTR = laju transmisi uap air (g s-1 m-2) WVP = permeabilitas uap air (g s-1 m-1 Pa-1) S = tekanan udara jenuh pada suhu 37 ºC (6266.134 Pa) R1 = RH dalam cawan = 100% R2 = RH pada suhu 37 °C = 81% d = ketebalan Uji Aplikasi (Amalina 2013) Edible film yang telah dibuat diaplikasikan pada buah stroberi untuk dilihat pengaruhnya terhadap mutu buah stroberi. Buah stroberi dikemas dengan teknik pelapisan menggunakan sampel edible film, kemudian dilihat tekstur buah yang dikemas secara visual setiap 24 jam selama 5 hari.
HASIL DAN PEMBAHASAN Edible Film Pati tapioka-Agar kertas-Gliserol-Limonena Limonena yang akan digunakan dilakukan analisis FTIR. Spektrum FTIR limonena yang diperoleh dari ekstrak kulit jeruk hampir sama dengan FTIR limonena standar (Agusta 2014). Pati tapioka ditentukan kadar air dan kadar abu terlebih dahulu. Kadar air pati tapioka diperoleh sebesar 12.64% dengan kadar abu 0.08%. Perhitungan kadar air dan kadar abu dapat dilihat pada Lampiran 2 dan 3. Berdasarkan SNI 0134511994, kadar air maksimum pati tapioka sebesar 15% dan kadar abu maksimum sebesar 0.60%. Pati tapioka yang digunakan memiliki tingkat kerusakan yang rendah. Kerusakan tapioka ditandai dengan adanya gumpalan, perubahan warna, dan timbulnya bau apek. Kadar abu pati tapioka yang diperoleh juga memenuhi syarat mutu SNI. Hal ini menunjukkan kandungan kandungan abu mineral pati tapioka yang rendah (Wijana et al. 2009).
6
Edible film dibuat dari komposit pati tapioka dan agar kertas dengan pemlastis gliserol dan limonena yang diperoleh dari limbah kulit jeruk. Larutan pati dibuat terlebih dahulu, dihasilkan larutan berwarna putih. Kemudian agar ditambahkan yang sebelumnya dilarutkan terlebih dahulu dengan akuades. Tahap selanjutnya adalah penambahan gliserol dan limonena sebagai pemlastis yang dapat masuk ke dalam jejaring polimer pati tapioka dan agar kertas. Ketika penambahan limonena, kecepatan pengadukan pada larutan dinaikkan supaya limonena dengan cepat dapat larut ke dalam larutan. Penambahan limonena dalam jumlah besar membuat larutan menjadi agak kekuningan. Setelah semua komponen penyusun edible film dicampur, dilakukan proses pemanasan kembali pada suhu antara 6570 °C. Proses pemanasan ini bertujuan agar terjadi gelatinasi pada campuran polimer tersebut yang ditunjukkan dengan adanya perubahan warna putih menjadi transparan (Murphy 2006). Larutan dicetak pada pelat mika dan didiamkan pada suhu ruang selama 24 jam.
0:10
2.5:7.5
5:5
7.5:2.5
10:0
Gambar 1 Edible film pada komposisi pati tapioka 80%, agar kertas 10%, gliserol dan limonena diragamkan
10:0 Gambar 2
7.5:2.5
5:5
2.5:7.5
0:10
Edible film pada komposisi pati tapioka 80%, gliserol 10%, agar kertas, dan limonena diragamkan
Gambar 1 dan 2 menunjukkan edible film berbagai komposisi transparan dibuktikan dengan label yang berada dibawah film nampak terlihat. Penambahan limonena dengan konsentrasi tinggi membuat edible film agak kekuningan. Selain itu, penambahan limonena meningkatkan kejernihan edible film, dapat dilihat pada komposisi A (tanpa gliserol) dan I (tanpa agar kertas). Agar kertas menyebabkan edible film kurang transparan, terlihat pada komposisi E (tanpa limonena).
7
Ketebalan Ketebalan merupakan parameter penting yang berpengaruh terhadap penggunaan film dalam pembentukan produk yang akan dikemas. Berdasarkan hasil pengukuran edible film diperoleh rata-rata ketebalan 0.04970.0535 mm (Lampiran 4). Ketebalan edible film dipengaruhi oleh banyaknya total padatan dalam larutan dan ketebalan cetakan. Pada cetakan yang sama, film yang terbentuk akan memiliki nilai ketebalan yang berbeda, karena perbedaan komposisi penyusunnya. Ketika dicetak pada pelat mika film yang awalnya berupa cairan akan membentuk padatan saat dikeringkan sehingga penguapan cairannya pun berbeda. Pada Gambar 3, komposisi A (tanpa gliserol) dan komposisi E (tanpa limonena) memiliki ketebalan yang hampir sama, terlihat juga pada komposisi B dan komposisi D memiliki nilai yang tidak jauh berbeda. Peningkatan ketebalan edible film dipengaruhi oleh variasi komposisi limonena dan gliserol. Gambar 4 menunjukkan adanya kenaikan nilai ketebalan seiring dengan banyak limonena yang ditambahkan. Hal ini disebabkan limonena bersifat nonpolar sehingga ketika limonena dalam jumlah yang besar dicampurkan ke dalam larutan patiagar terplastisasi gliserol, film yang terbentuk kurang homogen dan lebih tebal. Agar kertas tidak terlalu memengaruhi nilai ketebalan edible film, dimungkinkan karena lemahnya kekuatan gel agar. Tetapi ketebalan yang diperoleh pada berbagai komposisi perbedaannya tidak terlalu signifikan.
Ketebalan (mm)
0,0540 0,0530 0,0520 0,0510 0,0500 0,0490 0:10 (A)
2.5:7.5 (B)
5:5 (C)
7.5:2.5 (D)
10:0 (E)
Gliserol:limonena (%b/b)
Gambar 3 Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap ketebalan edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10%
8
Ketebalan (mm)
0,0540 0,0530 0,0520 0,0510 0,0500 0,0490 10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
5:5 (G)
2.5:7.5 (H)
0:10 (I)
Agar kertas:limonena (%b/b)
Gambar 4 Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap ketebalan edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10%
Bobot Jenis Analisis bobot jenis dilakukan dengan metode penentuan berat jenis padatan menggunakan piknometer dengan pengukuran tiga kali ulangan untuk setiap edible film. Semakin besar bobot jenis suatu molekul maka semakin tinggi tingkat keteraturan molekul dalam menempati ruang (Dyanzini 2012). Sifat mekanik suatu edible film dapat ditentukan melalui nilai bobot jenisnya. Data bobot jenis edible film yang dihasilkan dapat dilihat pada Lampiran 5.
Bobot jenis (g mL-1)
3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0:10 (A)
2.5:7.5 (B)
5:5 (C)
7.5:2.5 (D)
10:0 (E)
Gliserol:limonena (%b/b)
Gambar 5 Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap bobot jenis edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Gambar 5 menunjukkan hubungan antara gliserol dan limonena yang bersinergis, terlihat pada komposisi C dengan konsentrasi gliserol dan limonena yang sama (5:5) (%b/b) memiliki nilai bobot jenis paling besar, yaitu 2.6420 g mL-1. Gambar 6 menunjukkan peningkatan nilai bobot jenis edible film seiring
9
dengan penurunan konsentrasi limonena dan peningkatan komposisi agar kertas. Hal ini sesuai dengan penelitian Jagadish et al. (2012) yang menyatakan semakin tinggi konsentrasi agar pada paduan pati-agar akan meningkatkan nilai bobot jenis pada suhu 30 ºC dan 50 ºC. Selain itu, menurut hasil penelitian Amalina (2013) agar dapat meningkatkan keteraturan penyusunan molekul pada edible film. Peningkatan bobot jenis juga terjadi apabila kuat tarik, kekerasan dan kekakuannya meningkat (Kemala et al. 2010).
Bobot jenis (g mL-1)
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00 10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
5:5 (G)
2.5:7.5 (H)
0:10 (I)
Agar kertas:limonena (%b/b)
Gambar 6 Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap bobot jenis edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Penambahan konsentrasi gliserol dan limonena yang tinggi akan menurunkan nilai bobot jenis edible film. Semakin tinggi konsentrasi gliserol yang ditambahkan maka akan semakin berkurang ikatan hidrogen internal yang terbentuk dan menyebabkan struktur polimer semakin berongga, ruangan diantara molekul-molekul akan lebih besar, sehingga volume bertambah dan bobot jenis berkurang. Adanya pemlastis seperti gliserol dapat membuat polimer menjadi lebih amorf. Struktur molekul amorf memiliki kerapatan dan keteraturan yang lebih rendah daripada molekul kristalin, penurunan kerapatan ini yang menyebabkan bobot jenis menjadi turun (Syamsu et al. 2007). Seperti halnya gliserol, penambahan konsentrasi limonena menyebabkan niai bobot jenis edible film semakin menurun karena adanya perenggangan rantai polimer yang menyebabkan edible film lebih elastis (Arrieta et al. 2013). Nilai bobot jenis akan berbanding lurus dengan nilai kuat tariknya (Kemala et al. 2010).
Uji Tarik Uji tarik merupakan karakteristik fisik yang penting dalam aplikasi edible film. Analisis uji tarik terdiri dari kuat tarik dan persen elongasi. Kuat tarik adalah tegangan maksimum spesimen untuk menahan gaya yang diberikan sebelum putus, sedangkan persen elongasi merupakan panjang maksimum yang dialami
10
oleh spesimen ketika mulai ditarik sampai putus. Hasil pengukuran kuat tarik dan persen elongasi dari edible film pada penelitian ini dapat dilihat pada Lampiran 6. Edible film komposisi C (Gambar 7) memiiki nilai kuat tarik tertinggi, yaitu 14.1392 MPa dan komposisi I dengan nilai kuat tarik terendah sebesar 3.6916 MPa. Nilai kuat tarik tersebut berbanding lurus dengan nilai bobot jenis yang diperoleh. Komposisi C merupakan komposisi dengan perbandingan limonena dan gliserol yang sama (5:5) (%b/b) dengan konsentrasi agar 10%, karena konsentrasi masing-masing komponen penyusunnya yang sesuai menyebabkan film yang terbentuk semakin kokoh dan kompak sehingga untuk memutuskan film tersebut membutuhkan gaya yang lebih besar. Pada komposisi I, edible film hanya terbuat dari campuran pati tapioka, gliserol dan limonena dengan konsentrasi limonena dan gliserol yang sama (10:10) (%b/b). Limonena memiliki sifat yang tidak jauh berbeda dengan gliserol sehingga film yang terbentuk sangat fleksibel dengan kuat tarik yang kecil. Hal ini juga terlihat pada komposisi B (gliserol 2.5% dan limonena 7.5%) dan D (gliserol 7.5% dan limonena 2.5%) yang memiliki nilai kuat tarik yang tidak jauh berbeda. 15,00
Kuat tarik (MPa)
13,50 12,00 10,50 9,00 7,50 6,00 4,50 3,00 0:10 (A)
2.5:7.5 (B)
5:5 (C)
7.5:2.5 (D)
10:0 (E)
Gliserol:limonena (%b/b)
Gambar 7 Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap kuat tarik edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Berdasarkan Gambar 8, kuat tarik edible film meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi agar kertas dan menurunnya konsentrasi limonena. Konsentrasi agar kertas yang semakin tinggi akan meningkatkan nilai kuat tarik karena interaksi yang kuat diantara agar dan pati, sesuai dengan penelitian yang dilakukan Phan et al. (2009) dan Amalina (2013) menyatakan bahwa penambahan agar akan meningkatkan kuat tarik pada edible film. Penambahan konsentrasi agar pada edible film tidak boleh lebih dari 30%, yang menyebabkan penurunan nilai kuat tarik karena film akan mengalami pembengkakan pada RH tinggi akibat poripori yang membesar dan adanya celah yang menyebabkan air dapat masuk ke film (Wu et al. 2009). Gliserol sebagai pemlastis memiliki kemampuan untuk mengurangi ikatan hidrogen internal dan menurunkan interaksi intermolekul sehingga dapat menurunkan nilai kuat tarik (McHugh dan Krochta 1994) atau dengan kata lain
11
kuat tarik antar molekul menurun karena jarak antar molekulnya semakin merenggang. Oleh karena itu, semakin banyak gliserol yang ditambahkan maka nilai kuat tarik akan semakin menurun. Komponen lain penyusun edible film pada penelitian ini yaitu limonena. Menurut Arrieta et al. (2013) limonena dengan konsentrasi tinggi dapat menurunkan nilai kuat tarik suatu edible film. Hal ini disebabkan, limonena yang bersifat non polar. Ikatan antara senyawa non polar dari limonena dan polar dari air lebih tidak stabil daripada ikatan polar dengan polar sehingga ikatan antara non polar dan polar lebih mudah patah. Oleh karena itu, semakin banyak limonena yang ditambahkan akan membuat edible film semakin mudah retak. 15,00
Kuat tarik (MPa)
13,50 12,00 10,50 9,00 7,50 6,00 4,50 3,00 10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
5:5 (G)
2.5:7.5 (H)
0:10 (I)
Agar kertas:limonena (%b/b)
Gambar 8 Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap kuat tarik edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Krochta dan Johnston (1997) menyatakan kisaran nilai kuat tarik yang dapat diaplikasikan untuk edible film standar,yaitu antara 10-100 MPa. Komposisi C dapat diaplikasikan sebagai edible film karena nilai kuat tariknya lebih dari 10 MPa. Persen elongasi berhubungan erat dengan konsentrasi pemlastis yang ditambahkan dalam pembuatan edible film. Pada umumnya, pemlastis ditambahkan pada edible film yang berbahan dasar polisakarida dan protein untuk meningkatkan ketahanannya. Gliserol ketika menyatu dengan pati akan terjadi modifikasi struktural pada jaringan pati yang menyebabkan pergerakan rantai polimer lebih mudah dan meningkatkan fleksibilitas. Hal ini dapat dilihat pada Gambar 9 dan 10, yang menunjukkan penurunan nilai persen elongasi komposisi A ke C dan mengalami kenaikan kembali pada komposisi D dan E, sedangkan komposisi F ke I mengalami kenaikan seiring dengan kenaikan konsentrasi limonena. Komposisi I menghasilkan nilai persen elongasi tertinggi sebesar 16.62%.
12
16,00
Elongasi (%)
14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 0:10 (A)
2.5:7.5 (B)
5:5 (C)
7.5:2.5 (D)
10:0 (E)
Gliserol:limonena (%b/b)
Gambar 9 Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap persen elongasi edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% 16,00
Elongasi (%)
14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
5:5 (G)
2.5:7.5 (H)
0:10 (I)
Agar kertas:limonena (%b/b)
Gambar 10 Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap persen elongasi edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Berbeda halnya dengan nilai kuat tarik, nilai persen elongasi dengan konsentrasi limonena yang besar memiliki nilai yang lebih tinggi. Limonena juga memiliki sifat sebagai pemlastis yang dapat mengurangi aktivitas pergerakan molekul dalam matriks polimer dan menyebabkan edible film menjadi lebih elastis (Arrieta et al. 2013). Selain itu, agar kertas juga memengaruhi nilai persen elongasi edible film. Konsentrasi agar kertas yang tinggi dapat menyebabkan penurunan nilai persen elongasi. Hal ini dimungkinkan karena agar kertas yang digunakan pada penelitian ini memiliki kandungan agaropektin (polimer yang mengandung sulfat) lebih tinggi dibandingkan agarosa (polimer netral). Keberadaan kelompok sulfat pada struktur agar dapat menghambat terjadinya ikatan heliks sehingga kekuatan gelnya melemah yang berakibat menurunkan fleksibilitas edible film (Phan et al. 2009).
13
Krochta dan Johnston (1997) menyatakan karakteristik edible film standar mempunyai persen pemanjangan 1050%. Nilai persen pemanjangan (elongasi) yang mendekati syarat edible film standar, yaitu komposisi I dengan nilai persen elongasi lebih dari 10%.
Analisis Termal Analisis termal dilakukan dengan menggunakan instrumen analisis DSC yang bertujuan untuk mengetahui fase-fase transisi pada edible film. Pengujian sifat termal meliputi pengujian suhu transisi kaca (Tg) dan suhu pelelehan (Tm). Analisis DSC dilakukan berdasarkan pemilihan edible film yang memiliki nilai kuat tarik dan bobot jenis yang tinggi serta permeabilitas yang rendah. Gambar 11 merupakan termogram hasil pengukuran DSC edible film komposisi C (pati tapioka 80%, agar kertas 10%, gliserol 5%, dan limonena 5%) yang menunjukkan suhu leleh edible film sebesar 81.26 ºC. Suhu leleh edible film komposisi G (pati tapioka 80%, agar kertas 5%, gliserol 10%, dan limonena 5%) yaitu, 78.78 ºC (Gambar 12). Puncak tunggal suhu leleh yang diperoleh menunjukkan edible film telah homogen.
Gambar 11
Termogram edible film dengan komposisi pati tapioka:agar kertas:gliserol:limonena (80:10:5:5) (%b/b)
Menurut Bertolini (2010), suhu leleh pati berada pada kisaran 80130 ºC. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ross et al. (2005), suhu leleh agar berada pada rentang kisaran 7787 ºC. Komposisi G memiliki nilai suhu leleh yang lebih kecil daripada komposisi C, karena konsentrasi gliserol pada komposisi G lebih tinggi dibanding komposisi C. Figuly (2004), menyatakan bahwa pemlastis dapat menurunkan suhu leleh edible film karena interaksi rantai polimer yang semakin menurun menyebabkan derajat kebebasan rantai polimer meningkat dan pergerakan rantai polimer pun semakin tinggi sehingga suhu pelelehannya semakin kecil. Selain itu, nilai kuat tarik dan bobot jenis juga memengaruhi nilai suhu leleh edible film. Komposisi C memiliki nilai kuat tarik
14
dan bobot jenis lebih tinggi daripada komposisi G. Analisis DSC tidak menunjukkan adanya transisi kaca. Suhu transisi kaca dideteksi oleh puncak yang berbentuk seperti anak tangga dan menunjukkan terjadinya peralihan bentuk dari kaca ke karet (Gonzales et al. 1999).
Gambar 12
Termogram edible film dengan komposisi pati tapioka:agar kertas:gliserol:limonena (80:5:10:5) (%b/b)
Analisis Morfologi Analisis morfologi dilakukan untuk mengetahui kehomogenan edible film. Edible film yang dianalisis menggunakan SEM, yaitu komposisi C (pati tapioka 80%, agar kertas 10%, gliserol 5%, dan limonena 5%) yang menunjukkan permukaan homogen secara kasat mata dan memiliki nilai kuat tarik tertinggi. Hasil SEM (Gambar 13a) pada perbesaran 150× menunjukkan gelembung udara. Pada perbesaran foto SEM 5000× (Gambar 13b) semakin terlihat adanya gelembung udara dan kerutan-kerutan yang terbentuk. Kerutan ini disebabkan oleh perbedaan tekanan yang diberikan ketika mencetak film pada pelat mika. Foto SEM yang dilakukan oleh Ross et al. (2005), pada film agar juga menunjukkan adanya gelembung udara. Selain itu, hasil SEM tidak menunjukkan adanya granula antara pati dan agar, dan tidak ada perbedaan antara bahan penyusunnya sehingga film yang terbentuk dapat dikatakan homogen. Hal ini didukung dengan hasil analisis termal yang menunjukkan adanya puncak tunggal suhu leleh.
15
(a)
(b)
Gambar 13 Hasil foto SEM pada permukaan edible film dengan perbesaran 150× (a) dan 5000× (b)
Permeabilitas Uap Air Permeabilitas uap air merupakan salah satu faktor penting dalam pengemasan pangan, untuk mengetahui masa simpan suatu produk pangan dan menentukan bahan pangan yang sesuai dikemas oleh edible film tersebut. Nilai WVP yang semakin tinggi menunjukkan kualitas edible film yang kurang baik untuk dijadikan bahan pengemas pangan. Nilai WVP dipengaruhi oleh RH, temperatur, aw, ketebalan, jenis, dan konsentrasi pemlastis serta sifat bahan penyusun edible film. Lampiran 7 menunjukkan hasil pengukuran WVP edible film pada tiap komposisi.
WVP (x10-9 g s-1 m-1 Pa-1)
5,00 4,80 4,60 4,40 4,20 4,00 0:10 (A)
2.5:7.5 (B)
5:5 (C)
7.5:2.5 (D)
10:0 (E)
Gliserol:limonena (%b/b)
Gambar 14 Pengaruh komposisi gliserol dan limonena terhadap permeabilitas uap air edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan agar kertas 10% Komposisi C (Gambar 14) dengan konsentrasi limonena dan gliserol yang sama (5:5) (%b/b) memiliki nilai WVP yang paling rendah yaitu 4.0640×10-9 g s-1
16
m-1 Pa-1 sedangkan komposisi I dengan nilai WVP yang paling tinggi sebesar 4.8577×10-9 g s-1 m-1 Pa-1. Hasil tersebut menunjukkan bahwa gliserol adalah komponen yang paling berpengaruh terhadap nilai WVP edible film. Hal ini terlihat dari nilai WVP dengan komposisi gliserol yang tetap (komposisi E-I) memiliki kisaran nilai WVP lebih tinggi daripada komposisi agar kertas tetap (komposisi A-E). Gontard et al. (1993) menyatakan penambahan pemlastis menyebabkan kerapatan molekul berkurang, dan terbentuk ruang bebas pada film yang memudahkan difusi gas dan uap air.
WVP (x10-9 g s-1 m-1 Pa-1)
5,00 4,80 4,60 4,40 4,20 4,00 10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
5:5 (G)
2.5:7.5 (H)
0:10 (I)
Agar kertas:limonena (%b/b)
Gambar 15 Pengaruh komposisi agar kertas dan limonena terhadap permeabilitas uap air edible film dengan konsentrasi pati tapioka 80% dan gliserol 10% Agar memiliki struktur jaringan tiga dimensi padat yang menyebabkan film agar memiliki nilai WVP lebih rendah daripada film pati meskipunnya lebih hidrofilik daripada film pati. Semakin banyak konsentrasi agar kertas yang ditambahkan, interaksi antarmolekul pati dan agar akan semakin kuat, sehingga volume berkurang dan jarak antar molekul film semakin dekat. Akibatnya molekul air sulit terdifusi ke dalam film dan nilai WVP menjadi turun (Wu et al. 2009). Pada Gambar 15, komposisi E ke komposisi I mengalami kenaikan nilai WVP dengan meningkatnya konsentrasi limonena. Menurut Arrieta et al. (2013), limonena dapat menurunkan nilai permeabilitas uap air edible film karena sifatnya yang hidrofobik (tidak suka air). Tetapi pada penelitian ini, limonena kurang berpengaruh terhadap nilai WVP edible film yang dihasilkan, hal ini dimungkinkan karena konsentrasinya yang kecil. Seperti yang telah di sebutkan di atas, salah satu faktor yang memengaruhi nilai WVP yaitu sifat bahan penyusun edible film atau dengan kata lain perbandingan antara bagian hidrofilik dan hidrofobik komponen film.
17
Uji Aplikasi Uji aplikasi pada edible film dilakukan untuk mengetahui pengaruh pelapisan film terhadap ketahanan suatu bahan pangan. Buah yang digunakan yaitu, stoberi dengan tingkat kematangan yang hampir sama dan dilakukan 2 kali ulangan. Pengamatan diamati setiap 24 jam selama 5 hari. Hasil pengamatan uji aplikasi edible film pada berbagai komposisi dapat dilihat pada Lampiran 8. Pada hari ke-1 dan ke-2 terlihat buah stroberi yang dilapisi oleh edible film masih memperlihatkan keadaan buah yang baik dibandingkan kontrol yang telah mengalami kebusukan pada hari ke-1. Setelah hari ke-2, buah stroberi terlihat mulai mengalami proses pembusukan pada beberapa komposisi edible film. Pembusukan ini terjadi karena tumbuhnya bakteri pada bahan pangan dan kelembaban lingkungan juga menentukan kecepatan proses pembusukan. Komposisi C (pati tapioka 80%, agar kertas 10%, gliserol 5%, dan limonena 5%) memiliki nilai WVP yang paling kecil, sehingga film tersebut mampu mempertahankan keawetan lebih lama (3 hari) dibandingkan dengan komposisi lainnya. Edible film yang dihasilkan terbukti mampu menahan penguapan kadar air pada buah stroberi dan dapat mempertahankan tekstur buah stroberi lebih lama dibandingkan dengan kontrol yang tidak dilapisi edible film.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Edible film komposit pati tapiokaagar kertas terplastisasi gliserol dan limonena memiliki ketebalan dengan perbedaan yang tidak signifikan. Penambahan agar pada edible film meningkatkan nilai bobot jenis dan kuat tarik, tetapi nilai persen elongasi dan permeabilitas uap air menurun. Persen elongasi meningkat dengan bertambahnya konsentrasi gliserol dan limonena. Komposisi agar kertas:gliserol:limonena (10:5:5) (%b/b) merupakan komposisi terbaik karena memiliki nilai bobot jenis, dan kuat tarik yang tinggi serta WVP yang rendah. Hasil DSC pada komposisi agar kertas:gliserol:limonena (10:5:5) (%b/b) dan komposisi agar kertas:gliserol:limonena (5:10:5) (%b/b) menunjukkan nilai suhu leleh dari edible film yang homogen dengan munculnya puncak tunggal suhu leleh dan didukung oleh hasil foto SEM yang memperlihatkan bahan penyusun edible film tersebar secara merata. Pada aplikasi terhadap buah stroberi komposisi agar kertas:gliserol:limonena (10:5:5) (%b/b) mampu mempertahankan keawetan buah selama 3 hari.
Saran Perlu dilakukan optimasi pada proses pengadukan edible film sehingga film yang terbentuk lebih homogen. Pemilihan komposisi penyusun edible film perlu dicermati dengan melihat sifat dari masing-masing penyusunnya supaya menghasilkan film yang memiliki kuat tarik dan bobot jenis yang tinggi serta
18
persen elongasi yang besar.Selain itu perlu adanya tahap pencirian lainnya yaitu, pengukuran permeabilitas edible film terhadap oksigen dan karbondioksida, analisis XRD, dan analisis organoleptik.
DAFTAR PUSTAKA Agusta KD. 2014. Edible film komposit pati tapioka terplastisasi sorbitol, natrium alginat, dan limonena. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Amalina YN. 2013. Edible film pati tapioka terplastisasi gliserol dengan penambahan agar. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Arrieta MP, Lopez J, Ferrandiz S, Peltzer MA. 2013. Characterization of PLAlimonene blends for food packaging applications. J Poly Test. 32:760– 768.doi:10.1016/j.polymertesting.2013.03.016. [ASTM] America Society for Testing and Materials. 1995. Standart Test Methods for Water Vapor Transmission of Materials. E96-95. Philadelphia (US): ASTM. [ASTM] America Society for Testing and Materials. 2005. Standard Test Methods for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting. Philadelphia (US): ASTM. [AOAC] Association of Official Analytical Chemist. 2006. Official Methods of AOAC International. Edisi ke-14. Arlington (US): Association of Official Analytical Chemist. [BPPT]. 2001. Teknologi Tepat Guna Pengolahan Minyak Kulit Jeruk. Sumatra Barat (ID): Dewan Ilmu Pengetahuan. Bertolini AC. 2010. Starches: Characterization, Properties, and Applications. Boca Raton (US): CRC Pr. Chaplin M. 2006. Starch as an ingredients: manufacture and applications. Eliasson AC, editor. Boca Raton (US): CRC Pr. Dyanzini AM. 2012. Pencirian plastik antioksidan paduan poli(asam laktat)lilin lebah dengan penambahan pemlastis polietilena glikol. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Figuly. 2004. Processing of polyhydroxyalkanoates using a nucleant and a plasticizer. U.S. Patent 6.774.158. Gontard N, Guilbert S, Cuq J. 1993. Water and glycerol as plasticizers affect mechanical and water vapor barrier properties of an edible wheat gluten film. J. Food Sci. 58:206-211.doi:10.1111/j.1365-2621.1993.tb03246.x Gonzales MF, Ruseckaite RA, Cuadrado TR. 1999. Structural changes of polylacticacid (PLA) microspheres under hydrolytic degradation. J Appl Polym Sci. 71:1223-1230.doi:10.1002/(SICI)10974628(19990222)71:8<1223::AID-APP2>3.0.CO;2-I Hasanah N. 2012. Pembuatan dan pencirian plastik pati tapioka dengan pemlastis gliserol. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Jagadish RL, Mujaheddin, Sheshappa RK, Guru GS. 2012. Miscibility studies of Agar-Agar/Starch blends using Various Techniques. IJRPC. 2(4): 1049-1056.
19
Karbowiak T, Debeaufort F, Champion D dan Voilley A. 2006. Weeting Properties at The Surface of Iota-carrageenan-based edible films. J of Colloid and Interface Sci. 294 (2006):400–410.doi:10.1016/j.jcis.2005.07.030. Kemala T, Fahmi MS, Achmadi SS. 2010. Pembuatan dan pencirian paduan polistirena-pati. Indones J Mat Sci. 12(1):30-35. Krochta JM, McHugh TH. 1994. Sorbitol vs glyserol plastisized wheyprotein edible film: Integrated oxygen permeability and tensile propertyevaluation. J Agric Food Chem. 42(4): 841-845.doi:10.1021/jf00040a001. Krochta JM, McHugh TH. 1997. Edible and biodegradable polymer films: Challenges and opportunities. Food Techno. 51(2):61-74. Labropoulos KC, Niesz DE, Danforth SC, Kevrekidis PG. 2002. Dynamic rheology of agar gels: theory and experiment. Part I. Development of a rheological model. Carbohydr Poly. (50):393–406.doi:10.1016/S01448617(02)00084-X. Mali S, Grossmann MA, Garcia, Martino MN, Zaritzky NE. 2005. Mechanical and thermal properties of yam starch films. J Food Hydrocolloids. 19:157164.doi:10.1016/j.carbpol.2005.01.003. Murphy P. 2006. Starch: manufacture and structure. Eliasson AC, editor. Manchester (UK): CRC Pr. Phan D, Debeaufort F, Voilley A, Luu D. 2009. Biopolymer interactions affect the functional properties of edible films based on agar, cassava starch and arabinoxylan blends. J of Food Engineer. 90:548– 558.doi:10.1016/j.jfoodeng.2008.07.023. Ross KA, Pyrak-Nolte LJ, Campanella OH. 2005. The effect of mixing conditions on the material properties of an agar gel-microstructural and macrostructural considerations. Food Hydrocolloids. 20(40):1-9.doi:10.1016/j.foodhyd. 2005.01.007. Sarifudin A. 2013. Pembuatan dan pencirian bioplastik dari tepung singkong dan natrium alginat dengan aditif limonena kulit jeruk. [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. [SNI] Standar Nasional Indonesia. 1994. Cara Uji Makanan dan Minuman. Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional. Syamsu K, Hartoto L, Fauzi AM, Suryani A, Rais D. 2007. Peran PEG 400 dalam pembuatan lembaran bioplastik polihidroksialkanoat yang dihasilkan oleh Ralstonia eutropha dari substrat hidrolisatpati sagu. J Il Pertan Indones. 12(2): 63-68. Wijana S, Nurika I, Habibah E. 2009. Analisis kelayakan kualitas tapioka berbahan baku gaplek (Pengaruh asal gaplek dan kadar kaporit yang digunakan). J Tekno Pertan. 10(20):97-105. Ying W, Geng F, Chang PR, Yu J, Maa X. 2009. Effect of agar on the microstructure and performance of potato starch film. Carbohydr Poly. (76):299– 304.doi:10.1016/j.carbpol.2008.10.031.
LAMPIRAN Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Pembuatan Edible Fiilm
Pati Tapioka
Gliserol (%b/b) 0, 2.5, 5, 7.5, dan 10
Agar kertas (10%)
Pati Tapioka
Limonena (%b/b) 0, 2.5, 5, 7.5, dan 10
Agar kertas (%b/b) 0, 2.5, 5, 7.5, dan 10
Gliserol (10%)
Limonena (%b/b) 0, 2.5, 5, 7.50, dan 10
Edible Film Pati tapiokaAgar kertasGliserol Limonena
Bobot Jenis
Uji Aplikasi
Uji Tarik
Permeabilitas Uap Air \
DSC
SEM
2121
Lampiran 2 Data kadar air pati tapioka
Ulangan
Bobot cawan kosong (g)
1 2 3
21.6603 21.6603 21.6603
Bobot awal pati (g) 2.0073 2.0073 2.0073
Bobot cawan + pati kering (g)
Bobot akhir pati (g)
Kadar air (%)
23.4178 23.4147 23.4088
1.7575 1.7544 1.7485
12.44 12.60 12.89
Contoh perhitungan: Bobot akhir = (bobot cawan + pati kering) – bobot cawan kosong = 23.4178 – 21.6603 g = 1.7575 g ( ) ( ) ( ) ( ) (
)
(b/b)
Lampiran 3 Data kadar abu pati tapioka Ulangan 1 2 3
Bobot cawan kosong (g) 25.9679 25.9679 25.9679
Bobot awal pati (g) 2.0092 2.0092 2.0092
Bobot cawan berisi abu (g) 25.9694 25.9700 25.9695
Contoh perhitungan: ( ) ( )
(
)
(b/b)
Kadar abu (%) 0.07 0.10 0.08
1 22
Lampiran 4 Data ketebalan edible film Tebal Ulangan
Lakban
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Rerata (mm)
3 lapis (mm) 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400 0.8400
0:10 (A) 0.0500 0.0550 0.0500 0.0550 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0510
Gliserol:limonena (%) 2.5:7.5 5:5 7.5:2.5 (B) (C) (D) Agarkertas 10% 0.0500 0.0500 0.0490 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0510 0.0500 0.0500 0.0510 0.0500 0.0500 0.0510 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0490 0.0500 0.0510 0.0490 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0504 0.0497
10:0 (E) 0.0550 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0550 0.0550 0.0500 0.0500 0.0515
Agar kertas:limonena (%) 7.5:2.5 5:5 2.5:7.5 0:10 (F) (G) (H) (I) Gliserol 10% 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0500 0.0550 0.0500 0.0500 0.0550 0.0550 0.0550 0.0550 0.0500 0.0550 0.0550 0.0510 0.0550 0.0500 0.0550 0.0550 0.0550 0.0500 0.0550 0.0550 0.0550 0.0550 0.0550 0.0500 0.0550 0.0550 0.0500 0.0500 0.0500 0.0550 0.0550 0.0500 0.0500 0.0500 0.0550 0.0516 0.0525 0.0530 0.0535
Contoh Perhitungan : Rerata =
=
∑
= 0.0497
123
Lampiran 5 Data bobot jenis edible film Konsentrasi agar kertas:gliserol: limonena (%) 10:0:10 (A) 10:2.5:7.5 (B) 10:5:5 (C) 10:7.5:2.5 (D) 10:10:0 (E) 7.5:10:2.5 (F) 5:10:5 (G) 2.5:10:7.5 (H) 0:10:10 (I)
W0
W1
W2
W3
D
15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056 15.8056
15.8095 15.8095 15.8094 15.8090 15.8089 15.8091 15.8093 15.8095 15.8094 15.8090 15.8089 15.8090 15.8095 15.8097 15.8097 15.8091 15.8089 15.8088 15.8097 15.8098 15.8095 15.8098 15.8099 15.8100 15.8108 15.8106 15.8107
40.6990 40.6989 40.6989 40.6990 40.6991 40.6990 40.6995 40.6998 40.6997 40.6990 40.6991 40.6991 40.6990 40.6992 40.6991 40.6986 40.6986 40.6985 40.6986 40.6985 40.6985 40.6985 40.6983 40.6982 40.6980 40.6980 40.6981
40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973 40.6973
1.7641 1.6874 1.7189 1.9901 2.1890 1.9348 2.4541 2.7714 2.7004 1.9901 2.1890 2.1144 1.7641 1.8545 1.7739 1.5833 1.6420 1.5923 1.4574 1.3934 1.4376 1.3934 1.2970 1.2514 1.1504 1.1576 1.1807
Suhu pada saat percobaan 28 °C = 0.99567 g mL-1 = 0.00125 g mL-1 Contoh Perhitungan : [
( (
) )
(
)
]
[
]
Drata-rata
1.7235
2.0380
2.6420
2.0978
1.7975
1.6059
1.4295
1.3139
1.1629
24 2
( (
) ) (
)
= 1.5833 g mL-1 ∑
Drerata = =
(
= 1.6059 g mL-1
)
× (0.995670.00125) + 0.00125
325
Lampiran 6 Hasil analisis kuat tarik dan persen elongasi Konsentrasi Panjang (mm) agar kertas :gliserol akhir :limonena awal (%) 70.00 73.90 10:0:10 70.00 74.34 (A) 70.00 74.06 70.00 72.65 10:2.5:7.5 70.00 72.35 (B) 70.00 72.71 70.00 71.49 10:5:5 70.00 71.50 (C) 70.00 71.40 70.00 72.60 10:7.5:2.5 70.00 72.38 (D) 70.00 72.34 70.00 73.97 10:10:0 70.00 74.20 (E) 70.00 74.54 70.00 75.39 7.5:10:2.5 70.00 75.36 (F) 70.00 74.95 70.00 77.22 5:10:5 70.00 77.79 (G) 70.00 77.93 70.00 78.06 2.5:10:7.5 70.00 77.83 (H) 70.00 78.05 70.00 82.10 0:10:10 70.00 81.54 (I) 70.00 81.27 Contoh Perhitungan : Lebar Tebal Panjang mula-mula (L0) Kuat tarik
=
Rerata Elongasi elongasi (%) (%) 5.57 6.20 5.80 3.78 3.36 3.87 2.13 2.14 2.00 3.71 3.40 3.34 5.67 6.00 6.49 7.70 7.67 7.07 10.32 11.12 11.33 11.52 11.19 11.50 17.29 16.48 16.10
5.86
3.67
2.09
3.48
6.05
7.48
10.92
11.40
16.62
Fmaks (N)
Kuat Tarik (MPa)
7.4848 7.3380 6.7225 6.5907 6.7761 6.5282 6.4002 9.1341 9.1341 8.8350 8.8350 9.0886 9.2914 9.2914 14.3730 14.2589 14.5207 14.4055 14.1392 13.8633 13.7533 8.5537 8.6053 9.8748 9.9344 9.2587 9.1811 9.2365 7.1071 6.9001 6.9066 6.7054 6.7624 6.8820 6.6816 6.2084 6.0159 6.0864 5.8977 6.1691 6.8047 6.5937 5.4663 5.2060 6.2753 5.9765 5.9081 6.8688 6.5417 5.3370 5.0349 4.5104 4.2551 4.8196 5.4788 5.1687 3.8153 3.5657 3.5983 3.3629 3.6916 4.4364 4.1462
: 20 mm : 0.0493 mm : 70 mm
=(
Rerata Kuat Tarik (MPa)
)
= 6.0159 MPa
4 26
Rerata Kuat tarik
= =
% Elongasi
= 6.1691 MPa
= =
100 % (
= 7.70 % Rerata % Elongasi
= = = 7.48%
)
100 %
1
Lampiran 7 Data laju transmisi dan permeabilitas uap air edible film Bobot yang hilang (gram) Jam ke1 2 3 4 5 Rerata
Jam ke1 2 3 4 5 Rerata
0:10 (A) 0.2634 0.2151 0.2359 0.2568 0.2308 0.2404
0:10 (A) 0.1082 0.0884 0.0969 0.1055 0.0948 0.0988
Gliserol:limonena (%) 2.5:7.5 (B) 5:5 (C) 7.5:2.5 (D) Agar kertas 10% 0.2244 0.1985 0.2484 0.2346 0.2475 0.2124 0.2748 0.2440 0.2423 0.2408 0.2387 0.2370 0.2154 0.2397 0.2463 0.2380 0.2337 0.2373
10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
0.2224 0.2228 0.2697 0.2651 0.2503 0.2461
0.2465 0.2437 0.2336 0.2662 0.2448 0.2470
Agar kertas:limonena (%) 5:5 (G) 2.5:7.5 (H) Gliserol 10% 0.2240 0.2517 0.2542 0.2378 0.2554 0.2647 0.2514 0.2395 0.2546 0.2600 0.2479 0.2507
Water vapor transmission rate (WVTR) (g s-1 m-2) Gliserol:limonena (%) Agar kertas:limonena (%) 2.5:7.5 (B) 5:5 (C) 7.5:2.5 (D) 10:0 (E) 7.5:2.5 (F) 5:5 (G) 2.5:7.5 (H) Agar kertas10% Gliserol 10% 0.0922 0.0816 0.1021 0.0914 0.1013 0.0920 0.1034 0.0964 0.1017 0.0873 0.0916 0.1001 0.1044 0.0977 0.1129 0.1003 0.0996 0.1108 0.0960 0.1049 0.1088 0.0989 0.0981 0.0974 0.1089 0.1094 0.1033 0.0984 0.0885 0.0985 0.1012 0.1029 0.1006 0.1046 0.1068 0.0978 0.0960 0.0975 0.1011 0.1015 0.1018 0.1030
0:10 (I) 0.2489 0.2561 0.2686 0.2773 0.2648 0.2631
0:10 (I) 0.1023 0.1052 0.1104 0.1139 0.1088 0.1081
27
2 28
Jam ke-
1 2 3 4 5 Rerata
0:10 (A) 4.6349 3.7868 4.1509 4.5193 4.0609 4.2323
Water vapor permeability (WVP) (× 10-9 g s-1 m-1 Pa-1) Gliserol:limonena (%) Agar kertas:limonena (%) 2.5:7.5 (B) 5:5 (C) 7.5:2.5 (D) 10:0 (E) 7.5:2.5 (F) 5:5 (G) 2.5:7.5 (H) Agar kertas 10% Gliserol 10% 3.8721 3.4544 4.2622 3.9537 4.3904 4.0569 4.6030 4.0485 4.3053 3.6443 3.9623 4.3384 4.6037 4.3493 4.7414 4.2460 4.1578 4.7929 4.1607 4.6257 4.8434 4.1535 4.1529 4.0660 4.7107 4.7415 4.5552 4.3804 3.7167 4.1698 4.2246 4.4511 4.3601 4.6125 4.7544 4.1073 4.0640 4.0701 4.3733 4.3991 4.4890 4.5852
Contoh perhitungan :
()
(
)
(
)
( -
)
× 0.0000510 m
= 4.6349 × 10-9 g s-1 m-1 Pa-1
0:10 (I) 4.5970 4.7273 4.9610 5.1183 4.8891 4.8577
1
Lampiran 8 Hasil uji aplikasi edible film pada buah stroberi selama 5 hari Hari ke-
Kontrol
0:10 (A)
Gliserol:limonena (%) 2.5:7.5 (B) 5:5 (C) 7.5:2.5 (D) Agar kertas 10%
10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
Agar kertas:limonena (%) 5:5 (G) 2.5:7.5 (H) Gliserol 10%
0:10 (I)
0
1
2
29
2 30
Hari ke3
4
5
Kontrol
0:10 (A)
Gliserol:limonena (%) 2.5:7.5 (B) 5:5 (C) 7.5:2.5 (D) Agar kertas 10%
10:0 (E)
7.5:2.5 (F)
Agar kertas:limonena (%) 5:5 (G) 2.5:7.5 (H) Gliserol 10%
0:10 (I)
1
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jember pada tanggal 19 Oktober 1992 dari ayah Endro Suyoso dan ibu Emi Susmawati. Penulis adalah putri pertama dari dua bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri Kalisat dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Polimer tahun ajaran 2013/2014, asisten praktikum KimiaB TPB tahun ajaran 2013/2014, asisten praktikum Kimia Anorganik Layanan tahun ajaran 2013/2014, asisten praktikum Kimia Biologis tahun ajaran 2013/2014, dan asisten praktikum Kimia Anorganik tahun ajaran 2013/2014. Bulan JuliAgustus 2013 penulis melaksanakan Praktik Lapangan di Balai Besar Kimia dan Kemasan (BBKK) dengan judul Verifikasi Metode Uji Kadar Krom pada Mainan Karet Bunyi menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom. Penulis juga aktif dalam organisasi Ikatan Mahasiswa Kimia (Imasika) menjabatsebagaiSekretaris bidang Peningkatan Kualitas dan Keprofesian Mahasiswa (PK2M) tahun ajaran 2011/2012 dan kepanitiaan yang diselenggarakan oleh BEM KM IPB dan BEM FMIPA IPB. Selain itu, penulis juga mendapatkan beasiswa Peningkatan Prestasi Akademik (PPA) pada tahun 20112012 dan Bantuan Belajar Mahasiswa (BBM) pada tahun 20122014.
