FRAKSINASI DAN ASETILASI PATI SAGU (Metroxylon sagu Rottb.) SERTA APLIKASI PRODUKNYA SEBAGAI BAHAN CAMPURAN PLASTIK SINTETIK
INDAH YULIASIH F326010011
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini, saya menyatakan bahwa Disertasi yang berjudul “Fraksinasi dan Asetilasi Pati Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) serta Aplikasi Produknya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik” adalah karya saya sendiri dengan arahan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 Disertasi ini. Bogor, April 2008 Yang Menyatakan
Indah Yuliasih NRP. F 326010011
INDAH YULIASIH. Fraksinasi dan Asetilasi Pati Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) serta Aplikasi Produknya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik. Dibawah bimbingan Tun Tedja Irawadi, Illah Sailah, Hardaning Pranamuda, Krisnani Setyowati dan Titi Candra Sunarti.
RINGKASAN Indonesia sebagai negara tropis memiliki keunggulan dalam keragaman sumber pati. Salah satu sumber pati yang potensial di Indonesia adalah tanaman sagu. Pati sagu dapat diaplikasikan sebagai bahan baku industri, baik pangan maupun non pangan. Salah satu aplikasinya adalah sebagai sumber biopolimer untuk campuran dengan plastik sintetik. Karakteristik pati sangat menentukan sifat pembentukan film yang dibuat dari campuran pati dengan plastik sintetik. Kandungan amilosa dalam pati juga sangat menentukan sifat pembentukan film campuran tersebut. Menurut Nisperos-Carriedo (1994) di dalam Krochta et al. (1994), untuk membentuk film dan gel yang kuat, digunakan pati dengan kandungan amilosa yang tinggi. Selain itu, karakteristik termoplastik pati dapat ditingkatkan dengan melakukan modifikasi pati. Menurut Vilpoux dan Averous (2006), modifikasi pati secara esterifikasi (asetilasi) dilakukan untuk meningkatkan karakteristik termoplastik pati, seperti sifat hidrofobik dan kristalinitas. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan pati sagu termodifikasi yang mempunyai sifat pembentukan film dan mempunyai kesesuaian dengan plastik sintetik. Penelitian ini dibagi menjadi empat tahap. Tahap pertama, karakterisasi sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia (Riau, Jawa Barat, Kalimantan Selatan, Sulawesi Utara dan Irian Jaya). Tahap kedua, proses fraksinasi pati sagu, yang dilakukan dengan memodifikasi suhu pemanasan suspensi pati (85, 90 dan 95°C) dan konsentrasi butanol sebagai senyawa pengompleks (8,3; 10,0 dan 12,5) secara bertahap. Tahap ketiga, proses asetilasi yang dilakukan dengan memodifikasi suhu (30, 35, 40 dan 45°C) dan lama waktu reaksi asetilasi (15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 dan 120 menit) secara bertahap. Tahap keempat, aplikasi pati sebagai bahan campuran plastik sintetik, dilakukan dengan cara blending PP dengan pati sagu dan modifikasinya, dengan perbandingan 9 : 1 menggunakan rheomix pada suhu 200 – 210 °C dan kecepatan putar 40 rpm selama 5 – 7 menit. Sifat fisikokimia dan fungsional pati sagu yang dianalisis dalam penelitian ini menunjukkan kadar pati yang tinggi (> 90 % bk) dan komponen minor (seperti lemak dan protein) yang kecil (< 5 % bk), ukuran granula (rata-rata) berkisar 54,83 – 86,13 µm, nilai L (tingkat kecerahan) bubuk pati berkisar 72,20 – 91,31 %, kelarutan dan swelling power pada suhu 70°C berturut-turut berkisar 22,41 – 33,83 % dan 33,68 – 59,57 %, kejernihan pasta pati 1 % berkisar 33,90 – 76,10 % T, freeze-thaw stability berkisar 81,67 – 93,33 % sineresis, dan oil retention capacity berkisar 5,33 – 6,50 %. Proses fraksinasi dan asetilasi dilakukan terhadap pati sagu Jawa Barat (Jabar). Kadar pati dan amilosa pati sagu Jabar (96,12 % bk dan 26,19 %) lebih tinggi dibandingkan pati sagu dari daerah lainnya (< 95 % bk dan < 25 %), serta memiliki kadar lemak dan protein yang rendah (0,51 dan 1,82 % bk). Hasil analisis visco amilograph menunjukkan nilai setback (497 cP) lebih rendah dibandingkan pati sagu dari daerah lainnya, yang menunjukkan sifat retrogradasinya rendah.
Pada proses fraksinasi, peningkatan suhu pemanasan suspensi pati dari 85 menjadi 90°C dapat meningkatkan rendemen amilosa sekitar 43 %, dari 24,16 menjadi 34,64 %, namun peningkatan suhu pemanasan suspensi pati lebih lanjut (sampai suhu 95°C) hanya mampu meningkatkan rendemen amilosa sekitar 24 %, dari 24,16 menjadi 29,96 %. Peningkatan konsentrasi butanol sebagai senyawa pengkompleks dari 8,3 menjadi 12,5 % dapat meningkatkan rendemen amilosa hasil fraksinasi dari 30,31 menjadi 39,21 %. Kondisi proses fraksinasi terbaik adalah pada suhu pemanasan suspensi 90°C dan konsentrasi butanol sebagai senyawa pengkompleks 10 %. Fraksi amilosa yang dihasilkan menunjukkan kroma-togram dengan satu puncak. Sifat fungsional amilosa hasil fraksinasi, seperti kelarutan dan swelling power pada suhu 70°C relatif lebih rendah, sedangkan nilai freeze-thaw stability dan oil retention capacity relatif lebih tinggi dibandingkan pati alaminya. Pada proses asetilasi, peningkatan suhu reaksi asetilasi sampai 40°C menghasilkan rendemen pati sagu asetat yang sama, dengan nilai rata-rata 84,76 %. Peningkatan suhu lebih lanjut menghasilkan rendemen pati asetat yang lebih rendah, yaitu 78,59 %. Peningkatan lama waktu reaksi asetilasi cenderung menurunkan rendemen pati asetat, tetapi meningkatkan kadar asetil dan nilai DS-nya. Untuk mendapatkan pati asetat dengan nilai DS intermediate (0,5 – 1,8), kondisi proses asetilasi yang digunakan adalah pada suhu 40°C dan lama waktu reaksi asetilasi 75 menit. Pati asetat yang dihasilkan memiliki derajat substitusi (DS) 1,16, dimana pada nilai DS tersebut menunjukkan sifat fungsional seperti freeze-thaw stability dan ORC lebih tinggi, serta nilai WRC lebih rendah dibandingkan nilai DS lainnya. Namun sifat fungsional yang lain seperti kejernihan pasta lebih rendah dibandingkan nilai DS lain. Proses asetilasi pati alami dapat meningkatkan sifat fungsionalnya, seperti nilai frezee-thaw stability (dari 83,33 menjadi 75 % sineresis) dan oil retention capacity (dari 6,67 menjadi 8,87 %). Demikian juga dengan proses asetilasi amilosanya, dimana nilai frezee-thaw stability meningkat dari 83,33 menjadi 66,67 % sineresis, dan oil retention capacity meningkat dari 6,67 menjadi 16,33 %. Dalam aplikasi pati dan modifikasinya sebagai bahan campuran plastik sintetik, campuran PP dengan pati asetat atau amilosa asetatnya menunjukkan sifat morfologi dan nilai tensile strength (kekuatan tarik) yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Campuran PP dengan amilosa asetat menunjukkan nilai E-modulus (elastisitas) lebih tinggi, yang berarti sifat elastisnya lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Campuran PP dengan pati asetat menunjukkan nilai strain at break (perpanjangan putus) dan nilai toughness lebih tinggi, yang berarti bahan tersebut lebih bersifat plastis, kuat dan dapat mengabsorbsi energi lebih besar sebelum putus (patah) dibandingkan dengan perlakuan lainnya. Hasil pengujian sifat biodegradable secara kualitatif menunjukkan adanya pertumbuhan mikroba Aspergillus sp. di sekitar lembaran plastik hasil campuran PP dengan pati dan modifikasinya (10 %), sedangkan di sekitar lembaran plastik PP murni tidak ada pertumbuhan mikroba. Berdasarkan hasil penelitian ini, didapatkan bahwa proses fraksinasi pati sagu (suhu pemanasan suspensi 90°C dan konsentrasi butanol 10 %), dan proses asetilasi dengan asetat anhidrida (suhu reaksi 40°C dan lama reaksi 75 menit) menghasilkan produk sebagai bahan campuran plastik sintetik (konsentrasi 10 %), sehingga campuran tersebut lebih mudah didegradasi oleh mikroba Aspergillus sp.
Kata kunci : pati sagu, fraksinasi, asetilasi, plastik sintetik
INDAH YULIASIH. 2008. The Fractionation and Acetylation of Sago Starch (Metroxylon sagu Rottb.), and Its Product Application as a Blending Material of Synthetic Plastics. Supervised by : Tun Tedja Irawadi, Illah Sailah, Hardaning Pranamuda, Krisnani Setyowati and Titi Candra Sunarti.
ABSTRACT Sago is one of potential starch sources in Indonesia. However, the sago starch has some weaknesses if the sago starch and synthetic polymer was directly blended. The modification of sago starch was carried out to improve the film formation properties in sago starch and polymer synthetic blending. Fractionation and acetylation have been proved to be two treatments in sago starch modification. The research indicated that the yield of amylose fraction was affected by increasing of the temperature of starch suspension and the concentration of buthanol as complexing agent. The temperature of starch suspension at 90 ºC with 10 % buthanol utilization were proved as suitable condition on fractionation process. On the other hand, the acetyl content was affected by increasing of the temperature and its duration of reaction. The best treatment for acetylation process were the temperature at 40 ºC and the duration of reaction at 75 min. These modification increased the oil retention capacity properties, which was showed by the ORC value. The ORC value of native sago starch, sago starch acetate, amylose fraction and amylose acetate were 6,50; 8,67; 7,67; and 16,33 % respectively. For its application as blending material of synthetic plastics showed that blending between polypropylene and sago starch acetate or amylose acetate of 10 % has more homogeneous surface morphology as showed by SEM. The tensile strength and Emodulus properties of blending between polypropylene and amylose acetate showed relatively higher than blending of polypropylene with another treatment of sago starch, and its showed elastic properties. On the other hand, the blending between polypropylene and sago starch acetate showed that the tensile strength ant strain at break properties were relatively higher compared to another treatments and its showed plastic properties. The sheet of blending between polypropylene and sago starch acetate showed the higher of absorption energy value (toughness properties) compared to another treatment. The result of qualitative biodegradability test showed that Aspergillus sp. was grown around the plastics sheet made from blending of polypropylene with native sago starch and its modification, which was not occurred in synthetic plastic sheet. The research results convince that 10 % of the sago modification product can be mixed with synthetic plastic. This mixture improves its characteristics to be easier to degrade by Aspergillus sp.
Keywords : sago starch, fractionation, acetylation, synthetic plastics
@ Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2008 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar bagi IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
FRAKSINASI DAN ASETILASI PATI SAGU (Metroxylon sagu Rottb.) SERTA APLIKASI PRODUKNYA SEBAGAI BAHAN CAMPURAN PLASTIK SINTETIK
INDAH YULIASIH F326010011
Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor Pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Penguji Luar Komisi Ujian Tertutup
: Prof. Dr. Ir. Abdul Aziz Darwis, MSc.
Penguji Luar Komisi Ujian Terbuka
: - Prof. Dr. Ir. Nadirman Haska - Dr. Ir. Raffi Paramawati, MSi.
Judul Disertasi : Fraksinasi dan Asetilasi Pati Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) serta Aplikasi Produknya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik Nama
: Indah Yuliasih
NRP
: F 326010011
Program Studi : Teknologi Industri Pertanian
Menyetujui, 1. Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS. Ketua
Dr. Ir. Illah Sailah, MS. Anggota
Dr. Hardaning Pranamuda Anggota
Dr. Ir. Krisnani Setyowati Anggota
Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, MSi. Anggota Mengetahui,
2. Ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian
Dr. Ir. Irawadi Jamaran
Tanggal Ujian : 2 April 2008
3. Dekan Sekolah Pascasarjana, IPB
Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS.
Tanggal Lulus : ………………………..
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia, rahmat dan ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Disertasi yang berjudul “Fraksinasi dan Asetilasi Pati Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) serta Aplikasi Produknya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik”. Dalam disertasi ini dibahas tentang karkateristik pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia, fraksinasi dan asetilasi pati sagu, serta aplikasi produknya sebagai bahan campuran plastik sintetik.
Penelitian dan penulisan disertasi dilakukan sejak
bulan Juli 2005. Penelitian dan penulisan disertasi ini dapat berjalan lancar berkat bimbingan dan dukungan dari Ketua Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS., dan Anggota Komisi Pembimbing : Dr. Ir. Illah Sailah, MS., Dr. Hardaning Pranamuda, Dr. Ir. Krisnani Setyowati, dan Dr. Ir. Titi Candra Sunarti, MSi., yang dengan penuh kesabaran mengarahkan dan memberikan masukanmasukan yang konstruktif. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada ketua Program Studi Teknologi Industri Pertanian Dr. Ir. Irawadi Jamaran atas arahannya, penguji luar komisi ujian tertutup Prof. Dr. Ir. Abdul Aziz Darwis, MSc., penguji luar komisi ujian terbuka Prof. Dr. Ir. Nadirman Haska, dan Dr. Ir. Raffi Paramawati, MSi., atas kesediaan dan koreksinya. Pada kesempatan ini, penulis juga menyampaikan terima kasih kepada jajaran pimpinan di Institut Pertanian Bogor yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menempuh pendidikan S3.
Terima kasih juga penulis
ucapkan kepada pegawai di lingkungan Departemen Teknologi Industri Pertanian yang telah membantu selama penelitian.
Kepada Ir. Dina Akyuni, penulis
mengucapkan terima kasih atas segala bantuan dan kerjasamanya selama penelitian. Kapada orang tua penulis ayahanda Drs. H. Laina Santosa dan ibunda Hj. Siti Ngaisyah, penulis ucapkan terima ksih yang sebasar-besarnya, yang telah banyak mengajarkan arti kehidupan untuk selalu bersyukur kepada Allah SWT. Kepada keluarga besar Ir. Umar Husein Zuna, penulis mengucapkan terima kasih
atas dukungannya. Kepada suami tercinta Ir. Helmi Yudiarsafran Zuna, MSi., ananda Muhammad Alwanluthfi Zuna, Muhammad Alwanrifqi Zuna dan Addinia Putri Zuna, penulis menyampaikan permohonan maaf yang sedalam-dalamnya karena telah menyita waktu dan mengurangi perhatian walau tidak mengurangi rasa kasih sayang. Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu, memberi dukungan dan kontribusi baik secara langsung maupun tidak langsung, yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu, penulis ucapkan terima kasih dan tiada balasan yang dapat disampaikan melainkan doa tulus semoga Allah SWT membalas amal baik yang telah diberikan agar senantiasa dalam lindungan-Nya. Tiada kesempurnaan selain kesempurnaan-Nya. Penulis mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak agar Disertasi ini menjadi lebih baik dan bermakna.
Bogor, April 2008 Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pasuruan pada tanggal 18 Juli 1970 sebagai anak ke lima dari enam bersaudara pasangan Drs. H. Laina Santosa dan Hj. Siti Ngaisyah. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar (SD) sampai Sekolah Menengah Atas (SMA) di Pasuruan dan meraih gelar Sarjana Teknologi Pertanian di Institut Pertanian Bogor pada tahun 1993.
Selanjutnya, penulis mendapat
kesempatan menempuh jenjang pendidikan Master (S2) pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Institut Pertanian Bogor dengan biaya dari TMPD (Tim Manajemen Program Doktor) pada tahun 1996. Pada tahun 2001, penulis kembali mendapat kesempatan melanjutkan studi pada jenjang Doktor (S3) pada Program Studi yang sama. Penulis sebagai staf pengajar di Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian – Institut Pertanian Bogor sejak tahun 1995. Selain sebagai staf pengajar, penulis sebagai auditor LPPOM MUI sejak tahun 1994 dan sebagai pengelola keuangan di Sekolah Pascasarjana – Institut Pertanian Bogor sejak tahun 2005. Pada tahun 1997, penulis menikah dengan Ir. Helmi Yudiarsafran Zuna, MSi yang berasal dari Palembang. Dari pernikahan ini, kami dikaruniai 3 orang anak. Anak pertama lahir tahun 1998, yang kami beri nama Muhammad Alwanluthfi Zuna. Anak kedua lahir pada tahun 1999, yang kami beri nama Muhammad Alwanrifqi Zuna. Dan anak ketiga lahir pada tahun 2002, yang kami beri nama Addinia Putri Zuna.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI …………………………………………………….........
i
DAFTAR TABEL ……………………………………………….........
iii
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………........
iv
DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………........
viii
I. PENDAHULUAN …………………………………………......... A. Latar Belakang ………………………………….................... B. Tujuan ……………………………………………………....... C. Ruang Lingkup Penelitian …...……………………............... D. Hipotesa …………………………………………………........
1 1 3 4 4
II. TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... A. Pati Sagu ………………………………………....................... B. Pemisahan Fraksi-Fraksi Pati …………................................ C. Modifikasi Pati …………………………………………......... D. Pati sebagai Bahan Campuran Plastik ………….................. E. Sifat Mekanik Bahan Polimer ................................................
5 5 11 14 16 18
III. METODOLOGI …………………………………........................ A. Karakterisasi Pati ………………………………………....... B. Fraksinasi ........................................................................... ..... C. Asetilasi .............................................................................. ..... D. Aplikasi ……………………….................................................
21 21 22 24 27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………........ A. Karakteristik Pati Sagu …………………………………...... 1. Mutu Pati Sagu ………………………………………........ 2. Sifat Fisiko-Kimia dan Fungsional Pati Sagu …………..... B. Fraksinasi Pati Sagu ……………………………………........ 1. Pengaruh Suhu Pemanasan Suspensi Pati ……………....... 2. Pengaruh Penambahan Butanol sebagai Senyawa Pengompleks ………………………………………........... C. Asetilasi Pati Sagu ............................................................. ..... 1 Pengaruh Suhu dan Lama Reaksi Asetilasi terhadap Rendemen, Kadar Asetil dan Nilai DS................................ 2. Pengaruh Nilai DS terhadap Sifat Fungsional Pati Asetat D. Karakteristik Pati Sagu dan Modifikasinya ......................... 1. Struktur Kimia dengan Spektrum Inframerah …………… 2. Sifat Thermal ……………………………………………... 3. Sifat Fisiko-Kimia dan Fungsional .....................................
28 29 29 31 41 45
i
48 51 54 57 63 63 66 68
Halaman E. Aplikasi Pati Sagu dan Modifikasinya sebagai Bahan Campuran Plastik Sintetik …………………………………. 1. Rheologi Selama Proses Pencampuran Plastik Sintetik dengan Pati Sagu dan Modifikasinya ……………………. 2. Karakteristik Campuran Plastik Sintetik dengan Pati Sagu dan Modifikasinya ………………………………………...
73 73 76
V. KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... A. Kesimpulan .............................................................................. B. Saran ........................................................................................
86 86 87
DAFTAR PUSTAKA …………………………...................................
88
LAMPIRAN ……………………………………………………..........
95
ii
DAFTAR TABEL No.
Judul
1.
Sifat fisik dan komposisi kimia berbagai jenis pati …................
7
2.
Kandungan amilosa dan amilopektin, serta Nilai Degree of Polymerization (DP) berbagai jenis pati ………………………
8
3.
Karakteristik gelatinisasi berbagai jenis pati …………………..
9
4.
Sifat-sifat pasta beberapa jenis pati ………………………........
10
5.
Beberapa sifat umum amilosa dan amilopektin .........................
11
6.
Hubungan antara kadar asetil dan derajat substitusi..................
16
7.
Daftar produsen EDPs di dunia yang berbasis bahan baku pati
17
8.
Contoh produk starch-based plastics yang diproduksi secara komersial ....................................................................................
17
9.
Karakteristik bahan polimer berdasarkan sifat mekanik ………
20
10.
Karakteristik mutu pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia
29
11.
Sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ……………………………………………
31
12.
Rendemen amilosa hasil fraksinasi pada suhu pemanasan suspensi pati dan konsentrasi larutan butanol yang berbeda …..
43
13.
Rendemen dan sifat fungsional amilosa hasil fraksinasi pada suhu pemanasan suspensi pati yang berbeda …………………..
47
14.
Rendemen dan sifat fungsional amilosa hasil fraksinasi pada konsentrasi butanol yang berbeda ……………………………..
50
15.
Rendemen, kadar asetil dan DS pati sagu asetat pada suhu dan lama waktu reaksi asetilasi yang berbeda …………………
54
16.
Hasil analisis sifat fungsional pati asetat berdasarkan nilai DS..
58
17.
Sifat thermal pati sagu dan modifikasinya .................................
67
18.
Sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dan modifikasinya
68
19.
Nilai loading point dan minimum point pada proses pencampuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya………...
75
20.
Rekapitulasi hasil pengujian kekuatan tarik campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya …………………………..
80
iii
Halaman
DAFTAR GAMBAR No.
Judul
1.
Ilustrasi tekstur film campuran pati alami dan plastik sintetik (Griffin, 1977) ……………………………………....................
2
2.
Tekstur film campuran pati alami dan plastik sintetik dengan metode SEM (Michler, 1992) ………………………………….
2
3.
Pati sagu (perbesaran 188 x) : a. cahaya normal; b. cahaya polarisasi (Moss, 1976 di dalam Radley, 1976) ……………….
5
4.
Scanning Electron Microscopy (SEM) pati sagu (Ahmad et al., 1999) …………………………………………………………...
6
5.
(a) Pola difraksi beberapa jenis pati dengan sinar X; (b) Pola difraksi pati sagu, tipe Ca (tipe C mendekati A), yaitu struktur antara biji-bijian (tipe A) dan umbi-umbian (tipe B) (Takeda et al., 1989) ………………. ………………..................................
8
6.
Diagram X-ray diffraction pati sagu (Ahmad et al., 1999) …...
9
7.
Diagram sifat-sifat pati sagu (Kaimuna, 1977) ..........................
10
8.
Struktur kimia : (a) amilosa dan (b) amilopektin .......................
11
9.
Pola amilograph dan perubahan bentuk granula pati selama proses gelatinisasi (Angela, 2001) …………………………….
12
10.
Grafik persentase amylose leached selama pemanasan pati (Whistler et al., 1984) ………………………………………....
12
11.
Perubahan granula pati selama pemanasan dan pendinginan (Whistler et al., 1984) …………………………………………
13
12.
Diagram alir pemisahan fraksi amilosa dan amilopektin dengan metode hot-water soluble/HWS (Mizukami et al., 1999) ……...................................................................................
14
13.
Struktur kimia pati asetat (de Graaf et al., 1995) ..............
16
14.
Kurva tegangan-regangan (stress-strain) bahan termoplastik (Billmeyer, 1971) ……………………………………………...
19
15.
Kurva tegangan-regangan (stress-strain) untuk empat tipe bahan polimer (Billmeyer, 1971) ……………………………...
20
16.
Diagram alir proses fraksinasi pati sagu (modifikasi metode Mizukami et al., 1999) ………………………………………...
23
17.
Diagram alir proses pembuatan pati asetat (modifikasi metode Khalil et al., 1995) …………………………………………….
25
iv
Halaman
No.
Judul
18.
Peta penyebaran tanaman sagu di Indonesia (Matanubun dan Maturbongs, 2005) .....................................................................
19.
Grafik hubungan suhu pemanasan (°C) terhadap nilai water retention capacity (% WRC) pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ………………………………………………………
33
20.
Diagram warna bubuk pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ....................................................................................
34
21.
Grafik hubungan nilai Chroma terhadap nilai “L” dan kejernihan larutan (% T) pati sagu ………………………..
35
22.
Grafik hubungan nilai “L” terhadap kejernihan larutan (% T) pati sagu ......................................................................................
35
23.
Pola kurva Rapid Visco-Analyser pati (Thomas dan Atwell, 1999) …………………………………………………………...
36
24.
Kurva Rapid Visco Amilograph (RVA-4) pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia .....................................................
37
25.
Grafik hubungan ukuran granula rata-rata (μm) dengan peak viscosity (cP) pati sagu ...............................................................
38
26.
Grafik hubungan nilai setback (cP) dengan nilai freeze-thaw stability (% sineresis) pasta pati sagu ………………………...
39
27.
Grafik rheologi pasta pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia pada suhu 25°C dan ukuran spindle 3 ........................
40
28.
Grafik stabilitas pasta pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia pada suhu 25°C dengan ukuran spindle 3 dan kecepatan putaran 0,2 rps ...........................................................
40
29.
Mekanisme pembentukan kompleks amilosa-butanol (Thomas dan Atwell, 1999) .......................................................................
43
30.
Kuva GPC pati sagu ...................................................................
44
31.
Kurva GPC pati sagu dan fraksi amilosanya pada berbagai suhu pemanasan suspensi pati ....................................................
45
32.
Grafik hubungan suhu pemanasan (oC) terhadap nilai water retention capacity (% WRC) amilosa hasil fraksinasi pada berbagai suhu pemanasan suspensi pati ….................................
48
Kurva GPC pati sagu dan fraksi amilosanya pada berbagai konsentrasi butanol (%) ………………………..........................
49
33.
Halaman
v
28
No.
Judul
34.
Grafik hubungan suhu pemanasan (oC) terhadap nilai water retention capacity (% WRC) amilosa hasil fraksinasi pada berbagai konsentrasi butanol (%) ……………..……………….
51
35.
Reaksi asetilasi antara pati dengan asetat anhidrida (Daik et al., 2004) ....................................................................................
52
36.
Model asetilasi granula pati dengan asetat anhidrida : (1) daerah kristalin, dan (2) daerah amorf (Singh dan Sodhi, 2004)
53
37.
Pengaruh suhu reaksi asetilasi (oC) terhadap rendemen (%), kadar asetil (%) dan derajat substitusi (DS) pati sagu asetat ......
55
38.
Pengaruh lama waktu reaksi asetilasi (menit) terhadap rendemen (%), kadar asetil (%) dan derajat substitusi (DS) pati sagu asetat ..................................................................................
39.
Pengaruh derajat substitusi (DS) terhadap kelarutan (%) dan swelling power (%) pati sagu asetat ...........................................
59
40.
Pengaruh derajat substitusi (DS) terhadap kejernihan pasta 1 % (% T) dan nilai freeze-thaw stability (% sineresis) pati sagu asetat ...........................................................................................
60
41.
Pengaruh derajat substitusi (DS) terhadap nilai oil retention capacity (% ORC) pati sagu asetat ……………………………
61
42.
Grafik hubungan suhu pemanasan (oC) terhadap nilai water retention capacity (% WRC) pati sagu asetat pada nilai DS berbeda .......................................................................................
62
43.
Hasil analisis spektrum inframerah pati sagu dan pati asetatnya
64
44.
Hasil analisis spektrum inframerah amilosa pati sagu dan amilosa asetatnya …………………………………………………..
65
45.
Kurva hasil analisis sifat thermal pati sagu dan modifikasinya : (a) pati alami, (b) amilosa, (c) amilosa asetat, dan (d) pati asetat …………………………………………………………...
67
46.
Grafik hubungan suhu pemanasan (oC) terhadap nilai water retention capacity (% WRC) pati sagu dan modifikasinya…….
69
47.
Diagram warna bubuk pati sagu dan modifikasinya ………….
70
48.
Perubahan bentuk granula pati sagu dan modifikasinya : (a) pati alami, (b) amilosa, ( c) pati asetat, dan (d) amilosa asetat (perbesaran 500 X) …………………………………………….
71
Perubahan bentuk granula pati sagu alami dan pati asetat (Sapri, 2005) ...............................................................................
72
49.
vi
Halaman
56
No.
Judul
50.
Grafik rheologi PP + pati sagu dan modifikasinya selama proses pencampuran ...................................................................
74
51.
Produk bahan plastik campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya .............................................................................
77
52.
Specimen plastik campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya yang digunakan dalam pengujian tensile strength ............
77
53.
Hasil SEM campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya (perbesaran 450 x).......................................................................
78
54.
Morfologi permukaan thermoplastic starch pati jagung dengan konsentrasi plasticizer ethylenebisformamide berbeda : (a) 0 %, (b) 25 % dan, (c) 35 % (Yang et al., 2006) ...........................
80
Hasil pengujian kualitatif sifat biodegradable plastik PP murni, campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya (10 %) oleh Aspergillus sp : (a) PP murni, (b) PP + pati alami, (c) PP + pati asetat, (d) PP + amilosa, dan (e) PP + amilosa asetat
83
Morfologi permukaan film campuran LDPE dengan konsentrasi pati jagung berbeda : (a) 20 %, (b) 30 %, dan (c) 40 % (Nikazar et al., 2005)..................................................................
84
55.
56.
vii
Halaman
DAFTAR LAMPIRAN No.
Judul
1.
Diagram alir penelitian …………………………………...........
95
2.
Prosedur analisa karateristik mutu, sifat fisiko-kimia dan fungsional pati ………………………........................................
96
3.
Prosedur analisa karakteristik bahan kemasan plastik …….......
104
4.
Data hasil analisa mutu pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ....................................................................................
106
5.
Analisis statistik mutu pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ....................................................................................
107
6.
Data hasil analisa sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ..............................................
110
7.
Analisis statistik sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ..............................................
111
8.
Bentuk dan ukuran granula pati sagu (perbesaran 500 X) .........
115
9.
Data hasil analisa water retention capacity (WRC) pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia ..............................................
117
10.
Data hasil analisa apparent viscosity pati sagu dari beberapa daerah di Indonesia .....................................................................
118
11.
Persen total karbohidrat hasil analisa GPC pati sagu dan fraksi amilosanya ..................................................................................
119
12.
Data hasil analisa rendemen dan sifat fungsional amilosa pati sagu..............................................................................................
120
13.
Analisis statistik rendemen dan sifat fungsional amilosa pati sagu .............................................................................................
121
14.
Data hasil analisa water retention capacity (WRC) amilosa pati sagu ......................................................................................
125
15.
Data hasil analisa rendemen, kadar asetil dan nilai DS pati sagu asetat...................................................................................
126
16.
Analisis statistik rendemen, kadar asetil, dan nilai DS pati sagu asetat ...........................................................................................
127
17.
Data hasil analisa sifat fungsioanal pati sagu asetat berdasarkan nilai DS.................................................................................
130
18.
Analisis statistik sifat fungsional pati sagu asetat berdasarkan nilai DS .......................................................................................
131
viii
Halaman
No.
Judul
19.
Data hasil analisa sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dan modifikasinya ......................................................................
134
20.
Analisis statistik sifat fisiko-kimia dan fungsional pati sagu dan modifikasinya ......................................................................
135
21.
Data hasil analisa water retention capacity (WRC) pati sagu dan modifikasinya ......................................................................
139
22.
Grafik hasil plastic tensile test campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya ……………………………………………..
140
23.
Hasil analisa sifat mekanik campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya .............................................................................
144
24.
Perhitungan nilai toughness campuran PP dengan pati sagu dan modifikasinya .............................................................................
145
ix
Halaman
