KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI CAMPURAN EKSTRAKSI KERATIN LIMBAH BULU AYAM DAN PATI JAGUNG SEBAGAI KEMASAN LAYAK MAKAN TESIS. Oleh

KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI CAMPURAN EKSTRAKSI KERATIN LIMBAH BULU AYAM DAN PATI JAGUNG SEBAGAI KEMASAN LAYAK MAKAN

TESIS

Oleh

RINA MIRDAYANTI 117026017

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara


TESIS

Diajukan sebagai adalah salah satu syarat untuk memperoleh gelas Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara

Oleh

RINA MIRDAYANTI 117026017/FIS

PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013


PENGESAHAN TESIS

Judul Tesis

Nama Mahasiswa Nomor Induk Program Studi Fakultas

:KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI CAMPURAN EKSTRAKSI KERATIN LIMBAH BULU AYAM DAN PATI JAGUNG SEBAGAI KEMASAN : Rina Mirdayanti : 117026017 : Ilmu Fisika : Matematika Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Basuki Wirjosentono, MS. P.h.D) Ketua

Ketua Program Studi

Dr.Nasruddin MN, M. Eng., Sc

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) Anggota

Dekan,

Dr. Sutarman, M.SC,


PERNYATAAN ORISINALITAS


TESIS

Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil karya saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah di jelaskan sumbernya dengan benar.

Medan, 29 Juli 2013 Penulis,

(Rina Mirdayanti) Nim. 117026017


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, Saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama NIM Program Studi Jenis Karya Ilmiah

: Rina Mirdayanti : 117026017 : Ilmu Fisika : Tesis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non-Exclusive Royalty Free Right) atas Tesis saya yang berjudul: Karakterisasi Edible Film dari Campuran Ekstraksi Keratin limbah bulu Ayam dan Pati jagung Sebagai Kemasan Layak Makan Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) Dengan Hak Bebas Royalti Non Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasi Tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 29 Juli 2013

RINA MIRDAYANTI


Telah diuji Pada Tanggal : 25 Juli 2013

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Basuki Wirjosentono, MSc, PhD

Anggota

: 1. Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc 2. Dr. Kerista Sebayang, MS 3. Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS 4. Dr. Nasruddin MN, M. Eng.Sc


RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama lengkap

: Rina Mirdayanti, S.Si

Tempat dan Tanggal Lahir

: Tapaktuan, 05 Agustus 1983

Alamat Rumah

: Jl. Seulawah Agam No 232 Komplek BPD Jantho Aceh besar

Telepon/faks/HP

: 082361154637

e-mail

: [email protected]

Instansi Tempat Bekerja

: Politeknik Aceh Selatan

Alamat Kantor

:

Telepon /Faks/HP

:

DATA PENDIDIKAN SD

: SD Neg 1 Jantho Baru

Tamat :

1996

SMP

: SMP Negeri -1 Jantho

Tamat :

1999

SMA

: SMA Negeri -1 Jantho

Tamat :

2002

Strata-1

: FMIPA Unsyiah

Tamat :

2007

Strata-2

: FMIPA USU

Tamat :

2013


KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan yang maha esa atas segala limpahan rahmat dan karunianya sehingga dapat menyelesaikan tesis ini yang berjudul : “ Karakterisasi Edible Film dari Campuran Ekstraksi Keratin limbah bulu Ayam dan Pati jagung Sebagai Kemasan Layak Makan”. Dengan selesainya tesis ini, izinkan saya mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada: Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof atas kesempatan yang diberikan kepada saya untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister. Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister pada Program PascaSarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara. Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara, Dr. Naruddin MN, M.Eng, Sc. Sekretaris Program Studi Ilmu Fisika, Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS. Beserta seluruh staf Pengajar pada Program Studi Magisviiiter Ilmu Fisika Program PascaSarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi tingginya saya ucapka kepada : 1. Bapak Prof. Basuki Wirjosenton, MSc, PhD selaku pembimbing utama dan Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, MSc selaku anggota komisi yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran dalam penyusunan tesis ini. 2. Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS, Dr. Anwar Dharma Sembiring, MS dan Dr. Nasruddin MN, M. Eng,Sc selaku dosen Penguji atas saran-saran yang diberikan. 3. Kepada Ayahanda Amir Husin, BSc dan Bunda Hamna serta saudarasaudaraku tercinta, Imam mustaqim, Yenny sri wahyuni, Fitri aria nanda, fitri aria nita dan Uswatun Hasanah. Terima kasih untuk segala doa dan pengorbanannya baik berupa moril maupun materil, Segala kebaikan ini tidak dapat terbalas hanya Allah SWT yang akan membalasnya. 4. Kepala dan staf Laboratorium polimer, laboratorium penelitian dan laboratorium Lida FMIPA Universitas Sumatera Utara medan atas fasilitas dan sarana yang diberikan.


5. Bapak Ediyanto, yang telah banyak membantu memberikan saran selama penelitian. 6. Bang Edi pegawai di laboratorium kimia polimer yang membantu penulis selama penelitian. 7. Staf administrasi program studi Ilmu Fisika, Kak windi yang telah banyak membantu penulis selama perkuliahan. 8. Seluruh teman-teman Mahasiswa Program Studi Ilmu Fisika sekolah PascaSarjana USU Medan angkatan 2011 yang telah banyak membantu penulis selama menjalankan perkuliahan. Semoga segala bantuan dan perhatian yang telah diberikan kepada penulis menjadi amal kebaikan dan senantiasa diberkahi Allah SWT dan semoga penelitian ini bermanfaat bagi yang memerlukan.

Medan, 29 Juli 2013 Penulis

RINA MIRDAYANTI



ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan film layak makan dari pati jagung dengan pengisi keratin hasil ekstraksi limbah bulu ayam dan sorbitol sebagai bahan plasticizer. Dalam penelitian ini film kemasan paduan pati jagung dan sorbitol telah di buat dengan komposisi 10 : 2 dan variasi konsentrasi keratin 0, 3, 5, 7 dan 9%. Fllm yang dihasilkan di analisis sifat mekanik dengan uji kuat tarik, gugus fungsi dengan spektrometer inframerah, sifat termal deferensial thermal analysis, laju transmisi uap air (WVTR) dan sifat serapan air. Data yang di peroleh dari hasil penelitian di analisa untuk melihat sifat layak makan untuk kemasan makanan dengan laju transmisi uap air yang rendah dengan nilai sebesar 0,00334 g/cm2/hari. Dari pengujian sifat mekanik untuk kuat tarik dan kemuluran, persentase optimum penambahan keratin adalah sebesar 9% dengan nilainya masing-masing adalah 25,02 MPa dan 3,64%. Analisa termal dan gugus fungsi dengan penambahan keratin menaikkan temperatur leleh dan temperatur dekomposisi dan pencampuran terjadi secara fisik. Dari keseluruhan pengujian, persentase penambahan keratin terbaik terdapat pada komposisi keratin 9%. Penambahan keratin terbukti dapat meningkatkan sifat mekanik film dan juga layak makan. Kata kunci : Pati Jagung, Pemblastis, Sorbitol, Keratin.


THE CHARACTERIZATION OF EDIBLE FILM FROM THE MIXTURE OF CHICKEN FEATHER KERATIN AND CORN EXTRACT AS PACKAGING WORTHY LIFE

ABSTRACT

The experiment about edible film from starch of corn with filler keratin extracted waste chicken feathers as filler and sorbitol as plasticizer has done. In this research, packaging films blend corn starch and sorbitol have been made with the composition of 10:2 and variation in keratin concentration of 0,3,5,7 and 9%.Fllm resulting in mechanical properties with tensile strength test, functional groups with an infrared spectrometer, deferensial thermal analysis, thermal properties, water vapor transmission rate (WVTR) and water absorption properties. The result in analysis of research to look at nature to decent meal food packaging with water vapor transmission rate is low with a value of 0.00334 g/cm2/hari. For testing the mechanical properties of tensile strength and elongation, the addition of keratin is the optimum percentage of 9% with their respective values are 25.02 MPa and 3.64%. Thermal analysis and functional group with the addition of keratin raise the melting temperature and the decomposition temperature and mixing occurs physically. Of the entire test, the best percentage improvement in keratin found in keratin composition of 9%. The addition of keratin proven to improve the mechanical properties of the film and a well deserved meal. Key words : Films, Keratin, corn starch, plasticizer


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK ........................................................................................................... i ABSTRACT ....................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ...................................................................................... iii RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... v DAFTAR ISI .................................................................................................... vi DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... x DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xi BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1 1.2. Rumusan Masalah .................................................................................. 3 1.3. Batasan Masalah .................................................................................... 3 1.4. Tujuan Penelitian ................................................................................... 4 1.5. Manfaat Penelitian ................................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................... 5 2.1. Edible Film ............................................................................................ 5 2.1.1. Pembuatan Edible Film ................................................................ 6 2.2. Bahan-Bahan Kemasan Layak Makan .................................................... 7 2.3. Kemasan Layak Makan (Edible) ............................................................ 9 2.4. Zat Adiktif ........................................................................................... 10 2.5. Protein Berserat .................................................................................... 11 2.5.1. Keratin ....................................................................................... 12 2.5.2. Bulu Ayam dan Karakterisasi Keratin ........................................ 13 2.6. Pati ....................................................................................................... 14 2.6.1. Pati jagung ................................................................................. 15 2.6.2. Kandungan Kimia Jagung .......................................................... 16 2.7. Plastisisasi Polimer ............................................................................... 17


2.7.1. Sorbitol ...................................................................................... 18 2.8. Sentrifugasi .......................................................................................... 19 2.8.1. Identifikasi Protein dengan Uji Biuret ........................................ 20 2.9. Karakterisasi Edible Film ..................................................................... 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ...................................................... 26 3.1. Tempat Penelitian ................................................................................ 26 3.2. Alat-alat ............................................................................................... 26 3.3. Bahan ................................................................................................... 26 3.4. Prosedur Penelitian ............................................................................... 27 3.4.1.

Persiapan Bahan ....................................................................... 27

3.4.2.

Pembuatan Sampel Edible Film ................................................ 28

3.5. Karakterisasi Sampel ............................................................................ 28 3.5.1.

Uji Tarik dan Kemuluran .......................................................... 28

3.5.2.

Deferensial Thermal Analisis (DTA) ......................................... 29

3.5.3.

Analisa FTIR ............................................................................ 29

3.5.4.

Analisa Biodegradabel .............................................................. 29

3.5.5.

Analisa Transmisi Uap Air (WVTR) ......................................... 29

3.5.6.

Analisa Serapan Air ................................................................. 29

3.6. Bagan Penelitian .................................................................................. 31 3.6.1.

Bagan Alir Proses Ekstraksi Keratin ......................................... 31

3.6.2. Bagan Alir Proses Pembuatan Edible Film ................................. 32 3.7. Tahapan Penelitian ............................................................................... 33

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 35 4.1. Analisa Visual Edible Film ................................................................... 35 4.2. Hasil Optimasi Konsentrasi Keratin Pada pembuatan Edible Film ....... 35 4.2.1.

Hasil Pembuatan Edible Film dengan Variasi Konsentrasi Penguat

Keratin .......................................................................................... 35 4.2.1.1. Film Dengan Penguat 0% Keratin ........................................ 36 4.2.1.2. Film Dengan Penguat 3% Keratin ........................................ 37


4.2.1.3. Film Dengan Penguat 5% Keratin ........................................ 37 4.2.1.4. Film Dengan Penguat 7% Keratin ........................................ 37 4.2.1.5. Film Dengan Penguat 9% Keratin ........................................ 38 4.3. Hasil Karakterisasi Edible Film ............................................................ 39 4.3.1.

Hasil Uji Sifat Mekanik ............................................................ 39

4.3.2.

Hasil Uji Termal ....................................................................... 43

4.3.3.

Hasil Uji Morfologi .................................................................. 45

4.3.4.

Hasil Uji Transmisi Uap Air ..................................................... 48

4.3.5.

Hasil Uji Serapan Air ................................................................ 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 52 5.1. Kesimpulan .......................................................................................... 52 5.2. Saran .................................................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 54


DAFTAR TABEL

No

Judul

Halaman

2.4. Kandungan Komponen Dalam 100 gram Jagung Kuning ......................... 16 2.2. Kandungan Komponen Dalam 100 gran Jagung Putih .............................. 17 3.1. Komposisi Bahan ..................................................................................... 33 4.1. Hasil Uji Kuat Tarik dengan Variasi Konsentrasi Penguat Keratin ........... 41 4.2. Perbandingan Sifat Mekanik Plastik Biodegradabel Komersial dengan Plastik Berbahan Pengisi Keratin ............................................................. 43 4.3. Hasil Analisis Sifat Termal Spesimen Edible Film .................................... 44 4.4. Perbandingan Plastik Biodegradabel dan Film campuran Pati Jagung dan Keratin Terhadap Sifat Termal ................................................................. 45 4.5. Hasil Analisa Gugus Fungsi Spesimen Campuran dari Spektrum FTIR .... 47 4.6. Hasil Uji Laju Transmisi uap air setiap 24 jam selama 4 hari .................... 48 4.7. Hasil Uji WVTR Edible film dengan pengisi 9% dan 0% keratin ............. 48 4.8. Nilai Serapan Air Terhadap Konsentrasi Keratin ...................................... 50


DAFTAR GAMBAR

No

Judul

Halaman

2.1. Stuktur Keratin ........................................................................................ 13 2.1. Bagian dari Bulu Ayam dan Struktur Kimia αHelik dan β Sheet ............... 14 2.2. Rumus Truktur Amilosa ............................................................................ 15 2.3. Rumus Molekul Amilopektin ................................................................... 15 2.4. Rumus Kimia Sorbitol ............................................................................. 19 2.5. Metode DTA ............................................................................................ 24 3.1. Spesimen Uji Kekuatan Tarik Berdasarkan ASTM D- 638-72Type IV ..... 28 3.2. Diagram Alir Proses Ekstraksi Keratin ..................................................... 31 3.3. Diagram Alir Proses Pembuatan Edible Film ........................................... 32 4.1. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin (0; 0,3; 0,5; 0,7; 0,9) 35 4.2. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin 0 % keratin ............ 36 4.3. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin 3 % keratin ............ 37 4.4. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin 5 % keratin ............ 37 4.5. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin 7 % keratin ............ 38 4.6. Spesimen Uji Tarik Pada Variasi Komposisi Keratin 9 % keratin ............ 38 4.7. Pengaruh konsentrasi keratin sebagai penguat terhadap kuat tarik dan kemuluran edible film .............................................................................. 41 4.8. Pengaruh waktu terhadap Transmisi uap air edible film ............................ 49 4.9. Nilai Transmisi Uap Air Terhadap Konsentrasi Keratin .......................... 49 4.10. Pengaruh Preparasi KeratinTerhadap Serapan Air Edible Film ................ 51


DAFTAR LAMPIRAN

No

Judul

Halaman

1. Kekuatan Tarik dan Kemuluran Spesimen ............................................................. L-1 2. Film Campuran Pati Jagung dengan Pemblastis Sorbitol dan Film campuran Pati Jagung dengan Sorbitol dan Keratin ...................................................................... L-2 3. Gambar Kurva DTA Bahan Keratin, Campuran Pati Jagung dan Sorbitol, dan Campuran Pati Jagung, Sorbitol dan Keratin ......................................................... L-3 4. Gambar Spektrum FTIR Keratin, Campuran Pati Jagung dan Sorbitol dan Campuran Pati Jagung , Sorbitol dan Keratin ........................................................ L-5 5. Alat Deferensial Thermal Analysis ........................................................................ L-7 6. Hasil Ekstraksi Keratin ......................................................................................... L-8 7. Tabel hasil data pengukuran laju transmisi uap air edible film untuk variasi preparasi 0% keratin dan 9% keratin ..................................................................... L-9 8. Spesimen Pengujian Uji Transmisi Uap Air .......................................................... L-10 9. Perhitungan Uji Serapan Air ................................................................................. L-11 10. Spesimen Uji Serapan Air dan proses pengujian serapan air ................................... L-12


KARAKTERISASI EDIBLE FILM DARI CAMPURAN EKSTRAKSI KERATIN LIMBAH BULU AYAM DAN PATI JAGUNG SEBAGAI KEMASAN LAYAK MAKAN TESIS. Oleh

Recommend Documents