70
Lampiran 1. Alat-alat untuk karakteristik plastik komposit yang digunakan 1.1.
Rheocord Mixer (Rheomix) 3000 HAAKE
1.2.
Ekstruder Dua Ulir Simulator
1.3.
Universal Testing Machine (UTM)
71
1.4.
Scanning Electrone Microscopy (SEM)
1.5.
Hydraulic Heat Press
72
Lampiran 2. Prosedur karakterisasi pati 2.1.
Kadar Air (Apriyantono et al., 1989) Cawan kosong dioven selama 15 menit kemudian didinginkan dalam
desikator dan ditimbang sebanyak 5 g sampel ditimbang kemudian dimasukkan dalam cawan. Sampel dalam cawan dioven selama 2 jam pada suhu 105 °C. Setelah itu cawan dimasukkan ke desikator dan ditimbang. Pengovenan dilakukan berulangulang untuk mendapatkan berat konstan. Ka = W1 – W2 x 100 % W1 Keterangan : Ka = Kadar Air (Berat Basah) W1 = Berat sampel sebelum dikeringkan (g) W2 = Berat sampel setelah dikeringkan (g) 2.2.
Kadar Abu (AOAC, 1984) Contoh sebanyak 3-5 g dimasukkan ke dalam cawan porselin yang telah
diketahui bobotnya, kemudian diabukan dalam furnace pada suhu 6000C selama kurang lebih 4 jam atau sampai diperoleh abu berwarna putih. Setelah itu cawan didinginkan dalam desikator sampai suhu ruang dan ditimbang. Kadar Abu =
2.3.
Bobot abu x 100% Bobot contoh
Kadar serat kasar (AOAC, 1984) Contoh sebanyak 5 g dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 500 ml
kemudian ditambahkan 100 ml H2SO4 0,325 N dan dididihkan selama kurang lebih 30 menit. Ditambahkan lagi 50 ml NaOH 1,25 N dan dididihkan selama 30 menit. Dalam keadaan panas disaring dengan kertas Whatman No.40 setelah diketahui bobot keringnya. Kertas saring yang digunakan dicuci berturut-turut dengan air panas, 25 ml H2SO4 dan etanol 95%. Kemudian dikeringkan di dalam oven bersuhu 100-1100C sampai bobotnya konstan. Kertas saring didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kadar serat kasar (%) = Bobot endapan kering x 100% Bobot contoh
73
2.4.
Kadar Lemak (AOAC, 1995) Kertas saring dibentuk seperti tabung dan dikeringkan pada suhu 105oC
selama 1 jam. Sampel yang telah kering dimasukkan di dalam kertas saring, ditutup, dan dikeringkan kembali di dalam oven, kemudian didinginkan pada desikator dan ditimbang. Sampel yang telah diketahui bobot tetapya di masukkan ke dalam Soxhlet, ekstraksi menggunakan heksan atau petroleum eter secukupnya. Proses dilanjutkan dengan refluks selama ± 6 jam sampai pelarut turun kembali ke labu lemak menjadi bening. Selesai ekstraksi sampel dikeluarkan dari Soxhlet dan dikeringanginkan. Setelah tidak ada pelarutnya, sampel dikeringkan di dalam oven pada suhu 105oC sampai bobotnya tetap. Kemudian sampel didinginkan dalam desikator. Kadar Lemak (%) = Bobot awal sampel (g) – Bobot akhir sampel (g) x 100% Bobot awal sampel (g) 2.5.
Kadar Protein (AOAC, 1999) Sampel sebanyak 0,1 g dicampur sengan 1 g katalis (dibuat dengan
mencampurkan 1 g CuSO4 dan 1,2 g Na2SO4) dan 2,5 ml H2SO4 pekat, didihkan dalam labu Kjeldahl sampai jernih, kemudian dinginkan. Setelah itu, diencerkan samapi 100 ml. sebanyak 5 ml sampel dimasukkan ke dalam alat destilasi dan ditambahkan 15 ml NaOH 50%. Hasil destilasi ditampung dalam 25 ml HCl 0,02 N. Proses dihentikan bila volume destilat mencapai dua kali volume sebelum destilasi. Destilasi kemudia dititrasi dengan NaOH 0,02 N dan ditambah 2 tetes indikator Mengsel. Perlakuan yang sama juga dilakukan terhadap blanko. Kadar Protein (%) = ml titrasi (blanko - sampel) x N x 14,007 x 6,25 x 100% Bobot sampel (g) x 1000
2.6.
Kadar Pati (AOAC, 1984) Pengukuran kadar pati dilakukan dengan menimbang sampel sebanyak 1 g
dan dimasukkan dalam Erlenmeyer 500 ml. kemudian dihidrolisis selama 1 jam pada autoclave 115oC. setelah dingin dinetralkan dengan NaOH 40% dan dimasukkan dalam labu ukur 250 ml. selanjutnya sebanyak 10 ml dipipet dan dimasukan dalam Erlenmeyer 250 ml, ekmudian ditambahkan larutan Luff Schroll 25 ml. Larutan didihkan di bawah pendingin tegak tepat selama 10 menit lalu sampel secara perlahan dititrasi dengan larutan sodium tiosulfat 0,1 N dengan menggunakan 74
indikator kanji. Blanko dibuat dengan menggunakan akuades sebagai pengganti sampel. Kadar Pati (%) = 0,9 x pengenceran x mg monosakarida x 100% Bobot awal sampel (mg)
2.7.
Derajat Asam (SNI 01-3451-1994) Sampel sebanyak 10 g ditimbang dan dituan ke dalam gelas piala, kemudia
ditambahkan 100 ml etanol 70% yang telah dinetralkan dengan indikator PP. selanjutnya dikocok selama 1 jam pada alat pengocok mekanik dan disaring cepat dengan kertas saring kering (Whatman no. 1). Berikutnya dipipet sebanyak 50 ml sambil disaring dan dituang dalam Erlenmeyer 500 ml dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N dengan indikator PP. Derajat Asam = 100/50 x ml NaOH x N NaOH x 100 Bobot sampel (g)
2.8.
Kadar Amilosa (AOAC, 1994) Perhitungan kadar amilosa dilakukan dengan menetapkan kurva standar
terlebih dahulu. Amilosa murni diukur sebanyak 40 mg, dan dimasukkan dalam tabung reaksi. Kemudian ditambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 1 N. Campuran dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit sampai membentuk gel dan didinginkan. Campuran dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditepatkan hingga tanda tera dengan menggunakan akuades. Larutan tersebut masing-masing 1, 2, 3, 4, 5 ml dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml, kemudian ke dalam setiap labu takat ditepatkan sampau tanda tera dengan akuades dan dibiarkan selama 20 menit. Intesitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 625 nm, kemudian dibuat kurva standar antarakonsentrasi amilosa murni dengan absorbansi. Setelah dibuat kurva standar, dilakukan penetapan sampel dengan memasukkan 100 mg sampel dalam tabung reaksi, lalu ditambahkan 1 ml etanol 95% dan 9 ml NaOH 0,1 N. Campuran dipanaskan dalam air mendidih selama 10 menit sampai membentuk gel dan didinginkan. Campuran dipindahkan ke dalam labu takar 100 ml dan ditepatkan hingga tanda tera dengan menggunakan akuades.
75
Larutan tersebut sebanyak 5 ml dimasukkan dalam tabung reaksi 100 ml, lalu ditambahkan 1 ml asam asetat 1 N dan 2 ml larutan Iod. Dampuran dalam labu takar ditepatkan hingga tanda tera dengan akuades, dikocok dan dibiarkan selama 30 menit. Intensitas warna biru yang terbentuk diukur dengan spektorfotometer pada panjang gelombang 620 nm. Kadar amilosa sampel dapat dihitung. Kadar Amilosa (%) = A x 100 x 100/5 x 100% W Keterangan: A = Konsentrasi amilosa dari persamaan kurva standar (mg/ml) W = Bobot sampel (mg)
2.9.
Bentuk dan Ukuran Granula Pati (Metode Mikroskop Polarisasi) Bentuk granula dilihat dengan menggunakan mikroskop polarisasi cahaya
dan mikroskop cahaya (Olympus model BHB, Nippon Kogaku, Jepang) yang dilengkapi dengan kamera (Olympus model C-35 A) dengan cara sebagai berikut: Untuk pengamatan di bawah mikroskop polarisasi cahaya, suspensi pati disiapkan dengan mencampur butir pati dengan akuades. Suspensi ini diteteskan dalam gelas obyek dan ditutup dengan gelas penutup. Obyek diuji dengan meneruskan cahaya melalui polarisator. Selama pengamatan, alat analisator diputar sehingga cahaya terpolarisasi sempurna ditunjukkan oleh butir-butir pati yang belum mengalami gelatinisasi dengan sifat birefriengent. Pengamatan yang dilakukan tanpa menggunakan polarisator dan alat penganalisa (analisator) disebut mikroskop cahaya. Gambar dipotret dengan film berwarna, Fuji Fil ASA 100, 35 Japan.
76
Lampiran 3. Prosedur karakterisasi plastik komposit 3.1.
Kuat Tarik (ASTM D-638, 1991) Sampel yang akan diuji terlebih dahulu dikondisikan dalam ruang dengan
suhu dan kelembaban relatif standar (23 ± 2oC, 52%) selama 24 jam. Sampel yang akan diuji dipotong sesuai standar. Disiapkan sebanyak 7 lembar sampel dan dihitung rata-ratanya. Pengujian dilakukan dengan cara kedua ujung sampel dijepit mesin penguji tensile. Selanjutnya dicatat panjang awal dan ujung tinta pencatat diletakkan pada posisi 0 grafik. Knob „start’ dinyalakan dan alat akan menarik sampel sampai putus dan dicatat gaya kuat tarik (F) dan panjang setelah putus. Selanjutnya dilakukan pengujian lembar berikutnya. Kekuatan Tarik (kg/cm2) = Gaya kuat tarik (F) Luas permukaan (A) 3.2.
Elongasi (ASTM D-638, 1991) Pengukuran elongasi dilakukan dengan cara yang sama dengan pengujian
kuat tarik. Elongasi dinyatakan dalam persentase. Elongasi (%) = Panjang setelah putus – Panjang awal x 100% Panjang awal 3.3.
Analisis Termal (ASTM D-3418, 1991) Sampel sebanyak 10 mg dimasukkan dalam test cell. Selanjutnya sampel di-
seal dan dilakukan pencatatan berat sampel. Pengujian mengacu kepada ASTM D3418 menggunakan alat Differential Scanning Calorimeter (DSC). Analisa dilakukan dengan temperatur dari 30oC hingga 200 oC. kecepatan pemanasan adalah 10 oC /min. transisi gelas (Tg) dihitung berdasarkan midpoint dari peningkatan kapasitas panas, sedangkan titik leleh (Tm) dihitung pada saat terjadi reaksi eksotermis.
3.4.
Biodegradabilitas Pengujian biodegradabilitas dilakukan dengan dua cara yaitu secara kualitatif
dan secara kuantitatif. Pengujian biodegradabilitas plastik komposit secara kualitatif dilakukan berdasarkan ASTM G-2170. Dalam metode ini, sampel berukuran 3 cm x 3 cm ditempatkan pada media PDA (Potato Dextrose Agar) dan diinokulasikan dengan kapang Penicillium sp. dan Aspergillus niger. Sebagai pembanding juga ditanam lembaran plastik sintetis (LLDPE dan HDPE). Sampel diinkubasikan pada 77
suhu 29±1oC selama 2 minggu. Pertumbuhan kapang pada sampel plastik komposit mengikuti ranking sesuai ASTM G-2170, antara lain: 0 : tidak ada pertumbuhan koloni 1 : kurang dari 10% permukaan sampel tertutup koloni 2 : 10-30% permukaan sampel tertutup koloni 3 : 30-60% permukaan sampel tertutup koloni 4 : 60-100% permukaan sampel tertutup koloni Pengujian biodegradabilitas pada plastik komposit secara kuantitatif dilakukan dengan mereaksikan 10 mg sampel dengan 1 ml enzim α-amilase (Novo Thermamyl 26087,09 IU) dalam 9 ml buffer phosphate pH 7,0. Inkubasi dilakukan selama 17 jam pada shaker waterbath erkecepatan 150 rpm pada temperatur 36oC. cairan yang diperoleh dilakukan pengujian gula pereduksi dengan metode DNS. -
Pembuatan Pereaksi DNS DNS sebanyak 5 g dilarutkan dalam 100 ml NaOH 2 N, diaduk dan ditambahkan 250 ml akuades. Potassium tartat sebanyak 15 g ditambahkan, kemudian diaduk sampai larut dan ditepatkan hingga tanda tera (500 ml).
-
Pembuatan Standar Glukosa Standar glukosa dibuat pada konsentrasi 0, 50, 100, 200, dan 250 ppm.
-
Pengukuran Kadar Gula Pereduksi Pengukuran dilakukan menggunakan spektrofotometer dangan panjang gelombang 550 nm terhadap 0,5 ml sampel yang ditambahn dengan 1,5 ml pereaksi DNS dan diletakkan dalam air mendidih selama 5 menit. Nilai gula pereduksi atau nilai pati yang terhidrolisis akan diasumsikan
sebagai
bagian
yang
terdegradasi
sehingga
akan
diperoleh
persentase
biodegradabilitas plastik komposit. Persentase Pengurangan Bobot Plastik (%) =
Abs x 20 x 0,9 x 100% Bobot sampel (g)
78
3.5.
Analisis Morfologi Permukaan dengan SEM (ASTM E-2015, 1991) Sampel diletakkan pada sel holder dengan perekat ganda dan dilapisi dengan
logam emas pada keadaan vakum. Sampel dimasukkan dalam alat SEM, lalu gambar permukaan diamati dan dilakukan pembesaran sesuai yang diinginkan. Selanjutnya dilakukan dengan pemotretan menggunakan film hitam putih.
79
Lampiran 4. Karakterisasi mutu tapioka dan pati sagu hasil penelitian Karakteristik Mutu Pati Sagu Hasil Penelitian Parameter
Ulangan
Nilai
Standar mutu pati sagu (SNI 01-3729-1995) 1 10,43 Kadar Air (% bb) 2 10,58 3 10,39 1 0,09 Kadar Abu (% bk) 2 0,09 3 0,07 1 0,30 Kadar Serat Kasar (% bk) 2 0,35 3 0,31 1 0,60 Derajat Asam (ml NaOH 2 0,64 0,1 N/g bahan) 3 0,60 1 100 Kehalusan / Lolos 2 100 Saringan 80 Mesh (%) 3 100 Sifat Fisiko-Kimia Bentuk Granula oval Ukuran Granula (µm) 9,40 – 91,5 1 89,18 Kadar Pati (%) 2 88,59 3 88,62 1 31,12 Kadar Amilosa (%) 2 30,79 3 30,95 1 0,0088 Kadar Lemak (%) 2 0,0088 3 0,0089 1 0,28 Kadar Protein (%) 2 0,33 3 0,31
RataRata
10,47
0,08
0,32
0,61
100
88,80
30,95
0,0088
0,31
80
Karakteristik Mutu Tapioka Hasil Penelitian Parameter Ulangan Nilai Rata-Rata Standar mutu tapioka (SNI 01-3451-1994) 1 8,68 Kadar Air (% bb) 2 8,54 8,60 3 8,59 1 0,07 Kadar Abu (% bk) 2 0,12 0,16 3 0,13 1 0,10 Kadar Serat Kasar (% bk) 2 0,098 0,12 3 0,07 1 2,6 Derajat Asam (ml NaOH 2 2,00 3,40 0,1 N/g bahan) 3 5,6 1 100 Kehalusan / Lolos 2 100 100 Saringan 80 mesh (%) 3 100 Sifat Fisiko-Kimia Bentuk Granula oval Ukuran Granula (µm) 5 - 25 1 85,75 Kadar Pati (%) 2 85,73 85,76 3 85,80 1 27,97 Kadar Amilosa (%) 2 27,98 27,98 3 28,00 1 0,07 Kadar Lemak (%) 2 0,04 0,05 3 0,05 1 0,31 Kadar Protein (%) 2 0,18 0,25 3 0,27
81
Lampiran 5. Data hasil analisa sifat mekanik plastik komposit Hasil Penelitian Analisis Sifat Mekanik Plastik Komposit
Jenis Plastik
Compt.LLDPE
Compt.HDPE HDPE LLDPE
Sagu Tapioka Sagu Tapioka
Ulangan 1 2 1 2 1 2 1 2 -
Tensile RataElongation Stress At Rata At Yield Yield 2 (kg/cm ) (%) (kg/cm2) 128,0852 11,3014 125,35 122,6148 10,9786 151,6704 11,5066 144,61 137,5481 10,712 272,6255 5,7494 275,94 279,2471 3,9284 279,6221 4,658 286,35 293,0845 6,093 297,19 6,098 200 500
RataRata (%) 11,14 11,11 4,84 5,38
82
Lampiran 6. Data hasil analisia Tg dan Tm plastik komposit Hasil Penelitian Analisa Tg dan Tm Plastik Komposit Jenis Plastik Compt.LLDPE
Compt.HDPE
Sagu Tapioka Sagu Tapioka
HDPE LLDPE
Ulangan
Tg (oC)
1 2 1 2 1 2 1 2
38 38,9 38,1 37,9 37,3 36,5 36,5 36,2
-
RataRata (oC) 38,45 38 36,9 36,35 37,4 37,9
Tm (oC) 119 119,2 121,6 118,6 131,5 131,5 132 131,9
RataRata (oC) 119,1 120,1 131,5 131,95
130,8 124,5
83
Lampiran 7. Data uji biodegradabilitas plastik komposit secara enzimatis Kurva standar DNS: Y = 0,0003 X – 0,005 ; R = 0,9988
Jenis Plastik
Compt.LLDPE
Sagu Tapioka
SAMPLE Compt.HDPE
Compt.LLDPE KONTROL SUBSTRAT Compt.HDPE
Sagu Tapioka Sagu Tapioka Sagu Tapioka
KONTROL ENZIM
Ulangan
A1
A2
A ratarata
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
0,15 0,127 0,146 0,124 0,133 0,117 0,144 0,132 -0,005 -0,003 -0,004 -0,004 -0,001 -0,003 -0,003 0 0,126
0,16 0,151 0,141 0,136 0,13 0,132 0,147 0,121 -0,002 -0,005 -0,004 0 0 0 0 0 0,127
0,155 0,139 0,1435 0,13 0,1315 0,1245 0,1455 0,1265 -0,0035 -0,004 -0,004 -0,002 -0,0005 -0,0015 -0,0015 0 0,1265
Amilase = A Sample-A Kontrol Substrat-A Kontrol Enzim 0,0285 0,0125 0,017 0,0035 0,005 -0,002 0,019 0
Berat Awal Sample (mg)
Persentase Bobot Pengurangan Plastik (%)
13,7 12,5 12,3 12,5 11,1 12,3 12,3 11,2
3,745 1,800 2,488 0,504 0,811 -0,293 2,780 0,000
RataRata
2,77 1,50 0,26 1,39
