PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

DISERTASI

OLEH ADIL GINTING 078103001/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

Universitas Sumatera Utara

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

DISERTASI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor Dalam Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

OLEH ADIL GINTING 078103001/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA UNIVERSITAS MEDAN 2012

DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM SUMATERA UTARA


Judul Disertasi

: PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: Adil Ginting : 078103001/KIM : Doktor Ilmu Kimia Menyetujui, Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Tonel Barus Promotor

Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc. Co.Promotor

Ketua Program Studi

(Prof. Basuki Wiryosentono, MS., Ph.D.)

Prof. Dr. Yunazar Manjang Co.Promotor

Dekan

(Dr. Sutarman, M.Sc.)

Tanggal Lulus : 12 Juli 2012


Telah diuji pada Tanggal

: 12 Juli 2012

PANITIA PENGUJI DISERTASI Ketua

: Prof.Dr.Tonel Barus

Anggota : 1. Prof.Dr.Jamaran Kaban,MSc. 2.Prof.Dr.Yunazar Manjang 3.Prof.Basuki Wirjosentono ,MS.,Ph.D. 4.Dr.M.Pandapotan Nasution,MPS. 5.Dr.Hamonangan Nainggolan,MSc.


PERNYATAAN ORISINALITAS

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULITKAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

DISERTASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam disertasi ini tidak terdapat karya Yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan Tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebut sumbernya dalam daftar pustaka.

Medan, 12 Juli 2012

(Adil Ginting) 078103001


PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama Nomor Pokok Program Studi Jenis Karya Ilmiah

: Adil Ginting : 078103001 : Doktor Ilmu Kimia : Disertasi

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (NonExclusive Royalty Free Right) atas Disertasi yang berjudul:

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti NonEksklusif ini.Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Disertasi saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.

Medan, 12 Juli 2012

(Adil Ginting) 078103001


Judul Disertasi

: PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: Adil Ginting : 078103001/KIM : Doktor Ilmu Kimia Menyetujui, Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Tonel Barus Promotor

Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc. Co.Promotor

Ketua Program Studi

(Prof. Basuki Wiryosentono, MS., Ph.D.)

Prof. Dr. Yunazar Manjang Co.Promotor

Dekan

(Dr. Sutarman, M.Sc.)

Tanggal Lulus : 12 Juli 2012


UCAPAN TERIMA KASIH Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan anugrahNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan disertasi ini. Dengan selesainya disertasi ini, perkenankanlah saya dengan hati yang tulus menyampaikan rasa hormat dan terima kasih serta penghargaan yang setinggitingginya kepada yang terhormat: 1.Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu,DTM&H,MSc. (CTM).Sp.A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara,yang telah memberi kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program S3 Ilmu Kimia pada Departemen Kimia FMIPAUSU. 2.Dr.Sutarman selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti program S3 Ilmu Kimia. 3.Prof.Basuki Wiryosentono.MS,PhD. Selaku Ketua Program S3 Kimia yang Telah memberikan dorongan kepada saya untuk dapat segera menyelesaikan Program S3 Ilmu Kimia. 4.Dr.Rumondang Bulan MS selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara atas kesempatan, kerja sama yang baik serta fasilitas sehingga saya dapat mengikuti dan menyelesaikan program S3 Ilmu Kimia. 5.Prof.Dr.Tonel Barus selaku Promotor, Prof.Dr.Jamaran Kaban MSc. dan Prof.Dr.Yunazar Manjang, sebagai Co-promotor , yang dengan segala kesabaran dan tanpa bosan-bosannya telah banyak memberikan bimbingan sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini. 6.Dr.M.Pandapotan Nasution,MPS. Dan Dr.Hamonangan Nainggolan, MSc.,selaku tim penguji, atas kesedian beliau untuk memberikan penilaian maupun saran-saran untuk perbaikan dan penyempurnaan disertasi saya. 7.Peserta program S3, stambuk 2007 Ilmu Kimia yang begitu banyak membantu penulis sehingga disertasi ini dapat selesai. 8.Semua teman sejawat di Laboratorium Kimia Organik Sintesa & Proses Departemen Kimia FMIPA-USU terutama Kep.Lab.Dr.Mimpin Ginting MS. beserta seluruh Staf dan Asisten yang banyak membantu penulis dalam penelitian maupun penulisan.


Pada kesempatan ini tak lupa saya mengenang alm. Ayah saya beserta Ibu atas jasa-jasa mereka yang telah melahirkan, membesarkan dan mendidik saya dengan sepenuh hati serta memberikan dorongan kepada saya untuk terus belajar sehingga saya dapat mencapai tingkat pendidikan seperti sekarang ini. Kepada Isteriku tercinta Dra.Lina Tarigan Apt.MS. dan anak-anakku tersayang Maria Isabella A.Ginting.,Inda Sari Meilia A.Ginting.S.Sos.,Adli Reynaldo A.Ginting serta menantuku Rudi Astra Sinulingga MSc. serta cucuku tersayang Ibreina Elisabeth br.Sinulingga yang telah memberikan bantuan moril dan semangat sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu, baik langsung maupun tidak langsung, hanya Bapa disorgalah yang mampu memberikan balasan terbaik.Mudah-mudahan disertasi ini dapat memberikan sumbangan yang berharga bagi perkembangan Ilmu Kimia Khususnya Kimia Organik sintesa dan aplikasinya.Semoga Tuhan selalu memberikan rahmat dan kasih karuniaNya kepada kita semua.

Medan, Juli 2012 Penulis

Adil Ginting.


PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii)SEBAGAI ANTIMIKROBA ABSTRAK

Dalam penelitian ini telah dilakukan pembuatan edible film gelatin yang diinkorporasi dengan minyak atsiri kulit kayu manis dengan plasticizer gliserol dan gliseril monooleat. Produk tersebut dikarakterisasi dengan SEM,FT-IR, ketebalan film, kekuatan tarik dan kemuluran, aktivitas air(A w ), uji laju transmisi uap air,analisis termal difrensial(DTA), analisis kalorimetri difrensial (DSC), swelling,,uji antimikrobanya serta aplikasi terhadap ikan tongkol.Secara umum perbedaan plasticizer gliserol dan gliseril monooleat menambah ketebalan, kekuatan tarik, persentase pertambahan panjang, , dan mengurangi aktivitas air(A w ), laju transmisi uap air, swelling pada 30 menit, analisis termal difrensial, analisis kalorimetri difrensial dan aplikasi terhadap ikan tongkol. Pengujian morfologi permukaan dengan SEM menunjukkan bahwa permukaan film dengan menggunakan plasticizer gliserol permukaanya kasar dibandingkan dengan penggunaan plasticizer gliseril monooleat dikarenakan penambahan minyak atsiri kulit kayu manis yang bersifat non polar tidak terjadi percampuran sempurna dari gelatin-gliserol-minyak atsiri kulit kayu manis.Dari spektrum FT-IR kedua film pelapis gelatin-gliserol-minyak atsiri kulit kayu manis dan gelatin-gliseril monooleat-minyak atsiri kulit kayu manis tidak memperlihatkan terdapatnya penambahan gugus fungsi yang baru. Hal ini berarti tidak terjadi reaksi antara gelatin, gliserol dan minyak atsiri kulit kayu manis, demikian juga gelatin, gliseril monooleat dan minyak atsiri kulit kayu manis.

Kata Kunci: edible film, gelatin, plasticizer, minyak atsiri kulit kayu manis, antimikroba


THE UTILIZATION OF GLYCEROL AND DERIVATIVES AS A PLASTICIZER IN EDIBLE GELATIN FILM THAT INCORPORATI0N WITH THE ESSENTIAL OIL OF CINNAMON BARK(Cinnamomum burmanii)AS AN ANTIMICROBIAL ABSTRACT In this reseach has been conducted by making gelatin edible films incorporation with cinnamon bark essential oil with the plasticizer glycerol and glyceryl monooleate. Products are characterized by SEM, FT-IR, film thickness, tensile strength and elongation,water activity (Aw), water vapor transmission rate (WVTR), difrensial thermal analysis (DTA), analyze difrensial scanning calorimetry (DSC), Swelling, test, and application of the antimicrobial fish tuna. In general, the difference of plasticizer glycerol and glyceryl monooleate were the increase of thickness, tensile strength, percentage elongation of the length, and were the decrease of water activity (A w ), water vapor transmission rate, swelling at 30 min, difrensial thermal analysis, calorimetry analysis and application to fish tongkol difrensial cob. Testing of surface morphology by SEM showed that the surface of the film by using a surface glycerol plasticizer rough compared to the use of plasticizer glyceryl monooleate due to the addition of cinnamon bark essential oil is non-polar does not happen perfect mixture of gelatin-glycerol-bark essential oil.From FT-IR spectrum of both edible film gelatin-glycerol-cinnamon bark essential oil and gelatin-glyceryl monooleate-cinnamon bark essential oil did not show the presence of the addition of new functional group. This means that no reaction occurs between gelatin, glycerol and cinnamon bark essential oil, as well as gelatin, glyceryl monooleate and cinnamon bark essential oil.

Keywords: edible film, gelatin, plasticizer, cinnamon bark essential oil, antimicrobial


DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR

i

ABSTRAK

iii

ABSTRACT

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR TABEL

ix

DAFTAR GAMBAR

x

DAFTAR LAMPIRAN

xii

BAB 1. PENDAHULUAN

1

1.1.Latar Belakang

1

1.2.Perumusan Masalah

4

1.3.Hipotesa Penelitian

4

1.4.Tujuan Penelitian

4

1.5.Manfaat Penelitian

4

BAB 2 . TINJAUAN PUSTAKA

6

2.1 Edible film dan Edible coating

6

2.1.1.Edible Film

6

2.1.2.Edible coating

7

2.1.3. Edible film dari gelatin

8

2.1.4.Edible film gelatin dan antimikroba

14

2.2.Plasticizer

15

2.2.1.Plasticizer Gliserol

16

2.2.2.Plasticizer Turunan Gliserol

17

2.2.2.1.Gliseril Monooleat

17

2.3.Minyak Atsiri

19

2.3.1.Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

19

2.3.2.Kandungan Kimia Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

20


2.4. Sifat -Sifat Edible Film

20

2.4.1.Aktivitas Air (A w )

21

2.4.2.Scanning Electron Microscope (SEM)

23

2.4.3.Uji Tarik dan Kemuluran

24

2.4.4.Permeabilitas Uap Air

25

2.4.5.Spektroskopi Infra Merah Fourier Transform (FT-IR)

25

2.4.6.Analisis Termal Difrensial (Difrential Thermal Analysis,DTA) 26 2.4.7.Kalorimetri Skening Difrensial (Diffrential Scanning 28

Calorimetry,DSC) BAB 3. METODE PENELITIAN

29

3.1. Bahan-bahan

29

3.2. Alat-alat

29

3.3. Prosedur Penelitian

29

3.3.1.Penyedian sampel kulit sapi

29

3.3.1.1.Pemisahan senyawa Gelatin dari Kulit Sapi 3.3.2..Analisis Kadar Gelatin

29 30

3.3.2.1.Analisis Kadar Air

30

3.3.2.2.Analisis Kadar Abu

31

3.3.2.3.Analisis Kadar Protein

31

3.3.2.4.Analisis Spektroskopi FT-IR

32

3.3.3.Isolasi Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan Alat Destilasi Stahl 3.3.4.Analisis Hasil Isolasi

32 33

3.3.4.1.Analisis GC-MS

33


33

3.3.4.3.Pengujian Sifat Antibakteri

33

3.3.5.Pembuatan Edible film

34

3.3.5.1.Pengaruh Gliserol terhadap edible film Gelatin

34

3.3.5.2.Pembuatan edible film EF1

34


3.3.5.3.Pembuatan edible film EF2

34

3.3.6.Karakteristik Edible film

35

3.3.6.1.Pengukuran Ketebalan

35

3.3.6.2.Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran

35

3.3.6.3.Uji Aktivitas Air

35

3.3.6.4.Uji Laju Transmisi Uap Air

36


36

3.3.6.6.Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)

36

3.3.6.7.Analisis Termal Difrensial (DTA)

37

3.3.6.8.Analisis Kalorimetri Skenning Difrensial (DSC)

37

3.3.6.9.Analisis Swelling

37

3.3.6.10.Pengujian Sifat Antibakteri

37

3.3.7.Estimasi Kepadatan Sel Isolat Bakteri dengan Cara Standart Plate Count (SPC)

38

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

40

4.1.Gelatin dari Kulit Sapi

41

4.1.1.Analisis Kadar Air

42

4.1.2.Analisis Kadar Abu

42

4.1.3.Analisis Kadar Protein

43

4.1.4.Analisis Spektroskopi FT-IR dari Gelatin

44

4.2.Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis (Cinnamomum burmanii) 4.2.1.Komponen Kimia Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

45 45

4.2.2.Analisis Spektroskopi FT-IR Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 57 4.2.3.Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 4.3.Pembuatan edible film

58 60

4.3.1.Pengaruh Perbandingan Volume Gelatin-Gliserol

60

4.3.2.Hasil edible film

60

4.3.2.1.Ketebalan Edible film

60

4.3.2.2.Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)

61


4.3.2.3.Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran

64

4.3.2.4.Aktivitas air (A w )

65

4.3.2.5.Uji Laju Transmisi Uap Air

65


66

4.3.2.7.Hasil Uji Aktivitas Antibakteri

68

4.3.2.8.Analisis Termal Difrensial (DTA)

70

4.3.2.9.Analisis Kalorimetri Difrensial (DSC)

71

4.3.2.10.Analisis Swelling

72

4.4.Hasil Uji Aplikasi Edible film terhadap ikan tongkol BAB 5 .KESIMPULAN DAN SARAN

73 75

5.1.Kesimpulan

75

5.2.Saran

77

DAFTAR PUSTAKA

76

LAMPIRAN

89


DAFTAR TABEL Nomor

Judul

Halaman

Tabel 2.1. Komposisi Asam Amino Gelatin Beberapa Jenis Hewan

11

Tabel 2.2. Standar Mutu Gelatin

12

Tabel 4.1. Hasil Analisa GC-MS Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

46

Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Zona Hambat Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 58 Tabel 4.3. Aktivitas Antimikroba

69

Tabel 4.4. Sifat Termal Edible film

70

Tabel 4.5. Hasil Pertumbuhan Isolat Bakteri

73


DAFTAR GAMBAR Nomor

Judul

Halaman

Gambar 4.1. Transisi Rantai Helik-gulungan pada kolagen

41

Gambar 4.2. Spektrum FT-IR Gelatin

44

Gambar 4.3. Kromatogram Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

45

Gambar 4.4. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 6.608

47


48

Gambar 4.6.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 7.708

49


50


51


52

Gambar4.10.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 12.467

53


54


55


56


Gambar 4.14. Spektrum FT-IR Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

57

Gambar 4.15. Bentuk Morfologi (SEM) film pelapis EF1

61

Gambar 4.16. Bentuk Morfologi (SEM) film pelapis EF2

62

Gambar 4.17. Spektrum FT-IR Edible film EF1

67

Gambar 4.18. Spektrum FT-IR Edible film EF1

67

Gambar 4.19. Analisis DTA dari EF1

71

Gambar 4.20. Analisis DTA dari EF2

71

Gambar 4.21. Analisis DSC dari Gelatin

72

Gambar 4.22. Analisis DSC dari EF1

72

Gambar 4.23. Analisis DSC dari EF2

72


DAFTAR LAMPIRAN Nomor

Judul

Halaman

Lampiran 1.

Fragmentasi senyawa alpha-pinene

89

Lampiran 2.

Fragmentasi senyawa camphene

90

Lampiran 3.

Fragmentasi senyawa beta-pinene

91

Lampiran 4.

Fragmentasi senyawa 1,8-Cineole

92

Lampiran 5.

Fragmentasi senyawa Benzenepropanal

93

Lampiran 6. Lampiran 7.

Fragmentasi senyawa 3-Cyclohexen-1-ol,4-methyl-1-(1methylethyl) Fragmentasi senyawa Linalyl propionate

94 95

Lampiran 8.

Fragmentasi senyawa Cinnamic aldehyde

96

Lampiran 9.

Fragmentasi senyawa copaene

97

Lampiran 10. Fragmentasi senyawa 2-Propen-1-ol.3-phenyl,acetate

98


RIWAYAT HIDUP Penulis lahir tanggal 04 Juli 1953 di Desa Tigabinanga, Kabupaten Karo anak ke tiga dari empat bersaudara. Pendidikan yang pernah diikuti penulis adalah Sekolah Rakyat (SR) di Medan tahun 1966, SMP di Medan tahun 1966, SMA di Medan tamat tahun 1972. Selanjutnya penulis mengikuti pendidikan di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara pada tahun 1973 dan lulus sebagai Sarjana Kimia pada tahun 1979. Sebagai Staf Pengajar di Departemen Kimia FMIPA USU sejak tahun 1980 hingga saat ini.Tahun 1990

penulis mendapat

kesempatan mengikuti

program Master pada Departemen Kimia Universitas Salford Inggris sampai tahun 1992. Pada tahun 2005 – 2010 diangkat sebagai Kepala Laboratorium Kimia Organik/Proses Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara. Melanjutkan studi pada Program Doktor Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara pada tahun 2007.


PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER

Recommend Documents