52
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user i PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM PALMITAT TERHADAP KARAKTER EDIBLE FILM KARAGINAN Disusun oleh : OKTAVIANA LISTIYAWATI M0307061 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2012

PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM

PALMITAT TERHADAP KARAKTER EDIBLE FILM

KARAGINAN

Disusun oleh :

OKTAVIANA LISTIYAWATI

M0307061

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Kimia

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

Page 2: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

HALAMAN PENGESAHAN

Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas

Sebelas Maret telah mengesahkan skripsi mahasiswa:

Oktaviana Listiyawati NIM M0307061, dengan judul

“Pengaruh Penambahan Plasticizer dan Asam Palmitat Terhadap KarakterEdible

Film Karaginan”.

Skripsi ini dibimbing oleh:

Pembimbing I pembimbing II

Dr.rer.nat Atmanto Heru Wibowo, M.Si Candra Purnawan, M.Sc

NIP 19740813200003 2001 NIP 19781228 200501 1001

Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada:

Hari: Senin

Tanggal: 30 Juli 2012

Anggota Tim Penguji:

1.Dra. Tri Martini, M.Si : .......................................... NIP. 19581029 198503 2002

2. Edi Pramono, M.Si : .......................................... NIP. 19830918 200812 1003

Disahkan oleh:

Ketua Jurusan Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Dr. Eddy Heraldy, M.Si

NIP 19620305 200003 1002

Page 3: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “PENGARUH

PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM PALMITAT TERHADAP

KARAKTER EDIBLE FILM KARAGINAN” belum pernah diajukan untuk

memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang

pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau dipublikasikan oleh orang lain,

kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar

pustaka.

Surakarta, Agustus 2012

OKTAVIANA LISTIYAWATI

Page 4: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAMPALMITAT TERHADAP KARAKTER EDIBLE FILM KARAGINAN

OKTAVIANA LISTIYAWATI

Jurusan Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang pembuatan edible film karaginan dengan penambahan plasticizer dan asam palmitat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh penambahan beberapa jenis plasticizeryaitu gliserol, PEG dan PVA serta penggunaan aditif asam palmitat dalam pembuatan edible film karaginan. Pembuatan edible film dilakukan dengan menggunakan metode casting. Edible film yang terbentuk kemudian dilakukan analisa terhadap sifat mekaniknya, diperoleh nilai tensile strength (kuat tarik), elongasi(perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai tensile strength optimumdihasilkan oleh formulasi karaginan-PEG 93:3 (%b/b) yaitu 5,725MPa dan karaginan-gliserol-asam palmitat 92:3:1 (%b/b) sebesar 4,111MPa. Sedangkan untuk film yang memiliki nilai elongation break optimum terdapat pada perbandingan karaginan-PVA 81: 15 (%b/b) yaitu 21,43% dan karaginan-PEG-asam palmitat 92:3:1 (%b/b) sebesar 18,18%. Selanjutnya untuk nilai kadarkekakuan optimum dihasilkan oleh perbandingan karaginan-PEG 93:3 (%b/b) sebesar 97,364Mpa dan karaginan-gliserol-asam palmitat 89:3:4 (%b/b) sebesar 38,499MPa. Film yang memiliki nilai penyerapan air terendah ditunjukkan pada perbandingan karaginan-PVA-asam palmitat 87: 3: 5 (%b/b) sebesar 77%. Hasil karakterisasi FT-IR menunjukkan tidak terbentuknya senyawa baru hasil pencampuran antara karaginan dan asam palmitat. Hal tersebut ditunjukan olehspektrum FT-IR yang tidak mengalami perubahan bilangan gelombang yang berarti karena hanya merupakan proses blending secara fisika.

Kata kunci: karaginanplasticizer,edible film, tensile strength, elongation break, modulus young

Page 5: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

EFFECT OF ADDITION OF PLASTICIZER AND PALMITIC ACID AGAINST NATURE OF EDIBLE FILM CARRAGEENAN.

OKTAVIANA LISTIYAWATI

Department Of Chemistry. Mathematics And Natural Sciences Faculty.Sebelas Maret University

ABSTRACT

The study of forming carrageenan edible film with the addition of plasticizer and palmitic acid has been done. The aim of the study was to investigate the effect of addition of various plasticizers of glycerol, PEG and PVA and palmitic acid additive in the carrageenan film. Film forming has been done using casting method. Film was analysed of the mechanical properties for Tensile Strength, Elongation, and Young Modulus. Functional group film was tested withFourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and swelling test.

The result of the study showed that the optimum tensile strength of carrageenan-PEG was obtained with ratio 93:3 (%w/w) 5.725 Mpa and carrageenan-glycerol-palmitic acid was obstain with ratio of 92:3:1 (%w/w) 4.111 Mpa. The optimum elongation of carrageenan-PVA was obtained with ratio of 81:15 (%w/w) 21.43% and carrageenan-PEG-palmitic acid was obtain with ratio 92:3:1 (%w/w) 18.18%. The optimum young modulus of film carrageenan-PEG was obstain with ratio of 93:3 (%w/w) 97.364 Mpa and carrageenan-glycerol-palmitic acid was obstain 89:3:4 (%w/w) 38.499 Mpa. The lowest level water adsorption of film of carrageenan was obtain with ratio of 88:3:5(%w/w) 77%. Characterization with FT-IR showed that film was made through physically blending. It was proved that no significant change of waveling showed.

Key words: carrageenan, plasticizer, edible films, tensile strength, elongation to break, modulus young

Page 6: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

MOTTO

“Jangan takut sebab TUHAN beserta kita”

“Berdoa, Berusaha Bekerja Keras, ,”

“ Berjuang untuk Hidup yang Lebih Baik”

Page 7: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Karya ini ku persembahkan kepada

1. My Lord Jesus

2. Ibuku

3. Keluargaku

4. Teman-teman yang telah membantu, yang namanya

tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

5. Semua pihak yang telah membantu penulis.

Page 8: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan nikmat dan

anugrahNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Skripsi ini

tidak akan selesai tanpa adanya bantuan dari banyak pihak, karena itu penulis

menyampaikan terima kasih kepada:

1. Bapak Prof.Ir.Ari Handono Ramelan. M.Sc (Hons). Ph.D selaku Dekan

Fakultas MIPA UNS

2. Bapak Dr.Eddy Heraldy, M.Si selaku Ketua Jurusan Kimia Fakultas MIPA

UNS

3. Bapak Yuniawan Hidayat, M.Si selaku Pembimbing Akademik

4. Bapak Dr. rer.nat. Atmanto Heru W, M.Si selaku Pembimbing I

5. Bapak Candra Purnawan, M.Sc selaku Pembimbing II

6. Bapak, Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya kepada penulis yang

tidak bisa penulis sebutkan satu persatu

7. Ibu dan keluargaku yang telah memberikan segalanya kepada penulis

8. Irma, Helmi, Putri, Lila dan Dewi Nur Rita yang telah memberikan

semangat, doa, dukungan dan perhatiannya

9. Semua teman-teman seperjuangan yang telah membantu penulis dalam

segala hal, serta semua pihak yang telah membantu sampai dengan skripsi

ini selesai

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna

dalam penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan

saran untuk menyempurnakannya. Namun demikian, penulis berharap semoga

karya kecil ini bermanfaat bagi pembaca yang budiman.

Surakarta, Agustus 2012

Penulis

Page 9: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

DAFTAR ISIHalaman

HALAMAN JUDUL................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN.................................................................... ii

HALAMAN PERNYATAAN ................................................................... iii

HALAMAN ABSTRAK............................................................................ iv

HALAMAN ABSTRACT.......................................................................... v

MOTTO.................................................................................. ................... vi

PERSEMBAHAN...................................................................................... vii

KATA PENGANTAR................................................................................ viii

DAFTAR ISI............................................................................................... ix

DAFTAR TABEL....................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR................................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN............................................................................... xv

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................... 1

A. Latar Belakang ......................................................................... 1

B. Perumusan Masalah................................................................... 3

1. Identifikasi Masalah .............................................................. 3

2. Batasan Masalah .................................................................... 4

3. Rumusan Masalah.................................................................. 4

C. Tujuan Penelitian....................................................................... 4

D. Manfaat Penelitian..................................................................... 5

BAB IILANDASAN TEORI ..................................................................... 6

A. Tinjauan Pustaka ....................................................................... 6

1. Karaginan............................................................................... 6

Struktur dan Jenis Karaginan.................. .............................. 6

Unit-unit Monomer Karaginan............................................. 10

2. Edible Film ............................................................................ 10

Pengertian Edible Film ...... .... ............................................. 10

Hidrokoloid........................ .................................................. 11

Lemak ................................ .................................................. 12

Page 10: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

Komposit................................................................................ 12

3. Metode Casting....................................................................... 12

4. Zat Pemlastis (Plasticizer)..................................................... 12

a). Gliserol ......................... .................................................. 13

b). Poly Etylena Glycol(PEG)............................................... 14

c). Poly Vinil Alcohol(PVA) ................................................. 15

4. Asam Lemak.......................................................................... 15

B. Kerangka Pemikiran .................................................................. 16

C. Hipotesis .................................................................................... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................... 19

A. Metode Penelitian...................................................................... 19

B. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 19

C. Alat dan Bahan .......................................................................... 19

1. Alat ........................................................................................ 19

2. Bahan ..................................................................................... 20

D. Prosedur Penelitian.................................................................... 20

1. Pembuatan Edible Film Karaginan......................................... 20

2. Pembuatan Edible Film dengan Variasi Konsentrasi

Asam Palmitat....................................................................... 20

3. Karakterisasi edible film......................................................... 21

E. Teknik Pengumpulan Data ........................................................ 21

F. TeknikAnalisa Data……………………………………………. 22

1. Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength)............................. 22

2. Persen Pemanjangan (Elongation to break) ....................... 22

3. Modulus Young ( Kadar Kekakuan).................................... 22

4. Uji Swelling......................................................................... 22

5 Analisis FT-IR...................................................................... 23

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 24

A. Pembuatan dan visualisasi Edible film Karaginan .................. 24

1. Edible Film dari Karaginan dan Variasi Jenis Plasticizer..... 24

2. Edible Film dari Karaginan, Plasticizer dan Variasi

Page 11: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

Konsentrasi Aditif Asam Palmitat..................................... 24

B. Uji Sifat Mekanik................................................................... 24

1. Edible Film Karaginan dengan Variasi Konsentrasi

Plasticizer.............................................................................. 25

a. Uji Kuat tarik (Tensile Strength)...................................... 25

b. Uji Persen Perpanjangan (% Elongasi)............................ 27

c. Uji Kadar Kekakuan (Modulus Young)............................ 28

2. Edible Film Karaginan dengan Plasticizer, dan Variasi

Konsentrasi Zat Aditif Asam Palmitat.................................. 29

a. Uji Kuat Tarik (Tensile Strength)...................................... 30

b. Uji Persen Perpanjangan (% Elongasi).............................. 31

c. Uji Kadar Kekakuan (Modulus Young).............................. 32

C. Uji Swelling.............................................................................. 33

D. Analisa FT-IR........................................................................... 34

BAB V PENUTUP..................................................................................... 37

A. Kesimpulan ............................................................................. 37

B. Saran........................................................................................ 37

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ 38

LAMPIRAN............................................................................................... 42

Page 12: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Unit-unit Monomer Karaginan...................................................... 10

Tabel 2. Uji Sifat mekanik Edible Film dari Karaginan dan

Plasticizer.................................................................................. 48

Tabel 3. Uji Sifat mekanik Edible Film dari Karaginan, Plasticizer

dan Asam Palmitat..................................................................... 51

Tabel 4. Hasil Uji Swelling Edible Film Karaginan dengan

PenambahanZat Aditif Asam Palmitat................................... 55

Page 13: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Struktur Dasar Karaginan...................................................... 6

Gambar 2. Struktur κ-Karaginan.............................................................. 7

Gambar 3. Struktur ι-Karaginan............................................................... 8

Gambar 4. Struktur λ-Karaginan. ............................................................. 8

Gambar 5. Struktur dari μ-Karaginan...................................................... 9

Gambar 6. Struktur dari ν-Karaginan...................................................... 9

Gambar 7. Gliserolisis Lemak................................................................. 14

Gambar 8. Struktur Poly Etylena Glycol (PEG)..................................... 14

Gambar 9. Struktur dari Poly Vinyl Alcohol (PVA)............................... 15

Gambar 10. Visualisasi Edible Film dari Karaginan................................ 24

Gambar 11. Visualisasi Edible Film dari Karaginan dan Asam Palmitat... 25

Gambar 12. Gambar Struktur kimia antara kappa karaginan

dengan gliserol....................................................................... 26

Gambar 13. Grafik pengaruh jenis dan variasi konsentrasi plasticizer

terhadap tensile strength edible film karaginan................... 27

Gambar 14. Grafik pengaruh jenis dan variasi konsentrasi plasticizer

terhadap % elongasi edible film karaginan.......................... 28

Gambar 15. Grafik pengaruh jenis dan variasi konsentrasi plasticizer

terhadap modulus young edible film karaginan................... 29

Gambar 16. Grafik pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam

palmitat terhadap tensile strength edible film karaginan....... 30

Gambar 17. Grafik pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam

palmitat terhadap % elongasi edible film karaginan............. 31

Page 14: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiv

Gambar 18. Grafik pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam

palmitat terhadap modulus young edible film karaginan......... 32

Gambar 19. Grafik pengaruh variasi konsentrasi asam palmitat terhadap

Indeks swelling (%) edible film karaginan.............................. 33

Gambar 20. Spektrum IR formula edible film karaginan dengan

penambahan plasticizer dan asam palmitat............................. 35

Page 15: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Perhitungan komposisi plasticizer (gliserol, PEG dan PVA)

dan Asam Palmitat............................................................. 42

Lampiran 2 Bagan Pembuatan Edible Film.......................................... 44

1. Edible film dari Karaginan dan PEG.............................. 44

2. Edible film Karaginan dan PVA................................... 45

3. Edible film Karaginan dan Gliserol............................... 46

4. Edible Film Karaginan, Plasticizer dan Asam Palmitat.. 47

Lampiran 3. Perhitungan Uji Sifat mekanik Edible Film dari Karaginan

dan Plasticizer................................................................... 48

1. Kuat Tarik....................................................................... 49

2. Kemuluran...................................................................... 49

3. Kadar Kekakuan............................................................. 50

Lampiran 4. Perhitungan Uji Sifat mekanik Edible Film dari Karaginan,

Plasticizer dan Asam Palmitat.......................................... 51

1. Kuat Tarik....................................................................... 52

2. Kemuluran...................................................................... 52

3. Kadar Kekakuan............................................................ 53

Lampiran 5. Perhitungan Uji Swelling……………..................................... 56

Page 16: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Indonesia merupakan negara yang memiliki kekayaan laut yang melimpah.

Salah satu hasil laut yang dapat dimanfaatkan adalah rumput laut. Selain dapat

digunakan sebagai bahan makanan, rumput laut juga memiliki peranan penting dalam

dunia industri (Istini, 1998). Salah satu hasil ekstrak rumput laut yang cukup

penting adalah karaginan. Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi,

pemanfaatan karaginan telah dikembangkan secara lebih intensif dan sangat

menjanjikan.. Hal ini diupayakan agar dapat memberikan dampak yang positif

terutama bagi lingkungan, yaitu penggunaan kemasan edible (edible packaging).

Edible packaging dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu sebagai pelapis (edible

coating) dan penghambat transfer massa (edible film).

Edible film merupakan suatu lapisan tipis, yang terbuat dari protein,

karbohidrat atau lemak yang bersifat hidrofilik. Edible film memberikan alternatif

bahan pengemas ramah lingkungan yang mampu melindungi dan mempertahankan

kualitas produk makanan dari pertumbuhan mikroba atau penyerapan uap air

(Krochta et al., 1992). Edible film dapat dibuat dari tiga jenis bahan yakni hidrokoloid

(alginat, karaginan, pati), lipid (lilin/wax, asam lemak), dan komposit dari keduanya.

Karaginan merupakan hidrokoloid hasil ekstraksi yang banyak diperoleh

dari rumput laut. Selain karaginan, ekstraksi rumput laut juga menghasilkan

agar, fulselaran, dan alginat (Anonim, 2006a). Karaginan adalah polisakarida

yang diekstrak dari beberapa anggota Rhodophyceae (rumput laut merah) seperti

Chondrus, Euchema, Gigartina, Gloiopeltis, dan Iridea (Belitz dan Grosch, 1999).

Sama halnya dengan karaginan, agar dan fulselaran juga dihasilkan dari ekstrak

rumput laut merah (Rhodopyceae) sedangkan alginat merupakan hasil ekstraksi

rumput laut coklat (Phaeophyceae) (Anonim, 2006a). Euchema cottonii dan E.

Page 17: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

spinosum merupakan jenis Rhodophyceae yang banyak ditemui di perairan

Indonesia sedangkan Gigartina banyak ditemui di daerah selatan Eropa (Anonim,

2007b). E. cottonii (Kappaphycus alvarezii) merupakan jenis rumput laut penghasil

kappa karaginan, E. spinosum merupakan penghasil iota karaginan, dan Gigartina

merupakan penghasil lambda karaginan (Anonim, 2007b). Karaginan dibagi menjadi

tiga fraksi berdasarkan unit penyusunnya yaitu kappa, iota, dan lambda karaginan

(Winarno, 1990). Sedangkan, berdasarkan kandungan sulfatnya, Dotty (1987)

membedakan karaginan menjadi dua fraksi yaitu kappa dan iota karaginan, dimana

kappa mengandung sulfat kurang dari 28% dan iota lebih dari 30%.

Karaginan dapat membentuk gel secara reversible artinya dapat membentuk

gel pada saat pendinginan dan kembali cair pada saat dipanaskan. Pembentukan gel

tersebut disebabkan karena terbentuknya struktur heliks rangkap yang tidak terjadi

pada suhu tinggi. Pada suhu rendah, struktur heliks rangkap dapat membentuk

jaringan polimer yang bercabang-cabang dan selanjutnya akan membentuk suatu

kesatuan (Suryaningrum, 1988). Untuk mengurangi kerapuhan dan memberikan sifat

hidrofobik dari edible film karaginan, penambahan plasticizer dan zat aditif sangat

diperlukan. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kualitas dari edible film karaginan.

Plasticizer adalah bahan organik dengan berat molekul rendah yang

ditambahkan dengan maksud untuk memperlemah kekakuan dari polimer sekaligus

meningkatkan fleksibilitas polimer. Plasticizer mampu mengurangi interaksi

intermolekuler dan ekstramolekuler dalam polimer film, menurunkan kerapuhan serta

meningkatkan elastisitas film contohnya adalah gliserol, polietien glikol, polivinil

alkohol dan sukrosa (Krochta et al., 1994). Penambahan plasticizer dengan

konsentrasi yang terlalu tinggi juga dapat menyebabkan menurunnya sifat-sifat

fungsional edible film antara lain resistensi terhadap uap air dan sifat mekanika

(Glicksman, 1984).

Zat aditif yang digunakan pada umumnya berupa lipid. Salah satu alasan lipid

sering ditambahkan dalam formula film karena lipid memberikan sifat hidrophobik.

Komponen lipid meliputi gliserida, lilin dan asam lemak. Asam lemak rantai panjang

Page 18: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

seperti stearat dan palmitat sering digunakan sebagai aditif karena bersifat hidrofobik

dengan titik leleh yang tinggi (Hagenmaier and Shaw, 1990).

Berdasarkan keterangan diatas, perlu adanya penelitian untuk mengetahui

pengaruh dari masing-masing konsentrasi plasticizer dan asam lemak terhadap

karakter mekanika edible film karaginan.

B. Perumusan Masalah

1. Identifikasi masalah

a. Karaginan sebagai bahan baku pembuatan edible film dibagi menjadi lima

jenis yaitu kappa (κ), iota (ι), lamda (λ), mu (μ), dan nu (ν). Kelima jenis

karaginan tersebut mempunyai sifat kimia dan fisika yang berbeda

b. Beberapa jenis plasticizer yang dapat digunakan dalam pembuatan edible film

adalah gliserol, lilin lebah, polivinil alkohol (PVA), asam laurat, asam

oktanoat, asam laktat, trietilen glikol (TEG), polietilen glikol (PEG), dan

sorbitol.

c. Lipid sering ditambahkan dalam formula film karena lipid dapat

meningkatkan sifat hidrofobisitas suatu edible film. Komponen lipid meliputi

gliserida, lilin dan asam lemak. Menurut Hagenmaier dan Shaw (1990), asam

lemak rantai panjang biasa digunakan dalam pembuatan edible film karena

mempunyai titik didih (melting point) yang tinggi dan sifat hidrofobiknya.

d. Karaginan dapat membentuk gel secara reversible artinya dapat membentuk

gel pada saat pendinginan dan kembali cair pada saat dipanaskan.

Pembentukan gel disebabkan karena terbentuknya struktur heliks rangkap

yang tidak terjadi pada suhu tinggi. Pada suhu rendah, struktur heliks rangkap

membentuk jaringan polimer yang bercabang-cabang dan selanjutnya akan

membentuk suatu kesatuan.

e. Menurut Bourtoom (2007), tidak ada metode standar dalam pembuatan edible

film sehingga dapat dihasilkan film dengan fungsi dan karakteristik

fisikokimia yang diinginkan akan berbeda

Page 19: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

f. Dari hasil edible film yang terbentuk akan dilakukan analisis terhadap karakter

edible film. Analisis edible film meliputi FT-IR, tensile strength, % elongasi,

modulus young, DTA (Differensial Thermal Analysis), TGA (Thermal Gravity

Analysis), SEM (Scanning Electron Microscopy), uji swelling, uji

permeabilitas uap air (WVTR).

2. Batasan Masalah

a Bahan baku yang digunakan adalah karaginan jenis kappa.

b. Plasticizer yang digunakan adalah gliserol ; PEG ; PVA dengan variasi

konsentrasi yang digunakan adalah 3; 6; 9; 12; 15 % (b/b)

c. Asam lemak yang digunakan adalah asam palmitat dengan variasi konsentrasi

yang digunakan adalah 1; 2; 3; 4; 5 % (b/b)

d. Suhu pemanasan larutan film berkisar 80 oC dan suhu pengeringan edible film

didalam oven adalah 60 oC selama ± 24 jam.

e. Pembuatan edible film dilakukan dengan Metode Casting.

f. Analisa uji sifat mekanik edible film meliputi tensile strength, % elongasi,

modulus young, analisa gugus fungsi edible film menggunakan FT-IR, uji

swelling.

3. Rumusan Masalah

a. Bagaimana pengaruh jenis dan konsentrasi plasticizer terhadap sifat mekanik

edible film karaginan?

b. Bagaimana pengaruh konsentrasi asam palmitat terhadap sifat mekanik edible

film karaginan?

C. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai penelitian ini adalah untuk mengetahui :

a Mengetahui perbedaan karakteristik sifat mekanik edible film dari karaginan

dengan penambahan jenis dan konsentrasi plasticizer yang berbeda.

b. Mengetahui karakteristik sifat mekanik edible film dari karaginan dengan

penambahan plasticizer dan asam palmitat.

Page 20: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

D. Manfaat penelitian

Dalam penelitian ini manfaat yang diharapkan adalah:

a. Memberikan informasi kepada masyarakat bahwa karaginan dapat

dikembangkan sebagai salah satu bahan yang mudah untuk terdegradasi.

b. Memberikan alternatif pembuatan bahan yang mudah untuk terdegradasi dan

ramah lingkungan.

Page 21: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Karaginan

Karaginan merupakan hasil ekstraksi getah rumput laut dalam air atau larutan

alkali dari spesies tertentu alga merah (Rhodophyceae), golongan polisakarida

galaktan sulfat. Karaginan merupakan penyusun utama dinding sel tanaman alga

merah. Struktur dasar karaginan adalah ester sulfat kalium, natrium, kalsium,

magnesium, atau amonium dari polimer D-galatosa yang terikat secara α-1,3 dan β-

1,4. Struktur dasar seperti terlihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur dasar karaginan

Berdasarkan strukturnya, karaginan dibagi menjadi lima jenis yaitu kappa (κ),

iota (ι), lamda (λ) , mu (μ), dan nu (ν). Kelima jenis karaginan tersebut mempunyai

sifat kimia dan fisika yang berbeda. Dipengaruhi oleh letak dan jumlah gugus sulfat.

Di samping itu, adanya gugus sulfat yang terikat pada atom C-6 unit D-galaktosa

ikatan 1,4 dapat dikonversi secara enzimatis di dalam tanaman itu maupun secara

kimia membentuk 3,6-anhidro- D-galaktosa.

Berikut diuraikan secara umum kelima jenis karaginan :

Page 22: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

a. κ-Karaginan

κ-Karaginan merupakan kopolimer linier yang tersusun oleh residu D-

galaktosa-4-sulfat dengan ikatan α pada posisi 1,3 dan residu 3,6-anhidro- D-

galaktosa dengan ikatan β pada posisi 1,4. Beberapa satuan yang berikatan pada

posisi 1,4 kadang-kadang sebagai 3,6-anhidro-D-galaktosa-2-sulfat, D-galaktosa- 2,6-

disulfat atau D-galaktosa-6-sulfat. κ--Karaginan disusun oleh 38,1% D-galaktosa,

28,1% 3,6-anhidro-D-galaktosa dan 25-28% sulfat sebagai OSO3Na. Struktur κ-

Karaginan ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur κ-Karaginan

b. ι-Karaginan

Struktur ι-Karaginan hampir sama dengan struktur κ-Karaginan, dimana

perbedaannya hanya terletak pada kandungan sulfatnya. Pada ι -Karaginan terdapat

gugus sulfat pada posisi C-2 residu 3,6-anhidro-D-galaktosa. Adanya gugus sulfat

tambahan tersebut menyebabkan sifat gel κ dan ι -karaginan berbeda (Booth, 1975).

Menurut Winarno (1990), ι-Karaginan ditandai dengan adanya ester 4-sulfat pada

setiap residu dari D-galaktosa dan gugusan ester 2-sulfat pada setiap gugusan 3,6-

anhidro-D-galaktosa. Struktur ι -Karaginan terlihat pada Gambar 3.

Page 23: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

Gambar 3. Struktur ι-Karaginan

c. λ-Karaginan

λ-Karaginan disusun oleh residu D-galaktosa-2-sulfat dengan ikatan α pada

posisi 1,3 dan residu D-galaktosa-2,6-disulfat dengan ikatan β pada posisi 1,4.

Beberapa satuan λ -Karaginan kadang-kadang tidak mengandung gugus sulfat atau

sebagai 3,6-anhidro-D-galaktosa. Jumlah ester sulfat dalam λ-Karaginan sekitar 35%.

Struktur dari λ-Karaginan terlihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Struktur λ-Karaginan

Page 24: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

d. μ dan ν-Karaginan

μ dan ν-Karaginan relatif jarang ditemukan dalam tanaman alga merah, μ-

Karaginan terdapat dalam jumlah relatif kecil dalam spesies Chondrus crispus,

sedangkan ν-Karaginan ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil pada spesies

Eucheuma uncinatium. Struktur dari μ-Karaginan tampak pada Gambar 5 dan struktur

ν-Karaginan tampak pada Gambar 6. (CPKelco ApS, 2004):

Gambar 5. Struktur dari μ-Karaginan

Gambar 6. Struktur dari ν-Karaginan

Page 25: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

Adapun unit-unit monomer karaginan terdapat dalam tabel 1 di bawah ini :

Sumber: Glicksman, 1979

2. Edible Film

Edible packaging dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu yang

berfungsi sebagai pelapis (edible coating) dan yang berbentuk lembaran (edible film).

Edible coating banyak digunakan untuk pelapis produk daging beku, makanan semi

basah (intermediate moisture foods), produk konfeksionari, ayam beku, produk hasil

laut, sosis, buah-buahan dan obat-obatan terutama untuk pelapis kapsul (Krochta et

al., 1994).

Edible film harus mempunyai sifat-sifat yang sama dengan film kemasan

seperti plastik, yaitu dapat menahan air sehingga dapat mencegah kehilangan

kelembaban produk, memiliki permeabilitas selektif terhadap gas tertentu,

mengendalikan perpindahan padatan terlarut untuk mempertahankan warna, pigmen

alami dan gizi, serta menjadi pembawa bahan aditif seperti pewarna, pengawet dan

penambah aroma dengan tujuan memperbaiki mutu bahan pangan.

Penggunaan edible film untuk pengemasan produk-produk pangan seperti

sosis, buah-buahan dan sayur-sayuran sehingga segar dapat memperlambat penurunan

mutu, karena edible film mempunyai fungsi sebagai penahan difusi gas oksigen,

Page 26: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

karbondioksida dan uap air serta komponen flavor, sehingga mampu menciptakan

kondisi atmosfir internal yang sesuai dengan kebutuhan produk kemasan.

Keuntungan penggunaan edible film untuk kemasan bahan pangan adalah

untuk memperpanjang umur simpan produk serta tidak mencemari lingkungan karena

edibel film ini dapat dimakan bersama produk yang dikemasnya.

Selain edible film istilah lain untuk kemasan yang berasal dari bahan hasil

pertanian adalah biopolimer, yaitu polimer dari hasil pertanian yang digunakan

sebagai bahan baku film kemasan tanpa dicampur dengan polimer sintetis (plastik).

Bahan polimer diperoleh secara murni dari hasil pertanian dalam bentuk tepung, pati

atau isolat. Komponen polimer hasil pertanian adalah polipeptida (protein),

polisakarida (karbohidrat) dan lipida. Ketiganya mempunyai sifat termoplastik,

sehingga mempunyai potensi untuk dibentuk atau dicetak sebagai film kemasan.

Keunggulan polimer hasil pertanian adalah bahannya yang berasal dari sumber yang

terbarukan (renewable) dan dapat dihancurkan secara alami (biodegradable).

Bahan-Bahan Pembuat Edible Film

Komponen penyusun edible film akan mempengaruhi secara langsung bentuk

morfologi maupun sifat pengemas yang dihasilkan. Bahan-bahan tambahan yang

sering dijumpai dalam pembuatan edible film adalah antimikroba, antioksidan, flavor

dan pewarna. Komponen yang cukup besar dalam pembuatan edible film adalah

plasticizer, yang berfungsi untuk :

- meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas film

- menghindari film dari keretakan

- meningkatkan permeabilitas terhadap gas, uap air dan zat terlarut

- meningkatkan elastisitas film

Komponen utama penyusun edible film dikelompokkan menjadi tiga yaitu

1. Hidrokolid

Hidrokoloid yang digunakan dalam pembuatan edible film berupa protein atau

polisakarida. Bahan dasar protein dapat berasal dari jagung, kedele, wheat gluten,

kasein, kolagen , gelatin, corn zein, protein susu dan protein ikan. Polisakarida yang

Page 27: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

digunakan dalam pembuatan edible film adalah selulosa dan turunannya, pati dan

turunannya, pektin, ekstrak ganggang laut (alginat, karaginan, agar), gum (gum arab

dan gun karaya), xanthan, kitosan dan lain-lain. Beberapa polimer polisakarida yang

banyak diteliti akhir-akhir ini adalah pati gandum (wheat), jagung (corn starch) dan

kentang.

2. LemakLemak yang umum digunakan dalam pembuatan edible film adalah lilin alami

(beeswax, carnauba wax, parrafin wax), asil gliserol, asam lemak (asam oleat dan

asam laurat) serta emulsifier.

3. Komposit

Komposit adalah bahan yang tersusun dari campuran hidrokoloid dan lipida.

3. Metode Casting

Metode casting merupakan salah satu metode yang sering digunakan untuk

membuat film. Pada metode ini, protein atau polisakarida didispersikan pada

campuran air dan plasticizer, yang kemudian diaduk. Setelah pengadukan, pH diatur ,

lalu campuran tersebut dipanaskan dan dituangkan pada casting plate. Setelah

dituangkan, campuran kemudian dibiarkan mongering pada kondisi dan waktu

tertentu. Film yang telah kering kemudian dilepaskan dari cetakan (casting plate) dan

kemudian dilakukan pengujian terhadap karakteristik yang dihasilkan (Hui, 2006).

4. Plasticizer

Plasticizer berguna meningkatkan elastisitas dan memiliki ketahanan terhadap

kebekuan sehingga membuat plasticizer lebih mudah terdifusi dalam molekul polimer

(A. Tager, 1972). Plasticizer larut dalam tiap-tiap rantai polimer sehingga akan

mempermudah gerakan molekul polimer dan bekerja menurunkan suhu transisi gelas

(Tg), suhu kristalisasi atau suhu pelelehan polimer. Pada daerah diatas Tg, bahan

polimer menunjukkan sifat fisik dalam keadaan lunak (soft) seperti karet (rubbery),

sebaliknya di bawah Tg polimer dalam keadaan sangat stabil seperti gelas (glassy).

Plasticizer juga akan bekerja sebagai internal lubricants dengan mereduksi gaya

Page 28: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

(Frictional force) diantara rantai polimer, yang akan menyebabkan perubahan

karakteristik mekanik dari polimer (Paramawati, 2001).

Plasticizer didefinisikan sebagai bahan non volatil, bertitik didih tinggi, dan

jika ditambahkan pada material lain dapat merubah sifat material tersebut.

Penambahan plasticizer pada film dapat menurunkan kekuatan intermolekuler

meningkatkan fleksibilitas film dan menurunkan sifat barrier film. Gliserol merupakan

plasticizer yang efektif karena memiliki kemampuan untuk mengurangi ikatan

hidrogen enternal pada ikatan intermolekuler. Plasticizer ditambahkan pada

pembuatan edible film dengan tujuan untuk mengurangi kerapuhan, meningkatkan

fleksibilitas dan ketahanan film terutama jika disimpan pada suhu rendah

(Teknopangan & Argoindustri, 2008).

a. Gliserol

Salah satu alkil trihidrat yang penting adalah gliserol (propa-1,2,3 triol)

CH2OHCHOHCH2OH. Senyawa ini kebanyakan ditemui hampir pada semua lemak

hewani dan minyak nabati sebagai ester gliserin asam palmitat dan oleat (Austin,

1985). Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa manis tidak berwarna, cairan

kental dengan titik lebur 20°C dengan titik didih yang tinggi yaitu 290°C. Gliserol

dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, akan tetapi tidak dalam minyak.

Sebaliknya banyak zat dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding dalam air

maupun alkohol. Oleh karena itu gliserol merupakan pelarut yang baik (Anonim 11,

2006). Gliserol bermanfaat sebagai anti beku (anti freeze) dan merupakan senyawa

yang higroskopis sehingga banyak digunakan untuk mencegah kekeringan pada

tembakau, pembuatan parfum, tita, kosmetik, makanan dan minuman lainnya (Austin,

1985). Gliserol banyak dihasilkan dari industri di Sumatera Utara dimana merupakan

bahan baku yang sangat potensial untuk dikembangkan menjadi produk yang bernilai

ekonomis tinggi. Gliserol dapat diperoleh dari hasil pemecahan ester asam lemak

minyak dan lemak dari industri oleokimia (Bhat, 1990).

Page 29: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Gambar 7. Gliserolisis Lemak

b Poly Etylena Glycol (PEG)

Poly Etylena Glycol tersusun dari monomer etilen glikol. Etilen glikol

merupakan etena yang kedua atom karbonnya mengikat gugus alkohol. PEG dapat

berwujud cairan kental maupun berbentuk padatan seperti lilin. PEG sangat

dibutuhkan dalam berbagai industri, khususnya dalam industri farmasi dan kosmetik

karena beberapa sifatnya antara lain mudah larut, lunak, dan tidak beracun.

Gambar 8. Struktur Poly Etylena Glycol (PEG)

Poly Etylena Glycol termasuk surfaktan non ionik yang banyak digunakan,

karena sifatnya yang stabil, mudah bercampur dengan komponen-komponen lain,

tidak beracun, tidak iritatif, dan efektif dalam rentang pH yang lebar (Rosen, 1998).

c. Poly Vinyl Alcohol ( PVA )

Poly Vinyl Alcohol merupakan suatu bahan yang memiliki sifat tidak berbau,

tembus cahaya, berwarna putih atau krim berbentuk butiran kecil. Bahan ini

Page 30: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

digunakan sebagai suatu selaput pelindung atau film untuk tablet, tambahan makanan

dan untuk mengeringkan makanan.

Dimana R= H atau

COCH3

Gambar 9. Struktur dari Poly Vinyl Alcohol

Polimer Polyvinyl alkohol (PVA) adalah suatu polimer yang tidak beracun,

dapat larut dalam air, bio-compatible dan polimer biodegradable telah secara luas

digunakan dalam bidang biomedical (Jia et al, 2007). PVA dapat membentuk serabut

lebih baik serta sangat hidrofilik. (Jia et al, 2007).

PVA merupakan suatu polimer hidrofilik, dimana didalamnya terdapat gugus

hidroksit. Perulangan gugus hidroksit dalam PVA akan menghasilkan interaksi-

interaksi sekunder yang kuat dengan gugus silanol. Komposit yang akan terjadi

mempunyai sifat yang kaku dan rapuh. (Suzuki et al., 1999).

5. Asam Lemak

Menurut Grosch dan Belitz, (1999) asam lemak merupakan monokarboksilat

berantai panjang, mungkin bersifat jenuh atau tidak jenuh, dengan panjang rantai

berbeda-beda tetapi bukan siklik atau bercabang. Pada umumnya asam lemak yang

ditemukan di alam merupakan monokarboksilat dengan rantai tidak bercabang dan

memiliki jumlah atom genap. Asam-asam lemak ini dapat dibagi menjadi dua yaitu

asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh. Pembagian asam lemak tersebut

berdasarkan pada perbedaan bobot molekul dan derajat ketidakjenuhannya (Winarno,

1997). Menurut Hagenmaier and Shaw (1990), asam lemak rantai panjang biasa

digunakan dalam pembuatan edible film karena mempunyai titik didih (melting point)

yang tinggi dan sifat hidrofobiknya.

Salah satu asam lemak yang paling mudah diperoleh adalah asam palmitat

atau asam heksadekanoat. Tumbuh-tumbuhan dari famili Palmaceae, seperti kelapa

Page 31: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

(Cocos nucifera) dan kelapa sawit (Elaeis guineensis) merupakan sumber utama asam

lemak ini. Minyak kelapa bahkan mengandung hampir semuanya palmitat (92%).

Minyak sawit mengandung sekitar 50% palmitat. Produk hewani juga banyak

mengandung asam lemak ini (dari mentega, keju, susu, dan juga daging). Asam

palmitat adalah asam lemak jenuh yang tersusun dari 16 atom karbon

(CH3(CH2)14COOH). Pada suhu ruang, asam palmitat berwujud padat dan berwarna

putih. Titik leburnya 63,1oC. Asam palmitat adalah produk awal dalam proses

biosintesis asam lemak. Dari asam palmitat, pemanjangan atau penggandaan ikatan

berlangsung lebih lanjut. Dalam industri, asam palmitat banyak dimanfaatkan dalam

bidang kosmetika dan pewarnaan. Dari segi gizi, asam palmitat merupakan sumber

kalori penting namun memiliki daya antioksidasi yang rendah. Park et al. (1996)

menyatakan bahwa permeabilitas uap air dan gas dari edible film dipengaruhi oleh

konsentrasi asam lemak.

B. Kerangka Pemikiran

Karaginan merupakan senyawa hidrokoloid yang potensial untuk dibuat

edible film, karena dapat diperbaharui. Karaginan merupakan senyawa kompleks

polisakarida yang dibangun oleh sejumlah unit galaktosa dan 3,6- anhidrogalaktosa,

baik yang mengandung sulfat maupun yang tidak mengandung sulfat, dengan ikatan

α-1,3-D galaktosa dan β-1,4-3,6 anhidrogalaktosa secara bergantian.

Edible film merupakan suatu lapisan tipis, yang terbuat dari protein,

karbohidrat atau lemak yang bersifat hidrofilik. Edible film memberikan alternatif

bahan pengemas ramah lingkungan yang mampu melindungi dan mempertahankan

kualitas produk makanan dari pertumbuhan mikroba atau penyerapan uap air

(Krochta et al., 1992). Edible film dapat dibuat dari tiga jenis bahan yakni hidrokoloid

(alginat, karaginan, pati), lipid (lilin/wax, asam lemak), dan komposit dari keduanya.

Menurut Koswara. et.al., (2002). Edible film yang terbuat dari hidrokoloid menjadi

barrier yang baik terhadap transfer oksigen, karbohidrat dan lipid. Pada

umumnya sifat dari hidrokoloid sangat baik sehingga potensial untuk dijadikan

pengemas. Sifat film hidrokoloid umumnya mudah larut dalam air sehingga

Page 32: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

menguntungkan dalam pemakaiannya. Kelompok hidrokoloid meliputi protein dan

polisakarida. Selulosa dan turunannya merupakan sumber daya organik yang

memiliki sifat mekanik yang baik untuk pembuatan film yang sangat efisien

sebagai barrier terhadap oksigen dan hidrokarbon dan bersifat barrier terhadap

uap air, sehingga dapat digunakan dengan penambahan lipid. Edible film yang

dibuat dari hidrokoloid diantaranya memiliki kemampuan yang baik untuk

melindungi produk terhadap oksigen, karbondioksid serta lipid memiliki sifat

mekanis yang diinginkan dan meningkatkan kesatuan structural produk.

Kelemahannya, film dari karbohidrat kurang bagus digunakan untuk mengatur

migrasi uap air sementara film dari protein sangat dipengaruhi oleh perubahan

pH. Menurut Krocha dan De Mulder Johnson (1997) Edible film umumnya

dibuat dari salah satu bahan yang memiliki sifat barrier atau mekanik yang baik,

tetapi tidak untuk keduanya. Untuk mengurangi kerapuhan dan memberikan sifat

hidrofobik dari edible film karaginan, maka diperlukan adanya penambahan

plasticizer dan zat aditif. Hal ini dilakukan untuk meningkatkan kualitas dari edible

film karaginan.

Plasticizer merupakan bahan tambahan yang sering ditambahkan pada

pembuatan edible film. Plasticizer mengurangi interaksi intermolekuler dan

intramolekuler dalam polimer dan menurunkan kerapuhan film (Gontard et al., 1993).

Plasticizer seperti gliserol, sorbitol dan polietilen glikol memiliki viskositas rendah

yang bila ditambahkan dalam film akan memberikan sifat fleksibilitas. Namun

penambahan plasticizer dengan konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menyebabkan

menurunnya sifat-sifat fungsional edible film antara lain resistensi terhadap uap air

dan sifat mekanikanya (Glicksman, 1984). Plasticizer yang ditambahkan pada

pembuatan edible film digunakan untuk mengurangi sifat rapuh film selain itu,

plasticizer juga meningkatkan elastisitas film. Plasticizer mempengaruhi sifat fisik

mekanik dan permeabilitas dari edible film. Namun kekuatan renggang putus edible

film menurun dengan meningkatnya konsentrasi plasticizer, hal ini disebabkan

Page 33: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

plasticizer dapat merubah sifat mekanika film dengan mengurangi kohesi dan

ketahanan mekanika rantai polimer (Lieberman and Gilbert, 1973 ).

Lipid sering ditambahkan dalam formula film karena lipid memberikan sifat

hidrophobik. Komponen lipid meliputi gliserida, lilin dan asam lemak. Asam lemak

rantai panjang seperti stearat dan palmitat sering digunakan karena bersifat

hidrophobik dengan titik leleh yang tinggi (Hagenmaier and Shaw, 1990). Asam

palmitat yang berupa lipid tidak memiliki kelarutan yang baik terhadap air. Asam

palmitat diduga menghambat distribusi dan interaksi molekul karaginan, sehingga

akan menurunkan kekuatan tarik film, % elongasi tetapi mampu meningkatkan sifat

elastisitas dan barrier dari edible film.

C. Hipotesis

a. Semakin banyak plasticizer maka sifat mekaniknya cenderung akan

mengalami penurunan.

b. Semakin banyak lipid yang digunakan dalam hal ini asam palmitat maka sifat

mekaniknya cenderung akan mengalami penurunan.

Page 34: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksperimen laboratorium.

Pembuatan edible film karaginan dilakukan dengan cara pencampuran karaginan

dengan plasticizer dan aditif asam palmitat. Campuran tersebut diaduk hingga

homogen, selanjutnya dilakukan pencetakan pada casting plate dengan metode

casting. Casting plate dimasukkan kedalam oven pada suhu 60 oC selama ± 24 jam

hingga kering. Setelah kering edible film dilepaskan dari casting plate, selanjutnya

dilakukan kajian sifat fisik dan mekaniknya yang meliputi kuat tarik, persen

perpanjangan, kadar kekakuan dan ketahanan film terhadap air. Karakterisasi edible

film karaginan dilakukan FT-IR.

B. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Sub Laboratorium Kimia FMIPA UNS,

Laboratorium Dasar Kimia FMIPA UNS, dan Laboratorium Material Teknik Mesin

Fakultas Teknik dan Industri UGM, selama 5 bulan, dari bulan Januari 2012 – Mei

2012.

C. Alat dan Bahan

1. Alat

a) Spektrometer Infra Red (FT-IR IR prestige Shimadzu 8201 PC)

b) Instrumen kuat tarik (Pearson Panke Equipment LTD)

c) Hot plate (model 4658)

d) Neraca listrik (AND GF-300)

e) Oven (Barnsted International 3513-1)

f) Plat kaca 21,5 cm x 16 cm

g) Stirer (Heidolph MR 1000)

h) Magnetik stirrer

Page 35: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

i) Alat-alat gelas

j) Pengaduk

k) Statif

l) Klem

m) Termometer

2. Bahan

a) Karaginan jenis kappa

b) Gliserol (Bratachem)

c) PEG ( Merck)

d) PVA (Merck)

e) KCl

f) Asam palmitat

g) aquades

D. Prosedur Penelitian

1. Pembuatan Edible Film dengan Variasi Plasticizer

Karaginan ditimbang sebanyak 3 gram, KCl sebanyak 0,144 gram dan plasticizer

(Gliserol, PEG, PVA) masing-masing sebanyak 3%; 6%; 9%; 12%; 15% (b/b).

Kemudian ketiga bahan dilarutkan dengan aquades sebanyak 100 ml dan diaduk

sampai homogen hingga diperoleh larutan edible film dari karaginan. Masing-masing

larutan edible film yang sudah homogen kemudian dipanaskan hingga suhunya

mencapai 80 oC. Selanjutnya larutan dituangkan diatas plat kaca ukuran 21,5 cm x 16

cm dan diratakan sehingga diperoleh ketebalan yang sama. Edible film kemudian

dikeringkan dan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 60 oC selama 24 jam.

Setelah kering film kemudian dilepaskan dari plat kaca.

2. Pembuatan Edible Film dengan Variasi Konsentrasi Asam Palmitat

Karaginan ditimbang sebanyak 3 gram, KCl sebanyak 0,144 gram dan

konsentrasi plasticizer (Gliserol, PEG, PVA) berdasarkan uji tensile strength tertinggi

dari edible film 1 dan Asam Palmitat 1%; 2%; 3%; 4%; 5% (b/b). Kemudian keempat

Page 36: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

bahan dilarutkan dengan aquades sebanyak 100 ml dan diaduk sampai homogen

hingga diperoleh larutan film dari karaginan dan asam palmitat. Masing-masing

larutan edible film yang sudah homogen kemudian dipanaskan hingga suhunya

mencapai 80 oC. Selanjutnya larutan dituangkan diatas plat kaca ukuran 21,5 cm x 16

cm dan diratakan sehingga diperoleh ketebalan yang sama. Edible film kemudian

dikeringkan dan dimasukkan kedalam oven dengan suhu 60 oC selama 24 jam.

Setelah kering film kemudian dilepaskan dari plat kaca.

3. Karakterisasi Edible Film Karaginan

Edible film yang sudah dilepas dari casting plate kemudian dilakukan analisa

sifat mekanik sehingga diperoleh nilai Tensile Strength (Kuat Tarik), Elongasi

(Kemuluran), Modulus Young (Kadar Kekakuan). Kemudian dilakukan analisa gugus

fungsi menggunakan FT-IR dan uji ketahanan edible film terhadap air digunakan uji

swelling.

E. Teknik Pengumpulan Data

Pengumpulan data diawali dengan pengujian kuat tarik (tensile strength)

edible film menggunakan instrumen universal testing ( Pearson Panke Equipment

LTD). Hasil dari kuat tarik (tensile strength) tersebut dihitung persen perpanjangan

(elongation to break) dan kadar kekakuan (modulus young). Selanjutnya dilakukan

uji swelling untuk mengetahui ketahanan film terhadap air. Selanjutnya edible film

dikarakterisasi menggunakan FT-IR. Pada uji kuat tarik (tensile strength) diperoleh

nilai gaya maksimum dan panjang model bahan setelah dilakukan penarikan. Nilai

panjang model bahan setelah dilakukan penarikan dapat dihitung dengan persamaan

yang telah ditetapkan untuk memperoleh nilai persen perpanjangan (elongation to

break). Uji swelling diperoleh nilai indeks swelling (%). FT-IR (spektroskopi infra

red) berfungsi mengetahui perubahan atau pergeseran vibrasi gugus fungsi dalam

edible film karaginan.

Page 37: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

F. Teknik Analisa Data

Data yang diperoleh dari berbagai macam pengujian dapat dianalisa, diantaranya :

1. Uji sifat mekanik edible film meliputi tensile strength (TS), % elongasi, dan

modulus young.

a. Nilai Tensile Strength (kuat tarik) didapat dengan rumus:

σ = Fmaks Ao Keterangan:

σ = Kekuatan tarik bahan (MPa)

Fmaks = Gaya maksimum (N)

L = Luas penampang bahan (mm2)

Tebal spesimen (mm) x Lebar spesimen (mm)

b. Nilai Elongasi (kemuluran) didapat dengan rumus:

ɛ = (l-lo) x 100% lo Keterangan:

ɛ = kemuluran bahan (%)

l = Panjang spesimen setelah Uji Tarik (mm)

lo = Panjang spesimen awal (mm)

c. Nilai Modulus Young (kadar kekakuan) didapat dengan rumus:

E = σ ɛ Keterangan:

E = kadar kekakuan bahan (MPa)

σ = Kekuatan tarik bahan (MPa)

ɛ = Kemuluran bahan (%)

2. Uji swelling berguna untuk mengetahui sifat ketahanan edible film terhadap air.

Uji ini akan diperoleh nilai indeks swelling (%)

Indeks Swelling (%) = W-Wo x 100% Wo

Page 38: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

Keterangan:

W = Berat akhir edible film setelah dikondisikan dalam air (gram)

Wo = Berat awal edible film sebelum dikondisikan dalam air (gram)

3. Spektrum FT-IR menunjukkan perubahan atau pergeseran vibrasi gugus fungsi

karaginan dan plasticizer yang digunakan, serta zat aditif asam palmitat

pada serapan yang terbentuk.

Page 39: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Visualisasi Edible Film

1. Edible film dari karaginan dan variasi jenis plasticizer

Pada penelitian ini dibuat edible film dari campuran karaginan, KCl, dan variasi

jenis plasticizer yaitu gliserol, polietilen glikol (PEG), dan polivinil alkohol (PVA).

Edible film karaginan ditambahkan plasticizer berdasarkan variasi % jumlah

plasticizer yaitu 3%; 6%; 9%; 12%; 15% (b/b). Edible film karaginan pada dasarnya

berwarna keruh kecoklatan, kesat tetapi cenderung berminyak dengan tebal antara 0.8

– 1.5 mm. Produk edible film dengan variasi jenis plasticizer terlihat pada Gambar

10.

Gambar (a) Gambar (b) Gambar (c)

Gambar 10. (a). Edible film dari Karaginan dan Gliserol (b). Edible film dari Karaginan dan PEG (c). Edible film dari Karaginan dan PVA

2. Edible film dari karaginan, plasticizer dan variasi konsentrasi Aditif asam palmitat

Edible film yang terbuat dari campuran karaginan, KCl, plasticizer dan 5 variasi

konsentrasi asam palmitat yaitu 1%; 2%; 3%; 4%; 5% (b/b). Edible film ini terdapat

butiran-butiran berwarna putih dengan tebal antara 0.8 – 1.5 mm. Produk edible film

karaginan dengan variasi konsentrasi asam palmitat terlihat pada Gambar 11.

Page 40: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

Gambar (a) Gambar (b) Gambar (c)

Gambar 11. (a) Edible film dari Karaginan, Gliserol, dan Asam Palmitat (b) Edible film dari Karaginan, PEG, dan Asam Palmitat (c) Edible film dari Karaginan, PVA,

dan Asam Palmitat

B. Uji Sifat Mekanik Edible Film

1. Edible Film Karaginan dengan Variasi Konsentrasi Plasticizer

Sifat mekanik dari film dipengaruhi oleh besarnya jumlah kandungan

komponen- komponen penyusun film yaitu karaginan, plasticizer dan asam palmitat.

Gliserol, Polietilen glikol (PEG), Polivinil alkohol (PVA) sebagai plasticizer dapat

memberikan sifat elastis pada film. Analisa edible film karaginan meliputi kekuatan

tarik (Tensile strength), kemuluran (% elongasi), kadar kekakuan (modulus young).

a. Uji Tensile Strength (Kuat Tarik)

Uji kuat tarik (tensile strength) ini sesuai dengan standar ASTM D-638. Hasil

uji kuat tarik edible film karaginan dengan variasi konsentrasi plasticizer dapat dilihat

pada Gambar 13. Hasil uji tensile strength dari Gambar 13 memperlihatkan bahwa

semakin besar konsentrasi plasticizer 3%, 6%, 9%, 12%, 15% (b/b) maka nilai tensile

strength cenderung akan semakin kecil. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai

kuat tarik (tensile strength) pada masing-masing plasticizer berkisar antara 4,418-

1,308 Mpa untuk penambahan gliserol, 5,725 – 1,942 Mpa untuk penambahan PEG

dan 4,297 – 2,5 Mpa untuk penambahan PVA. Hal ini dikarenakan plasticizer dapat

merubah sifat mekanik film dengan mengurangi kohesi dan ketahanan mekanik rantai

polimer (Lieberman and Gilbert, 1973). Plasticizer dapat menyebabkan berkurangnya

Page 41: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

ikatan hidrogen internal dan akan melemahkan gaya tarik intermolekul rantai polimer

yang berdekatan sehingga akan mengurangi kekuatan renggang putus film (Kester

and Fennema,1989). Kemungkinan reaksi yang terjadi ditunjukkan dalam Gambar 12

dengan salah satu jenis plasticizer yaitu gliserol

OH CH2 CHCH2 OH

OH

Gambar 12. Struktur Kimia Antara Kappa Karaginan dengan Gliserol

Hal ini dapat dilihat dari spektrum infra red (IR) yang menunjukkan bahwa gugus

OH mengalami pelebaran bilangan gelombang akibat proses blending dari beberapa

komponen film. Ketika sejumlah kecil plasticizer ditambahkan pada suatu polimer,

maka molekul-molekul plasticizer tersebut akan terdispersi kedalam konfigurasi yang

lebih rendah. Sebaliknya jika plasticizer yang ditambahkan terlalu banyak maka

molekul-molekul polimer juga akan semakin mudah bergerak yang berakibat gaya

intermolekuler antar rantai menurun yang mengakibatkan terjadi penurunan kekuatan

dan keliatan polimer.

Page 42: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

Gambar 13. Grafik Pengaruh Jenis dan Variasi Konsentrasi Plasticizer Terhadap Tensile Strength Edible Film Karaginan

b. Uji % Elongasi (persen perpanjangan)

Uji persen perpanjangan (Elongation to break) ini sesuai dengan standar

ASTM D-638. Hasil uji persen perpanjangan edible film karaginan dengan variasi

konsentrasi plasticizer dapat dilihat pada Gambar 14. Hasil uji persen perpanjangan

dari Gambar 14 menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi plasticizer 3%, 6%,

9%, 12%, 15% (b/b) maka elongasinya juga semakin besar. Berdasarkan hasil

penelitian diperoleh nilai persen perpanjangan (elongasi) pada masing-masing

plasticizer berkisar antara 6,25% – 12,5% untuk penambahan gliserol, 5,88% -

15,38% untuk penambahan PEG dan 5,55% - 21,43% untuk penambahan PVA.

Menurut Kester and Fennema (1989) plasticizer menyebabkan berkurangnya ikatan

hidrogen internal dan melemahkan gaya tarik intermolekul rantai polimer yang

berdekatan sehingga mengurangi kekuatan renggang putus dan menaikkan

fleksibilitas film. Plasticizer mempunyai kemampuan untuk mengacaukan kumpulan

molekul sehingga mengurangi rigiditas matriks film (Gennadious et al., 1994).

Page 43: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

Dengan demikian meningkatnya konsentrasi plasticizer menyebabkan struktur film

semakin fleksibel sehingga persen perpanjangannya semakin besar.

Gambar 14. Grafik Pengaruh Jenis dan Variasi Konsentrasi Plasticizer Terhadap % Elongasi Edible Film Karaginan

c. Uji Modulus Young (Kadar Kekakuan)

Uji Modulus Young (Kadar Kekakuan) ini sesuai dengan standar ASTM D-

638. Modulus Young merupakan ukuran kekakuan suatu bahan, yang didapat dengan

menghitung besarnya tensile strength dibagi dengan nilai elongation to break. Hasil

uji modulus young edible film karaginan dengan variasi konsentrasi plasticizer dapat

dilihat pada Gambar 15.

Page 44: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

Gambar 15. Grafik Pengaruh Jenis dan Variasi Konsentrasi Plasticizer Terhadap Modulus Young Edible Film Karaginan

Hasil uji modulus young (kadar kekakuan) dari Gambar 15 menunjukkan

bahwa dapat dilihat nilai modulus young cenderung turun seiring kenaikan

konsentrasi plasticizer yang ditambahkan. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh

nilai modulus young pada masing-masing plasticizer berkisar antara 70,688 – 10,464

Mpa untuk penambahan gliseol, 97,364 – 12,627 Mpa untuk penambahan PEG, dan

77,423 – 11,666 Mpa untuk penambahan PVA. Hal ini dapat dijelaskan bahwa

semakin banyak konsentrasi plasticizer yang ditambahkan 3%, 6%, 9%, 12%, 15%

(b/b) maka kadar kekakuan dari suatu material cenderung akan semakin kecil,

dikarenakan plasticizer berguna untuk mengurangi kekakuan dan menambah

elastisitas dari suatu material dalam hal ini edible film.

2. Edible Film Karaginan dengan Plasticizer, dan Variasi konsentrasi Zat

Aditif Asam Palmitat

Penambahan asam palmitat dalam penelitian ini dipilih berdasarkan tensile

strength tertinggi pada variasi konsentrasi masing-masing dari plasticizer. Hal ini

dikarenakan edible film dengan kekuatan tarik tinggi mampu melindungi produk yang

Page 45: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

dikemasnya dari gangguan mekanis dengan baik (Wu and Bates., 1973). Berdasarkan

Gambar 13, tensile strength paling besar adalah plasticizer gliserol dengan

konsentrasi 3%, PEG dengan konsentrasi 3% dan PVA dengan konsentrasi 3%.

a.Uji Kuat Tarik (Tensile Strength)

Uji kuat tarik (tensile strength) ini sesuai dengan standar ASTM D-638. Hasil

uji kuat tarik pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam palmitat terhadap

tensile strength edible film karaginan dapat dilihat pada Gambar 16.

Gambar 16. Grafik Pengaruh Plasticizer dengan Variasi Konsentrasi Asam Palmitat Terhadap Tensile Strength Edible Film Karaginan

Hasil uji kuat tarik dari Gambar 16 menunjukkan bahwa tensile strength yang

didapat cenderung menurun dengan naiknya konsentrasi asam palmitat 1%, 2%, 3%,

4%, 5% (b/b). Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai tensile strength pada

masing-masing konsentrasi zat aditif asam palmitat berkisar antara 4,111 – 2,074

Mpa untuk plasticizer gliserol, 2,9 – 1,533 Mpa untuk plasticizer PEG, dan 3,745 –

1,785 Mpa untuk plasticizer PVA. Menurut Yang and Paulson (2000) penambahan

asam lemak akan mengakibatkan penurunan kuat tarik dari edible film. Penambahan

asam palmitat dengan jumlah yang banyak akan menurunkan tensile strength dari

suatu bahan. Asam palmitat yang berupa lipid tidak memiliki kelarutan yang baik

Page 46: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

terhadap air pada saat pembuatan edible film. Ikatan yang terbentuk antara gugus non

polar dari asam palmitat dan gugus polar dari air cenderung tidak stabil. Akibatnya

tidak terbentuk ikatan kimia yang baik antara asam palmitat dan air, sehingga dapat

menurunkan kekuatan tarik film dan menyebabkan film akan mudah patah.

b. Uji Persen Perpanjangan (% Elongasi)

Uji persen perpanjangan (% elongasi) ini sesuai dengan standar ASTM D-

638. Hasil persen perpanjangan pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam

palmitat terhadap % elongasi edible film karaginan terlihat pada Gambar 17.

Gambar 17. Grafik Pengaruh Plasticizer dengan Variasi Konsentrasi Asam palmitat Terhadap % Elongasi Edible Film Karaginan

Hasil uji persen perpanjangan dari Gambar 17 menunjukkan bahwa pada

konsentrasi lipid 1% akan menyebabkan film menjadi lebih elastis karena fungsi lipid

selain untuk menahan laju uap air adalah untuk menambah elastisitas film. Gambar 16

menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi asam palmitat 1%, 2%, 3%, 4%, 5%

(b/b) maka nilai persen perpanjangannya akan cenderung semakin rendah.

Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai % elongasi pada masing-masing

konsentrasi zat aditif asam palmitat berkisar antara 16,67% – 7,143% untuk

plasticizer gliserol, 18,18% - 6,25% untuk plasticizer PEG, dan 16,67% - 5,26%

Page 47: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

untuk plasticizer PVA. Menurut Kester and Fennema (1986), asam palmitat diduga

menghambat distribusi dan interaksinya dengan molekul karaginan, sehingga akan

meningkatkan struktur kohesiv secara umum, akibatnya dapat menurunkan

fleksibilitas film.

c. Uji Kadar Kekakuan (Modulus Young)

Uji kadar kekakuan (Modulus Young) ini sesuai dengan standar ASTM D-638.

Hasil persen perpanjangan pengaruh plasticizer dengan variasi konsentrasi asam

palmitat terhadap modulus young edible film karaginan terlihat pada Gambar 18.

Gambar 18. Grafik Pengaruh Plasticizer dengan Variasi Konsentrasi Asam Palmitat Terhadap Modulus Young Edible Film Karaginan

Pada Gambar 18 diperoleh nilai modulus young atau kekakuan dari film yang

terendah pada saat konsentrasi PEG 3% dan asam palmitat 4%. Berdasarkan hasil

penelitian diperoleh nilai modulus young pada masing-masing konsentrasi zat aditif

asam palmitat berkisar antara 24,661 – 29,035 Mpa untuk platicizer gliserol, 15,952 –

24,524 Mpa untuk plasticizer PEG, dan 22,466 – 33,935 Mpa untuk plasticizer PVA.

Film yang tebal tingkat elastisitasnya sangat rendah sehingga bersifat kaku.

Penambahan asam palmitat 1%, 2%, 3%, 4%, 5% (b/b) dapat meningkatkan

Page 48: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

elastisitas edible film yang terbentuk. Hal ini dikarenakan asam palmitat adalah suatu

lipid yang dalam pembuatan edible film berfungsi untuk memperlemah kekakuan dari

polimer, sekaligus meningkatkan fleksibilitas dan ekstensibilitas polimer. Sehingga

dengan adanya sifat ini elastisitas dari edible film dapat bertambah.

C. Uji Swelling

Uji ini dilakukan untuk mengetahui terjadinya ikatan dalam polimer serta

tingkatan atau keteraturan ikatan dalam polimer yang ditentukan melalui prosentase

penambahan berat polimer setelah mengalami penggembungan. Sifat ketahanan

edible film terhadap air ditentukan dengan uji swelling, yaitu prosentase

penggembungan film oleh adanya air. Hasil uji pengaruh plasticizer dengan variasi

konsentrasi asam palmitat terhadap indeks swelling edible film karaginan terlihat pada

Gambar 19.

Gambar 19. Grafik Pengaruh Variasi Konsentrasi Asam Palmitat Terhadap Indeks Swelling (%) Edible Film Karaginan

Page 49: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

Hasil penelitian pada Gambar 19 menunjukkan bahwa konsentrasi asam

palmitat 5% memiliki ketahanan terhadap air paling bagus dibandingkan yang

lainnya. Berdasarkan hasil penelitian diperoleh nilai indeks swelling (%) pada

masing-masing konsentrasi zat aditif asam palmitat berkisar antara 94% - 81% untuk

plasticizer gliserol, 94% - 80% untuk plasticizer PEG, dan 96% - 77% untuk

plasticizer PVA. Hal ini disebabkan karena sifat asam palmitat yang hidrofobik dan

tak larut dalam air. Jadi, semakin besar konsentrasi asam palmitat, maka %

swellingnya semakin kecil, yang berarti bahwa proses penyerapan air paling kecil

dibandingkan konsentrasi asam palmitat lainnya.

D. Analisis Gugus Fungsi Edible Film

Analisis gugus fungsi bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat

dalam suatu senyawa. Banyaknya frekwensi yang dilewatkan diukur sebagai persen

transmittance (%T). Dari Gambar 20, dapat dilihat adanya lembah spesifik yang

terletak pada bilangan gelombang 3419,79 (Gliserol); 3441,79 (PEG); 3444,87 (PVA)

cm-1. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga film memiliki banyak gugus OH. Untuk

uluran C-H pada gliserol terletak pada bilangan gelombang 2945,30 cm-1, PEG

terletak pada bilangan gelombang 2920,23 cm-1, PVA pada bilangan gelombang

2902,87 cm-1. Pada bilangan gelombang 1219 – 1259 cm-1 merupakan gugus ester

sulfat, dan pada bilangan gelombang 1035 - 1072 cm-1 merupakan ikatan glikosidik.

Gugus ester sulfat dan ikatan glikosidik terdapat dalam semua jenis karaginan,

Sekitar daerah bilangan gelombang 910 – 925 cm-1 merupakan ikatan 3,6 anhidro D-

galaktosa. Pada bilangan gelombang 844 – 846 cm-1 merupakan gugus D- galaktosa-4

sulfat (Rahmaniar, 2000). Didalam film terdapat gugus karbonil C=O yang

ditunjukkan pada gliserol terletak pada bilangan gelombang 1627,92 cm-1, PEG pada

bilangan gelombang 1633,71 cm-1, PVA pada bilangan gelombang 1635,64 cm-1.

Selain itu terdapat pula gugus S=O yang ditunjukkan pada bilangan gelombang

1219,01 cm-1 untuk gliserol, 1163,08 cm-1 untuk PEG dan 1035,77 cm-1 untuk PVA.

Gugus karboksil O-H juga terlihat pada film, untuk gliserol terletak pada bilangan

Page 50: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

gelombang 3419,79 cm-1, PEG terletak pada bilangan gelombang 3411,01 cm-1, PVA

terletak pada 3444,87 cm-1. Uluran C-O ester terlihat pada bilangan gelombang

910,40 cm-1 untuk gliserol, bilangan gelombang 1062,78 cm-1 untuk PEG dan 923,90

cm-1 untuk PVA (Fessenden, 1990).

Gambar 20. Spektrum FT-IR (a) Edible Film Karaginan dengan Gliserol (b) Serbuk Karaginan (c) Edible Film Karaginan dengan PEG

(d) Edible Film Karaginan dengan PVA (e) Edible Film Karaginan dengan PEG dan Asam Palmitat

Penambahan Gliserol, Polietilen Glikol (PEG) dan Polivinil Alkohol (PVA)

dan asam palmitat bertujuan untuk memodifikasi karaginan. Data IR tersebut

menunjukkan bahwa film yang dihasilkan merupakan proses blending secara fisika

karena tidak ditemukannya gugus fungsi baru, sehingga film memiliki sifat seperti

komponen-komponen penyusunnya. Selain gugus hidroksida (OH), gugus fungsi lain

yang terdapat dalam film ini adalah gugus fungsi karbonil (CO) dan ester (COOH),

b

aa

c

e

d

Page 51: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

36

dengan dimilikinya gugus fungsi tersebut maka film dapat terdegradasi. Banyaknya

gugus OH yang dimiliki sangat memungkinkan film untuk berikatan dengan air.

Page 52: PENGARUH PENAMBAHAN PLASTICIZER DAN ASAM/Pengaruh... · (perpanjangan), dan modulus young (kadar kekakuan). Selanjutnya dilakukan analisa gugus fungsi FT-IR serta uji swelling. Hasil

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

37

BAB V

PENUTUP

A. KESIMPULAN

a. Penambahan plasticizer mempengaruhi sifat mekanika edible film meliputi

strength (kuat tarik), % elongasi (persen perpanjangan), modulus young

(kadar kekakuan). Semakin banyak konsentrasi plasticizer yang ditambahkan

maka akan menurunkan nilai tensile strength dan modulus young, tetapi

akan menaikkan nilai % elongasi. Nilai tensile strength, elongasi dan

modulus young optimum pada edible film karaginan dengan konsentrasi

plasticizer PEG 3% dan PVA 15%

b. Semakin banyak konsentrasi asam palmitat yang ditambahkan maka akan

menurunkan nilai tensile strength, % elongasi dan modulus young. Nilai

tensile strength, elongasi dan modulus young optimum pada edible film

karaginan dengan konsentrasi gliserol 3%, asam palmitat 1%; konsentrasi

PEG 3%, asam palmitat 1% dan 4%. Sedangkan untuk nilai indeks swelling

(%) optimum pada konsentrasi asam palmitat 5% untuk plasticizer PVA.

B. SARAN

1. Perlu dilakukan pembuatan edible film karaginan dengan variasi plasticizer selain

gliserol, PEG dan PVA.

2. Perlu dilakukan analisis karakteristik terhadap edible film selain tensile strength, %

elongasi dan modulus young, FT-IR dan uji swelling, seperti DTA (Differensial

Thermal Analysis) untuk mengetahui sifat termal dari edible film, uji permeabilitas

uap air (WVTR)

3. Pengambilan data dari penelitian ini hanya dilakukan satu kali, sehingga perlu

dilakukan pengambilan data minimal dua kali

4. Pengambilan data untuk nilai tensile strength menggunakan dimensi sampel uji

yang sama.