Peningkatan Sifat Fisik dan Mekanis Edible Film Karagenan melalui Penambahan Penaut Silang Kation Ca2+ dan Nanopartikel Karbon.

i

PENINGKATAN SIFAT FISIK DAN MEKANIS EDIBLE FILM
KARAGENAN MELALUI PENAMBAHAN PENAUT SILANG
KATION Ca2+ DAN NANOPARTIKEL KARBON

HARTODI RAHMANSYAH

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

ii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Meningkatkan Sifat
Fisik dan Mekanis Edible Film Karagenan dengan Penambahan Penaut Silang

Kation Ca2+ dan Nanopartikel Karbon adalah benar karya saya dengan arahan
komisi pembimbing dan belum disajikan dalam bentuk apapun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal dari karya yang diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks yang dicantumkan dalam daftar pustaka
di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2015
Hartodi Rahmansyah
NIM G44100097

iv

ABSTRAK
HARTODI RAHMANSYAH. Peningkatan Sifat Fisik dan Mekanis Edible Film
Karagenan melalui Penambahan Penaut Silang Kation Ca2+ dan Nanopartikel
Karbon. Dibimbing oleh AHMAD SJAHRIZA dan NOVIYAN DARMAWAN.
Edible film dari karagenan merupakan lapisan tipis yang terbuat dari bahan
yang dapat dikonsumsi. Aplikasi edible film pada penyalut makanan bermanfaat

untuk menambah masa simpan makanan dan melindungi makanan dari
mikroorganisme berbahaya. Penambahan nanopartikel karbon dan penaut silang
kation Ca2+ pada edible film berbahan dasar karagenan bertujuan meningkatkan
kuat tarik dan menurunkan laju permeabilitas uap air. Nanopartikel karbon dan
Ca2+ ditambahkan pada setiap film dengan konsentrasi 5%, 10%, 15%, dan 20%
b/v. Kuat tarik edible film meningkat seiring peningkatan konsentrasi nanopartikel
karbon dan Ca2+, sedangkan nilai permeabilitas uap air menurun seiring dengan
meningkatnya nanopartikel karbon dan Ca2+. Ca2+ dapat berperan sebagai panaut
silang yang ditandai dengan pergeseran bilangan gelombang ke arah yang lebih
rendah pada spektrum inframerah yang dihasilkan. Pencirian menggunakan SEM
(scanning electron microscope) menunjukkan bahwa terdapat aglomerasi
nanopartikel karbon pada permukaan edible film.
Kata kunci: karagenan, nanopartikel karbon, penaut silang Ca2+, permeabilitas
air, sifat mekanik

ABSTRACT
HARTODI RAHMANSYAH. Enhancement of Physical and Mechanical
Properties of Carrageenan Edible Film by adding Ca2+ Crosslinker and Carbon
Nanoparticles. Supervised by AHMAD SJAHRIZA dan NOVIYAN
DARMAWAN.

Edible film from carrageenan is a thin layer made of food grade materials.
Application of edible coating films could increase food product shelflife and
protect the food from microorganisms. Carbon nanoparticles and Ca2+ Crosslinker
were added to improve tensile strength and to decrease the rate of water vapor
permeability. Carbon nanoparticles and Ca2+ were added to each film with
concentrations of 5%, 10%, 15%, 20% w/v. The edible film tensile strength
increased along with the increasing of nanoparticles carbon and Ca2+
concentrations, while the rate of vapor permeability decreased along with the
increasing nanoparticles carbon and Ca2+ concentrations. Ca2+ could act as
crosslinker as showed by the presence of the hypochromic shift in the infrared
spectrum. Scanning electron microscope (SEM) characterization showed that
there were carbon nanoparticles agglomeration on the surface of the edible film.
Keywords: Ca2+ crosslinker, carbon nanoparticles, carragenan, mechanical
properties, water vapor permeability

vi

PENINGKATAN SIFAT FISIK DAN MEKANIS EDIBLE FILM
KARAGENAN MELALUI PENAMBAHAN PENAUT SILANG KATION
Ca2+ DAN NANOPARTIKEL KARBON

HARTODI RAHMANSYAH

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

2015

viii

x

PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan sejak
bulan Januari 2015 dengan judul Meningkatkan Sifat Fisik Dan Mekanis Edible
Film Karagenan dengan Penambahan Penaut Silang Kation Ca 2+ dan
Nanopartikel Karbon.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs Ahmad Sjahriza selaku
pembimbing pertama dan Bapak Dr rer nat Noviyan Darmawan, MSc selaku
pembimbing kedua. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Mail
dan Ibu Ai selaku staf Laboratorium Kimia Fisik, Bapak Sujono, MSi staf
Laboratorium Terpadu, saudara Yusuf Bramastya Apriliyanto. Ungkapan terima
kasih juga disampaikan kepada orang tua, keluarga, Ramita Anggraini, dan
teman-teman kimia angkatan 47 yang telah memberikan dorongan dan bantuan
baik moral maupun materi sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2015
Hartodi Rahmansyah

xii

xiii

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR GAMBAR

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xiv

PENDAHULUAN

1

BAHAN DAN METODE

2

Bahan dan Alat

2

Metode

2

HASIL DAN PEMBAHASAN

7

Kadar Air dan Kadar Abu

7

Ekstraksi Rumput Laut Eucheuma cottonii

7

Proses Pembuatan Edible Film

8

Ketebalan Edible Film

8

Sifat Permeabilitas

9

Sifat Mekanis

10

Pencirian Menggunakan Spektrofotometri Inframerah

12

Sifat Flourosens Edible Film Nanopartikel Karbon

13

Pencirian menggunakan SEM (scanning electron microscope)

13

SIMPULAN DAN SARAN

15

Simpulan

15

Saran

15

DAFTAR PUSTAKA

15

RIWAYAT HIDUP

27

xiv

DAFTAR TABEL
1 Komposisi edible film dengan penambahan penaut silang dan nanopartikel
karbon.

5

2 Ketebalan Edible Film

9

3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR

12

DAFTAR GAMBAR
1 Reaksi karagenan dengan basa (Wati IF 2014)

7

2 Metode gel casting

8

3 Permeabilitas uap air dari masing-masing komponen

9

4 Kuat tarik dari masing-masing komponen

10

5 Persentase perpanjangan dari masing-masing komponen

11

6 Hasil uji payar edible film dibawah lampu UV

13

7 Pencirian menggunakan SEM (scanning electron microscope)

14

DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian

18

2 Kadar air, kadar abu karagenan, dan ketebalan edible film

19

3 Uji permeabilitas uap air

20

4 Uji tarik edible film

20

5 Persentase perpanjangan edible film

22

6 Hasil uji FTIR sampel edible film

23

7 Hasil uji karakteristik SEM (scanning electron microscope)

26

2

1

PENDAHULUAN
Beberapa jenis plastik membutuhkan waktu puluhan hingga ratusan tahun
untuk terurai secara alami. Plastik umumnya dapat mengkontaminasi bahan yang
dikemas melalui imigrasi monomernya, sehingga berpotensi bersifat karsinogenik
(Asy’ari 2013). Masalah tersebut dapat diatasi dengan menciptakan kemasan yang
lebih ramah terhadap lingkungan salah satunya adalah edible film. Edible film
adalah salah satu alternatif bahan kemasan yang ramah terhadap lingkungan, yang
layak dimakan dan dapat diuraikan oleh mikroorganisme sehingga dapat
terdegradasi dengan baik. Edible film dikelompokkan dalam 3 kategori yaitu,
hidrokoloid, lipid, dan komposit. Kelompok hidrokoloid meliputi protein, alginat,
pektin, pati, turunan selulosa, dan polisakarida lain (Dhapanal et al. 2012).
Penelitian sebelumnya memperlihatkan bahwa kekuatan fisik dan mekanis
dari edible film lebih rendah jika dibandingkan dengan plastik komersial umum
berbahan baku petroleum (Wati 2014), sehingga perlu dikembangkan sistem
kemasan bahan organik yang memiliki sifat fisik maupun mekanik yang mirip,
namun dapat terurai secara alami, salah satunya adalah edible film berbahan baku
karagenan (Sari 2014).
Karagenan dapat digunakan sebagai pelapis bahan pangan atau bahan dasar
dari edible film. Edible film untuk coating dapat berfungsi sebagai pembawa
bahan tambahan pangan (antioksidan, antimikroba, dan mineral yang berguna bagi
tubuh). Edible film juga dapat berperan sebagai penghambat selektif untuk
mencegah transpor uap air, gas-gas, dan zat terlarut ke bagian dalam sistem
pangan yang heterogen, dan dapat dikonsumsi bersama bahan pangan yang
dikemas (Handito 2011).
Edible film berbahan dasar karagenan telah banyak dikembangkan, Asy’ari
(2013) membuat edible film berbahan dasar karagenan dengan perpaduan tepung
kedelai, Wati (2014) membuat edible film berbahan dasar karagenan dengan
penambahan nanopartikel karbon dan penaut silang kation Fe2+ serta Sari (2014)
membuat edible film berbahan dasar karagenan dengan penambahan nanopartikel
karbon dan penaut silang asam sitrat. Namun dari beberapa penelitian tersebut
sifat fisik dan mekanik edible film yang dihasilkan masih berada di bawah plastik
komersial berbahan baku minyak mentah.
Hal yang perlu ditingkatkan pada proses pembuatan edible film adalah sifat
fisik dan mekaniknya, sifat fisik dan mekanik tersebut di antaranya adalah kuat
tarik, permeabilitas uap air, serta persentase perpanjangan. Menurut pendapat
Embuscado dan Hubber (2009) menyatakan bahwa kekuatan renggang putus
yang tinggi pada umumnya sangat penting pada edible film agar tahan terhadap
penekanan normal selama perlakuan, pemindahan, dan penanganan bahan pangan.
Jayanti (2013) melaporkan bahwa semakin tinggi kuat tarik dari edible film yang
terbentuk maka semakin sulit edible film untuk memanjang sehingga akan
memperkecil nilai persentase perpanjangan. Tamaela et al. (2008) menyatakan
bahwa bahan dasar edible film yang bersifat hidrofilik memiliki sifat penghalang
yang baik terhadap oksigen, karbondioksida dan lipida. Berdasarkan penelitian
yang dilakukan oleh Wati (2014) penambahan nanopartikel karbon pada
komponen edible film berbahan dasar karagenan akan meningkatkan sifat fisik
dan mekanisnya. Namun pemilihan logam sebagai penaut silang tersebut perlu

2

diperhatikan karena mayoritas logam bersifat toksik terhadap tubuh maupun
lingkungan.
Ion Ca2+ dipilih berdasarkan interaksinya terhadap edible film membantu
meningkatkan gaya kohesi, sifat barrier, kekuatan mekanik dan mencegah edible
film larut dalam air (Cagri et al. 2003), serta sifat agen penaut silang tersebut yang
nontoksik dalam tubuh pada konsentrasi yang rendah dan ramah terhadap
lingkungan. Nanopartikel karbon (C–dot) merupakan material yang termasuk ke
dalam kelas nanopartikel 0 dimensi (zero dimensional) (Jiang et al. 2012). C-dot
memiliki karakteristik, beberapa di antaranya adalah dapat larut baik dalam air,
bahan baku pembuatan yang murah, proses sintesisnya tidak menggunakan logam
berat, proses sintesis efisien, sifat fotoluminesens yang kuat, toksisitas yang
rendah, serta merupakan fotostabilitas yang baik (Yang et al. 2013). Material ini
dapat diaplikasikan secara luas untuk fotokatalis, sensor, laser, LED, dan
penyimpan energi (Qu et al. 2012) serta sensor ion logam berat. Pada penelitian
kali ini nanopartikel karbon dapat digunakan sebagai penanda pada edible film
yang disebabkan oleh pendarannya pada panjang gelombang 366 nm.
Penambahan nanopartkel karbon dan penaut silang ion Ca2+ diharapkan
dapat memperbaiki sifat mekanis edible film dari karagenan, dapat dijadikan salah
satu alternatif bahan kemasan yang ramah terhadap lingkungan serta, dapat
terdegradasi dengan baik melalu proses alami, serta dapat menambah masa
simpan bahan yang akan dikemas.

BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Alat-alat yang digunakan adalah oven gelombang mikro Panasonic 800
W di Laboratorium Kimia Fisik IPB, alat pengukur ketebalan film Teclock dan
alat uji tarik Tenso lab-Mey di Laboratorium Pengujian Mutu Kayu Fakultas
Kehutanan IPB, alat Spektrofotometer Inframerah dengan jenis IR prestige-21 di
Laboratorium Terpadu IPB, serta alat SEM (scanning electron microscope) di
Laboratorium Puslabfor Mabes Polri. Bahan-bahan yang digunakan di antaranya
rumput laut jenis Eucheuma cottonii yang diperoleh dari Kepulauan Seribu,
gliserol, KOH dari Merck, nata de coco dari Kara, dan nanopartikel karbon
berbahan dasar asam askorbat hasil sintesis Nisa (2014).
Metode
Penelitian ini memiliki beberapa tahap di antaranya, pengukuran kadar air
dan kadar abu rumput laut, preparasi selulosa bakteri, ektraksi karagenan dari
rumput laut jenis Eucheumia Cottoni, pembuatan edible film, uji sifat fisik dan
mekanis edible film, uji flourosens edible film, pencirian edible film menggunakan

3

spektrofotometri inframerah dan SEM (scanning electron microscope). Secara
umum prosedur penelitian ini disajikan pada Lampiran 1.

Kadar Air (AOAC 935.29 2007)
Cawan porselin dicuci dengan akuades kemudian dikering udarakan, cawan
kemudian dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 105-110 oC, selanjutnya
cawan porselin dikering udarakan dan ditimbang bobot awalnya (A) kemudian
ditimbang sampel sebanyak 2 gram dan sampel dimasukkan ke dalam cawan
porselin dan ditimbang (B). Kemudian cawan beserta sampel dioven pada suhu
105-110 oC selama 3-4 jam hingga bobotnya konstan kemudian ditimbang (C).
dilakukan 4 kali ulangan.
Kadar air = B – C × 100%
B–A
Keterangan :
A = bobot cawan kosong (gram)
B = bobot cawan + sampel sebelum dikeringkan (gram)
C = bobot cawan + sampel setelah dikeringkan (gram)

Kadar Abu (AOAC 935.29 2007)
Cawan porselin dibersihkan sampai bebas dari kotoran kemudian
dikeringkan selama 15 menit di dalam oven pada suhu 105-110 oC. Cawan
dikeluarkan dan didinginkan di dalam desikator selama 30 menit. Cawan kosong
ditimbang bobotnya (A). Cawan tersebut diisi sampel sebanyak 2 gram dan
ditimbang bobotnya (B) kemudian cawan berisi sampel tersebut dibakar di atas
pembakar bunsen hingga tidak ada lagi asap yang muncul. Cawan yang berisi sisa
pembakaran dimasukkan ke dalam tanur pada suhu 600 oC untuk proses
pengabuan. Saat proses pengabuan selesai cawan segera dimasukkan ke dalam
desikator untuk didinginkan. Cawan berisi abu kemudian ditimbang bobotnya
(C) dan dilakukan sebanyak 4 kali ulangan. Berikut adalah rumus menentukan
kadar abu:

Kadar abu = B – C × 100%
B–A
Keterangan:
A = bobot cawan kosong (gram)
B = bobot cawan + sampel (gram)
C = bobot cawan + abu (gram)

4

Penyiapan Selulosa Bakteri
Selulosa bakteri (Nata de coco) merk Kara dicuci menggunakan air bebas
ion untuk menghilangkan sisa larutan gula yang masih ada. Selulosa bakteri
dihaluskan menggunakan blender.

Ekstraksi Karagenan (Pratiwi 2011)
Rumput laut E.cottonii kering yang sudah dirajang direndam dengan
akuades selama 24 jam, selanjutnya rumput laut dihaluskan menggunakan blender
untuk memudahkan proses ekstraksi. Setelah itu, ditambahkan dengan 100 ml
KOH 0.1% (b/v), dan diekstraksi didalam oven gelombang mikro selama 20
menit dengan daya defrost (160 watt). Nisbah rumput laut kering dan pelarut
KOH (%b/v) adalah 1:20. Filtrat rumput laut kemudian disaring dengan
menggunakan kain blacu.

Pembuatan Edible Film Karagenan (Modifikasi Purba 2013)
Filtrat karagenan dan selulosa bakteri serta gliserol disiapkan terlebih
dahulu. Semua ekstrak tersebut dicampurkan dan diaduk hingga homogen, lalu
dipanaskan pada suhu 40 oC selama 30 menit hingga komponen tercampur secara
sempurna kemudian dipisahkan menjadi dua bagian. Bagian yang pertama
ditambahkan dengan agen penaut silang CaCl2 0.1 M dengan konsentrasi sebesar
5%, 10%, 15%, dan 20% (b/v) terhadap bobot jumlah campuran secara
keseluruhan, dilakukan pencampuran selama 40 menit pada suhu 90 oC kemudian
edible film dicetak pada plat mika.
Nanopartikel karbon ditambahkan pada ekstrak bagian kedua dengan
komposisi sebesar 5%, 10%, 15%, 20% (b/v) terhadap bobot campuran
seluruhnya. Campuran tersebut dipanaskan pada suhu 90 oC selama 40 menit.
Campuran selanjutnya dicetak pada plat mika dan dimasukkan ke dalam oven
pada suhu 35 oC salama 4 jam. Edible film yang telah siap diuji sifat fisik dan
mekaniknya diantaranya kekuatan tarik, permeabilitas uap air, dan uji
perpanjangan. Edible film dicirikan menggunakan spektrofotometri inframerah
dan uji kualitatif nanopartikel karbon di bawah sinar lampu UV serta pencirian
menggunakan SEM (scanning electron microscope). Komposisi agen penaut
silang serta nanopartikel karbon pada edible film yang akan dibuat disajikan pada
Tabel 1.

5

Tabel 1 Komposisi edible film dengan penambahan penaut silang dan nanopartikel
karbon
Sampel
K
KG
KGS
KGSCa2+ 5%
KGSCa2+ 10%
KGSCa2+ 15%
KGSCa2+ 20%
KGSN 5%
KGSN 10%
KGSN 15%
KGSN 20%
KGSNCa2+

Karagenan
(g)
5.0000
4.9500
4.8750
4.6250
4.3750
4.1250
3.2000
4.6250
4.3750
4.1250
3.2000
4.6250

CaCl2 0.1M
(g)
0.2500
0.5000
0.7500
1.0000

Gliserol
(g)
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500

Selulosa
(g)
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750
0.0750

Nanopartikel
karbon (g)

0.2500
0.5000
0.7500
1.0000

K: Karagenan; KG: Karagenan Gliserol; KGS: Karagenan Gliserol Selulosa; KGSCa2+;:
Karagenan Gliserol Selulosa Crosslinker Ca2+. KGSN: Karagenan Gliserol Selulosa Nanokarbon.

Ketebalan Edible Film (Bae et al. 2008)
Ketebalan edible film diukur secara acak di sembilan titik yang berbeda
pada film dengan menggunakan mikrometer Teclock dengan tingkat akurasi ±
1µm.
Kuat Tarik dan Perpanjangan
Kuat tarik dan perpanjangan diukur menggunakan alat uji tarik jenis
Tenso lab-Mey dan berdasarkan ASTM D 638-14 (2014). Film yang telah
dikeringkan dipotong dengan ukuran panjang 40 mm dan lebar 20 mm. Kemudian
film dijepitkan pada alat uji tarik dan ditarik dengan kecepatan konstan. Data
yang dihasilkan dicetak di atas kertas. Perhitungan besar kuat tarik dan presentase
perpanjangan menggunakan persamaan di bawah ini.
Kuat tarik (Mpa) = Gaya tarik saat putus
Luas area
% E = Perubahan panjang film
Panjang film mula-mula

Permeabilitas Uap Air (Hu et al. 2000)
Permeabilitas uap air diukur menggunakan metode cawan berdasarkan
ASTM D2434-68 (2002). Sebanyak 30 mL akuades dimasukkan ke dalam cawan
petri dan ditutup menggunakan aluminium foil yang telah dilubangi. Luas lubang

6

pada almunium foil sebesar 10% dari luas cawan. Film dilekatkan di atas
lubang menggunakan lem epoxy. Batas ketinggian permukaan air di dalam
cawan dan film sebesar 6 mm. Cawan dipanaskan di dalam oven pada suhu 37 ±
0,5°C dan RH 19 ±1,5% selama 5 jam dan diukur hilangnya masa air setiap
jamnya. Laju transmisi uap air dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
Laju transmisi uap air =

Volume air yang hilang
Waktu x Luas lubang

Pencirian Menggunakan Spektrofotometri Inframerah
Pencirian edible film menggunakan FTIR Shimadzu IR Prestige-21. Edible
film ditempatkan di dalam sel holder kemudian sampel disinari dengan sinar
inframerah pada spektrofotometer. Hasil analisis gugus fungsi dengan FTIR
berupa spektogram yang menampilkan hubungan antara bilangan gelombang
dengan intensitas puncak yang dideskripsikan sebagai gugus fungsi. Spektrum
FTIR direkam menggunakan spektrofotometer pada suhu ruang.

Uji Flourosens Edible Film Nanopartikel Karbon
Identifikasi Nanopartikel karbon pada edible film dilakukan dengan
penyinaran di bawah sinar lampu UV pada panjang gelombang 366 nm.
Penyinaran di bawah lampu UV bertujuan untuk melihat pendaran yang
ditimbulkan oleh komponen nanopartikel karbon pada edible film yang dihasilkan.
Pencirian Menggunakan SEM (Scanning Electron Microscope)
Edible film disiapkan untuk dicirikan menggunakan SEM (Scanning Elctron
Microscope), kandungan air harus dihilangkan dari sampel, karena air akan
menguap pada kondisi vakum. Selanjutnya sampel dilapisi dengan material yang
bisa menghantarkan listrik (emas). Selanjutnya sampel ditempatkan pada sel
holder untuk dipayar pada permukaan dan tepi edible film menggunakan SEM
dengan perbesaran 500 kali hingga 10.000 kali pada setiap sampel uji. Hasil uji
didapatkan dalam bentuk micrograph.

7

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu
Kadar air rumput laut yang digunakan pada penelitian kali ini sebesar
21.10% (Lampiran 2). Kadar air rumput laut jenis ini telah dilaporkan sebelumnya
oleh Wati (2014) sebesar 13.90 %. Menurut SNI 01-2801-1995 syarat mutu kadar
air maksimal untuk produk pangan khususnya agar-agar tepung rumput laut
sebesar 17%. Kadar air di dalam rumput laut sangat menentukan kualitas rumput
laut terhadap masa simpan rumput laut itu sendiri dan agar tidak cepat rusak serta
agar tidak mudah diserang oleh mikroba. Keberagaman kadar air yang diperoleh
ditentukan oleh beberapa faktor di antaranya adalah lama penyimpanan, suhu
penyimpanan, iklim, serta kelembaban.
Kadar abu pada rumput laut diperoleh sebesar 17.02% sedangkan pada
penelitian Asy’ari (2013) diperoleh kadar abu sebesar 49.16% yang lebih besar
dibandingkan dengan hasil penelitian ini. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan
mineral yang terkandung dalam rumput laut yang akan digunakan lebih rendah
dibandingkan dengan rumput laut yang digunakan pada penelitian sebelumnya.
hal ini disebabkan kemurnian rumput laut yang akan digunakan lebih tinggi jika
dibandingkan dengan rumput laut pada penelitian sebelumnya. Semakin rendah
kadar abu yang dimiliki maka akan semakin baik untuk digunakan sebagai bahan
baku edible film karena memiliki kandungan mineral lebih sedikit terhadap
karagenan. Rasio kandungan mineral yang tinggi akan menghambat proses
kopolimerisasi antara karagenan dengan gliserol, selulosa, nanopartikel karbon
dan penaut silang ion Ca2+ (Winarno 2004).
Ekstraksi Rumput Laut Eucheuma cottonii
Ekstraksi rumput laut dilakukan dengan pelarut KOH menggunakan metode
gelombang mikro dengan menggunakan microwave. Kelebihan ekstraksi dengan
gelombang mikro adalah lebih cepat, sederhana, menghasilkan rendeman yang
tinggi, dan pemanasan yang merata karena bukan mentransfer panas dari luar
tetapi membangkitkan panas dari dalam (Pratiwi 2011). Pemberian basa pada
ekstraksi dapat meningkatkan sifat gelnya. Berdasarkan Distantina et al. (2011)
melaporkan bahwa pelarut basa dapat mengkatalisis hilangnya gugus 6-sulfat
sehingga dapat meningkatkan kekuatan gel (Gambar 1). Pembentukan gel
merupakan hasil crosslinking antara rantai heliks yang berdekatan, dengan gugus
sulfat menghadap ke bagian luar Purba (2013). Kelarutan dalam air sangat
dipengaruhi kadar grup sulfat (bersifat hidrofilik) dan kation dalam karagenan.
Kation yang dijumpai dalam karagenan adalah natrium (Na), kalium (K), kalsium
(Ca), dan magnesium (Mg). Banyaknya fraksi sulfat dan keseimbangan kation
dalam air menentukan kekentalan atau kekuatan gel yang dibentuk karagenan
(Sari 2014). Reaksi pemutusan gugus sulfat oleh basa disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1 Reaksi karagenan dengan basa (Wati 2014)

8

Proses Pembuatan Edible Film
Pembuatan edible film dilakukan dengan mencampurkan karagenan yang
telah diekstraksi terlebih dahulu dari rumput laut dengan gliserol sebagai
pemlastis hal ini bertujuan untuk meningkatkan fleksibilitas edible film melalui
penurunan gaya intermolekuler sepanjang rantai polimernya (Krochta et al. 2006).
Karakteristik fisik edible film dipengaruhi oleh jenis bahan serta jenis dan
konsentrasi pemlastis seperti polihidrik alkohol atau poliol di antaranya adalah
gliserol dan sorbitol.
Selulosa ditambahkan pada edible film untuk memperkuat sifat mekanis dari
edible film. Kadar Selulosa yang berasal dari bakteri ini memiliki karakteristik
yang khas di antaranya adalah memiliki kemurnian, kristalinitas, kekuatan
mekanik, porositas yang tinggi, memiliki kapasitas dalam menyerap air yang
cukup besar, mudah terurai, serta selulosa bakteri dapat dijadikan komposit yang
sangat kuat dengan teknik pengolahan yang cukup sederhana (Dewi 2009).
Selulosa dalam penelitian ini adalah jenis selulosa bakteri yang berasal dari nata
de coco merk kara dengan kadar air 71%.
Kation Ca2+ dipilih sebagai bahan penaut silang untuk meningkatkan
resistensi edible film terhadap air, kohesi, rigiditas, dan kekuatan mekanik.
Kalsium merupakan salah satu jenis penaut silang yang ramah terhadap tubuh dan
lingkungan dalam konsentrasi rendah. Kalsium merupakan mineral yang paling
banyak terdapat di dalam tubuh. kalsium di dalam tubuh sebagian besar terdapat
pada tulang dan gigi serta sisanya terdapat dalam darah dalam bentuk ion bebas
(Winarno 2004).
Edible film kemudian dicetak dengan metode gel casting yang telah
dimodifikasi dengan pita perekat. Semakin tebal pita perekat yang diberikan,
semakin tebal pula membran film yang dihasilkan. Gel dituangkan pada plat
mika dan dikeringkan selama 24 jam. Edible film kemudian diangkat dalam
bentuk membran atau lapisan plastik. Proses pembuatan edible film disajikan
Gambar 2.

Gambar 2 Metode gel casting

Ketebalan Edible Film
Rerata ketebalan Edible film didapatkan pada pengukuran di 9 titik secara
acak. Rerata ketebalan film untuk edible film dengan karagenan saja (K) adalah
0.029 mm, kemudian rerata ketebalan film pada edible film karagenan dengan
penambahan gliserol (KG) yaitu 0.031 mm, sedangkan rerata ketebalan edible
film karaginan setelah penambahan gliserol dan selulosa adalah 0.035 mm.
Nanopartikel karbon ditambahkan pada edible film setelah penambahan gliserol
dan selulosa dengan konsentrasi 5%, 10%, 15%, serta 20% b/v, sehingga
menghasilkan rerata ketebalan edible film berturut-turut adalah 0.038, 0.026,

9

0.026, dan 0.028 mm. Ion Ca2+ ditambahkan pada campuran edible film
karagenan, gliserol dan selulosa dengan konsentrasi 5%, 10%, 15%, 20%
sehingga menghasilkan rerata ketebalan edible film setiap konsentrasi berturutturut adalah 0.029, 0.028, 0.032, dan 0.038. Ketebalan film sangat bergantung
pada beberapa faktor diantaranya adalah kadar air campuran setelah pemanasan,
kedalaman kolam plat mika, waktu dan suhu pada proses pemanasan Hasil
pengukuran ketebalan edible film dapat dilihat pada Lampiran 2, sedangkan ratarata ketebalan edible film disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Ketebalan edible film
Sampel
Karagenan
KG
KGS
KGSN 5%
KGSN 10%
KGSN 15%
KGSN 20%
KGSCa2+ 5%
KGSCa2+ 10%
KGSCa2+ 15%
KGSCa2+ 20%
KGSNCa2+

Rata-rata ketebalan (mm)
0.029
0.031
0.035
0.038
0.026
0.026
0.028
0.029
0.028
0.032
0.038
0.034

K: Karagenan; KG: Karagenan Gliserol; KGS: Karagenan Gliserol
Selulosa; KGSCa2+; Karagenan Gliserol Selulosa Crosslinker Ca2+.
KGSN: Karagenan Gliserol Selulosa Nanokarbon.

Sifat Permeabilitas
Permeabilitas uap air merupakan kemampuan film menahan laju uap air
yang menembus film. Laju permeabilitas uap air menyatakan jumlah air yang
hilang per satuan waktu dibagi dengan luas film. Nilai permeabilitas uap air pada
edible film disajikan pada Gambar 3.

WVP (ng/m s Pa)

25
20
15
10
5
0

K

KG

KGS

KGSN
5%

KGSN
10%

KGSN
15%

KGSN
20%

KGSCa
5%

KGSCa
10%

KGSCa
15%

KGSCa KGSNCa
20%

variasi konsentrasi nanopartikel karbon dan penaut silang kalsium

Gambar 3 Permeabilitas uap air dari masing-masing komponen

10

Pada diagram batang dapat dilihat bahwa edible film yang hanya
mengandung karagenan saja (K) memiliki permeabilitas uap air yang tinggi
yaitu 19.12 ng/msPa. Kemudian penambahan griserol (KG) dan selulosa (KGS)
pada edbile film dapat menurunkan nilai permeabilitas uap air berturut-turut
menjadi 14.89 ng/msPa dan 15.10 ng/msPa. Semakin tinggi nanopartikel
karbon ditambahkan (KGSN) dapat menurunkan laju transmisi uap air dari
15.10 ng/ms Pa menjadi 6.89 ng/ms Pa seiring meningkatnya konsentrasi
nanopartikel karbon dari 5% b/v hingga 20% b/v. Sedangkan pada peningkatan
konsentrasi penaut silang kation Ca 2+ (KGSCa2+) yang ditambahkan pada edible
film dari 5% b/v hingga 20% b/v, laju transmisi uap air menurun dari 14.92
ng/ms Pa menjadi 10.83 ng/ms Pa (Lampiran 3). Hal tersebut disebabkan pada
saat komponen ditambahkan, pori yang terdapat pada bahan polimer edible film
menjadi lebih kecil dan berkurang karena interaksi fisik yang terjadi.
Integritas bahan pangan dalam kemasan ditentukan oleh kemampuan
kemasan untuk menahan kerusakan selama penanganan. Laju transmisi uap air
pada bahan kemasan sangat menentukan masa simpan bahan yang dikemas.
Semakin tinggi nilai laju transmisi uap air akan semakin baik. Tingginya laju
transmisi uap air akan memberikan perlindungan yang optimal terhadap
pelepasan gas CO2 dan uap air yang dihasilkan dari proses respirasi
metabolisme bahan organik yang dikemas agar tidak terakumulasi di dalam
sistem pengemasan. Umumnya bahan organik yang disimpan seperti buah dan
sayur masih melakukan respirasi sel dalam sistem metabolisme walaupun sudah
berada di dalam kemasan, sehingga diperlukan kemasan yang dapat melepaskan
senyawa tersebut keluar sistem, hal ini diharapkan dapat menurunkan
kemungkinan terjadinya proses oksidasi senyawa-senyawa yang bermanfaat di
dalam bahan sehingga bahan organik yang dikemas tidak cepat busuk.

Sifat Mekanis

Kuat tarik (Mpa)

Pengukuran kuat tarik dan elongasi dilakukan menggunakan alat uji tarik
jenis Tenso lab-Mey yang mengacu pada ASTM D 638. Kekuatan renggang putus
yang tinggi pada umumnya sangat penting bagi edible film agar tahan terhadap
tekanan normal selama perlakuan, pemindahan atau transportasi, dan penanganan
bahan pangan (Tanaka et al. 2001). Hasil uji tarik dari edible film disajikan pada
Gambar 4 dan Lampiran 4.
50
40
30
20
10
0
K

KG

KGS

KGSN 5% KGSN
10%

KGSN
15%

KGSN
20%

KGSCa
5%

KGSCa
10%

KGSCa
15%

KGSCa KGSNCa
20%

konsentrasi nanopartikel karbon dan penaut silang kation (%b/v)
Gambar 4 Kuat tarik dari masing-masing komponen

11

Berdasarkan diagram batang hasil uji tarik edible film di atas terlihat bahwa
penambahan gliserol pada karagenan (KG) menurunkan nilai kuat tarik dari 15.89
Mpa ke 8.72 Mpa terhadap nilai kuat tarik edible film yang hanya mengandung
karagenan saja (K). Hal ini disebabkan oleh gliserol yang berfungsi sebagai
pemlastis sehingga membuat edible film tersebut menjadi lebih fleksibel.
Penambahan selulosa (KGS) kedalam edible film membuat kuat tarik meningkat
dari 8.72 Mpa menjadi 15.73 Mpa yang disebabkan oleh selulosa yang mempunyai
struktur mekanik yang lebih kaku sehingga gaya yang diperlukan untuk menarik
hingga putus lebih besar (Lampiran 4). Embuscado dan Huber (2009) melaporkan
bahwa selulosa akan meningkatkan kuat tarik edible film dengan cara berinteraksi
secara fisik.
Penambahan nanopartikel karbon (KGSN) pada edible film dapat
meningkatkan kuat tarik edible film, hal tersebut dibuktikan dengan nilai kuat tarik
yang meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi nanopartikel karbon dari
konsentrasi 5% hingga 20 % b/v dengan peningkatan nilai kuat tarik dari 10.93
Mpa menjadi 40.57 Mpa (Lampiran 4). Penambahan penaut silang kation Ca2+
(KGSCa2+) juga dapat meningkatkan nilai kuat tarik dari 10.14 Mpa menjadi 20.52
Mpa seiring dengan meningkatnya konsentrasi penaut silang kation Ca2+ yang
ditambahkan yaitu dari 5% sampai 20% b/v. Namun peningkatan tesebut tidak lebih
tinggi jika dibandingkan dengan penambahan nanopartikel karbon. Hal ini
disebabkan oleh nanopartikel karbon bersifat sebagai filler yang berinterkasi
terhadap ruang pori dari edible film sedangkan penaut silang kation hanya
berinteraksi dengan gugus fungsi yang mempunyai muatan parsial negatif sehingga
membentuk interaksi antar polimer yang bersifat statis. Perpaduan antara penaut
silang kation dan nanopartikel karbon tidak berdampak positif dan hanya
menghasilkan nilai kuat tarik sebesar 17.32 Mpa. Nilai ini jauh lebih rendah
dibandingkan dengan pada saat penambahan nanopartikel karbon saja. Hal ini
diduga disebabkan oleh ikatan taut silang pada edible film dapat memperbesar pori
polimer edible film,sehingga nanopartikel karbon tidak dapat menutup pori tersebut
secara sempurna. Persentase perpanjangan edible film dapat dilihat pada Gambar 5
dan Lampiran 5.
% perpanjangan

12
10
8
6
4
2
0

K

KG

KGS

KGSN
5%

KGSN
10%

KGSN
15%

KGSN
20%

KGSCa
5%

KGSCa
10%

KGSCa
15%

KGSCa KGSNCa
20%

konsentrasi nanopartikel karbon dan penaut silang kation pada
edible film
Gambar 5 Persentase perpanjangan dari masing-masing komponen
Persentase perpanjangan edible film pada grafik di atas memperlihatkan
bahwa persentase perpanjangan dengan nilai kuat tarik cenderung berbanding

12

terbalik. Persentase perpanjangan pada saat penambahan gliserol lebih tinggi yaitu
mencapai 9.77 %, namun pada saat peningkatan konsentrasi nanopartikel karbon
dan penaut silang kation Ca2+ yang ditambahkan nilai persentase perpanjangan
cenderung menurun (Lampiran 5). Perpanjangan edible film selalu berbanding
terbalik terhadap nilai kuat tarik, karena semakin tinggi gaya yang diperlukan untuk
menarik edible film maka akan semakin rendah perpanjangan yang didapatkan
Pranoto (2010).

Pencirian Menggunakan Spektrofotometri Inframerah
Analisis FTIR digunakan untuk melihat gugus fungsi yang terdapat pada
edible film serta melihat interaksi yang terjadi antar komponen penyusun edible
film tersebut. Gugus fungsi yang muncul pada edible film pada beberapa kisaran
panjang gelombang dapat dilihat pada Tabel 3. Sedangkan spektrum FTIR
disajikan pada Lampiran 6.
Tabel 3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR
Sampel

KGSCa2+

KGSN

KGS

KG

K

Bilangan gelombang
(cm-1)
3392
2960
1232
846
3404
2960
1232
846
3402
2906
1230
846
3402
2939
1226
848
3410
2958
1234
848

Gugus fungsi
Regang O-H
Regang C-H
S=O ester sulfat
3,6-anhidro-4-sulfat
Regang O-H
Regang C-H
S=O ester sulfat
3,6-anhidro-4-sulfat
Regang O-H
Regang C-H
S=O ester sulfat
3,6-anhidro-4-sulfat
Regang O-H
Regang C-H
S=O ester sulfat
3,6-anhidro-4-sulfat
Regang O-H
Regang C-H
S=O ester sulfat
3,6-anhidro-4-sulfat

Distiantina et al. (2012) menyatakan bahwa spektrum FTIR kappa
karagenan menunjukkan adanya pita serapan pada daerah 1260-1210 cm-1 (gugus
S=O pada ester sulfat), 1080-1010 cm-1 (glikosidik), 933-920 cm-1, dan 850-840
cm-1. Hasil uji FTIR menunjukkan bahwa spektrum yang dihasilkan dari sampel
K, KG, KGS, KGSN, memiliki kemiripan ditunjukkan dengan tidak terlihatnya

13

pergeseran puncak serapan secara signifikan serta tidak ada gugus fungsi lain
yang dihasilkan. Sehingga dengan demikian pencampuran yang terjadi antar
komponen yang ditambahkan pada edible film tersebut berupa pencampuran
secara fisik. Penambahan penaut silang Ca2+ pada sampel KGSCa2+ menyebabkan
terjadinya sedikit pergeseran puncak serapan regang O-H pada bilangan
gelombang 3392 (Lampiran 6). Hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi proses
taut silang di antara komponen polimer tersebut. Proses taut silang akan membuat
ikatan O-H menjadi lebih panjang sehingga akan menyebabkan energi ikatan
menjadi lebih rendah. Hal tersebut akan menyebabkan pergeseran pita serapan ke
arah kanan atau menuju bilangan gelombang yang lebih rendah.

Sifat Flourosens Edible Film Nanopartikel Karbon
Sifat nanopartikel karbon yang dapat berflourosens pada panjang gelombang
366 nm dapat dijadikan sebagai penanda edible film (Liu et al. 2007). Data hasil
uji payar edible film dengan penambahan nanopartikel karbon disajikan pada
Gambar 6.

A

B

C

D

E

Gambar 6 Hasil uji payar edible film dibawah lampu UV (A;karagenan. B; KGSN
5 %. C; KGSN 10%. D; KGSN 15%. E; KGSN 20%).
Berdasarkan gambar di atas terlihat secara visual bahwa intensitas pendaran
edible film dengan penambahan nanopartikel karbon semakin terang seiring
dengan semakin tingginya konsentrasi nanopartikel karbon yang ditambahkan.
Selain dapat meningkatkan kekuatan fisik dan mekanis, nanopartikel karbon yang
ditambahkan juga dapat dijadikan salah satu penanda pada edible film. hal ini
diharapkan dapat memicu penelitian lebih lanjut mengenai perpaduan
nanopartikel karbon pada edible film berbahan dasar karagenan.

Pencirian menggunakan SEM (scanning electron microscope)
Pencirian menggunakan SEM bertujuan untuk melihat struktur permukaan
edible film. Gambar dihasilkan dengan cara memindai permukaan sampel dengan
high-energy beam of electrons. Elektron-elektron berinteraksi dengan atom-atom

14

sehingga menghasilkan sinyal yang memberikan informasi tentang topografi
permukaan sampel, struktur kristal, dan konduktivitas listrik serta sifat-sifat
lainnya (Valtchev et al. 1996). Hasil micrograph pencirian menggunakan SEM
dapat dilihat pada Gambar 7 dan Lampiran 7.

KGSN pembesaran 10000x

KGSN pembesaran 500 x

Tepi KGSN pembesaran 2000x

KGSCa pembesaran 10.000x

KGSCa pembesaran 500x

Tepi KGSCa pembesaran 1000x

Gambar 7 Pencirian menggunakan SEM (scanning electron microscope)
Berdasarkan micrograph hasil pencirian menggunakan SEM terlihat pada
permukaan dan bagian tepi edible film KGSN (Karagenan Gliserol Selulosa
Nanopartikel Karbon) terdapat aglomerisasi nanopartikel karbon di permukaan
film yang disebabkan oleh tidak adanya pendispersi nanopartikel karbon, sehingga
menyebabkan nanopartikel karbon tidak masuk sempurna pada pori edible film.
Sedangkan pada KGSCa (karagenan gliserol selulosa penaut silang Ca2+) terjadi
retakan pada permukaan dan bagian tepi edible film, diduga retakan inilah yang
menyebabkan rendahnya kuat tarik, dan tingginya laju transmisi uap air (Denavi
et al. 2009). Retakan tersebut juga bisa disebabkan oleh ikatan taut silang yang
terjadi bersifat statis dan dapat lepas sehingga akan menimbulkan celah pada
permukaan edible film .

15

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penambahan nanopartikel karbon dan penaut silang kation Ca2+ secara
umum dapat meningkatkan sifat fisik dan mekanis dari edible film berbahan dasar
karagenan. Pengaruh penambahan nanopartikel karbon jauh lebih terlihat jika
dibandingkan dengan penambahan penaut silang kation Ca2+, selain itu
penambahan nanopartikel karbon dapat membuat edible film berflourosens pada
panjang gelombang 366 nm. Pencirian menggunakan FTIR memperlihatkan
bahwa kation Ca2+ dapat menjadi penaut silang antar polimer.

Saran
Perlu penambahan pendispersi nanopartikel karbon agar tidak terjadi
aglomerasi, sehingga nanopartikel karbon dapat berinteraksi secara sempurna
pada ruang pori edible film. Perlu dilakukan uji aplikasi terhadap bahan pangan
dan dilakukan uji DTA-TGA pada edible film. Selain itu perlu dilakukan kajian
lebih lanjut mengenai manfaat serta nilai tambah terhadap keberadaan
nanopartikel karbon pada edible film berbahan dasar karagenan.

DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical and Chemistry. 2007. Official Method
of Analysis 18th. Marylan: Association of Official Analytical Chemist.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2002. Standard Test
Method for Water Vapor Transmission of Materials. American Society for
Testing and Materials Inc.
Asy’ari A. 2013. Film biodegradable karagenan yang dipadukan dengan tepung
kedelai. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Bae Ho J, Cha Dong S, Whiteside William S, Park Hyun J. 2008. Film and
pharmaceutical hard capsule formation properties of mungbean,
waterchestnut, and sweet potao starches. Food Chemistry 106:96–105.
Denavi, D.R. Tapia-Blácido, M.C. Añón, P.J.A. Sobral, A.N. Mauri, F.C. 2009.
Menegalli Effects of drying conditions on some physical properties of soy
protein films. Journal of Food Engineering 90:341–349.
Dewi S. 2009. Pengaruh jenis gula dan lama inkubasi terhadap kualitas nata de
milko ditinjau dari serat kasar, rendemen, dan kadar air [Skripsi]. Malang
(ID). Universitas Brawijaya.
Dhapanal A et al.2012. Edible films from polysaccharides. Food Scine and
Quality Management 3:9-18.

16

Distantina S, Wiranti, Fachrurrozi M, Rochmadi. 2011. Carrageenan properties
extracted from Eucheuma cottonii. Indonesia. Engine and Techno 78:738742.
Embuscado ME. and Huber KC. 2009. Edible Film and Coatings For Food
Application. London (UK): Springer.
Handito D. 2011. Pengaruh Konsentrasi Karagenan Terhadap Sifat Fisik Dan
Mekanik Edible Film. [skripsi]. Jogjakarta (ID) : Universitas Mataram.
Hu Yu, Topolkaraev V, Hiltner A, Baer E. 2000. Measurement of water vapor
transmission rate in highly permeable films. Journal of Applied Polymer
Science. 81:1624–1633.
Jiang J, He Y, Li S, Cui H. 2012. Amino acids as the source for producing carbon
nanodots:
microwave
assisted
one-step
synthesis,
intrinsic
photoluminescence property and intense chemiluminescence enhancement.
Chem Commun. 48:9634-9636.doi:10.1039/c2cc34612e
Jayanti RD.2013. Biofilm berbahan dasar polisakarida dari karagenan dan tepung
kacang hijau. [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Krochta JM. 1992. Control of mass transfer in food with edible coatings and film.
In Singh RP. and MAWirakartakusumah, editors: Advances in Food
Engineering. Boca Raton (US): CRC Press.
Lingyan Kong and Gregory R Ziegler. 2011. Fabrication of k-carrageenan fibers
by wet spinning : spinning parameters. Materials. 4:1805-1817.
Liu H, Ye T, Mao T. 2007. Flourecent carbon nanoparticles derived from candle
soot. Angew Chem. Int. Ed. 46:6473-6475.
Nisa AK. 2014. Sintesis Nanopartikel Karbon Berfluoresens. [skripsi]. Bogor
(ID): Institut Pertanian Bogor.
Pratiwi N. 2011. Optimasi Ekstraksi Karagenan Kappa dari Rumput Laut
Eucheuma Cottonii [skripsi] Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
Purba Sefriwati. 2013. Film edibel berbahan dasa karagenan dengan tambahan
tepung porang (amorphophallus onchophyllus) dan selulosa [Skripsi].
Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Qu S, Wang X, Lu Q, Liu X, Wang L. 2012. A biocompatible fluorescent ink
based on water-soluble luminescent carbon nanodots. Angew Chem.
124:15.doi:10.1002/ange.201206791.
Rhim JW, Wang LF. 2013. Mechanical and water barrier properties of agar
Carrageenan konjac glucomanan ternary blend biohydrogel films. Jurnal
Carbohydrate Polymers 96:71-78.
Syaifia R. 2012. Sintesis dan karakterisasi kopolimer pati sagu (Sago Starch)
dengan agen crosslink asam sitrat [skripsi]. Jember (ID): Universitas
Jember.
Tamaela P and Lewerissa S. 2008. Characteristic of Edible Film from
Carrageenan. Ichthyos 1:27-30.
Valtchev V, Hedlund S, Schoeman B J, Sterte J, Mintova S. 1996. Deposition of
Continuous Silicate-1 Film on Inorganic Fiber. Microporous and
Mesoporous Materials. 8, 93-101.
Wang J, Wang CF, Chen S. 2012. Amphiphilic egg-derived carbon dots: rapid
plasma fabrication, pyrolysis process, and multicolor printing patterns. Ange
Chem Int. Ed. 51:9297-9301.doi:10.1002/anie.201204381.

17

Wati IF. 2014. Pembuatan Edible Film Dari Karagenan Dan Nanoselulosa
Dengan Penambahan Nanokarbon Dan Crosslinker Besi Asetat. [skripsi].
Bogor (ID) : Institut Pertanian Bogor.
Winarno F.G. 2004. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama.
Jakarta.
Yan F, Zou Y, Wang M, Mu X, Yang N, Chen L. 2014. Highly photoluminescent
carbon dots-based fluorescent chemosensors for sensitive and selective
detection of mercury ions and application of imaging in living cells. Sensors
and Actuators B. 192:488-495.doi:10.1016/j.snb.2013.11.041.
Zhai X, Zhang P,Liu C, Bai T, Li W, Dai L, Liu W. 2012. Highly luminescent
carbon
nanodots
by
microwave-assisted
pyrolysis.
Chemical
Communications 48:7955- 7957.doi:10.1039/c2cc33869f

18

Lampiran 1 Bagan alir penelitian

Rumput
laut

Giserol
(G)

Karagenan
(K)

Nanopartikel karbon

KGSN
5%, 10%,
15%,20%

KGS

Selulosa
(S)

Penaut silang Ca2+

Uji fisik mekanis :
Ukur ketebalan.
Uji elongasi.
Uji kuat tarik.
Uji permealitas uap air.
Uji flourosens edible film dengan
penambahan nanopartikel karbon.
6. Analisis spektrofotometri infra merah.
7. Uji scanning elec
tron microscope
(SEM)
1.
2.
3.
4.
5.

KGSNCa

Uji sifat fisik dan mekanis

KGSCa2+
5%, 10%, 15%,20%

19

Lampiran 2 Kadar air, kadar abu karagenan dan ketebalan edible film
Kadar air karagenan.
Persentase Kadar air = Bobot cawan sebelum -bobot cawan setelah dioven
Bobot cawan sebelum di oven- bobot cawan kosong X 100%
Ulangan
1.
2.
3.

Kadar air
0.213192
0.205384
0.214465

% kadar air
21.31919
20.53838
21.44651

Rerata % kadar air
21.1013

Kadar Abu karagenan
persentase kadar abu = bobot sampel sebelum-bobot sampel setelah di tanur X 100%
Bobot sampel sebelum
Ulangan
1.
2.
3.

Kadar abu
0.167481
0.171245
0.172036

% Kadar abu
16.7481
17.1245
17.2036

Rerata % kadar abu
17.0254

Ketebalan edible film
Ulangan(mm)

Sampel
Karagenan
KG
KGS
KGSN 5%
KGSN 10%
KGSN 15%
KGSN 20%
KGSCa 5%
KGSCa 10%
KGSCa 15%
KGSCa 20%
KGSNCa
Rata-rata
Standar deviasi

1
0.04
0.02
0.05
0.03
0.03
0.01
0.04
0.05
0.05
0.02
0.03
0.02

2
0.02
0.03
0.05
0.04
0.01
0.03
0.04
0.05
0.03
0.04
0.05
0.03

3
0.03
0.03
0.02
0.05
0.01
0.04
0.05
0.03
0.03
0.03
0.02
0.01

4
0.03
0.04
0.03
0.05
0.03
0.03
0.05
0.03
0.03
0.01
0.04
0.03

5
0.04
0.03
0.03
0.05
0.05
0.03
0.04
0.04
0.01
0.04
0.05
0.04

6
0.03
0.05
0.03
0.03
0.02
0.03
0.06
0.01
0.03
0.02
0.03
0.02

7
0.02
0.03
0.05
0.06
0.02
0.03
0.04
0.02
0.03
0.05
0.04
0.03

8
0.03
0.04
0.05
0.02
0.03
0.02
0.02
0.02
0.02
0.03
0.05
0.03

9
0.04
0.02
0.03
0.03
0.05
0.02
0.03
0.02
0.03
0.03
0.04
0.02

Ket: Rerata ketebalan diukur pada 9 titik secara acak pada edible film yang dihasilkan

Rerata
(mm)
0.0294
0.0311
0.0356
0.0387
0.0262
0.0264
0.0388
0.0291
0.0287
0.0326
0.0386
0.0256
0.0317
0.0048

20

Lampiran 3 Uji permeabilitas uap air
Sampel

K
KG
KGS
KGSN 5%
KGSN 10%
KGSN 15%
KGSN 20%
KGSCa 5%
KGSCa 10%
KGSCa 15%
KGSCa 20%
KGSNCa

Rerata bobot Air yang
hilang tiap 3600 s selama
5 jam
0.19
0.14
0.15
0.40
0.30
0.10
0.07
0.15
0.12
0.018
0.015
0.017

Ketebalan
(m)

Luas

∆P (Pa)

0.00002944
0.00003111
0.00003556
0.00003867
0.00002622
0.00002644
0.00002878
0.00002911
0.00002867
0.00003256
0.00003856
0.00003343

0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004
0.0004

203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18
203.18

Permeabilitas uap air = massa air yang hilang X ketebalan
Waktu X Luas X ∆P
Contoh perhitungan :
MVP (K) =

0.19 x 0.00002944
= 19.12 ng m/m2 s Pa
3600 s x 0.0004 x 203.18

WVP
(ng m/m2 s
Pa)
19.12
14.89
15.10
18.50
14.34
9.04
6.89
14.92
11.76
11.13
10.83
11.42

21

Lampiran 4 Uji tarik edible film
beban
kuat tarik
maksimum
Newtons
rerata( N)
ketebalan
(Mpa)
(kgf)
1.15
11.23
K
9.36
0.58
5.72
0.029
15.89
1.13
11.13
0.56
5.50
KG
5.42
0.62
6.12
0.031
8.72
0.47
4.65
1.06
10.38
KGS
11.19
1.27
12.48
0.036
15.73
1.09
10.70
0.81
7.96
KGSN 5%
8.45
0.80
7.88
0.039
10.93
0.97
9.52
1.18
11.56
KGSN 10%
16.13
1.65
16.17
0.026
30.76
2.11
20.67
2.48
24.33
KGSN 15%
17.31
0.99
9.71
0.026
32.72
1.82
17.88
1.57
15.43
KGSN 20%
23.35
2.20
21.60
0.029
40.57
3.37
33.02
0.05
0.46
KGSCa 5%
5.91
1.26
12.32
0.029
10.14
0.50
4.94
1.08
10.59
KGSCa 10%
8.20
0.97
9.49
0.029
14.31
0.46
4.53
1.17
11.49
KGSCa 15%
10.22
0.92
9.04
0.033
15.69
1.03
10.12
1.75
17.18
KGSCa 20%
15.83
1.99
19.49
0.039
20.52
1.10
10.81
1.17
11.49
KGSNCa
0.46
4.53
7.50
0.025
14.63
1.06
10.36
0.37
3.60
Panjang : 70 mm
Kuat tarik = Gaya tarik saat putus
Lebar : 20 mm
Luas area.
Kuat tarik (K) = 9.36 / (0.035 x 20) mm = 15.89 Mpa
Sampel

22

Lampiran 5 Persentase perpanjangan edible film
perpanjangan
(mm)
3.31
KGS
1.49
1.40
7.73
KG
2.81
9.96
5.95
K
3.78
2.66
2.71
KGSN 5%
2.80
2.75
2.11
KGSN 10%
2.76
3.32
3.40
KGSN 15%
1.63
2.70
1.15
KGSN 20%
2.46
3.78
2.10
KGSCa 5%
2.22
2.44
1.99
KGSCa 10%
2.20
2.53
1.70
KGSCa 15%
1.73
1.77
1.98
KGSCa 20%
1.70
1.29
3.01
2.20
KGSNCa
2.73
1.77
Ket: Panjang mula-mula = 69.9999924 mm
sampel

rerata perpanjangan

% perpanjangan

2.07

2.95

6.84

9.77

4.13

5.90

2.75

3.93

2.73

3.89

2.58

3.68

2.46

3.52

2.26

3.22

2.24

3.20

1.73

2.48

1.66

2.37

2.43

2.50

23

Persentase perpanjangan = pertambahan panjang
Panjang mula-mula

X 100%

Contoh perhitungan
Persentase perpanjangan = 4.13 / 69.9999924 x 100% = 5.90 %

Lampiran 6 Hasil Uji FTIR Sampel edible film
Spektrum FTIR sampel karagenan

Spektrum FTIR sampel karagenan dan gliserol

Spektrum FTIR sampel karagenan gliserol dan selulosa.

24

Spektrum FTIR Sampel Karagenan Gliserol Selulosa

Spektrum FTIR Sampel Karagenan Gliserol Selulosa dan Nanopartikel Karbon

25

Spektrum FTIR Sampel Karagenan Gliserol Selulosa dan Penaut Silang Ca2+

Spektrum Tumpuk Antara KGS, KGSN, KGSNCa2+

=KGS
= KGSN
= KGSNCa2+

26

Lampiran 7 Hasil uji karakteristik SEM (scanning electron mickroscope)

500x

2000x

Tepi 1000x

5000x

10.000x

Tepi 2000x

Gambar Hasil uji SEM untuk KGSN

500x

100x

1000x

2000x

5000x

10000x

500x

1000x

2000x

5000x

Bagian tepi
Gambar Hasil uji SEM untuk sampel KGSCa

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 17 juni 1991 sebagai anak ke-5 dari enam
(6) bersaudara dari pasangan bapak Supratman dan ibu Lena Mulyati. Penulis
menyelesaikan pendidikan SLTA di SMA N 1 mulak-ulu pada tahun 2010 di
tahun yang sama penulis masuk perguruan tinggi di Institut Pertanian Bogor (IPB)
melewati jalur beasiswa utusan daerah (BUD).
Penulis pernah melaksanakan praktek lapangan di Laboratorium Kayu
Majemuk Pusat Penelitian dan Pengembangan (PUSLITBANG) Kehutanan
Bogor, Dengan judul sintesis perekat berbasis mahoni formaldehida untuk aplikasi
papan partikel Selama 40 hari kerja.