Pembuatan Dan Karakterisasi Edible Film Dari Variasi Pati Sukun (Artocarpus Altilis) Dan Kitosan Menggunakan Plastisizer Gliserol

Lampiran 2. Perhitungan Kekuatan Tarik dan Elongasi pada edible film pati Sukun Kitosan

Tabel hasil Pengukuran Pengukuran Kekuatan tarik dan Elongasi

Parameter Edible film

1:1 1:2 1:3

Load (Kgf) 0,555 kgf/mm2 0,29 kgf/mm2 0,20 kgf/mm2

Stroke (mm) 11,676 mm 16,505 mm 25,894 mm

Tebal Edible Film 1:1 = 0,12 mm Tebal Edible Film 1:2 = 0,15 mm Tebal Edible Film 1:3 = 0,14 mm

Lebar = 6 mm

Panjang awal edible film = 116 mm

A 1:1 = 0,12 mm x 6 mm = 0,72 mm2 A 1:2 =0,15 mm x 6mm = 0,9 mm2 A 1:3 = 0,14 mm x 6 mm = 0,84 mm2

Harga % Kemuluran bahan dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini % Kemuluran (ԑ) =

Dimana : l – lo = Harga Stroke ; lo = Panjang awal

Kemuluran 1:1 =

= 10,06 %

Kekuatan tarik (kgf/mm2) =

Dimana A = Luas permukaan yang mendapat beban.

Kekuatan tarik Edible film 1:1 =

= 0,77 kgf/mm2 = 7,7 MPa

Lampiran 5. Data FT-IR

Lampiran 6. Perhitungan Nilai WVTR Edible Film Pati sukun-kitosan

a. Data Mentah

Tabel Hasil Pengukuran Pertambahan Berat Edible film Pati sukun-Kitosan 1:1

X ( Waktu) Y (Berat) XY X2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ΣX=55 37.277 37.3115 37.3322 37.3557 37.3793 37.4022 37.4284 37.4539 37.4774 37.5028 37.5317 ΣY=411.4521 0 37.3115 74.6644 112.0671 149.5172 187.011 224.5704 262.1773 299.8192 337.5252 375.317 ΣXY=2059.98 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 ΣX2 = 385

Tabel Hasil Pengukuran Pertambahan Berat Edible film Pati sukun-Kitosan 1:2

X (Waktu) Y (Berat) XY X2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ΣX= 55 36.5212 36.5567 36.5777 36.6033 36.6265 36.6219 36.6784 36.7018 36.7265 36.7547 36.7849 ΣY= 403.1536 0 36.5567 73.1554 109.8099 146.506 183.1095 220.0704 256.9126 293.812 330.7923 367.849 ΣXY= 2018.574 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81 100 Σ X2

Tabel Hasil Pengukuran Pertambahan Berat Edible film Pati sukun-Kitosan 1:3

X (Waktu) Y ( Berat) XY X2

0 37.4657 0 0

1 37.4988 37.4988 1

2 37.5194 75.0388 4

3 37.5424 112.6272 9

4 37.5657 150.2628 16

5 37.589 187.945 25

6 37.6136 225.6816 36

7 37.6339 263.4373 49

8 37.6609 301.2872 64

9 37.6851 339.1659 81

10 37.7122 377.122 100

ΣX=55 ΣY= 413.4867 ΣXY=2070.067 ΣX2

= 385

Persamaan Garis Regresi secara umum Y= ax + b dengan metode least square nilai a diperoleh dengan persamaan :

Dimana: a (slope) =

Slope 1:1 =

= 0,024

Dengan cara yang sama pada edible film 1:1; 1:2 ; dan 1:3, dihitung slope masing masing data.

Tabel Hasil Uji Ketebalan edible film dan perhitungan slope edible film pati sukun-kitosan

Parameter 1:1 1:2 1:3

Ketebalan (mm) 0,12 0,15 0,14

Slope (gs-1) 0,024 0,025 0,023

Perhitungan Water Vapour Transmision Rate (WVTR)

WVTR = slope / luas sampel (m2) = g/m2/ jam (97% RH, 30 0C)

Pada Penelitian diameter (d) luas daerah yang terbuka terhadap transfer uap air pada film 1,3 cm.

Jadi jari-jari (r) = ½ d

= ½ x 1,3 cm = 0,65 cm

A = 2

= 3,14 x (0,0065m)2 = 1,327 x 10-4 m2

WVTR 1:1 = Slope/ A

Dengan cara yang sama pada edible film pati sukun-kitosan 1:2 dan 1;3 dilakukan hal yang sama

Tabel Nilai WVTR edible film pati sukun-kitosan

Parameter 1:1 1:2 1:3

WVTR 0,1808 Kg m-2 jam-1 0,1883 Kg m-2 jam-1 0,1733 Kg m-2 jam-1 y = 0.0245x + 37.282

R² = 0.9988

y = 0.025x + 36.524 R² = 0.9828 y = 0.0237x + 37.471

R² = 0.9988

36.4 36.6 36.8 37 37.2 37.4 37.6 37.8

0 2 4 6 8 10

B e rat (gr ) Waktu (jam)

Grafik WVTR

1:01 1:02 1:03

Lampiran 7. Perhitungan Nilai % Sifat Mengembang (Swelling) Edible Film Pati-Kitosan

dimana :

Wg = Berat sampel yang konstan didalam medium Wo = Berat sampel awal

Untuk sampel 1:1 Nilai % Swellingnya adalah Α =

x 100 %

= 88,105 %

Perhitungan yang sama untuk Sampel 1:2; dan 1:3

Sampel Wg Wo

1:1 0,1418 0.0754

1:2 0,1661 0.0945

Perhitungan Nilai Indeks Antimikroba

No Kode Sample Diameter Zona Hambat (Cm)

1 2 3 4 5 6

E.Coli 1;1 0,807 E.Coli 1:2 Tidak menghambat E.Coli 1:3 0,751 S.Aureus 1:1 0,912 S.Aureus 1:2 Tidak menghambat S.Aureus 1:3 0,646

Diameter Cakram (Edible Film) = 0,6 cm

Indeks Anti Mikroba =

Indeks Antimikroba E.Coli 1:1 =

= 0,345

Dengan Cara yang sama ditentukan Indeks Antimikroba Pada edible film E. Coli 1:1; E.Coli 1:3; S.Aureus 1:1; dan S.Aureus 1:3

Aryanto, A. Y., 2002, Pemanfaatan Khitosan dari Limbah Kulit Udang (Crustacea) Sebagai Bahan untuk Pembuatan Membran, Skripsi, Fakultas Teknologi Perikanan, IPB Bogor.

Angka, S.L. dan Suhartono, M.T., 2000, Bioteknologi Hasil Laut, Pusat Pangkajian Sukun dan Pesisir Lautan, IPB, Bogor.

Bardant, T. B. dan Dewi, C., 2007, Kemasan yang Dapat Dimakan. http://www.BuletinPuspitek.co.id [11 Maret 2009].

Baldwin, E. A., 1994, Edible coatings for fresh fruits and vegetables: Past, present, and future, In J. M. Krochta, E. A. Baldwin, & M. O. Nisperos-Carriedo (Eds.), Edible coatings and films to improve food quality (pp. 89–104), Lancaster, Pennsylvania: Technomic Publishing Co., Inc.

Bertuzzi, M.A., Vidaurre, E.F.C., Armada, M., and Gottifredi, J.C., 2007, Water Vapor Permability of Edible Starch Based Film, J. Food Engineering, doi: 10.1016/j. jfoodeng. 2006.07.016

Bourtoom, T., 2007, Effect of some process parameters on the properties of edible film prepared from starches, Songkhla: Department of material product Technology,Challenges and Opportunities,Food Technology 51 (2) 61-73

Bourtoom,T., 2008, Plastisizer effect on the properties of Bidegradable blend film from rice starch- Chitosan, Songklanakarin Journal Of Science and Technology.

Brenan, A. L dan Davidson P.M., 1993, Antimicrobial in Foods, Marcel Dekker, inc, New York.

Brody, A. L, 2005, Edible packaging, Food Technology, 59, 65-66.

Butler, B. L., Vergano P. J., Testin R. F., Bunn J. M., dan Wiles J. L., 1996, Mechanical and Barrier Properties of Edible Chitosan Films as affected by Composition and Storage, J.Food Sci, Vol 61(5) 953-955p.

Chang, K. L. B., Tsai, G., Lee, J., Fu, W, 1997, Heterogenous N-deacetylation of chitin in alkaline solution, Carb Res 303: 327-332.

Cheng, L. H., Karim A. A. and Seow C. C., 2008, Characterisation of composite films made of konjac glucomannan (KGM), carboxymethyl cellulose (CMC) and lipid, Food Chemistry, 107: 411-418.

Chick, J., Hernandez, R.J., 2002, Physical Thermal and Barrier Characterization of Casein-Wax-Based Edible Films, Journal Of Food Science.

Chillo, S., Flores S., Mastromatteo M., Conte, A., Lý´a Gerschenson, and del Nobile M.A., 2008, Influence of glycerol and chitosan on tapioca starch-based edible film properties, J. Food Engin, 88: 159–168.

Dallan, P. R. M., Moreira, P. da Luz., Petinari, L., Malmonge, S. M., Beppu, M. M., Genari, S. C. and Moraes, A. M., 2006, Effects of Chitosan Solution Concentration and Incorporation of Chitin and Glycerol on Dense Chitosan Membrane Properties, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials: 394-405.

Dillon, C. P, 1992, Materials Selection for The Chemical Process Industries, McGrow-Hill, USA.

Dimas, D.A.K., 2001, Pengaruh Regelatinisasi dan Modifikasi Hidrotermal terhadap sifat fisik pada pembuatan edible film dari pati kacang merah (Vigna Angularis sp.), Tesis Magister Teknik Kimia Universitas Diponegoro.

Dodd, J.W., 1987, Thermal Methods, New York: John Wiley and Sons, Inc.

Dominic, W.S.W., Camirand W.M. dan Paulath A.E., 1994, Development of Edible Coating for Minimally Processed Fruit and Vegetables, Di dalam : Krochta et al, (ed). Edible Coatings and Films to Improve Food Quality, Technomic Publ Co. Inc. Lancaster- Basel, Pennsylvania, USA.

Egan, H.,1981, Chemical Analysis Of Foods.Eight Edition, London : Longman Scientific.

Emmawati, A., 2004, Produksi khitosan dengan perlakuan kimiawi dan enzimatis menggunakan NaOH dan khitin deasetilase [Tesis], Bogor, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

Garcia, N.L., Ribbon L., Dufrense, A., Aranguren, M., and Goyanes, S., 2011, Effect of glycerol on the morphology of nanocomposites made from thermoplastic starch and starch nanocrystals, Carbohydrate Polymers 84(1): 203−210.

Gontard, N., Guilbert, S. and Cuq, J.L., 1993, Edible Wheat film : Influence of The main Process Variables on Film Properties of An Edible Wheat Glute Film, J. Food Science.

Goosen, M.F.A, 1997, Applications of Chitin and Chitosan, USA : Technomic.

Guilbert, S. and Biquet, B, 1996, Edible films and coatings. In: G. Bureau and J.L. Multon (eds.), Food packaging, volume I, VCH Publishers, New York.

Harris, H., 2001, Kemungkinan Penggunaan Edible Film dari Pati Tapioka Untuk Pengemas Lempuk, Univeritas Bengkulu, FTP, Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian Indonesia.

Hekmat, O., Tokuyasu, K., dan Withers, S. G, 2003, Subsite strukture of the endotype chitin deasetylase from a Deuteromycetes, Colleotrishum lindemuthianum: an investigatio using stesdy state kinetic analysis and MS, Biochem 374: 369-380.

Hoagland, P.D. dan Parris N., 1996, Chitosan/Pectin Laminated Films, J.Agric,Food Chem.

Hui,Y.H., 2006, Handbook of food Science, Technology, and Enggineering, Volume I. USA: CRC Press.

http://manfaatteh.net/2011/10/manfaat-daun-sukun-daun-sukun-teh-daun-sukun-manfaat-teh/

Iemann, K., 1983, Tables Of Spectral Data For Structure Determination Of Organik Compounds, Dept. Of Chemistry, Massachusets Inst Of Technology.

Khopkar, S.M, 2007, Konsep Dasar Kimia Analitik, Terjemahan Saptohjardi, Jakarta :Penerbit Universitas Indonesia

Knorr, D., 1982, Functional properties of chitin and chitosan, J. Food Sci. 8: 593.

Kolodziejska, I., Wojtasz- Pajak, A., Ogonowska, G., dan Sikorski, Z. E., 2000, Deacetylation of Chitin in two-stage Chemical and Enzymatic Process, Bulletin of Sea Fisheries Institute.

Koswara,S, 2006, Sukun sebagai cadangan pangan alternatif.

Krochta, J.M., Baldwin E.A., Nisperos-Carriedo M.O., 1994, Edible Coatings and Films To Improve Food Quality, (pp):1-24, Technomic Publishing Co.Inc. Lancester- Basel, USA.

Krochta, J.W., and De Mulder-Johton, C., 1997, Edible And Biodegradable Polymer Film: Challenges And Opportunities, J. Food Tech. kittur, F.S., K.R. Kumar dan R.N.

Kusumawati, D.H. dan Putri, W.D.R, 2013 , Karakteristik Fisik dan Kimia Edible Film Pati Jagung Yang diinkorporasi dengan Perasan Temu Hitam, Jurnal Pangan dan Agro Industri vol.1p.90-100) FTP Universitas Brawijaya Malang.

Lindsay, R.C, 1985, Food Additives, Di dalam : O.R. Fennema, Food Chemistry. Marcel Dekker, Inc., NY.

Mali, S., Sakanaka, L.S., Yamashita, F., Grossmann, M.V.E., 2005, Water sorption and mechanical properties of cassava starch films and their relation to plasticizing effect, Carbohydrate Polymers 60, 283–289.

No, H. K., Park, N. Y., Kim, H. R., dan Meyers, S. P., 2002, Antibacterial activity of chitosan and chitosan oligomers with different molecular weight, J. Food Microbial 74: 65-72.

Pijoto, S., 1992, Budidaya Sukun, Yogyakarta : Kanisius.

Poedjiadi, A., 1994, Dasar-Dasar Biokimia, Jakarta : UI-Prees.

Purwitasari, D., 2001, Pembuatan edible film (kajian konsentrasi suspensi tapioka dan konsentrasi karaginan terhadap sifat fisik edible film), Jurusan Teknologi Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.

Rahim,A., Alam,N., Haryadi, dan Santoso U., 2010, Pengaruh Konsentrasi Pati Aren dan Minyak Sawit terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Edible Film, J.Agroland 17 (1) : 38-46, Maret 2010, Universitas Gajah Mada.

Rachtanapun, R., Pankan, D., dan Srisawat, D., 2012, Edible Films Of Blended Cassava Starch and Rice Flour with Sorbital and Their Mechanical Properties, Jurnal Of Agricultural Science and Technology A 2 (2012) 252-258, Chiang Mai University, Thailand.

Rincom, A.M., Fanny, C.P., 2004, Physicochemical Properties of Venezuelan Breadfruit (Artocarpus ) 62 EKSAKTA Vol. 13 No. 1-2 Agustus 2013 altilis) Starch, Archivos Latinoamericanos De Nutricion.

Richana, N., Lestari, P., Chilmijati, N., dan Widowati, S., 2000, Karakterisasi bahan berpati (tapioka, garut dan sagu) dan pemanfaatannya menjadi glukosa cair.,

Rochima, E., 2005, Aplikasi Kitin Deasetilase Termostabil dari Bacillus papandayan K29-14 Asal Kawah Kamojang Jawa Barat Pada Pembuatan Kitosan [Tesis], Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Roller, S., Sagoo, S., Board, R., O’Mahony,T., Fitzgerald, G., Fogden, M., Owen, M., dan Flecher, H., 2002, Novel combination of chitosan, carnocin, and sulphite for preservation of chilled pork sausages, Meat Sci 19: 165-177.

Rodriguez, M., Oses J., Ziani, K., Mete, J. I., 2006, Combined Effect of Plastizers and Surfactants on the Physical Properties of Starch Based Edible Film. J. Food, Research International.

Sagala, S.T., 2013, Karakterisasi Pembuatan Edible Film Dari Campuran Tepung Rumput Laut (Eucheuma sp.) Kitosan dan Gliserin, [Skripsi], Medan: Universitas Sumatera Utara, Departemen Kimia.

Santoso, B., Pratama,F., Hamzah, B., dan Pambayun R., 2011, Pengembangan Edible film dengan menggunkan pati ganyong termodofikasi ikatan silang, Jurnal teknologi dan industri pangan.

Shahidi, F., Arachi, J. K. V., dan Jeon, Y. J., 1999, Food application of chitin and chitosan, Review, Trends in Food Science and Technology.

Stanescu, V.N., Olteanu M., Florea-Spiroiu, Pincu, E. and Melzer V., 2001, Starch/chitosan film forming hydrogel, Rev. Roum. Chim. 56(8): 827−832.

Stevens, M.P., 2000, Kimia Polimer, Cetakan pertama, Jakarta: Pradnya Paramita.

Sudaryati, H.P., Mulyani, S.T., dan Hansyah, E.R., 2010, Sifat Fisik dan Mekanis Edible Film dari Tepung Porang (Amorphopallus oncophyllus) dan Karboksimetilselulosa, Jurnal Teknologi Pertanian, Jurusan teknologi pangan FTI-UPN “Veteran”

Tanigawa, Tanaka T., Shasiwa Y., Saimoto, H., Dan Shigemasa, Y, 1992, Advances in Chitin and chitosan, Brione CJ, Sandford, PA, Zikakis JP. (eds). London, New York: Elsevier Science Pub Ltd.

Thatte, M. R., 2004, Synthesis and antibacterial assesment of water-soluble hydrophobic chitosan derivatives bearing quarternary ammonium functionality [dissertation], Los Angeles: Lousiana State University an Agricultural and Mechanical College.

Tharanathan, 1998, Functional packaging properties of chitosan film, Z. Lebesm Unters Forsch Lab. Protan. 1987. Cational Polymer for Recovering Valuable by Product from Processing Waste Burggess.USA.

Tsai, G. J., Zhang, S. L., Shieh, P. L., 2004, Antimicrobial activity of low molecular weight chitosan obtained from cellulase digestion of chitosan, Journal Food Prot.

Tsai, G. J., dan Su, W. H., 1999, Antibacterial activity of shrimp chitosan against Escherichia coli, J. Food Prot.

Tsigos, I., Martinou, A., Kafetzopoulos, dan Bouriotis, V., 2000, Chitin deacetylases: New Versatile Tools in Biotechnology, Titbech Rev 18: 305-31.

Utomo, J.S. dan Antarlina, S.S., 1997, Kajian sifat fisiko-kimia pati umbi-umbian selain ubi kayu.

Vasconez, M.B., Silvia, K.F., Carmen, A.C, Juan, A., Lia, N.G., 2009, Antimicrobial Activity And Physical Properties Of Chitosan-Tapioca Starch Based Edible Films And Coating, Food Research International.

Winarno, F.G., 1980, Pengantar teknologi panagan, Jakarta : PT.Gramedia.

Wong, W.S., Carnirand, W.M. and Pavlath, A.E., 1994a.Development Of edible coating for minimally processed fruits and vegetables. In: J.M. Krochta, E.A. Baldwin and M.O. Nisperos-Carriedo (Eds,), Edible Coating and Films to Improve Food Quality. Technomic Publishing Co.,Lancaster/Basel,pp.65-88

Wirjosentono,B. 1995. Perkembangan Polimer di Indonesia. Orasi Ilmiah Lustrum 6. Medan : Universitas Sumatera Utara.

www.kemenperin.go.id

Xu, X. Y., Kim, K. M., Hanna, M. A. and Nag, D., 2005, Chitosan-starch composite film: preparation and characterization, Industrial Crops and Products.

Zivanovic, S., Basurto, C.C., Chi, S., Davidson, P. M., dan Weiss, J., 2004, Molecular weight of chitosan influences antimicrobial activity in oil-inwate emulsions, J. Food Prot.

Zuhra,C.F., Marpongahtun., 2013, Physical-Mechanical Properties And Microstructure Of Breadfruit Starch Edible Films With Various Plasticizer, Departemen Kimia FMIPA, USU Medan

METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1. Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

- Gelas Beaker Pyrex

- Gelas Ukur Pyrex

- Termometer France

- Hotplate Stirer Ika

- Oven Memmert

- Magnetik Bar

- Neraca Analitis Radwag

- Spatula

- Plat kaca

- Botol aquades

- Statif dan Klem

- Scanning Electron Microscope (SEM) TM 3000 Hitachi

- Spektrofotometer FT-IR Shimadju

- Labu Takar Pyrex

- Statif dan Klem

- Cawan petri

- Inkubator

- Mikrometer Tricle brand

- Desikator

- Blender National

- Vortex

- Uji tarik Model

- Sample Cup

- Alat Uji Tarik ASTM Al -7000M Gotech

3.1.2 Bahan-Bahan

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

- Pati Sukun

- Glycerol Merck

- Kitosan Teknis

- Air suling

- Asam Asetat p.a. (E.Merck)

- Silica Gel

- Media Nutrient Agar (NA)

3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1 Isolasi Pati Sukun

Buah Sukun yang sudah tua dikupas dan dihilangkan tangkai buahnya, kemudian dicuci hingga bebas kotoran dan getahnya. Buah sukun dipotong - potong, kemudian di blender dan diperas melalui saringan kain kasa untuk mendapatkan patinya. Dibiarkan selama 24 jam sampai pati mengendap lalu dicuci beberapa kali dengan air sampai cairannya jernih. Pati yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada temperatur 45 0C selama 24 jam. Hal ini dilakukan agar pati tidak gosong dan tidak tergelatinisasi (suhu gelatinisasi pati sukun 73 0C ). Pati yang kasar digiling dan diayak dan kemudian disimpan.

3.2.2 Pembuatan larutan Asam Asetat 1 %

Diukur sebanyak 10 ml asam asetat glasial lalu diencerkan dengan akuades dalam labu takar 1 Liter hingga garis batas.

3.2.3 Pembuatan Edible Film

Pati sukun dan kitosan dengan perbandingan 1:1 disiapkan dengan total campuran 4 gr. Pati sukun dilarutkan dengan 20 ml air sambil di stirrer pada suhu 750C dipertahankan selama 5 menit. Kemudian pada wadah lain dilarutkan kitosan dengan asam asetat 1 % sebanyak 80 ml pada sampai larut membentuk gelatin. Kemudian dicampurkan larutan pati yang telah tegelatinisasi kedalam larutan kitosan. Lalu distirer pada suhu 450C, kemudian ditambahkan gliserol sebanyak 1,2 ml. Kemudian distirer kembali pada suhu 450C selama 2 jam. Kemudian di tuang ke dalam plat kaca,dan dikeringkan pada suhu 450 C selama 48 jam. Kemudian dilepas film dari plat kaca,lalu dianalisa.

3.2.4 Analisa Edible Film

Edible film yang diperoleh dapat diuji karakterisasinya menggunakan beberapa Uji

3.2.4.1. Uji WVTR

Pengukuran berdasarkan pada gravimetri (Hassan and Norziah, 2011; Cerquera et al., 2010a). Permeasi sel digunakan dari bahan plastik yang mengandung 25 gram silica gel). Pada permukaan sel dilubangi dengan diameter 1,3 cm. Film ditempelkan pada lubang permeasi sel. Sel ditempatkan pada desikator yang mengandung air suling. Sel ditimbang setiap 1 jam sekali selama 8 jam. Kemudian dihitung slope dari pertambahan berat silica terhadap waktu dengan persamaan garis regresi.

Perhitungan Laju transmisi

WVTR = (∆W / (∆t.A) g. s-1

.m-2

Dimana : ∆W/∆t = Jumlah air transfer air per unit waktu (kg.s-1)

A = Luas Daerah yang terbuka terhadap transfer air pad film (m2)

3.2.4.2 Pengukuran ketebalan

Film yang dihasilkan diukur ketebalannya dengan menggunakan mikrometer dengan ketelitian alat 0,0001 mm. Pengukuran dilakukan pada lima tempat yang berbeda untuk mendapatkan ketebalan rata-rata yang mewakili contoh.

3.2.4.3 Uji Sifat Mekanik

1. Kekuatan tarik (Tensile Strength) 2. Kemuluran (Elongation at break)

Proses pengujian kekuatan tarik dilakukan dengan menggunakan alat Uji tarik ASTM Gotech Tipe Al-7000M. Pengujian dilakukan dengan cara ujung sampel dijepit mesin penguji tensile. Selanjutnya dilakukan pencatatan ketebalan dan panjang awal sampel. Tombol start pada komputer ditekan kemudian alat akan menarik sampel dengan kecepatan 100 mm/menit sampai sampel putus.

3.2.4.4 Analisa SEM (Scanning Electron Microscopy)

Sampel diletakkan pada sel holder dengan perkat ganda. Sampel dimasukkan kedalam Scanning Electron Miscroscope (SEM), lalu gambar permukaan diamati dan dilakukan perbesaran sesuai yang diinginkan. Selanjutnya dilakukan pemotretan.

3.2.4.5. Analisa TGA (Thermal Gravimetri Analysis) DTA (Diferential Thermal

Analysis)

Analisa TGA menggunakan SDT Q 600 T.A. Instrument yang mengandung gas nitrogen. Sampel ditimbang dengan massa 17,3810 mg dan dipanaskan pada suhu kamar sampai 600 0C dengan laju pemanasan 20 0C/menit. Analisis dilakukan dengan menaikkan suhu sampel secara bertahap dan menentukan berat terhadap temperatur. Suhu dalam metode pengujian mencapai 600 0C. Perubahan berat akibat proses pemanasan dapat ditentukan langsung dari termogram yang diperoleh. Setelah data diperoleh dapat diketahui nilai TGA dan DTA nya dilihat dari puncak dekomposisinya.

3.2.4.6. FT-IR (Fourier Transform- Infa Red)

Masing- masing sampel edible film pati sukun- kitosan 1:1; 1:2; dan 1:3 diletakkan pada plat KBr, kemudian diukur spektrumnya dengan alat spektrofotometer FT-IR model Shimadzu

3.2.4.7. Uji Anti Mikroba

1. Persiapan Kultur Uji

Disiapkan terlebih dahulu kultur uji dengan menginokulasikan satu ose kultur murni dari agar miring Nutrient Agar (NA) ke dalam 10 ml medium cair Nutrient Broth (NB) secara aseptik. Kultur uji kemudian diinkubasi selama 24 jam pada suhu 370C. Kultur uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah, Eschericia coli dan Staphylococcus aureus

2. Pengujian Aktivitas Antimikroba dengan Metode Cakram

Kultur uji diinokulasikan sebanyak 0.2 ml ke dalam media NA 100 ml sehingga diperoleh konsentrasi 0.2% yang telah siap dituang ke cawan petri steril. Selanjutnya 20 ml media NA yang telah berisi kultur uji dituangkan ke cawan petri dan dibiarkan menjadi padat. Setelah memadat, ditempelkan edible film yang telah dipotong-potong, dan diinkubasi pada suhu 37 0C selama 1 hari. Zona penghambatan adalah lebar areal bening yang terbentuk di sekitar sumur yang diukur dengan jangka sorong dalam satuan mm.

3.2.4.8 Uji Sifat mengembang ( % Swelling)

Edible film dengan perbandingan 1:1 ; 1:2; dan 1:3 dipotong dengan ukuran 2 cm x 2 cm. Kemudian ditimbang masing-masing berat edible film. Kemudian dimasukkan kedalam beaker glass yang masing-masingnya berisi 40 ml aquadest. Dibiarkan selama 2 hari dan dilihat perubahan dari edible film. Kemudian diangkat dan ditimbang dalam keadaan basah.

Buah Sukun Tua

Dikupas dan dihilangkan tangkai buahnya

Dipotong-potong Lalu di Blender

Diperas melalui kain kasa lalu diendapkan 24 jam

Ampas Endapan

Dicuci Berulang kali hingga cairannya jernih

Dikeringkan dalam oven pada temperatur 45 0C selama 24 jam

Digiling dan Diayak

Disimpan

3.3 Bagan Penelitian

3.3.1 Isolasi Pati Sukun

3.3.2 Pembuatan Edible Film

Dilulangi perlakuan yang sama untuk variasi pati sukun dan kitosan pada perbandingan 1:2 dan 1:3 dengan volume total campuran 4 gr dalam 100 ml

Larutan Kitosan

Dipertahankan selama 1 jam

Distirer dengan 80 ml asam asetat 1%

2 gr Kitosan

Larutan pati 2 gr Pati

Distrirer dengan 20 ml air pada suhu 75 0 C

Dipertahankan selama 5 menit

Edible Film Dilepas Film

Dikeringkan di Oven pada suhu 45 0C selama 48 Dituang ke plat kaca secara

_{Distirer selama 2 jam pada suhu 45} 0 _C Ditambahkan 1,2 ml Gliserol

3.3.3 Analisa Edible Film

Uji Sifat antibakteri Uji WVTR

Uji Sifat Mengembang

Edible Film

Pengukuran Ketebalan

Uji SEM

Uji FT-IR Kuat Tarik dan Kemuluran

Uji TGA

3.3.4 Uji Ketebalan

3.3.5 Analisa Water Vapour Transmition Rate (WVTR)

Edible Film

Hasil

Diukur ketebalannya pada 5 tempat yang berbeda menggunakan micrometer skrup

Edible Film

Cetakan Edible Film

Hasil

Dicetak dengan diameter 1,3 cm

Ditempelkan pada lubang permeasi sel yang telah dibuat

Ditimbang setiap jam selama 10 jam Dimasukkan kedalam desikator

3.3.6 Uji Sifat mengembang

Edible film

Ditimbang edible film dan dicatat perubahannya Diangkat edible film

Dibiarkan selama 2 hari hingga edible film tenggelam

Dimasukkan kedalam beaker gelas yang berisi 40 ml aquades Ditimbang

Dipotong dengan ukuran 2cm x 2cm

3.3.7 Uji Anti Mikroba

a. Persiapan Kultur UJi

Kultur murni bakteri

Diinokulasikan ke dalam 10 ml Nutrient Broth

Diinkubasi pada suhu 37 0C selama 24 jam

b. Pengujian Aktivitas anti mikroba dengan metode cakram

Kultur Uji

Diinokulasikan 0,2 % kedalam 20 ml NA

Dituangkan kedalam cawan petri dan dibiarkan mengeras

Dibuat potongan edible film dengan diameter 1 cm

Ditempelkan potongan edible film ke dalam cawan Berisi Nutrien Agar yang mengeras

Diinkubasi pada suhu 37 0C selama 24 jam

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian

4.1.1. Hasil Uji Mekanik Edible film

Hasil Uji Kekuatan Tarik, Kemuluran dan Ketebalan Edible film dari variasi pati sukun dan kitosan dengan perbandingan 1:1 ; 1:2 ; dan 1:3 dengan plastisizer Gliserol ditunjukkan pada tabel 4.1. Perhitungan uji kekuatan tarik dan kemuluran dapat dilihat pada lampiran.

Tabel 4.1. Nilai Kuat Tarik; Kemuluran; dan Ketebalan Edible film pati sukun - kitosan

No Parameter Perbandingan pati sukun-kitosan

1:1 1:2 1:3

1 Kuat Tarik (MPa) 7,7 3,2 2.3

2 Kemuluran ( %) 10,06 14,22 22,32

Table 4.2. Analisa Gugus Fungsi Dengan Spektrofotometer FT-IR

4.1.3. Analisis WVTR (Water Vapor Transmition Rate) Edible Film Pati sukun - Kitosan

Sampel yang digunakan adalah edible film dengan perbandingan pati sukun dan kitosan 1:1; 1:2 dan 1:3 menggunakan plastisizer gliserol sebanyak 1,2 ml

Tabel 4.3. Hasil WVTR Edible Film pati Sukun – Kitosan

No Sampel WVTR (Kg/m2/jam)

1 1:1 0,1808

2 1:2 0,1883

3 1:3 0,1733

4.1.4. Hasil Pengukuran derajat Mengembang (% Swelling) Edible Film Pati Sukun-Kitosan

Pengukuran derajat mengembang ( % Swelling) dilakukan pada edible film pati sukun dan kitosan yang diperoleh. Pengukuran derajat swelling dapat dihitung melalui rumus :

Gugus Fungsi Bilangan gelombang Bilangan gelombang (cm-1) Teori

CH

2931, 80 (1 :1 )

2885-3000 2924,09 (1:2; 1:2)

2931,95 (P)

OH 3448,72 (1:1; 1:2; 1:3; K)

3297 (P) 3200-3500

dimana :

Wg = Berat sampel yang mengembang Wo = Berat sampel awal

Hasil pengukuran sifat mengembang didalam air dapat dilihat pada Gambar 4.3

Gambar 4.2. Grafik Uji Sifat mengembang Edible film pati sukun -kitosan

4.1.5. Hasil Pengamatan Aktivitas Antimikroba Edible Film Pati Sukun - Kitosan

Dari Hasil Pengamatan terhadap aktivitas Antibakteri pada edible film pati sukun – Kitosan dengan perbandingan 1:1; 1:2 dan 1:3 dengan menggunakan metode cakram diperoleh data Indeks antimikroba sebagai berikut.

Dengan Rumus Indeks anti Mikroba sebagai berikut

Indeks Anti Mikroba =

88.105 75.85675 85.195 65 70 75 80 85 90

S 1:K1 S1:K2 S1:K3

D e rajat S we ll in g %

Perbandingan Pati Sukun (S) : Kitosan (K)

4.1.7. Hasil Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA) Edible film pati sukun - kitosan

Pada analisis ini sampel yang digunakan adalah edible film dengan perbandingan pati sukun : kitosan = 1:1, hasil dapat dilihat pada tabel 4.2. Grafik Terlampir.

Tabel 4.5. Hasil Analisa TGA Edible film pati Sukun – Kitosan

4.1.8. Hasil Analisa Diferential Thermal Analysis (DTA) Edible film pati sukun -kitosan

Analisis sifat thermal edible film pati sukun – kitosan pada perbandingan 1:1 ditunjukkan pada tabel 4.3. berikut.

Grafik terlampir.

Tabel 4.6. Hasil Analisa DTA Edible film Pati sukun -Kitosan = 1:1

Parameter Sampel

Suhu awal 34-100 0C

Suhu Puncak Degradasi 274 0C -326 0C

% Residu 19,81 %

Parameter Sampel

Suhu Endotermal (0C) 89.78 0C Suhu Exotermal (0C ) 263 0C ; 313 0C

4.2 Pembahasan

4.2.1. Analisa Sifat mekanik

a. Kuat tarik

Kekuatan tarik/ daya regang adalah kemampuan suatu bahan untuk tahan dibawah tekanan hingga putus (Sperling, 2006). Kekuatan tarik suatu bahan timbul sebagai reaksi dari ikatan polimer antara atom-atom atau ikatan sekunder antar rantai terhadap gaya luar yang diberikan, (Druchta, 2004). Sifat kuat tarik tergantung pada konsentrasi dan jenis bahan penyusun edible film terutama sifat kohesi struktural. Kohesi struktural adalah kemampuan polimer untuk menentukan kuat atau tidak ikatan antar rantai molekul antar rantai polimer.

Dari data yang diperoleh kuat tarik yang paling tinggi diperoleh pada perbandingan pati sukun : kitosan 1:1 yaitu 7.7 MPa. Hal ini tidak jauh berbeda dengan yang diteliti oleh wini setiani, 2013 yaitu sebesar 8,62 MPa. Hal ini juga sesuai dengan yang dilakukan Xu, 2004 pada pati beras-kitosan, dimana perbandingan 1:1 mempunyai nilai kuat tarik yang terbesar. Hal ini disebabkan pebentukan ikatan hidrogen intermolekular yang kuat antara NH2 dari kitosan dengan OH dari pati. Namun pada

perbandingan kitosan 1:2; dan 1:3 nilai Kuat tariknya berkurang, berkurangnya nilai kuat tarik ini terjadi karena terjadi pembentukan ikatan hidrogen intra-molekular dan ikatan hidrogen inter-molekular, sehingga terjadi pemisahan fasa antar dua komponen penyusun ( Xu, 2004). Didukung sifat kitosan yang sulit bersatu dalam air, sehingga kitosan terpisah dengan pati, tidak homogen yang ditunjukkan oleh SEM dimana masih terdapat yang belum homogen. Juga adanya plastisizer maka molekul plastisizer akan mengganggu kekompakan pati, sehingga akan menurunkan interaksi intermolekul dan meningkatkan mobilitas polimer (Rodriguez, 2006).

b. % Kemuluran

Kemampuan film memanjang pada saat diberi gaya tarik merupakan perpanjangan film. Nilai elongasi menggambarkan ukuran kemampuan film untuk merenggang atau memanjang (Park et al., 1993). Wini,2013 menyatakan nilai kuat tarik berbanding terbalik dengan nilai kemuluran.

Dari data data terlihat bahwa semakin bertambahnya perbandingan pati sukun- kitosan semakin tinggi nilai kemuluran, hal ini sesuai dengan nilai kuat tarik yang berbanding terbalik terhadap kemuluran. Ketebalan film juga mempengaruhi nilai kemuluran dimana semakin meningkat nilai ketebalan maka nilai kemuluran akan semakin besar (Goldberg 1991). Nilai ketebalan edible film yang terbesar pada perbandingan pati sukun kitosan 1:3 yaitu 0,15 mm, dan nilai kemuluran juga terbesar pada perbandinga 1:3 yaitu 22,32 %. Dimana jumlah pati yang banyak akan menurunkan kelenturan dari film (Xu, 2004). Dalam hal ini perbandingan edible film 1:3 memiliki jumlah pati yang paling kecil.

4.2.2. Analisa FT-IR

Karakterisasi terhadap edible film dengan teknik spektroskopi FT-IR dilakukan untuk mengidentifikasi gugus-gugus fungsi yang terdapat dalam pati, kitosan, dan edible film pati sukun-kitosan untuk melihat adanya gugus fungsi baru atau tidak dalam edible film yang dihasilkan dari pati sukun kitosan menggunakan plastisizer gliserol. Jika dilihat pada gambar 4.2, pada proses pembentukan edible film tidak ada gugus fungsi baru yang terbentuk. Hal ini menunujukkan bahwa edible film yang dihasilkan merupakan proses blending fisika. Pada gambar 4.2 bahwa dari hasil FT-IR pati terlihat adanya serapan gugus OH pada serapan 3297,98 cm-1, hasil FT-IR kitosan

sukun kitosan menggunakan plastisizer gliserol dengan perbandingan 1:1; 1:2; dan 1:3, menunjukkan serapan di daerah yang sama yaitu pada serapan 3448,72 cm-1. Dapat dilihat pada daerah serapan NH dan OH didaerah yang sama, mengalami pelebaran karena adanya interaksi dan kemungkinan adanya serapan air pada edible film. Serapan intensitas NH maupun ketajaman puncaknya menujukkan bahwa telah terbentuknya membran.

Untuk dapat membedakan sampel edible film satu dengan yang lainnya, dapat dilihat dari daerah sidik jari. Hasil terlampir. Pada daerah < 700 Serapan untuk C-OH (Bieman, 1983) pada 1:1; 1:2; dan 1:3 adalah 617,22 Cm-1 sedangkan pada Kitosan 470,63 Cm-1; dari sini dapat dilihat bahwa daerah serapan OH di daerah sidik jari untuk edible film dan kitosan menunjukkan ciri khas. Pada Daerah sidik jari untuk C-O daerah serapan 1080-1300 Cm-1 pada kitosan memiliki nilai 1087,85 Cm-1, sedangkan pada edible film 1:1; 1:2 dan 1:3 memiliki nilai 1095,7 Cm-1. Sehingga terlihat perubahan daerah sidik antara sebelum dan sesudah pencampuran masing masing sampel mempunyai karakteristik tertentu dan berbeda, baik antar kitosan maupun edible film dengan variasi pati sukun dan kitosan, sebagai pembeda hasil serapan antara Edible film 1 dengan yang lainnya.

Dari hasil FT-IR menunjukkan bahwa proses pembuatan edible film merupakan proses pencampuran secar fisik dengan adanya interaksi hidrogen antar rantai. Usulan interaksi hidrogen antar rantai amilosa, amilopektin, dan kitosan dapat dilihat pada gambar 4.4.

Gambar 4.4. Usulan Interaksi ikatan Hidrogen antar molekul amilosa, amilopketin, dan kitosan dalam edible film

Dari gambar 4.4. dapat diketahui bahwa dalam bentuk edible film terdapat ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen ini terjadi ketika sebuah atom O ataupun ataupun atom N yang terdapat dalam kitosan berinteraksi dengan atom H dari amilosa, amilopektin ataupun dari kitosan itu sendiri. Interaksi hidrogen ini juga dapat terjadi antara amilosa maupun amilosa dengan amilopektin.

4.2.3 Analisa Water Vapor Transmition Rate (WVTR)

Transmisi uap air merupakan salah satu faktor penting dalam pengemasan, sebab berhubungan erat dengan masa simpan produk pangan. Nilai transmisi berfungsi untuk memperkirakan daya simpan produk yang dikemas dan untuk menentukan

O O OH O O O OH HO O OH OH O OH O OH O O OH

H2N

O O

OH

H2N O HO

HO

O

OH

H2N O HO O O OH HO O O OH O OH OH O OH O OH O O OH O OH HO O O OH O O OH CH2 O HO HO HO HO HO HO n n n amilosa kitosan amilopektin ikatan H intermolekuler

ketebalan jenis dan konsentrasi plastisizer bahan pembentuk edible film. Pada penelitian ini diperoleh nilai WVTR tertinggi pada perbandingan pati sukun-kitosan 1:2, yaitu 98,3090 g.mm/m2.jam.mmHg dan terendah pada pati sukun-kitosan 1:3, yaitu 90,4443. Sementara itu pada perbandingan pati sukun - kitosan 1:1 nilai WVTR nya 94,3767. Dari data didapatkan perbandingan terbaik adalah 1:3. Film hidrofilik seringkali memperlihatkan hubungan-hubungan positif antara ketebalan dan permeabilitas uap air. Studi-studi sebelumnya sudah menandai hubungan-hubungan yang serupa antara ketebalan film dan sifat permeabilitas didalam sistem film yang hidrofilik (Liu dan Han, 2005) Dari data dapat dilihat bahwa edible film 1:3 mempunyai nilai ketebalan terbesar, sehingga nilai WVTR nya pun paling rendah. Dan ini adalah perbandingan terbaik untuk digunakan sebagai bahan pengemas karena mampu mengurangi jumlah uap air yang melewati film.

4.2.4 Analisa sifat mengembang ( % Swelling)

Derajat sifat mengembang (swelling) didefinisikan sebagai kemampuan suatu gel untuk menyerap cairan sampai terjadi kesetimbangan. Derajat mengembang yang tinggi mengindikasikan material tersebut telah mengalami perubahan struktural akibat mengadsorpsi cairan. Derajat mengembang juga beguna untuk mengetahui tingkat hidrofilisitas dan hidrofobisitas membran. (Yuniarti, 2013).

Peningkatan jumlah kitosan dalam film cenderung menurunkan derajat mengembang yang berarti meningkatkan ketahanan terhadap air. Ketebalan edible film juga meningkatkan nilai mengembang (swelling) dari edible film. Dalam penelitian ini ketebalan edible film berbeda-beda. Dengan tujuan untuk melihat komposisi terbaik dalam edible film yang memiliki ketahanan air yang tinggi. Pada data diatas formulasi pati sukun- kitosan terbaik yang memiliki ketahanan terhadap air yang terbaik adalah perbandingan 1:2 yaitu nilai derajat mengembang terendah yaitu 75.8567 %. Semakin besar konsentrasi kitosan, ketahanan terhadap air cenderung meningkat dengan semakin kecilnya nilai mengembang. Semakin besar

konsentrasi pati maka nilai mengembang juga semakin besar dikarenakan kecenderungan pati yang lebih banyak memiliki banyak gugs hidroksil OH- sehingga lebih banyak menyerap air. Di grafik terlihat pada perbandingan pati sukun-kitosan 1:1, memiliki nilai derajat mengembang terbesar dan dikatakan kurang tahan terhadap air. Pati sukun lebih banyak mengandung amilopektin yang memiliki lebih banyak percabangan.Percabangan ini mengakibatkan ikatan antar rantai dalam amilopektin lebih mudah putus. Dengan sifat amilopektin yang lebih amorf maka banyak ruang kosong sehingga rapat massa antar rantai dalam pati sukun tidak terlalu besar dan penyerapan terhadap airnya cukup besar sehingga ketahanan airnya rendah. Penambahan kitosan mampu meningkatkan rapat massa edible film dan menyebabkan jumlah air yang terserap semakin kecil. Ruang kosong akan diisi oleh kitosan yang memiliki sifat hidrofobik sehingga edible film yang dihasilkan akan lebih rapat dan meningkatkan ketahanan terhadap air. ( Wini, 2013)

4.2.5. Analisa Antimikroba

Pada pengamatan terhadap aktivitas antimikroba diperoleh data bahwa Edible film dengan perbandingan 1:1 mempunyai nilai indeks antimikroba yang paling besar terhadap bakteri E.Coli dan S. Aureus. Interaksi muatan positif molekul kitosan dengan muatan negatif membran sel mikroba menyebabkan terjadinya lisis sehingga terjadi kebocoran protein dan komponen penyusun intraseluler dari dalam sel mikroba. Kitosan dapat berfungsi sebagai chelating agent yang secara spesifik mengikat ion metal sehingga dapat menghambat produksi toksin dan pertumbuhan mikroba. Kitosan juga dapat mengikat air dan dapat menghambat berbagai enzim. Kitosan dapat mengikat DNA dan menghambat sintesis mRNA (Shahidi et al., 1999). Riaudo et al. (1999) melaporkan bahwa adanya interaksi antara kation dari asam organik sebagai pelarut dan nitrogen dari gugus amino kitosan. Interaksi ini sangat mempengaruhi efek antimikroba dari edible film pati sukun- kitosan yang dihasilkan. Tidak adanya aktivitas pada film perbandingan 1:2 dikarenakan interaksi antara

oleh gugus OH dari pati dan plastisizer. Sehingga aktivitas nya tidak tampak, namun pada 1:1 dan 1:3 ada aktivitas dikarenakan jumlah perbandingan yang sesuai sehingga tidak mengganggu aktivitas antibakteri, hanya mengurangi saja.

4.2.6. Analisa SEM ( Scanning Electron Microscopy)

Morfologi permukaan dianalisis dengan SEM. Hasil yang didapatkan dipengaruhi oleh bahan bahan penyusun dari edible film, apakah bahan yang digunakan dapat bercampur atau tidak antar matriks maupun pemlastis yang ditambahkan.

Sampel yang digunakan untuk uji SEM adalah sampel dengan nilai kuat tarik teringgi yaitu 1:1. Berdasarkan hasil SEM diperoleh bahwa pencampuran antara kitosan dan pati sukun tidak dapat bercampur sempurna. Hal ini dilihat disebabkan oleh molekul kitosan yang mengadakan interaksi hidrogen intra molekuler, lebih kuat daripada interaksi hidrogen inter molekuler, (Xu 2004). Hal ini menimbulkan pemisahan fasa antar fasa pati dan fasa kitosan, yang menyebabkan komponen di dalam edible film tidak tecampur sempurna.

4.2.7. Analisa Thermal Gravimetri Analysis (TGA)

Teknik yang dicakup dalam metode analisa termal adalah analisa termogravimetri TGA yang didasari pada perubahan berat akibat pemanasan. Metode analisis termal ini berguna untuk mengetahui formula hasil dekomposisi termal. Penggunaan teknik ini dilakukan dalam kondisi atmosfer lembam yang mengandung gas nitrogen. Gas nitrogen digunakan untuk mencegah degradasi dini. Suhu yang digunakan pada teknik ini adalah 25 0C sampai 600 0C dengan laju pemanasan 20 0C/menit dengan berat sampel edible film 17,810 mg.

Gambar 4.5. Grafik Analisa Data TGA

Pada gambar 4.4 terlihat bahwa pada suhu 1000C edible film sudah mulai mengalami pengurangan berat yang pertama. Pada kurva dapat dilihat bahwa perubahan berat terjadi dalam 4 tahapan. Pada tahap pertama yaitu pada suhu 34,67 0C – 1000 C terjadi kehilangan massa sebesar 10,19 %. Pada tahapan ini diduga bahan volatil seperti asam asetat dan air pada suhu 100 0C. Pada tahapi kedua yaitu pada suhu 1000C -2000C terjadi kehilangan massa sebesar 9,099 0 C. Pada tahap ini molekul air dan molekul asam asetat habis menguap. Pada tahap degradasi puncak yaitu tahapan ketiga yaitu pada suhu 2730C-3260C terjadi kehilangan massa sebesar 47,44 % (8,246 mg) pada tahapan ini diduga terjadi depolimerisasi molekul pati sukun, molekul kitosan dan molekul gliserol atau terdekomposisi menjadi gas-gas CO2, NO2

dan gas-gas H2O. Pada tahap degradasi akhir yaitu pada suhu 400 0C -5850C dengan

menyisakan residu 19,81 % (3,444 mg).

4.2.8. Analisa Diferential Thermal Analysis (DTA)

melebur, dan suhu eksotermal akan menunjukkan pada suhu berapa sampel akan mulai terdekomposisi.

Gambar 4.6. Grafik Analisa data DTA

Berdasarkan analisis sifat termal edible film pati sukun-kitosan , suhu endotermal ke kanan pada suhu 89,78 0 C. Yang mengindikasikan bahwa edible film ini melepas uap air pada suhu 89,780 C. Kemudian suhu eksotermik puncak yang didapat dari data adalah pada suhu 313,570 C yang menunjukkan bahwa pada suhu ini edible film terdekomposisi. Hal ini sejalan dengan data dari TGA diatas yang menyebutkan bahwa pada suhu 274 -326 0 C yang merupakan puncak degradasi. Dimana bahan bahan material dari penyusun edible film mengalami depolimerisasi atau terdekomposisi.

Berdasarkan data ini bahwa edible film dapat digunakan untuk produk makanan termasuk produk roti, dikarenakan pada suhu 2740 C tidak terjadi dekomposisi, sehingga aman digunakan.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Karakteristik Edible film yang diperoleh dari pati sukun-Kitosan dengan perbandingan 1:1; 1:2 dan 1:3 adalah Nilai Kuat tarik dari edible film pati sukun:kitosan 1:1 = 7,7 MPa, 1:2 = 3,2 MPa dan 1:3 =2,3 MPa. Dan Nilai % Elongasi dari Pati sukun : Kitosan 1:1 = 10,06 %; 1:2 = 14,22 % ;dan 22,32 %. Dari Hasil Analisa SEM Edible Film yang didapatkan belum bercampur secara homogen. Dari hasil Ketahanan termal diketahui bahwa edible film tidak stabil pada suhu tinggi, dan pada suhu 89,78 0C mulai melebur, dan mulai terdekompisisi pada suhu 313,57

0

C. Dari Hasil FT-IR diketahui tidak terjadi reaksi kimia pada edible film, yang terjadi hanya interaksi ikatan Hidrogen antara pati dan kitosan, dari data terlihat melebar daerah serapan OH dan NH. Dari Analisa WVTR diketahui bahwa edible film perbandingan 1:3 edible film memiliki daya hambat terhadap uap air lebih besar dan memiliki ketahanan air yang paling besar. Dari hasil analisa antimikroba edible film pada perbandingan 1:1 memiliki aktivitas anti bakteri yang paling besar terhadap bakteri E.Coli dan S.Aureus.

5.2. Saran

Perlu dilakukan peneltian mengenai faktor suhu pencampuran, variasi konsentrasi Gliserol pada pembuatan Edible Film dari pati sukun-Kitosan

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Edible Film

Edible film merupakan istilah ilmiah bagi kemasan yang bisa dimakan. Saat ini gencar dikembangkan bersamaan dengan kemasan yang gampang terurai atau yang diberi nama biodegradable film. Edible film sudah sudah pasti tergolong biodegradable film, namun tidak sebaliknya. Batasan makna kemasan bisa dimakan bergantung pada proses peracikan, proses pengemasan dan segala modifikasi perlakuan yang terkait. Jika bahan baku dan bahan racikannya adalah bahan yang bisa dimakan dan hanya perubahan struktur bahan baku yang terjadi selama proses pemasakan, perubahan pH atau modifikasi enzimatis, maka kemasan tersebut digolongkan kemasan bisa dimakan (Bardant dan Dewi, 2007).

Baldwin (1994) dan Wong et al. (1994) mengatakan bahwa secara teoritis bahan edible film harus memiliki sifat-sifat seperti:

1. Menahan kehilangan air bahan pangan.

2. Memiliki permeabilitas selektif terhadap gas tertentu.

3. Mengendalikan perpindahan padatan terlarut untuk mempertahankan kualitas bahan pangan.

4. Menjadi pembawa bahan aditif seperti pewarna, pengawet, dan penambah aroma yang dapat memperbaiki mutu bahan pangan.

Film sebagai pengemasan (edible packaging) pada dasarnya dibagi atas tiga bentuk pengemasan yaitu:

1. Edible film merupakan bahan pengemas yang telah dibentuk terlebih dahulu berupa lapisan tipis (film) sebelum digunakan untuk mengemas produk pangan.

2. Edible coating berupa pengemas yang dibentuk langsung pada produk dan bahan pangan.

3. Enkapsulasi yaitu suatu aplikasi yang ditujukan untuk membawa komponen- komponen bahan tambahan makanan tertentu untuk meningkatkan penanganan terhadap suatu produk pangan sesuai dengan yang diinginkan.

2.1.1. Pembentukan edible film

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan edible film antara lain: a. Suhu

Perlakuan panas diperlukan untuk membentuk pati tergelatinasi sehingga terbentuk pasta pati yang merupakan bentuk awal edible film. Suhu pemanasan pati akan menentukan sifat mekanik edible film yang terbentuk. Suhu pemanasan akan menentukan tingkat gelatinisasi yang terjadi yang pada akhirnya menentukan sifat fisik dari pasta yang terbentuk.

b. Konsentrasi pati

Konsentrasi pati memberikan kontribusi terhadap kadar amilosa dalam larutan pati sehingga berpengaruh terhadap sifat pasta yang dihasilkan.

c. Plastisizer dan bahan aditif lain

Konsentrasi plastisizer dan bahan aditif lain yang ditambahkan ke dalam formula film akan berpengaruh terhadap sifat film yang terbentuk bahan-bahan tersebut akan berinteraksi dengan pati.

2.1.2 Sifat fisiko-kimia-biologi edible film

a. Ketebalan film

Menurut McHugh dan Krochta (1994) ketebalan juga sangat mempengaruhi sifat fisik dan mekanik edible film, seperti tensile strength, elongation, dan water vapor

adalah konsentrasi padatan terlarut pada larutan pembentuk film dan ukuran pelat pencetak. Semakin tinggi konsentrasi padatan terlarut, maka ketebalan film akan meningkat. Sebagai kemasan, semakin tebal edible film maka kemampuan penahanannya semakin besar, sehingga umur simpan produk akan semakin panjang.

b. Tensile strength (MPa) / kekuatan renggang putus (%)

Tensile Strength adalah ukuran untuk kekuatan film secara spesifik, merupakan tarikan maksimum yang dapat dicapai sampai film tetap bertahan sebelum putus/sobek (Krochta and Mulder-johnston, 1997). Pengukuran ini untuk mengetahui besarnya gaya yang diperlukan untuk mencapai tarikan maksimum pada setiap luas area film. Sifat tensile strength tergantung pada konsentrasi dan jenis bahan penyusun edible film terutama sifat kohesi struktural.

c. Elongasi / Kemuluran

Xu et al. (2005) menyatakan bahwa film dengan bahan dasar pati bersifat rapuh karena adanya amilosa, sehingga makin tinggi konsentrasi pati akan menurunkan fleksibilitas film yang dihasilkan. Menurut Chick dan Hernandez (2002) bahwa meningkatnya kadar air akan menurunkan tensile strength film yang tidak menggunakan wax, tetapi dengan adanya wax akan meningkatkan tensile strength dan menurunkan elongation. Sedangkan menurut Cheng et. al. (2006) bahwa peningkatan konsentrasi gliserol dan sorbitol tidak memberi pengaruh secara signifikan terhadap tensile strength konjac glucomannan film, tetapi meningkatkan flexibilitas dan ekstensibilitas film.

d. Laju Transmisi Uap Air (WVTR)

Laju transmisi uap air (WVTR) adalah jumlah uap air yang melalui suatu permukaan persatuan luas atau slope jumlah uap air dibagi luas area. Edible film dengan bahan

dasar polisakarida umumnya sifat barrier terhadap uap airnya rendah. Film hidrofilik seringkali memperlihatkan hubungan-hubungan positif antara ketebalan dan permeabilitas uap air. Studi-studi sebelumnya sudah menandai hubungan-hubungan yang serupa antara ketebalan film dan sifat permeabilitas didalam sistem film yang hidrofilik (Liu dan Han, 2005). Nilai laju transmisi uap air suatu bahan dipengaruhi oleh struktur bahan pembentuk dan konsentrasi plasticizer. Penambahan plasticizer seperti gliserol akan meningkatkan permeabilitas film terhadap uap air karena gliserol bersifat hidrofilik (Gontard et al, 1993).

d. Daya larut (%)

Daya larut merupakan salah satu sifat fisik edible film yang menunjukkan persentase berat kering terlarut setelah dicelupkan dalam air selama 24 jam (Gontard et al, 1993). Daya larut film sangat ditentukan oleh sumber bahan dasar pembuatan film. Edible film berbahan dasar pati tingkat kelarutannya dipengaruhi oleh ikatan gugus hidroksi pati. Makin lemah ikatan gugus hidroksil pati, makin tinggi kelarutan film. Edible film dengan daya larut yang tinggi menunjukkan film tersebut mudah dikonsumsi.

e. Anti bakteri

Edible film dapat berfungsi sebagai agen pembawa antimikroba dan antioksidan. Dalam aplikasi yang sama edible film juga dapat digunakan di permukaan makanan untuk mengontrol laju difusi zat pengawet dari permukaan ke bagian dalam makanan (Hui,2006).

2.2. Sukun (Artocarpus altilis)

Taksonomi tanaman Sukun (Artocarpus altilis), gambar 2.1., diklasifikasikan sebagai berikut :

Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Magnoliophyta Kelas : Magnoliopsida Bangsa : Urticales Suku : Moraceae Marga : Artocarpus Jenis : Artocarpus altilis

Gambar 2.1 Buah Sukun (Artocarpus altilis)

Menurut hasil penelitian tentang komposisi zat gizi dari buah sukun (Artocarpus altilis), yang tertera pada food composition table for Use in East Asia (FAO 1972) diterangkan pada tabel 2.1

Tabel 2.1. Komposisi gizi buah sukun (Artocarpus altilis)

(Pijoto,1992)

2.3. Pati

Pati merupakan sumber pangan dan mengandung karbohidrat yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan. Pati memiliki rumus umum (C6H10O5)n, dimana n lebih dari 1000

(Egan,1981). Pati terdiri atas dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah polimer dari glukosa, yaitu amilosa (kira-kira 20-28 %) dan amilopektin (kira-kira 80-72%). Amilosa terdiri atas 250-300 unit D-glukosa yang terikat dengan ikatan α 1,4-glikosidik. Amilopektin juga terdiri atas molekul D-glukosa yang mempunyai ikatan 1,4-glikosidik,dan percabangannya pada ikatan 1,6-glikosidik. Molekul amilopektin lebih besar daripada molekul amilosa karena terdiri atas lebih dari 1000 unit glukosa. Butir-butir pati tidak larut dalam air dingin tetapi apabila air

Zat gizi per 100 gram Buah sukun muda Buah sukun tua Energy (kalori) Air (g) Protein Lemak (g) Karbohidrat (g) Serat (g) Abu (g) Kalsium (mg) Fosfor (mg) Besi (mg)

Vitamin B1 (mg) Vitamin B 2 (mg) Vitamin C (mg)

46 87,1 2,0 0,7 9,2 2,2 1,0 59 46 - 0,12 0,06 21 108 69,3 1,3 0,3 28,2 - 0,9 21 59 0,4 0,12 0,06 17

iodium akan berwarna biru. Amilopektin dengan iodium akan memberikan warna ungu atau merah lembayung (Poedjiadi,1994). Struktur amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Struktur dari amilosa dan amilopektin

(http://kimiamanten.blogspot.com/2012/01/karbohidrat.html)

Bila pati mentah dimasukkan kedalam air dingin, granula patinya akan menyerap air dan membengkak. Namun demikian jumlah air yang terserap dan pembengkakannya terbatas. Air yang terserap tersebut hanya dapat mencapai kadar 30 % . Peningkatan volume granula pati yang terjadi didalam air pada suhu antara 550C sampai 65 0C merupakan pembengkakan pati yang sesungguhnya, dan setelah pembengkakan ini granula pati dapat kembali pada kondisi semula. Perubahan tersebut disebut gelatinisasi. Suhu pada saat granula pati pecah disebut suhu gelatinasi yang dapat dilakukan dengan penambahan air panas.

Pati yang telah mengalami gelatinasi dapat dikeringkan, tetapi molekul molekul tersebut tidak dpat kembali lagi ke sifat-sifatnya sebelum gelatinasi. Bahan yang telah kering tersebut masih mampu menyerap air dalam jumlah yang besar. Suhu gelatinasi tergantung juga pada konsentrasi pati. Makin kental larutan, suhu tersebut

makin lambat tercapai, sampai suhu tertentu kekentalan tidak bertambah, bahkan kadang-kadang turun. Suhu gelatinasi berbeda-beda bagi tiap jenis pati dan merupakan suatu kisaran. Dengan viskosimeter suhu gelatinasi dapat ditentukan , misalnya pada jagung 62-70 0C, beras 68-78 0C, gandum 54,5- 64 0C (Winarno, 1992).

2.4 Kitosan

Kitosan adalah polisakarida alami hasil dari proses deasetilasi (penghilangan gugus-COCH3) kitin. Kitin merupakan penyusun utama eksoskeleton dari hewan air

golongan crustacea seperti kepiting dan udang. Kitin tersusun dari unit-unit N-asetil-D-glukosamin (2-acetamido-2-deoxy-Dglucopyranose) yang dihubungkan secara linier melalui ikatan β-(1→ 4). Kitin berwarna putih, keras, tidak elastis, merupakan polisakarida yang mengandung banyak nitrogen, sumber polusi utama di daerah pantai (Goosen, 1997). Proses deasetilasi (penghilangan gugus asetil) kitin menjadi kitosan dapat dilakukan secara kimiawi maupun enzimatis. Secara kimiawi, deasetilasi kitin dilakukan dengan penambahan NaOH (Kolodziesjska et al., 2000 dan Chang et al., 1997), sedangkan secara enzimatis digunakan enzim kitin deasetilase (CDA) (Hekmat et al., 2003). Proses deasetilasi secara termokimiawi, yang saat ini secara komersial banyak dilakukan, dalam banyak hal tidak menguntungkan karena tidak ramah lingkungan, prosesnya tidak mudah dikendalikan, dan kitosan yang dihasilkan memiliki berat molekul dan derajat deasetilasi yang tidak seragam (Chang et al., 1997 dan Tsigos et al., 2000). Proses deasetilasi menggunakan kombinasi perlakuan secara kimiawi dan enzimatis seperti yang telah dilaporkan oleh Emmawati, 2004, dan Rochima, 2005, merupakan alternatif proses yang lebih baik. Deasetilasi kitin akan menghilangkan gugus asetil dan menyisakan gugus amino yang bermuatan positif, sehingga kitosan bersifat polikationik. Adanya gugus reaktif amino pada C-2 dan gugus hidroksil pada C-3 dan C-6 pada kitosan tersebut sangat berperan dalam aplikasinya, antara lain sebagai

osmosis dalam penjernihan air, sebagai aditif untuk produk agrokimia dan pengawet benih (Shahidi et al., 1999).

Struktur kitin dan kitosan dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Struktur kimia kitin dan kitosan

Pelarut terbaik yang digunakan dalam proses pembuatan membran polimer berbahan dasar kitosan adalah pelarut asam asetat (Aryanto, 2002). Pelarut yang umum digunakan untuk melarutkan kitosan adalah asam asetat dengan konsentrasi 1 – 2 % (Knorr, 1982).

Molekul kitosan di dalam larutan asam encer berkekuatan ion rendah bersifat lebih kompak bila dibandingkan dengan larutan polisakarida lainnya. Hal ini disebabkan densitas muatan yang tinggi. Namun, dalam larutan berkekuatan ionik tinggi, ikatan hidrogen, dan gaya elektrostatik pada molekul kitosan terganggu sehingga konformitas menjadi bentuk acak (random coil). Sifat fleksibel molekul ini yang akan menjadikan kitosan dapat membentuk baik konformitas kompak maupun

memanjang (polisakarida lainnya umumnya berbentuk memanjang). Sifat fleksibel kitosan membantu daya gunanya di dalam berbagai produk (Angka, 2000). Selain itu, Lap. Protan (1987) menyatakan bahwa kitosan merupakan poliglukosamin yang dapat larut dalam kebanyakan asam seperti asam asetat, asam laktat atau asam-asam organik (adipat, malat), asam mineral seperti HCl, HNO3 pada konsentrasi 1 % dan mempunyai daya larut terbatas dalam asam fosfat dan tidak larut dalam asam sulfat.

Kitosan telah dimanfaatkan dalam berbagai keperluan industri salah satunya adalah Industri Makanan, Seperti tertera pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Aplikasi Kitosan dan turunannya dalam industri makanan

Aplikasi Contoh

Anti Mikroba Bakterial, Fungsidal, dan menghambat kontaminasi jamur pada komoditi pertanian

Industri Edible film Mengatur perpindahan uap air antara makanan dan lingkungan sekitar; flavor; mereduksi tekanan parsial oksigen; pengatur suhu; menahan browning enzimatis pada buah; dan mengembalikan tekanan osmosis membrane

Bahan Aditif Mempertahankan flavor alami; bahan pengontrol tekstur; bahan pengemulsi; bahan pengental dan stabiliser; dan penstabil warna

Sifat Nutrisi Sebagai serat diet; penurun kolesterol; persediaan dan tambahan makanan ikan; mereduksi penyerapan lemak; memproduksi protein sel tunggal; bahan antigastritis (radang lambung); dan sebagai bahan makanan bayi

Pengolah limbah makanan padat

Flokulan dan Pemecah agar

Pemurnian Air Memisahkan ion-ion logam, pestisida, dan penjernih (Shahidi et al., 1999)

Akhir-akhir ini, aplikasi kitosan dan turunannya sebagai antimikroba (bahan pengawet) makanan telah dilaporkan oleh beberapa peneliti. Roller et al. (2002) menunjukkan bahwa kitosan bekerja sinergis dengan pengawet seperti asam benzoat, asam asetat, dan sulfit. Penambahan kitosan 0,6 % dalam penggunaan sulfit pada konsentrasi yang rendah (170 ppm) mampu menghambat mikroorganisme perusak lebih efektif (3-4 log CFU/g) dibandingkan penggunaan sulfit secara tunggal dengan konsentrasi yang tinggi (340 ppm). Kombinasi penggunaan sulfit dan kitosan tersebut mampu memperpanjang umur simpan sosis daging babi. Perendaman sosis daging babi dalam larutan kitosan 1 % mampu menurunkan jumlah mikroba sebanyak 1-3 log CFU/g selama 18 hari pada suhu 370C. Kitosan juga dapat mengawetkan ikan hering dan kod, yaitu dengan berfungsi sebagai edible film sehingga mampu meningkatkan kualitas produk perikanan selama penyimpanan. Kitosan memiliki reaktivitas kimia tinggi yang menyebabkan kitosan mampu mengikat air dan minyak. Oleh karena itu kitosan dapat digunakan sebagai bahan makro molekul emulsifikasi. Zivanovic et al. (2004) memanfaatkan kitosan dalam produk emulsi. Penambahan 0,1 % kitosan polisakarida dapat menjamin keamanan dari produk emulsi oil-in water. Model emulsi yang digunakan terdiri dari campuran 20 % minyak jagung, 1 % Tween 20, 1,5 % Tripticase soy broth, 0,58 % asam asetat, dan kitosan polisakarida.

2.4.1. Kitosan Sebagai Bahan Edible Film

Kekurangan terbesar dari edible film kitosan adalah kurang mampu menahan uap air karena sifat hidrofilik yang dimilikinya. Menurut Dominic et al. (1994) secara teoritis bahan edible film diharapkan dapat :

a). Menjadi penahan kehilangan air yang efisien,

b). Mempunyai sifat permeabel terhadap keluar masuknya gas,

c). Mengendalikan perpindahan dari air ke larutan untuk mempertahankan warna pigmen alami dan nutrisi serta,

Film dengan bahan kitosan mempunyai sifat yang kuat, elastis, fleksibel, dan sulit untuk dirobek. Kebanyakan dari sifat mekanik sebanding dengan polimer komersial dengan kekuatan sedang (Butler et al., 1996). Hoagland dan Parris (1996) mengemukakan alasan dalam membuat film dengan bahan dasar kitosan :

1. Kitosan merupakan turunan kitin, polisakarida paling banyak di bumi setelah selulosa

2. Kitosan dapat membentuk film dan membran dengan baik

3. Sifat kationik selama pembentukan film merupakan interaksi elektrostatik dengan anionik.

Untuk edible film berbasis kitosan, proses produksinya dimulai dengan membuat suspensi kitosan lalu ditambahkan asam laktat atau asetat dan diaduk secara konstan dengan stirrer selama 3 jam pada suhu kamar. Selanjutnya ke dalam larutan ditambahkan surfaktan. Untuk membuat film kombinasi pati-kitosan, pati didispersikan kemudian dipanaskan sampai tergelatinisasi sempurna lalu didinginkan sampai suhu kamar dan dicampurkan pada larutan kitosan dengan pengadukan selama beberapa jam. Rasio antara pati dan kitosan berkisar antara 1:1 dan 1:3 (Stanescu et al. 2011).

2.4.2. Aktivitas Antimikroba Kitosan

Mekanisme aktivitas penghambatan antimikroba menurut Branen dan Davidson (1993) dapat melalui beberapa faktor, antara lain.

1. Mengganggu komponen penyusun dinding sel,

2. Bereaksi dengan membran sel sehingga mengakibatkan peningkatan permeabilitas dan menyebabkan kehilangan komponen penyusun sel,

3. Menginaktifkan enzim esensial yang berakibatkan terhambatnya sintesis protein dan destruksi atau kerusakan fungsi metarial genetic.

Menurut Thatte (2004), aktivitas antibakteri kitosan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu: sumber kitosan, unit monomer yang menyusun kitosan,

ion logam bebas, dan kondisi lingkungan (kadar air, nutrisi yang tersedia bagi mikroba). Unit monomer kitosan tidak menghambat bakteri E. Coli dan S. Aureus (Tanigawa et al. 1992). Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas antibakteri kitosan merupakan kerja dari oligomer kitosan. Derajat Deasetilasi Kitosan (DD) menunjukkan keberadaan atau jumlah sisi kationik potensial yang ada di sepanjang rantai polimer, sehingga semakin besar DD semakin banyak pula jumlah sisi kationiknya. Tsai et al, (2004) menunjukkan bahwa kitosan dengan berat molekul (BM) rendah (12 kDa) memiliki aktivitas antibakteri yang lebih baik dibanding bentuk oligomernya. Menurut Thatte (2004), kitosan dengan berat molekul yang sangat besar (lebih besar dari 500 kDa) memiliki aktivitas antibakteri yang kurang efektif dibandingkan kitosan dengan BM yang lebih rendah. Hal ini terkait dengan viskositasnya yang besar pada kitosan ber-BM tinggi sehingga sulit bagi kitosan untuk berdifusi. No et al. (2002) menguji 6 kitosan dan 6 oligomer kitosan dengan berbagai BM terhadap 4 bakteri Gram negatif dan 7 bakteri Gram positif. Berbagai studi telah membuktikan kemampuan kitosan sebagai antimikroba (Tsai et al., 2004). Tsai dan Su (1999) menguji aktivitas penghambatan kitosan udang (DD 98) terhadap E.coli. Kitosan menyebabkan kebocoran glukosa dan laktat dehidrogenase dari sel E. coli.

2.5 Plastisizer

Plastisizer adalah salah satu komponen bahan dasar pembuatan edible film yang berfungsi untuk mengatasi sifat rapuh lapisan film. Menurut Gulbert dan Biquet (1996) ada beberapa jenis plastisizer yang sering digunakan dalam pembuatan edible film yaitu:

a) Mono, di-, dan oligosakarida;

b) Poliol (seperti gliserol dan turunannya, polyetilen glikol, sorbitol), dan

c) Lipid dan turunannya (asam lemak, monogliserida dan esternya, asetogliserida, pospholipida dan emulsifier lain).

Edible film membutuhkan plastisizer dengan berat molekul rendah untuk meningkatkan fleksibilitas dan ketahanannya, dengan cara menginterupsi interaksi rantai polimer dan menurunkan suhu Transition Glass (Brody, 2005).

2.5.1 Gliserol

Menurut Winarno (1992), Gliserol adalah senyawa alkohol polihidrat (polyol) dengan 3 buah gugus hidroksil dalam satu molekul atau disebut alkohol trivalent. Strukturnya dapat dilihat pada gambar 2.4.

Gambar 2.4 Gliserol

Rumus kimia gliserol adalah C3H8O 3, Berat molekul gliserol 92,10 massa

jenisnya 1,23 g/cm3 dan titik didihnya 2040 C. Gliserol mempunyai sifat mudah larut air, meningkatkan viskositas larutan, mengikat air dan menurunkan Aw (Lindsay, 1985). Gliserol merupakan salah satu plastisizer yang banyak digunakan karena cukup efektif mengurangi ikatan hidrogen internal sehingga akan meningkatkan jarak intermolekuler. Secara teoritis plastisizer dapat menurunkan gaya internal diantara rantai polimer, sehingga akan menurunkan tingkat kegetasan dan meningkatkan permeabilitas terhadap uap air (Gontard et al. 1993). Rodriguez et al. (2006)

OH

HO

OH

Glycerol

sehingga cocok untuk bahan pembentuk film yang bersifat hidrofilik seperti pati. Ia dapat meningkatkan sorpsi molekul polar seperti air. Peran gliserol sebagai plastscizer dan konsentrasinya meningkatkan fleksibilitas film (Gontard et al, 1993; Mali et al, 2005; Bertuzi et al, 2007). Molekul plastisizer akan mengganggu kekompakan pati, menurunkan interaksi intermolekuler dan meningkatkan mobilitas polimer. Selanjutnya mengakibatkan peningkatan elongation dan penurunan tensile strength seiring dengan peningkatan konsentrasi gliserol. Penurunan interaksi intermolekuler dan peningkatan mobilitas molekul akan memfasilitasi migrasi molekul uap air (Rodriguez et al. 2006).

2.6 Karakterisasi Edible Film

Karakterisasi edible film dapat ditentukan dengan menggunakan instrumentasi seperti FT-IR; DTA dan TGA.

2.6.1 Fourier Transform Infrared (FTIR)

Spektrofotometer inframerah pada umumnya digunakan untuk menentukan gugus fungsi suatu senyawa organik dan mengetahui informasi struktur suatu senyawa organik dengan membandingkan daerah sidik jarinya.

Cahaya tampak terdiri dari beberapa range frekuensi elektromagnetik yang berbeda. Radiasi inframerah juga mengandung beberapa range frekuensi tetapi tidak dapat dilihat oleh mata. Pengukuran pada spektrum inframerah dilakukan pada daerah cahaya inframerah tengah (mid-infrared) yaitu pada panjang gelombang 2.5-50 µm atau bilangan gelombang 4000 – 200 cm-1. Metoda ini sangat berguna untuk mengidentifikasi senyawa organik dan organometalik (Sagala,2013).

FTIR telah membawa tingkat keserbagunaan yang lebih besar ke penelitian-penelitian struktur polimer.Karena spektrum-spektrum bisa di-scan, disimpan, dan ditransformasikan dalam hitungan detik, teknik ini memudahkan penelitian reaksi-reaksi polimer seperti degradasi atau ikat silang.Persyaratan-persyaratan ukuran sampel yang sangat kecil mempermudah kopling instrumen FTIR dengan suatu mikroskop untuk analisis bagian-bagian sampel polimer yang sangat terlokalisasi.Dan kemampuan untuk substraksi digital memungkinkan seseorang untuk melahirkan spektrum-spektrum lainnya yang tersembunyi (Steven, 2001).

2.6.2 Scanning Electron Microscopy (SEM)

Mikroskop elektron adalah sebuah mikroskop yang dapat melakukan pembesaran objek sampai 2 juta kali. Mikroskop ini menggunakan elektrostatik dan elektromagnetik untuk pembesaran objek serta resolusi yang jauh lebih bagus daripada mikroskop cahaya (Sagala, 2013).

SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara makroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar x, elektron sekunder, absorbsi elektron.

Teknik SEM pada hakikatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 µm dari permukaan yang diperoleh merupakan gambar tofografi dengan segala tonjolan, lekukan, dan lubang permukaan (Wirjosentono, 1996).

2.6.3 DTA (Diferential Thermal Analysis) dan TGA ( Thermal Gravimetry

Analysis)

TGA merupakan teknik mengukur perubahan berat suatu sistem bila temperaturnya berubah dengan laju tertentu (Khopkar, 2007). Metode TGA yang paling banyak dipakai didasarkan pada pengukuran berat kontinu terhadap suatu neraca sensitif ketika suhu sampel dinaikkan dalam udara atau dalam suatu atmosfer yang inert. Data dicatat sebagai termogram berat versus temperatur. Hilangnya berat bisa timbul dari evaporasi lembab yang tersisa atau pelarut, tetapi pada suhu-suhu yang lebih tinggi terjadi dari terurainya polimer (Stevens, 2000).

Metode ini digolongkan kedalam metoda fisika, dimana sampel secara terus menerus dinyatakan sebagai fungsi temperatur, sampel disubjeksikan kesuatu pengendalian perubahan suhu, penentuan titik lebur dari sampel ang berbentuk solid atau padatan. Bahan yang dikarakterisasi biasanya berupa senyawa organik atau suatu bahan yang murni. Menggunakan proses pemanasan, kemudian sampel akan mengalamai proses dekomposisi dan secara fisika analisisnya ditinjau dari titik lebur yang diperoleh dari sampel atau bahan yang telah mengalami proses pemanasan. Temperatur merupakan kondisi sauatu bahan kepenyaluran panas atau pemanasan yang berasal dari bahan lai. Pengaruh dari proses pemanasan terjadi banyak perubahan dari sampel , perubahan berat didasari dari termogravimetri dan ditentukan perubahan energinya dengan metode Analisis Diferensial Termal (DTA) dan Kalormeter Scanning Diferensial (DSC). Teknik ini penting dlama analisa termal (Dodd, 1987)

Beberapa aplikasi termogravimetri merupakan arti yang istimewa penting bagi si analisis, adalah :

1. Penetapan Kemurnia dan Kestabilan termal dari standar-standar primer dan skunder

2. Penyelidikan terhadap temperatur- temperatur penegringan yang tepat, dan kesesuaian dari berbagai bentuk untuk ditimbang untuk analisi gravimetric 3. Aplikasi langsung pada masalah analisis (analisis termogravimetri otomatis) 4. Penetapan komposisi campuran kompleks (Vogel, 1994).

2.6.4 Kuat Tarik

Uji tarik mungkin adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff). Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada Gbr. 2.5

Gambar 2.5 . Gambaran singkat uji tarik dan datanya

Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.. Proses pengujian tarik mempunyai tujuan utama untuk mengetahui kekuatan tarik bahan uji.

pembebanan dalam bentuk tarikan.Pembebanan tarik adalah pembebanan yang diberikan pada benda dengan memberikan gaya yang berlawanan pada benda dengan arah menjauh dari titiktengah atau dengan memberikan gaya tarik pada salah satu ujung benda danujung benda yang lain diikat.

Gambar 2.6. Pembebanan tarik

Penarikan gaya terhadap bahan akan mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) bahan tersebut. Hasil yang diperoleh dari proses pengujian tarik adalah grafik tegangan regangan, parameter kekuatan dan keliatan material pengujian dalam prosen perpanjangan, kontraksi atau reduksi penampang patah, dan bentuk permukaan patahannya. Tegangan dapat diperoleh dengan membagi beban dengan luas. Penampang mula-mula benda uji (George J Dieter, 1993) :

σ =

Dimana : σ = Tegangan nominal (kg/mm2) P = Gaya tarik aksial (kg) A0 = Luas penampang normal (mm2 ) (Dieter, 2000)

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini penggunaan plastik di Indonesia sebagai bahan kemasan pangan untuk memenuhi kebutuhan sehari hari sangat besar (mencapai 1,9 juta ton di tahun 2013)

(www.kemenperin.go.id), dikarenakan sifatnya yang fleksibel, ekonomis, kuat, tidak mudah pecah serta besifat sebagai penahan yang baik bagi oksigen, uap air, dan karbon dioksida. Disamping keunggulan tersebut, polimer plastik juga mempunyai berbagai kelemahan, yaitu plastik yang berasal dari minyak bumi jumlahnya semakin terbatas dan sifatnya yang tidak mudah didegradasi meskipun telah ditimbun puluhan tahun, akibatnya terjadi penumpukan limbah plastik yang menjadi penyebab pencemaran lingkungan.

Edible film merupakan alternatif sebagai bahan kemasan yang ramah lingkungan karena sifatnya yang biodegradable dan dapat dimakan sehingga tidak mencemari lingkungan. Walaupun tidak dimaksudkan untuk menggantikan secara total kemasan dari bahan sintetik, akan tetapi keunggulan dari edible film yaitu dapat dimakan, biokompatibilitas, tidak beracun, tidak menyebabkan polusi, memiliki sifat sebagai penghambat transfer massa (uap air, oksigen dan zat terlarut) dan harganya murah (Vasconez et al., 2009).

Edible film dapat dibuat dari hidrokoloid, lipid, protein maupun kombinasi ketiganya. Salah satu jenis hidrokoloid adalah karbohidrat jenis polisakarida. Pati merupakan salah satu bahan baku yang potensial dari polisakarida untuk pembuatan edible film dengan karakteristik fisik yang mirip dengan plastik, tidak berwarna, tidak

2.4.1. Kitosan Sebagai Bahan Edible film 17

2.4.2. Aktivitas animikroba Kitosan 18

2.5. Plastisizer

2.5.1. Gliserol 20

2.6. Karakterisasi Edible Film

2.6.1. Fourier Transform – Infra Red (FT-IR) 21 2.6.2. Scanning Electron Microscope (SEM) 21 2.6.3. Differential Thermal Analysis (DTA) dan 22 Thermal Gravimetry Analysis (TGA)

2.6.4. Kuat Tarik 23

Bab 3. Metode Penelitian

3.1. Alat dan bahan 24

3.1.1. Alat 24

3.1.2. Bahan 25

3.2 Prosedur Penelitian

3.2.1. Isolasi Pati Sukun 26

3.2.2. Pembuatan Larutan Asam Asetat 1% 26

3.2.3. Pembuatan Edible Film 26

3.2.4. Analisa Edible Film

3.2.4.1. Uji WVTR 27

3.2.4.2. Pengukuran Ketebalan 27

3.2.4.3. Uji Sifat Mekanik 28

3.2.4.4. Analisa SEM 28

3.2.4.5. Analisa TGA dan DTA 28

3.2.4.6. Analisa FT-IR 28

3.2.4.7. Uji Antimikroba 29

3.2.4.8. Uji Sifat Mengembang 29

3.3.Bagan penelitian 31

3.3.2. Pembuatan Edible Film 32

3.3.3. Analisa Edible film 33

3.3.4. Uji Ketebalan 34

3.3.5. Analisa WVTR 34

3.3.6. Uji sifat mengembang 35

3.3.7. Uji Antimikroba 36

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil Penelitian

4.1.1. Hasil Uji Mekanik Edible Film 37

4.1.2. Hasil Analisa FT-IR ( Fourier Transform Infra-Red)

Edible Film Pati Sukun-Kitosan 38 4.1.3. Hasil Analisa WVTR Water Vapour Transmition

Rate (WVTR) Edible Film Pati Sukun-Kitosan 39 4.1.4. Hasil Pengukuran derajat mengembang(% Swelling)

Edible Film Pati sukun-Kitosan 39 4.1.5. Hasil Pengamatan Aktivitas Antimikroba Edible Film

Pati Sukun-Kitosan 40

4.1.6. Hasil Analis SEM ( Scanning Electron Microscopy)

Edible Film Pati Sukun-Kitosan 41 4.1.7. Hasil Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA)

Edible Film Pati Sukun-Kitosan 42 4.1.8. Hasil Analisa Differential Thermal Analysis (DTA)

Edible Film Pati Sukun-Kitosan 42

4.2. Pembahasan penelitian

4.2.1. Analisa Sifat Mekanik 43

4.2.2. Analisa Fourier Transform- Infra Red (FT-IR) 44 4.2.3. Analisa Water Vapour Transmision Rate (WVTR) 46 4.2.4. Analisa Sifat Mengembang (% Swelling) 47

4.2.5. Analisa Sifat Antimikroba 48

4.2.6. Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) 49 4.2.7. Analisa Thermal Gravimetry Analysis (TGA) 49 4.2.8. Analisa Differential Gravimetry Analysis (DTA) 50

Bab 5. Kesimpulan dan Saran

5.1. Kesimpulan 52

5.2. Saran 52

Daftar pustaka 53

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Komposisi Gizi Buah Sukun (Artocarpus Altilis) 11 Tabel 2.2. Aplikasi Kitosan Dan Turunannya Dalam Industri Makanan 15 Tabel 4.1. Nilai Kuat Tarik, kemuluran, dan Ketebalan Edible Film

Pati Sukun- Kitosan 37

Tabel 4.2. Analisa Gugus Fungsi dengan spektrofotometer FT-IR 39

Tabel 4.3. Analisa WVTR 39

Tabel 4.4. Pengamatan Aktivitas Antimikroba 41

Tabel 4.5. Hasil Analisa TGA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 42 Tabel 4.6. Hasil Analisa DTA Edible Film Pati sukun-kitosan 42

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1. Buah Sukun (Artocarpus Altilis) 10

Gambar 2.2. Struktur Amilosa dan Amilopektin 12

Gambar 2.3. Struktur Kitin dan Kitosan 14

Gambar 2.4. Gliserol 19

Gambar 2.5. Gambaran Singkat Uji Kuat tarik dan datanya 23

Gambar 2.6. Pembebanan Tarik 24

Gambar 4.1. Spektrum FT-IR Edible Film Pati Sukun-Kitosan 38 Gambar 4.2. Grafik Uji Sifat Mengembang Edible Film Pati Sukun Kitosan 40

Gambar 4.3. Hasil SEM pati sukun-kitosan 1:1 41

Gambar 4.4. Usulan Interaksi Ikatan Hidrogen antar molekul amilosa,amilopektin,

dan kitosan 46

Gambar 4.5. Grafik Analisa Data TGA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 50 Gambar 4.6.Grafik Analisa DTA Edible Film Pati Sukun-Kitosan 51

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Hasil SEM EdibleFilm pati sukun-kitosan 1:1 63 Lampiran 2. Perhitungan Kuat Tarik dan % Kemuluran Pada Edible Film 64

Lampiran 3. Hasil DTA Edible Film 66

Lampiran 4. Hasil TGA Edible Film 67

Lampiran 5. Data FT-IR 68

Lampiran 6. Perhitungan Nilai WVTR Edible Film 74 Lampiran 7. Perhitungan Nilai % Sifat Mengembang 79

Lampiran 8. Gambar Antimikroba 80

Lampiran 9. Perhitungan Indeks Antimikroba 81