Tabel 4.2 Karakteristik Hasil Analisa FT-IRPati Biji Durian, Kitosan, Bioplastik Pati Biji Durian Dengan Pengisi Kitosan, dan Bioplastik Pati Biji
Durian Tanpa Pengisi Kitosan
Bilangan Gelombang cm
-1
Gugus Fungsi
3700-3100 3200-2850
2700-1850 1950-1550
1400-1300 1300-1000
900-600 Vibrasi regang O-H dan N-H
Vibrasi regang C-H Vibrasi ikatan ganda tiga
Vibrasi ikatan ganda dua Vibrasi regang ikatan ganda tanpa C
Vibrasi senyawa aromatik lentur C-H didalam bidang Vibrasi senyawa aromatik lentur C-H diluar bidang
Berdasarkan gambar 4.2 diperoleh karakteristik bioplastik pati biji durian dengan pengisi kitosan dan bioplastik tanpa pengisi kitosan memiliki gugus fungsi
yang sama tetapi spektrum bioplastik tanpa pengisi kitosan berada dibawah spektrum bioplastik dengan pengisi kitosan. Hal tersebut karenakan penambahan
kitosan dan pemlastis sorbitol yang akan meningkatkan kelembaban bahan sehingga partikel pati bergerak bebas. Dari hasil analisa FT-IR pada gambar 4.2
dapat dilihat bahwa terjadi pergeseran gugus fungsi bioplastik dengan spektrum bioplastik dengan pengisi kitosan berada di bawah spektrum bioplastik biji durian
tanpa pengisi kitosan yaitu pada gelombang 3641,60 dan 3691,75 cm
-1
yang menunjukkan gugus O-H dari regangan alkohol. Pada bioplastik tanpa pengisi
kitosan berada pada gelombang 3691,75 dan 3452,58 cm
-1
. Dan terlihat gugus N- H pada bioplastik pati biji durian dengan pengisi kitosan yang berada pada
gelombang 1546,91 cm
-1
d engan adanya gugus N-H menunjukkan terjadinya interaksi antara kitosan dan pati biji durian yang akan mempengaruhi kuat tarik
pada bioplastik yang dihasilkan.
4.3 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA PROFIL GELATINISASI
PATI BIJI DURIAN, BIOPLASTIK BIJI DURIAN DENGAN PENGISI KITOSAN DAN BIOPLASTIK PATI BIJI DURIAN TANPA
PENGISI KITOSAN
Analisa gelatinisasi dilakukan dengan menggunakan metode,Rapid Visco Analyzer RVA. Tujuan analisa RVA adalah untuk mengetahui profil gelatinisasi
dari pati. Karakterisasi ini berkaitan dengan pengukuran viskositas pati dengan
Universitas Sumatera Utara
konsentrasi tertentu selama pemanasan dan pengadukan. RVA mengukur apparent viscosity berdasarkan rasio antara shear stress dan shear rate
τφ. Apparent viscosity berubah seiring dengan fungsi temperatur, gesekan, waktu dan
jenis sampel. Data apparent viscosity diperoleh pada tingkat gesekan yang berbeda, berupa jumlah putaran per menit rpm. Data ini dapat digunakan untuk
mengkarakterisasi sifat dari larutan pati. Kurva yang dihasilkan oleh RVA memiliki karakteristik yang sangat khas. Sumbu x pada kurva ini adalah waktu,
sedangkan sumbu y adalah viskositas cP. RVA memberikan hasil analisa secara sistematis berupa sifat pati yang terkandung dalam suatu bahan. Dalam analisa
suatu pati dilakukan berdasarkan parameter pasting temperature, peak viscosity, hold viscosity, final viscosity, breakdown viscosity, peak time dan setback
viscosityyang dibentuk pati selama proses analisa RVA berlangsung [46]. Hasil analisa profil gelatinisasi pati biji duriandisajikan dalam gambar 4.5 dibawah ini.
Gambar 4.3 Profil Glatinisasi Pati Biji Durian, Bioplastik Pati Biji Durian dengan Pengisi Kitosan dan Biplastik Pati Biji Durian tanpa Pengisi Kitosan
Berdasarkan gambar 4.3 dapat dirangkum nilai parameter profil gelatinisasi pati biji durian, bioplastik pati biji durian dengan pengisi kitosan dan bioplastik
pati biji durian tanpa pengisi kitosan yang disajikan dalam tabel 4.3.
20 40
60 80
100 120
1000 2000
3000 4000
5000 6000
7000 8000
8 64
120 176
232 288
344 400
456 512
568 624
680 736
792 848
904 960
1016 1072
1128 1184
1240 1296
1352
V isc
o si
ta s
cP
Time Min
Viskositas pati biji durian Viskositas bioplastik pati biji durian
Viskositas bioplastik dengan pengisi kitosan Temperatur
Te m
pe rat
ur
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Nilai Parameter Hasil Analisa Profil Gelatinisasi
No Parameter Analisa
Profil gelatinisasi Satuan
Hasil Pati Biji
Durian Bioplastik
tanpa kitosan Bioplastik
dengan kitosan
1. Pasting Temperature
69,65 69,2
69,2
o
C 2.
Peak Time 7,53
6,00 5,93
Menit 3.
Peak Viscosity 5783
7136 7232
cP 4.
Hold Viscosity 3238
967 1872
cP 5.
Final Viscosity 5646
3737 3549
cP 6.
Breakdown 2545
6169 5360
cP 7.
Set Back 2408
2770 1677
cP
Temperatur gelatinisasi adalah temperatur pada saat granula pati mengembang dengan cepat dan mengalami perubahan yang bersifat tidak dapat
balik [11]. Dari tabel 4.3 terlihat suhu gelatinisasi pati biji durian, bioplastik pati biji durian, dan bioplastik tanpa kitosan berada pada temperatur masing-masing
sebesar 69,65; 69,2 dan 69,2
o
C. Dari hasil analisa terlihat bahwa proses pengolahan pati biji durian menjadi bioplastik dengan pemlastis sorbitol
menurunkan temperatur gelatinisasi bioplastik pati biji durian yaitu dari 69,65
o
C menjadi 69,20
o
C. Temperatur gelatinisasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran molekul amilosa dan amilopektin serta keadaan media pemanasan.
Parameter viskositas maksimum peak viscosity merupakan parameter untuk mengetahui titik maksimum viskositas pasta yang dihasilkan selama proses
pemanasan.Peak viscosity juga merupakan titik keseimbangan antara swelling daya kembang dan pelepasan polimer yang disebabkan karena peningkatan
viskositas, peningkatan viskositas ini menunjukkan adanya proses gelatinisasi pati, selain itu parameter paste peak viscosity menunjukkan kapasitas atau daya
ikat air yang dapat dikorelasikan dengan kualitas akhir suatu produk [40]. Dari tabel 4.2 diperoleh nilai peak viscositypati biji durian, bioplastik pati biji durian
tanpa kitosan dan bioplastik pati biji durian dengan kitosan yang masing-masing sebesar 5783, 7136 dan 7232 cP. Dari hasil analisa terlihat bahwa penambahan
kitosan mempengaruhi nilai vikositas puncak bioplastik pati biji durian. Setelah mencapai titik puncak viskositas, produk akan mengalami tahap
penurunan viskositas yang ditentukan dengan parameter hold viscosity yang
Universitas Sumatera Utara
merupakan nilai viskositas terendah setelah suatu produk mengalami peak viscosity[40]. Dari tabel 4.2 diperoleh nilai hold viscositypati biji durian,
bioplastik pati biji durian tanpa kitosan dan bioplastik pati biji durian dengan kitosan yang masing-masing sebesar 3238, 976, dan 1872 cP.
Parameter breakdown viscosity merupakan selisih nilai yang dibentuk pada peak viscositydan hold viscosity yang dicapai produk, parameter breakdown
viscosity tersebut menunjukkan nilai kekuatan viskositas suatu produk selama proses pemanasan pada suhu maksimal ±95
o
C [40]. Dari tabel 4.2 diperoleh nilai breakdown viscositypati biji durian, bioplastik pati biji durian tanpa kitosan dan
bioplastik pati biji durian dengan kitosan yang masing-masing sebesar 2545, 6169 dan 5360 cP.
Parameter final viscosity yang dibentuk produk merupakan nilai viskositas akhir suatu produk setelah mengalami penurunan suhu pendinginan ± 50
o
C. Pada tahap ini produk mengalami retrogradasi molekul pati. Parameter final
viscosity sering digunakan sebagai paraneter produk yang ditunjukkan dengan kemampuan produk dalam bentuk pasta atau gel setelah proses pemanasan dan
pendinginan [40]. Dari tabel 4.2 diperoleh final viscositypati biji durian, bioplastik pati biji durian tanpa kitosan dan bioplastik pati biji durian dengan kitosan yang
masing-masing sebesar 5646, 3737 dan 3549 cP. Parameter set back merupakan selisih nilai dari final viscosity dan paste
peak viscosity. Hasil yang diperoleh pada parameter set back tersebut dapat dikorelasikan dengan tekstur produk. Bila nilai set back tinggi akan mengindikasi
semakin mudahnya suatu produk mengalami syneresis keluarnya cairan dari produk [40]. Dari tabel 4.2 terlihat bahwa pati biji durian memiliki nilai set
backpati biji durian, bioplastik pati biji durian tanpa kitosan dan bioplastik pati biji durian dengan kitosan yang masing-masing sebesar 2408, 2770 dan 1677cP.
Dari hasil analisa profil gelatinisasi dengan menggunakan RVA diketahui bahwa pati biji durian termasuk dalam kelompok pati tipe B berdasarkan
pengelompokan oleh Chen 2003 dengan nilai peak viscosity sebesar 5783 cP dan nilai breakdown sebesar 2545 cP. Profil gelatinisasi pati tipe B ini ditandai dengan
puncak pasta yang lebih rendah dan viskositas breakdown yang tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan pati tipe A. Pati tipe A memiliki kemampuan
Universitas Sumatera Utara
mengembang yang sangat tinggiyang ditunjukkan dengan tingginya viskositas maksimum serta terjadi penurunan viskositas selama pemanasan, pati ini tidak
tahan terhadap proses pemanasan dan pengadukan sehingga membutuhkan modifikasi. Sedangkan pati tipe B memiliki kemampuan mengembang yang
rendah [41]. Tipe pati C tidak menunjukkan adanya puncak tetapi lebih pada pembentukan viskositas yang sangat tinggi dan tetap konstan atau meningkat
selama pemanasan dan pati tipe D memiliki viskositas yang sangat rendah sehingga konsentrasinya perlu dinaikkan dua-tiga kali lipat untuk menghasilkan
viskositas pasta panas seperti tipe C. Hal tersebut didukung dengan hasil analisa kadar amilosa dan kadar amilopektinpati biji durian yang diperoleh dengan
metode spektrofotometri, dimana kadar amilopektin dari pati biji durian lebih besar yakni sebesar 63,68 jika dibandingkan dengan kadar amilosa pati biji
durian yakni sebesar 36,32. Amilosa yang larut dalam air memiliki kemampuan mengembang yang tinggi setelah dipanaskan karena amilosa mampu membentuk
ikatan hidrogen yang lebih banyak daripada amilopektin. Sedangkan amilopektin tidak memiliki kemampuan mengembang walau melalui proses pemanasan [20].
Dengan mengetahui bahwa kadar amilosa yang tinggi akan meningkatkan sifat kuat tarik dari bioplastik yang dihasilkan dengan banyaknya ikatan yang terjadi
pada saat pemanasanan. Pemanfaatan pati biji durian sebagai bahan baku pembuatan bioplastik
dengan kandungan amilosa sebesar 36,32 dan amilopektin sebesar 63,68 sesuai dengan standar mutu pati berdasarkan Standar Industri Indonesia, sebab
dalm pembuatan bioplastik berbasis pati, kandungan amilopektin yang paling dibutuhkan. Proses pembuatan pati biji durian diawali dengan proses pelarutan
pati dalam air, kemudian ditambahkan dengan pemlastis sorbitol dan asam klorida dengan konsentrasi rendah sebagai pelarut kitosan dan katalis dalam proses
hidrolisis pati. Proses pelarutan pati dan penambahan pemlastis sorbitol serta asam klorida mempengaruhi profil gelatinisasi yang dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
4.4 PENGARUH VARIASI UKURAN PARTIKEL PATI BIJI DURIAN
