14 Keterangan gambar :
1 Suhu awal gelatinisasi Tp, pasting temperature
2 Hidrasi granula pati
3 Intensitas maksimal gelatinisasi PV, peak viscosity
4 Kerusakan enzimatis dan regangan granula pati
5 Viskositas minimum
6 Berkurangnya viskositas B, breakdown
7 Viskositas akhir
8 Pengerasan S, setback
Proses yang melibatkan air dan pemanasan tersebut mengakibatkan pecahnya sebagian atau seluruh granulanya. Pecahnya granula ini terjadi pada
suhu gelatinisasi, pati singkong memiliki suhu gelatinisasi 68-92
o
C. Hasil dari proses gelatinisasi bersifat irreversible [55].
2.8 RETROGRADASI
Proses gelatinisasi juga erat kaitannya dengan retrogradasi. Retrogradasi adalah proses kristalisasi kembali pati yang telah mengalami gelatinisasi. Pasta
pati yang telah mengalami gelatinisasi terdiri dari granula-granula yang membengkak yang tersuspensi ke dalam air panas dan molekul-molekul amilosa
yang terdispersi ke dalam air. Bila pasta pati tersebut kemudian mendingin, energi kinetik tidak lagi cukup tinggi untuk melawan kecenderungan molekul-molekul
amilosa untuk bersatu kembali [56]. Molekul-molekul amilosa berikatan kembali satu sama lain serta berikatan dengan cabang amilopektin pada pinggir-pinggir
luar granula, dengan demikian mereka menggambungkan butir-butir pati yang bengkak tersebut menjadi semacam jaring-jaring membentuk mikrokristal dan
mengendap [57]. Menurut Swinkels 1985, retrogradasi pasta pati atau larutan pati
memiliki beberapa efek sebagai berikut: 1 peningkatan viskositas; 2 terbentuknya kekeruhan; 3 terbentuknya lapisan tidak larut dalam pasta panas;
4 terjadi presipitasi pada partikel pati yang tidak larut; 5 terbentuknya gel; dan 6 terjadinya sineresis pada pasta pati. Retrogradasi adalah proses yang kompleks
dan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain jenis dan konsentrasi pati,
Universitas Sumatera Utara
15 prosedur pemasakan, suhu, waktu peyimpanan, prosedur pendinginan, pH, dan
keberadaan komponen lain [58].
Gambar 2.4 Perubahan Granula Pati Selama Proses Gelatinisasi dan Retrogradasi [57]
Kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi juga dapat dilihat Viskositas setback pati. Viskositas setback menunjukkan kecenderungan pati
untuk mengalami retrogradasi yang dihitung sebagai selisih antara cold paste viscosity CPV dengan hot paste viscosity HPV [59].
2.9 ULTRASONIKASI
Dalam pembuatan bioplastik dengan menggunakan penguat MCC diperlukan perlakuan fisik dalam proses pencampuran material bioplastik. Salah satu proses
fisik yang efektif adalah ultrasonikasi. Ultrasonik mempunyai keunikan dan keunggulan tersendiri, yaitu memiliki energi yang cukup tinggi yang dapat
diberikan kepada zat lain dalam waktu yang singkat. Ketika gelombang ultrasonik digunakan untuk pendispersian MCC, kavitasi
ultrasonik dapat memberikan dua fungsi pada partikel MCC. Yang pertama adalah efek pendispersian homogenisasi yang dihasilkan dari pancaran cairan
liquid jet gelombang ultrasonik, serta kerusakan pada permukaan MCC terjadi pemecahan partikel yang disebabkan oleh gelombang kejut yang kuat. Dengan
meningkatnya daya ultrasonik, intensitas juga ikut menurun. Hal ini menunjukkan bahwa ikatan hidrogen dalam partikel MCC rusak dan derajat kristalinitas MCC
menurun. Hal ini dapat disebabkan oleh kavitasi ultrasonik yang memutuskan struktur molekul di daerah amorf dan daerah kristal [60].
Proses ultrasonikasi pada MCC bekerja dengan menghasilkan gelombang pada tekanan sonik yang intens dalam medium cair. Gelombang tersebut
mengakibatkan terbentuknya aliran dalam medium cair dan kemudian
Universitas Sumatera Utara
16 menghasilkan gelembung mikro micro-bubbles yang akhirnya pecah. Fenomena
ini disebut kavitasi [61]. Kavitasi adalah pengembangan dan pemecahan gelembung di dalam cairan yang disebabkan oleh gelombang suara. Kavitasi dapat
memecah partikel padat menjadi lebih kecil dikarenakan ketidaksempurnaan permukaan partikel yang berperan sebagai inti bagi pembentukan gelembung
kavitasi pada permukaan yang selanjutnya saat pecah menjadi gelombang kejut yang dapat memecah partikel menjadi lebih kecil [62].
Selama terjadinya kavitasi, energi potensial dari gelembung dikonversikan menjadi energi kinetik dalam bentuk pancaran cairan liquid jet yang bergerak
menuju ke bagian dalam gelembung dan menembus dinding gelembung lainnya hingga menubruk permukaan MCC [63]. Proses penubrukan ini menyebabkan
pembelahan melintang pada aksis longitudinal dari struktur mikrofibril selulosa yang mana menghasilkan serat atau fibril yang panjang [64]. Selain menyebabkan
penguraian serat pada mikrokristalin selulosa, proses ultrasonikasi juga menyebabkan pengurangan ukuran serat selulosa yang diperoleh melalui adanya
gaya antar partikel yang saing bertubrukan dan gaya geser pada partikel [39]. Proses ultrasonikasi ini dapat diaplikasikan dalam pendispersian bahan
penguat. Pemanfaatan ultrasonikasi dalam pendispersian filler ZnO dan Selulosa dalam sintesis bioplastik dilaporkan oleh Marbun 2012. Selain itu, pendisperian
filler selulosa dalam produksi bioplastik juga dilaporkan oleh Darni, dkk., 2014.
Gambar 2.5 Diagram skematik dari proses ultrasonikasi MCC [63]
Universitas Sumatera Utara
17
2.10 METODE PEMBUATAN BIOPLASTIK
