Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri, dan Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat
EDIBLE FILM DARI PERPADUAN KARAGINAN, SELULOSA
BAKTERI, DAN NANOKARBON DENGAN PENAUT SILANG
ASAM SITRAT
ASRI PUSPITA SARI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Edible Film dari
Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri, dan Nanokarbon dengan Penaut Silang
Asam Sitrat adalah benar karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan
belum diajukan 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, September 2014
Asri Puspita Sari
NIM G44100055
ii
ABSTRAK
ASRI PUSPITA SARI. Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri,
dan Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat. Dibimbing oleh AHMAD
SJAHRIZA dan NOVIYAN DARMAWAN.
Edible Film merupakan film yang terbuat dari bahan pangan dan dapat
dimakan bersamaan dengan produk yang dikemasnya. Film ini memiliki sifat
mekanis dan kemampuannya sebagai barrier sehingga dapat meningkatkan waktu
simpan produk pangan. Karaginan merupakan bahan dasar film yang berasal dari
rumput laut (Eucheuma cottonii). Penambahan gliserol, selulosa bakteri, nano
karbon, dan asam sitrat bertujuan memperbaiki sifat mekanik film karaginan. Film
yang optimum terdiri atas gliserol, selulosa bakteri, nanokarbon 1.5% dan asam
sitrat 10% menghasilkan peningkatan kekuatan tarik hingga 160% dan
permeabilitas uap airnya menurun hingga 42% dibandingkan film karaginan. Nilai
kekuatan tarik dan permeabilitas uap air berhasil memenuhi standar edible film
sebagai pengemas makanan. Spektrum inframerah memperlihatkan pembentukan
gugus fungsi baru dengan tambahan penaut silang asam sitrat pada bilangan
gelombang 1717 cm-1. Luminesens nanokarbon dapat dideteksi menggunakan
lampu UV pada panjang gelombang 366 nm yang menunjukkan pendaran warna
biru.
Kata kunci: karaginan, nanokarbon, penaut silang asam sitrat, permeabilitas air,
sifat mekanik
ABSTRACT
ASRI PUSPITA SARI. Edible Film Made of Carrageenan, Bacterial Cellulose,
and Nanocarbon with Citric Acid as Crosslinker. Supervised by AHMAD
SJAHRIZA and NOVIYAN DARMAWAN.
Edible film is a film made of food grade materials. The film has mechanical
properties and can act as a barrier so that it can prolong the shelf life of food
products. Carrageenan is a base material of film derived from seaweed (Eucheuma
cottonii). Addition of glycerol, bacterial cellulose, nanocarbons, and citric acid
were used as compatibilizers to improve the mechanical properties of the
carrageenan film. The optimum composition of edible film composed of glycerol,
bacterial cellulose, nanocarbon 1.5%, and citric acid 10% increased tensile
strength up to 160% and decrease of water vapor permeability up to 42% as
compared to the carrageenan film. Tensile strength and water vapor permeability
values met the standard for edible film as food packaging. The result of infrared
spectrum showed the formation of the new functional groups on 1717 cm-1 that
caused by the addition of citric acid crosslinker. Luminescence of nanocarbon can
be detected using ultraviolet light at wavelength of 366 nm with the presence of
blue color.
Keywords:
carrageenan, citric acid crosslinker,
nanocarbon, water vapor permeability
mechanical
properties,
iv
EDIBLE FILM DARI PERPADUAN KARAGINAN, SELULOSA
BAKTERI, DAN NANOKARBON DENGAN PENAUT SILANG
ASAM SITRAT
ASRI PUSPITA SARI
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
2014
vi
Judul Skripsi : Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri, dan
Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat
Nama
: Asri Puspita Sari
NIM
: G44100055
Disetujui oleh
Drs Ahmad Sjahriza
Pembimbing I
Dr rer nat Noviyan Darmawan, MSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian dilakukan sejak bulan
Maret 2014 yang berjudul Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa
Bakteri, dan Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat.
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 Bapak Mail dan Ibu
Ai selaku staf Laboratorium Kimia Fisik, Bapak Sujono, MSi selaku staf
Laboratorium Terpadu, Bapak Irfan selaku staf Laboratorium Teknologi Hasil
Hutan yang telah membantu selama penelitian berlangsung dan pengumpulan
data.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua atas doa dan
motivasinya, M. Yasin Farid, SP atas motivasinya, serta Indah Fajar Wati dan
Hartodi selaku rekan satu tim yang telah membantu selama pengumpulan data.
Terima kasih juga disampaikan kepada seluruh civitas Kimia 47 atas segala doa
dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Asri Puspita Sari
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
BAHAN DAN METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Kadar Air dan Kadar Abu
5
Ekstrak Karaginan dan Edible Film
5
Sifat Mekanik
6
Sifat Permeabilitas
8
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Inframerah
9
Pemayaran dengan Lampu UV
SIMPULAN DAN SARAN
11
11
Simpulan
11
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Komposisi pembuatan edible film
2 Ketebalan edible film.
3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR
4
6
10
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Reaksi basa KOH dengan karagian.
Kuat tarik dari masing-masing jenis edible film.
Persentase perpanjangan dari masing-masing jenis edible film.
Permeabilitas uap air dari masing-masing jenis edible film.
6
8
8
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2 Pengukuran kadar air rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
3 Pengukuran kadar abu rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
4 Ketebalan edible film
5 Kuat tarik dan perpanjangan film
6 Permeabilitas uap air edible film
7 Spektrum FTIR edible film
14
15
15
16
17
18
21
1
PENDAHULUAN
Mutu bahan makanan secara alami akan menurun sebagai akibat dari faktor
kimia, biologis, maupun pengaruh lingkungan. Penurunan mutu bahan makanan
dapat dihambat dengan meningkatkan daya simpannya melalui sistem
pengemasan produk (Rimadianti 2007). Saat ini, bahan makanan umumnya masih
dikemas dengan bahan plastik yang sulit terurai di alam, sehingga akan
mencemari lingkungan. Salah satu alternatif pengganti kemasan plastik adalah
dengan melapisi produk pangan menggunakan edible film. Edible film merupakan
lapisan tipis yang terbuat dari bahan pangan dan dapat dimakan bersama dengan
produk tersebut (Pranamuda 2001). Film ini dapat mempertahankan mutu pangan
karena memiliki sifat mekanis dan kemampuan sebagai barrier (Kayserilioglu et
al. 2003). Film ini juga berfungsi sebagai penghambat transfer massa sehingga
daya simpan produk pangan bisa diperpanjang (Krochta 1992).
Salah satu bahan dasar edible film ialah karaginan, yang diperoleh dari
rumput laut (Ginting 2013). Indonesia merupakan negara kepulauan dengan hasil
laut yang melimpah, salah satunya adalah rumput laut. Rumput laut dari famili
Rhodophyceae yang dapat diambil karaginannya antara lain rumput laut spesies
Eucheuma spinosum, Eucheuma cottonii, Gigartina spp dan Chondrus crispus.
Jenis dari karaginan yang dapat diekstraksi berupa kapa ( ), iota ( ), dan lamda ( )
yang spesifik antara spesies rumput (Glicksman 1970). Dari spesies Eucheuma
cottonii akan diperoleh -karaginan. Karaginan dipilih sebagai bahan dasar
pembuatan edible film karena mampu memodifikasi struktur, cita rasa seperti
kerenyahan dan kelembutan, serta bersifat stabil dalam waktu yang lama (Dwi et
al. 2003).
Film berbahan dasar karaginan memerlukan bahan tambahan lain agar film
yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang lebih baik dan permeabilitas uap air
yang lebih rendah, dua hal yang diperlukan untuk meningkatkan mutu bahan
pangan. Tamaela dan Lewerissa (2008) membuat film berbahan dasar karaginan
dengan penambahan gliserol 1% menghasilkan film terbaik. Film ini memiliki
permeabilitas uap air sebesar 20.7 g m-2. Usaha memperbaiki film pernah
dilakukan oleh Jayanti (2013) dengan menambahkan tepung kacang hijau sebagai
pengompatibel. Diperoleh permeabilitas uap air sebesar 13.0 ng m m-2 s-1 Pa-1
pada film dengan konsentrasi kacang hijau 2.5%. Asy’ari (2013) juga melakukan
modifikasi dengan menambahkan tepung kedelai sebagai pengompatibel.
Permeabilitas uap air sebesar 8.4626 ng m m-2 s-1 Pa-1 diperoleh pada film dengan
konsentrasi tepung kedelai 2.5%. Sementara itu, Purba (2013) menambahkan
tepung porang dan selulosa menghasilkan permeabilitas uap air sebesar 4.23 ×10-2
ng m m-2 s-1 Pa-1.
Penelitian ini menggunakan karaginan sebagai bahan dasar pembuatan
edible film dengan modifikasi berupa penambahan selulosa, nanokarbon, dan
penaut silang asam sitrat untuk menaikkan sifat mekanik dan menurunkan
permeabilitas uap air film, sehingga produk yang dikemas memiliki waktu simpan
yang lebih lama. Selulosa yang ditambahkan diperoleh dari selulosa bakteri (nata
de coco) yang diharapkan dapat meningkatkan kuat tarik dan menurunkan laju
penguapan air (Muller et al. 2009). Penambahan nanokarbon diharapkan dapat
memperkuat sifat mekanik dan memiliki sifat luminesens (Yang et al. 2013).
2
Penambahan penaut silang asam sitrat diharapkan menghasilkan film yang dapat
berikatan hidrogen sehingga dapat memperkuat sifat mekanik. Menurut Syaifia
(2012), reaksi penautan silang (crosslinking) memperkuat ikatan hidrogen
antarmolekul polimer, sehingga film menjadi kuat dan kaku. Penambahan gliserol
dapat mengatasi sifat rapuh film yang disebabkan oleh kekakuan antarmolekul.
Penelitian ini bertujuan menghasilkan komposisi terbaik edible film yang
berbahan dasar karaginan dengan penambahan selulosa bakteri, nanokarbon, dan
penaut silang asam sitrat. Komposisi terbaik ditentukan berdasarkan sifat mekanik
yang tinggi dan permeabilitas uap air yang rendah. Selain itu, edible film
diharapkan dapat berluminesens akibat adanya nanokarbon.
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah oven mikrogelombang Panasonic 800 W,
pengukur ketebalan film merek Teclock, alat uji tarik Tenso lab-Mey, dan
Spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) Prestige-21. Bahanbahan yang digunakan antara lain rumput laut merah jenis E. cottonii yang
diperoleh dari Kepulauan Seribu, KOH dari Merck, selulosa bakteri (nata de
coco) merek Kara, dan nanokarbon hasil sintesis Awalia Khairun Nisa
(G44100014).
Metode
Kadar Air Rumput Laut E. cotonii dan Selulosa Bakteri (AOAC 2007)
Cawan porselen dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven pada suhu 105110°C selama 30 menit. Kemudian cawan diletakkan ke dalam desikator selama
30 menit dan ditimbang (A). Sampel sebanyak 2 gram ditimbang dan diletakkan
ke dalam cawan yang telah dikeringkan (B). Cawan yang berisi sampel
dipanaskan di dalam oven bersuhu 105-110°C selama 3-4 jam. Setelah itu, cawan
tersebut didinginkan di dalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang
(C). kadar air dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air =
Keterangan :
A = Bobot cawan kosong (g)
B = Bobot cawan + sampel sebelum dikeringkan (g)
C = Bobot cawan + sampel setelah dikeringkan (g)
3
Kadar Abu Rumput Laut E. cotonii dan Selulosa Bakteri (AOAC 2007)
Cawan porselen dikeringkan terlebih dahulu dalam oven selama 30 menit
pada suhu 100-105 °C, kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit
dan ditimbang. Sampel rumput laut sebanyak 2 g ditimbang dan diletakkan ke
dalam cawan yang sudah dikeringkan. Cawan beserta sampel dibakar
menggunakan bursen hingga tidak berasap selama 20 menit, lalu sampel diabukan
di dalam tanur pada suhu 600 °C sampai terabukan sempurna. Kadar abu dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar abu =
Keterangan :
A = Bobot cawan kosong (g)
B = Bobot cawan dan sampel (g)
C = Bobot cawan dan sampel setelah diabukan (g)
Penyiapan Selulosa Bakteri
Selulosa bakteri diperoleh dari nata de coco merek Kara. Nata de coco
dipisahkan dari airnya dengan cara disaring, kemudian dibilas dengan air bebas
ion. Selanjutnya nata de coco dihaluskan diblender dan disimpan dalam lemari es.
Ekstraksi Karaginan (Pratiwi 2011)
Rumput laut E. cottonii kering yang telah dirajang direndam dengan akuades
selama 24 jam. Kemudian rumput laut disaring dan dihancurkan menggunakan
blender. Karaginan diekstraksi di dalam oven mikrogelombang dengan KOH
0.1% (b/v). Nisbah rumput laut kering dan pelarut KOH (b/v) adalah 1:20. Oven
mikrogelombang dioperasikan dengan daya defrost (160 watt) selama 20 menit.
Filtrat rumput laut disaring dengan kain blacu, lalu dikeringkan dalam oven
bersuhu 100 °C dan ditumbuk hingga menjadi bubuk karaginan.
Pembuatan Edible Film (Modifikasi Purba 2013)
Bubuk karaginan dicampur dengan gliserol 1% dan selulosa bakteri 1.5%
dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk selama 20 menit pada suhu 50 °C,
kemudian ditambahkan nanokarbon dan penaut silang asam sitrat. Proses
pengadukan dilakukan selama 40 menit dan suhu dibiarkan meningkat hingga 90
°C. Setelah itu, film dicetak pada pelat mika yang telah disediakan. Pengeringan
film dilakukan selama 1 malam. Komposisi edible film yang dibuat ditunjukkan
pada Tabel 1.
4
Sampel*
K
KG
KGS
KGSN 0.5%
KGSN 1%
KGSN 1.5%
KGSN 2%
KGSC 5%
KGSC 10%
KGSC 15%
Tabel 1 Komposisi pembuatan edible film
Karaginan Nanokarbon Asam sitrat Gliserol
(g)
(g)
(g)
(g)
1.5000
1.4850
0.0150
1.4625
0.0150
1.4550
0.0075
0.0150
1.4475
0.0150
0.0150
1.4400
0.0225
0.0150
1.4325
0.0300
0.0150
1.3875
0.0750
0.0150
1.3125
0.1500
0.0150
1.2375
0.2250
0.0150
Selulosa
bakteri (g)
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
*K: karaginan; KG: karaginan gliserol; KGS: karaginan gliserol selulosa; KGSN: karaginan
gliserol selulosa nanokarbon, KGSC: karaginan gliserol selulosa asam sitrat
Komposisi nanokarbon dan asam sitrat pada Tabel 1 yang menghasilkan
sifat mekanik dan permeabilitas uap air optimum dikombinasikan dan dibuat film
(KGSNC). Bubuk karaginan dicampur dengan gliserol 1% dan selulosa bakteri
1.5% dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk selama 20 menit pada suhu 50 °C,
kemudian ditambahkan nanokarbon dan penaut silang asam sitrat. Proses
pengadukan dilakukan selama 40 menit dan suhu dibiarkan meningkat hingga 90
°C. Setelah itu, film dicetak pada pelat mika yang telah disediakan. Pengeringan
film dilakukan selama 1 malam.
Ketebalan Edible Film (Bae et al. 2008)
Ketebalan diukur secara acak pada 5 titik yang berbeda pada edibel film
menggunakan mikrometer dengan tingkat akurasi ± 1 µm.
Kuat Tarik dan Perpanjangan
Kuat tarik dan perpanjangan diukur menggunakan alat uji tarik jenis Tenso
lab-Mey dan berdasarkan ASTM D 638 tahun 2002. Film yang telah dikeringkan
dipotong dengan ukuran panjang 40 mm dan lebar 20 mm, kemudian dijepitkan
pada alat uji tarik dengan kecepatan konstan. Data yang dihasilkan dicetak.
Besarnya kuat tarik dan persentase perpanjangan dihitung menggunakan rumus
berikut:
Kuat tarik =
%E =
Permeabilitas Uap Air
Permeabilitas uap air diukur dengan menggunakan metode cawan
berdasarkan ASTM E 96-95 tahun 1996. Sebanyak 30 mL akuades dimasukkan ke
dalam cawan petri. Kemudian cawan ditutup dengan kertas aluminium yang telah
dilubangi seluas 10% dari luas cawan. Film dilekatkan di atas lubang tersebut
menggunakan epoxy. Batas ketinggian permukaan air di dalam cawan dan film
5
sebesar 6 mm. Cawan diletakkan di dalam oven pada suhu 37 ± 0.5 °C dan
kelembapan relatif (RH) 19 ±1.5% selama 5 jam dan diukur massa air setiap
jamnya. Laju transmisi uap air dihitung menggunakan rumus di bawah ini
Permeabilitas uap air =
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah
Film ditempatkan di dalam cell holder pada suhu kamar, kemudian alat
diatur agar diperoleh spektrum yang sesuai. Gugus fungsi dianalisis dari spectrum
tersebut yang merupakan hubungan antara bilangan gelombang dan intensitas
puncak.
Pemayaran dengan Lampu UV
Edible film yang mengandung nanokarbon dipayar dengan lampu UV pada
panjang gelombang 366 nm dan diamati pendarannya
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu
Rumput laut E. cottonii dan selulosa bakteri (nata de coco) pada penelitian
ini ditentukan kadar air dan kadar abunya. Penentuan kadar air bertujuan
menentukan daya simpan suatu bahan dan ketahanan terhadap aktivitas mikrob
dan jamur yang tumbuh di daerah yang lembap (Purnama 2003). Sementara kadar
abu menunjukkan kandungan mineral pada residu pembakaran bahan organik.
Kadar abu yang tinggi pada rumput laut berasal dari mineral seperti K, Mg, Ca,
dan Na (Sudarmaji et al. 1996).
Kadar air dan kadar abu rumput laut E. cottonii sebesar 13.90% dan 11.80%
(Lampiran 2 dan 3). Pada penelitian Purba (2013) kadar airnya lebih tinggi
(18.42%), sedangkan kadar abunya lebih rendah (9.25%). Perbedaan hasil ini
dapat disebabkan oleh perbedaan tempat tumbuh. Pada penelitian ini rumput laut
tumbuh di daerah Kepulauan Seribu, sedangkan rumput laut yang digunakan
Purba (2013) tumbuh di Pelabuhan Ratu. Perbedaan tempat tumbuh rumput laut
menyebabkan kandungan air dan mineral juga berbeda. Penentuan kadar air dan
kadar abu ini juga berguna untuk menjelaskan perbedaan hasil analisis saat
penelitian dilakukan kembali. Kadar air dan kadar abu selulosa bakteri diperoleh
dari penelitian sebelumnya, yaitu sebesar 93.48% dan 0.03% (Ratnasari 2014).
Ekstrak Karaginan dan Edible Film
Ekstraksi karaginan dari rumput laut E. cottonii dilakukan berdasarkan
penelitian Pratiwi (2011). Ekstraksi ini menggunakan mikrogelombang dan
pelarut basa KOH 0.1% (b/v). Pelarut basa digunakan karena dapat meningkatkan
sifat gel karaginan. Sifat gel ini terbentuk akibat hilangnya gugus 6-sulfat oleh
6
adanya pelarut basa KOH dan membentuk jembatan 3.6-anhidro (Uy et al. 2005).
Sifat gel yang semakin tinggi dari karaginan diharapkan dapat memperbaiki sifat
mekanik film yang dihasilkan.
OH
-
SO42n
n
Gambar 1 Reaksi basa KOH dengan karagian.
Film dibuat dengan metode gel casting. Larutan film dibuat dalam bentuk
gel, dicetak pada pelat mika yang telah diberi pembatas berupa pita perekat
setebal 1.26 mm (5 lapis). Pita perekat ini akan menentukan ketebalan film yang
dihasilkan. Ketebalan ini juga akan memengaruhi sifat mekanik dan permeabilitas
uap air (Purba 2013). Film yang telah dicetak dibiarkan selama semalam. Pada
penelitian ini, komponen penyusun film meliputi karaginan (K), gliserol (G),
selulosa (S), nanokarbon (N), dan penaut silang asam sitrat (C). Berdasarkan
Tabel 2, terlihat bahwa semakin banyak komponen yang ditambahkan, ketebalan
film semakin meningkat. Hal ini dikarenakan campuran film semakin kental,
sehingga ketebalan juga akan bertambah (Lampiran 4).
Tabel 2 Ketebalan edible film
Sampel
Rerata ketebalan film (mm)
K
0.0352
KG
0.0352
KGS
0.0356
KGSN 0.5%
0.0362
KGSN 1%
0.0362
KGSN 1,5%
0.0364
KGSN 2%
0.0364
KGSC 5%
0.0366
KGSC 10%
0.0370
KGSC 15%
0.0370
KGSNC
0.0374
Sifat Mekanik
Sifat mekanik film meliputi kuat tarik dan persen perpanjangan. Kekuatan
tarik merupakan kekuatan maksimum film untuk menahan sebuah gaya yang
diberikan hingga film putus, sedangkan persentase perpanjangan merupakan
perubahan panjang film pada saat film ditarik sampai putus (Jayanti 2013).
Menurut Ningsih (2011), besarnya kuat tarik dan persentase perpanjangan
dipengaruhi oleh komposisi atau jumlah komponen penyusun film (Lampiran 5).
7
Edible film K, KG, dan KGS pada penelitian ini digunakan sebagai kontrol.
Edible film K memiliki kuat tarik dan persentase perpanjangan terendah
dikarenakan sifatnya yang rapuh. Edible film KG memiliki kuat tarik yang sedikit
menurun dibandingkan edible film K. Gliserol sebagai pemlastis yang berukuran
kecil dapat memasuki jejaring polimer sehingga antar rantai polimer menjadi
renggang dan mempermudah gerakan antar molekul. Gerakan molekul yang lebih
lentur menyebabkan bentuk polimer menjadi tidak teratur dan liat sehingga
mengurangi kerapuhan ditandai dengan persentase perpanjangan meningkat
(Ningsih 2011). Penambahan selulosa pada edible film KGS dapat meningkatkan
kuat tarik. Serat dari selulosa akan berinteraksi secara fisik dengan komponen lain
di dalam film (Embuscado dan Huber 2009).
Material nano memiliki sifat memancarkan warna, transparansi, dan
kekuatan mekanik (Lubis 2012). Berdasarkan Gambar 2, film dengan
penambahan nanokarbon memiliki sifat mekanik yang lebih baik. Penambahan
nanokarbon divariasikan konsentrasinya 0.5%, 1%, 1,5%, dan 2% dari bobot total.
Penambahan nanokarbon menghasilkan kuat tarik optimum pada konsentrasi
1,5%. Pada konsentrasi di atas 1.5% kuat tarik mengalami penurunan akibat film
yang dihasilkan kurang kompatibel (Rhim dan Wang 2013). Penambahan penaut
silang asam sitrat dapat berikatan dengan karaginan secara kimia sehingga dapat
meningkatkan kekuatan tarik. Ikatan secara kimia ini terjadi melalui ikatan
hidrogen antara gugus hidroksil dari karaginan dengan gugus karbonil dari asam
sitrat (Reddy 2009). Penambahan konsentrasi penaut silang asam sitrat
divariasikan 5%, 10%, dan 15% dari bobot total. Hasil optimum dari uji tarik pada
penambahan penaut silang asam sitrat sebesar 10% (Gambar 2 dan 3). Pada
konsentrasi 15% asam sitrat selain berikatan dengan karaginan secara kimia, asam
sitrat juga berikatan secara fisik sebagai pemelastis sehingga perpanjangannya
akan meningkat dan menurunkan kekuatan tariknya (Ghanbarzadeh et al. 2011).
Edible film optimum dibuat dengan mencampurkan karaginan, gliserol,
selulosa, nanokarbon 1,5%, dan penaut silang asam sitrat 10% (KGSNC).
Kombinasi komponen diharapkan dapat mengurangi sifat rapuh film karaginan
sehingga produk makanan yang dikemas mempertahankan mutu. Berdasarkan
hasil penelitian ini edibel film KGSNC memilki kuat tarik tertinggi sebesar
10.2341 Mpa, sedangkan persentase perpanjangannya 15.56% (Gambar 2 dan 3).
Menurut Krochta (1997), standar edibel film sebagai pengemas bahan pangan
harus memiliki kuat tarik antara 10-100 Mpa dan persentase pemanjangan 1050%. Dengan demikian, Edibel film KGSNC ini telah memenuhi syarat sebagai
pengemas makanan.
8
Kuat tarik
(MPa)
12
10.2341
10
9.1148 8.9551
7.8995
8
6.0826
5.5242
6
4.7368
4.6410
3.8816 3.7514 4.1587
4
2
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC
15%
KGSNC
Jenis edible film
Gambar 2 Kuat tarik dari masing-masing jenis edible film.
23.13
% Perpanjangan
25
20.70
19.67
19.52 19.46
20
15.56
12.66
15
10
11.93
10.22
9.70
8.55
5
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC KGSNC
15%
Jenis edible film
Gambar 3 Persentase perpanjangan dari masing-masing jenis edible film.
Sifat Permeabilitas
Permeabilitas uap air pada film menunjukkan seberapa besar molekul air
dapat melewati film. Permeabilitas uap air diharapkan dapat sekecil mungkin agar
tidak ada uap air yang dapat melewati film. Film dengan permeabilitas yang
rendah dapat melindungi produk yang dikemas sehingga dapat meningkatkan
daya simpan suatu produk. Pengukuran permeabilitas uap air dilakukan selama 5
jam, karena waktu 5 jam permeabilitas uap air berada pada kondisi steady state
(Hu 2001).
9
Hasil penelitian menunjukkan film yang memiliki permeabilitas paling
rendah adalah KGSNC sebesar 1.4480 ng m m-2 s-1 Pa-1, sedangkan edible film
dengan permeabilitas terbesar ditunjukkan pada edible film dari karaginan sebesar
2.4916 ng m m-2 s-1 Pa-1 (Lampiran 6). Berdasarkan penelitian Jayanti (2013) yang
membuat edible film dengan tambahan tepung kacang hijau diperoleh
permeabilitas uap air sebesar 13.01 ng m m-2 s-1 Pa-1. Asy’ari (2013) yang
membuat edible film dengan tambahan tepung kacang kedelai diperoleh
permeabilitas uap air sebesar 9.03 ng m m-2 s-1 Pa-1. Berdasarkan penelitian
sebelumnya maka dapat dikatakan pada penelitian ini edible film KGSNC berhasil
menurunkan permeabilitas uap air. Permeabilitas uap air dipengaruhi oleh sifat
kepolaran komponen penyusun film (Purba 2013). Komponen film yang dapat
larut dengan air akan menaikkan permeabilitas uap air, sedangkan komponen
yang tidak larut akan menurunkan permeabilitas uap air.
3
2.4916
Permeabilitas uap air
(ng m m-2 s-1 Pa-1)
2.5
2.0897 2.006
1.9582 1.9278 1.9408
2
1.4839 1.4237
1.379 1.4332
1.5
1.448
1
0.5
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC KGSNC
15%
Jenis edible film
Gambar 4 Permeabilitas uap air dari masing-masing jenis edible film.
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Inframerah
Analisis gugus fungsi menggunakan Spektrofotometer inframerah
transformasi Fourier (FTIR) untuk mengetahui interaksi yang terjadi pada gugus
fungsi dari setiap komponen pada edible film. Interaksi bisa terjadi secara fisik
maupun secara kimia. Interaksi secara fisik ditandai dengan adanya gabungan
gugus fungsi dari komponen penyusun film. Interaksi secara kimia ditandai
dengan munculnya gugus fungsi baru pada spektrum yang dihasilkan (Harvey
2000). Berdasarkan hasil spektrum FTIR (Tabel 4 dan Lampiran 7) berikut
merupakan gugus fungsi yang ada pada edible film.
10
Tabel 3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR
Sampel
bilangan
Gugus fungsi
gelombang (cm-1)
Karaginan
3410.15
Regang O-H
(K)
2958.80
Regang C-H
1234.44
S=O ester sulfat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan dan
3402.43
Regang O-H
gliserol
2939.52
Regang C-H
(KG)
1226.73
S=O ester sulfat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3371.57
Regang O-H
gliserol, dan
2943.37
Regang C-H
selulosa
1230.58
S=O ester sulfat
(KGS)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3410.15
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2904.80
Regang C-H
dan nanokarbon
1234.44
S=O ester sulfat
(KGSN)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3379.29
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2939.52
Regang C-H
dan penaut silang
1234.44
S=O ester sulfat
asam sitrat
1708.93
C=O
(KGSC)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3367.71
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2939.52
Regang C-H
nanokarbon, dan
1234.44
S=O ester sulfat
penaut silang
1716.65
C=O
asam sitrat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
(KGSNC)
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Distantina et al. (2011) menyebutkan spektrum khas FTIR kappa-karaginan
menunjukkan serapan pada bilangan gelombang 1210-1260 cm-1 yang merupakan
gugus fungsi ester sulfat (S=O), 925-933 cm-1 yang merupakan gugus 3,6anhidro-D-galaktosa, dan serapan kuat pada 845-850 cm-1 yang merupakan gugus
D-galaktosa-4-sulfat. Hasil analisis FTIR diperoleh K, KG, KGS, dan KGSN
berinteraksi secara fisik, karena tidak muncul puncak serapan yang baru.
Sedangkan dengan penambahan penaut silang asam sitrat terjadi interaksi secara
kimia dengan munculnya serapan baru di 1708.93 cm-1 pada KGSCA dan 1716.65
cm-1 pada KGSNC yang merupakan gugus karbonil dari asam sitrat (Reddy 2009).
11
Pemayaran dengan Lampu UV
Nanokarbon selain memiliki sifat mekanik juga memiliki sifat memancarkan
warna akibat bisa terksitasi (Lubis 2012). Pendaran Warna yang dihasilkan dari
nanokarbon ini dapat diamati di bawah lampu UV pada panjang gelombang 366
nm. Edible film dengan campuran nanokarbon dapat berpendar ketika dipayar
dengan lampu UV. Semakin tinggi konsentrasi nanokarbon maka intensitas
pendarannya semakin meningkat. Berikut merupakan warna biru yang dihasilkan
dari nanokarbon.
Gambar 5 Pemayaran nanokarbon dengan lampu UV (A) Kontrol , (B) KGSN
0.5%, (C) KGSN 1%, (D) KGSN 1.5%, (E) KGSN 2%, (F) KGSNC
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Edible film dengan perpaduan gliserol, selulosa bakteri, nanokarbon 1,5%,
dan penaut silang asam sitrat 10% berhasil memperbaiki sifat mekanik dan
menurunkan permeabilitas uap air dibandingkan film berbahan dasar karaginan.
Edible film ini memiliki permeabilitas uap air sebesar 1.4480 ng m m-2 s-1 Pa-1 dan
kuat tarik sebesar 10.2341 Mpa. Analisis gugus fungsi menunjukkan adanya
gugus fungsi baru pada bilangan gelombang 1716.65 cm-1 yang merupakan gugus
karbonil dari asam sitrat. Nanokarbon yang ditambahkan pada edible film dapat
dideteksi menggunakan sinar UV pada panjang gelombang 366 nm yang
menunjukkan pendaran warna biru.
12
Saran
Perlu dilakukan pengadukan dengan kecepatan yang seragam agar
menghasilkan film yang memiliki homogenitas yang tinggi. Selain itu, perlu
dilakukan analisis hasil morfologi menggunakan SEM dan analisis termal
menggunakan DTA-TGA.
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical and Chemistry. 2007. Official Method
of Analysis 18th. Marylan: Association of Official Analytical Chemist Inc.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 1996. Standard Test
Method for Water Vapor Transmission of Materials. American Society for
Testing and Materials Inc.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2002. Standard Test
Method for Water Vapor Transmission of Materials. American Society for
Testing and Materials Inc.
Asyari A. 2013. Film biodegradabel 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.
Distantina S, wiranti Fachrurrozi M, Rochmadi. 2011. Carrageenan Properties
extracted from Eucheuma cottonii, Indonesia. Engine and Technol 78: 738742.
Dwi TS, Murdinah, Dwi EM. 2003. Pengaruh perlakuan alkali dan volume larutan
pengekstrak terhadap mutu karaginan dari rumput laut Euchema cottonii. J
Penelitian Perikanan Indonesia 9:65–76.
Embuscado ME, Huber KC.2009. Edible Films and Coatings for Food
Applications. New York (US): Springer.
Ghanbarzadeh B, Almasi H, Entezami AA. 2011. Improving the barrier and
mechanical properties of corn starch-based edible film: Effect of citric acid
and carboxymethyl cellulose. J Industrial Crops and Products 33:229-235.
Ginting D. 2013. Pembuatan biofilm berbahan dasar polisakarida dari karaginan
dan tepung tapioka [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Glicksman M. 1970. Food Science and Technology. New York (US): Academic
Press.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York (US): McGraw-Hill.
Hu Yu, Topolkaraev V, Hiltner A, Baer E. 2001. Measurement of water vapor
transmission rate in highly permeable films. J Applied Polymer Science
81:1624–1633.
Jayanti RD.2013. Biofilm berbahan dasar polisakarida dari karaginan dan tepung
kacang hijau [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
13
Kayserilioglu, B.S., U. Bakir, L. Yilmaz, and N.I Akkasu. 2003. Drying
temperature and relative humidity effects on wheat gluten film properties. J
Agriculture. Food Chemistry 51(4):964-968.
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.
Lubis RU. 2012. Sintesis dan karakterisasi pertumbuhan nanopartikel ZnO dengan
metode sol-gel [Skripsi]. Medan (ID): Universitas Negeri Medan.
Muller. 2009. Effect of cellulose fibers addition on the mechanical properties and
water vapour barrier of starch-based films. Food Hydrocolloids l2:13281333.
Ningsih PR. 2011. Pembuatan dan pencirian polipaduan poliasam laktat-lilin
lebah [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan plastik biodegradabel berbahan baku
pati tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21; 2001
Feb 1-14; Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID): Sinergy Forum-PPI Tokyo
Institute of Technology. hlm 1-6.
Pratiwi N. 2011. optimisasi ekstraksi karaginan kappa dari rumput laut Eucheuma
cotonii [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Purba S. 2013. Film edibel berbahan dasar karaginan dengan tambahan tepung
porang (Amorphophallus onchophyllus) dan selulosa [Skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Purnama RC. 2003. Optimasi proses pembuatan karaginan dari rumput laut
Eucheuma cottonii [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Ratnasari E. 2014. Pencirian bioplastik tepung singkong dengan penambahan
natrium alginat, selulosa, dan limonene. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Reddy N. 2009. Ctric acid cross-linking of starch film [Skripsi]. Lincoln (US):
University of Nebraska.
Rhim JW, Wang LF.2013. Mechanical and water barrier properties of agar
carrageenan konjac glucomannan ternary blend biohydrogel films. J Carb
Pol 96: 71-78.
Rimadianti N. 2007. Karakteristik edible film dari isinglass dengan penambahan
sorbitol sebagai plasticizer [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sudarmadji S, Haryono B, Suhardi. 1996. Analisa Bahan Makanan dan
Pertanian. Yogyakarta (ID): Liberty bekerja sama dengan PAU Pangan dan
Gizi UGM.
Syaifia R. 2012. Sintesis dan karakterisasi kopolimer pati sagu (Sago Starch)
dengan agen penaut silang asam sitrat [skripsi]. Jember (ID): Universitas
Jember.
Tamaela P and Lewerissa S. 2008. Characteristic of Edible Film from
Carrageenan. Ichthyos 1:27-30.
Uy FS, Easteal AJ, Farid MM. 2005. Seaweed processing using industrial single
mode cavity oven mikrogelombang heating: a preliminary investigation.
Carbohydrate Researc. 340:1357-1364.
Yang Z, Li Z, Xu M, Ma Y, Zang J, Su Y, Gao F, Wei H, Zang L. 2013.
Controllabel synthesis of fluorescent carbon dots and their detection
application as nanoprobes. Nano-Micro Lett 5(4):247-259.
14
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Preparasi alat dan bahan
Analisis kadar air
dan kadar abu
Ekstraksi karaginan
Pembuatan Edible Film
Analisis
Ketebalan
film
Kuat tarik
dan
perpanjangan
Permeabilitas
uap air
FTIR
Pemayaran
UV
15
Lampiran 2 Pengukuran kadar air rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
Bobot cawan Bobot kering
Kadar
Bobot cawan
Rerata
Sampel
dan sampel
setelah
air
kosong (g)
(%)
(g)
dioven (g)
(%)
Rumput laut 1
40.5926
42.6259
42.3431
13.90
Rumput laut 2
37.7117
39.7650
39.4792
13.92
13.90
Rumput laut 3
39.7035
41.7228
41.4427
13.87
Selulosa 1
22.0966
24.0988
22.2374
92.97
Selulosa 2
21.5277
23.5344
21.6568
93.57
93.48
Selulosa 3
21.1122
23.1992
21.2395
93.91
Contoh perhitungan : Ulangan 1
Kadar air (%) =
=
= 13.90%
Rerata kadar air (%)
Lampiran 3 Pengukuran kadar abu rumput laut Eucheuma
bakteri
Bobot cawan Bobot kering
Bobot cawan
Sampel
dan sampel
setelah
kosong (g)
(g)
ditanur (g)
Rumput laut 1
26.4920
28.5002
26.7324
Rumput laut 2
31.5479
33.5562
31.7842
Rumput laut 3
38.7696
40.7752
39.0035
Selulosa 1
25.9722
27.9955
25.9730
Selulosa 2
20.4391
22.4625
20.4398
Selulosa 3
21.4173
23.4578
21.4180
Contoh perhitungan : Ulangan 1
Kadar air (%) =
=
= 11.97%
Rerata kadar air (%)
cottonii dan selulosa
Kadar
air
(%)
11.97
11.77
11. 66
0.04
0.03
0.03
Rerata
(%)
11.97
0.03
16
16
Lampiran 4 Ketebalan edible film
Ulangan
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC
15%
KGSNC
1
2
3
4
5
Rata-rata
(mm)
Tebal basah
(mm)
% Penyusutan
0.0350
0.0350
0.0350
0.0360
0.0350
0.0350
0.0350
0.0360
0.0350
0.0350
0.0360
0.0360
0.0350
0.0350
0.0360
0.0360
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0350
0.0360
0.0360
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0370
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0360
0.0370
0.0370
0.0360
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0380
0.0380
0.0352
0.0352
0.0356
0.0362
0.0362
0.0364
0.0364
0.0366
0.0370
0.0370
0.0374
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
97.21
97.21
97.17
97.13
97.13
97.11
97.11
97.09
97.06
97.06
97.03
Contoh perhitungan:
Rerata ketebalan film (mm)
=
=
= 0.0352 mm
% Penyusutan =
=
=97.21%
17
Lampiran 5 Kuat tarik dan perpanjangan film
Rerata
Beban
Beban
Perpanjangan
Sampel maksimum
maksimum
(mm)
(N)
(N)
2.23454
6.30775
K
1.96339
6.23656
2.7866
4.00013
5.40919
3.24159
19.68187
2.52786
5.87156
KG
2.6931
2.15364
15.44825
3.03663
9.55675
3.07703
15.84581
KGS
3.0194
2.76950
15.46156
5.81642
6.28331
KGSN
4.39524
9.80406
4.4907
0.5%
2.99985
10.49412
4.74259
8.33012
KGSN
5.8320
6.11454
5.34425
1%
11.38581
6.30067
6.05590
4.40681
KGSN
7.56671
8.35850
6.7664
1.5%
6.28410
7.62237
6.14632
5.97656
KGSN
6.68186
5.65669
6.6479
2%
6.72981
9.83012
3.39379
18.01243
KGSC
3.61091
13.14025
3.4642
5%
3.18697
17.42743
2.93150
12.95487
KGSC
4.07927
13.14350
4.1686
10%
5.25313
15.20744
4.03318
14.26787
KGSC
4.17342
14.65418
3.5744
15%
2.30917
14.54337
7.23829
11.29500
KGSNC
6.93575
12.66831
7.8060
8.79127
8.72244
p = 70 mm
l = 20 mm
Kuat tarik (MPa)
=
=
= 3.8816 MPa
Rerata
Perpanjangan
(mm)
Kuat tarik
(MPa)
%
perpan
jangan
5.9845
3.8816
8.55
13.6672
3.7514
19.52
13.6213
4.1587
19.46
8.8605
6.0826
12.66
8.3533
7.8995
11.93
6.7958
9.1148
9.71
7.1544
8.9551
10.22
16.1933
4.6410
23..13
13.7686
5.5242
14.4884
4.7368
20.70
10.8952
10.2341
15.56
19.67
18
% Perpanjangan
=
=
= 8.54928 %
Lampiran 6 Permeabilitas uap air edible film
K
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1668
0.1504
0.1528
0.1594
0.1618
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1031
0.1328
0.1240
0.1257
0.1357
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1333
0.1345
0.1278
0.1295
0.1288
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5600
3.5600
3.5600
3.5600
3.5600
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
12.8431
5.7901
3.9217
3.0683
2.4916
KG
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.9384
5.1126
3.1825
2.4196
2.0896
KGS
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
10.3803
5.2368
3.3173
2.5211
2.0059
19
KGSN 0.5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1912
0.0943
0.0965
0.0977
0.0937
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0963
0.0951
0.0987
0.0866
0.0899
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0956
0.0978
0.0800
0.0813
0.0806
Luas × 10−4
(m2)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
Ketebalan
× 10−5
(m)
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
Massa air
yang hilang
(g)
0.0911
0.0973
0.0953
0.0924
0.0900
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
15.1400
3.7335
2.6302
1.9340
1.4839
KGSN 1%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.6254
3.7652
2.5814
1.7143
1.4237
KGSN 1.5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
(Pa)
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m2 -1
s Pa-1)
7.6118
3.8935
2.1232
1.6183
1.3790
KGSN 2%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.2535
3.8739
2.5293
1.8392
1.4331
20
KGSC 5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1856
0.1459
0.1397
0.1457
0.1223
Luas ×
10−4 (m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6600
3.6600
3.6600
3.6600
3.6600
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1547
0.1247
0.1239
0.1100
0.1191
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1986
0.1679
0.1566
0.1375
0.1109
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0943
0.0892
0.0860
0.0899
0.0885
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7400
3.7400
3.7400
3.7400
3.7400
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
14.8590
5.8403
3.7280
2.9161
1.9582
KGSN 10%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
12.5205
5.0462
3.3425
2.2256
1.9278
KGSC 15%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
16.0735
6.7944
4.2247
2.7821
1.9408
KGSCN
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.7145
3.6486
2.3451
1.8386
1.4480
21
Contoh perhitungan
Permeabilitaas uap air (WVP) =
=
= 12.8431 ng m m-2 s-1 Pa-1
Lampiran 7 Spektrum FTIR edible film
Karaginan (K)
Karaginan dan gliserol (KG)
22
Karaginan, gliserol dan selulosa (KGS)
Karaginan, gliserol, selulosa dan nanokarbon (KGSN)
23
Karaginan, gliserol, selulosa, dan penaut silang asam sitrat (KGSC)
Karaginan, gliserol, selulosa, nanokarbon dan penaut silang asam sitrat (KGSC)
24
Spektrum tumpuk edible film dengan penaut silang asam sitrat dan tanpa penaut
silang asam sitrat
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 7 Mei 1991 dari ayah Sjamsul
Muin dan ibu Ninik Sri Hariati. Penulis merupakan putri kedua dari tiga
bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Gondanglegi dan pada
tahun yang sama lulus seleksi masuk departemen Kimia IPB melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Fisik Mayor dan Kimia
Fisik Layanan pada tahun 2014. Selama kuliah, penulis juga melakukan kegiatan
Praktik Lapang di Pabrik Gula Krebet Malang dengan judul laporan “Analisis
Kadar Sukrosa dan Gula Reduksi pada Nira Mentah”
BAKTERI, DAN NANOKARBON DENGAN PENAUT SILANG
ASAM SITRAT
ASRI PUSPITA SARI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Edible Film dari
Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri, dan Nanokarbon dengan Penaut Silang
Asam Sitrat adalah benar karya saya dengan arahan komisi pembimbing dan
belum diajukan 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, September 2014
Asri Puspita Sari
NIM G44100055
ii
ABSTRAK
ASRI PUSPITA SARI. Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri,
dan Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat. Dibimbing oleh AHMAD
SJAHRIZA dan NOVIYAN DARMAWAN.
Edible Film merupakan film yang terbuat dari bahan pangan dan dapat
dimakan bersamaan dengan produk yang dikemasnya. Film ini memiliki sifat
mekanis dan kemampuannya sebagai barrier sehingga dapat meningkatkan waktu
simpan produk pangan. Karaginan merupakan bahan dasar film yang berasal dari
rumput laut (Eucheuma cottonii). Penambahan gliserol, selulosa bakteri, nano
karbon, dan asam sitrat bertujuan memperbaiki sifat mekanik film karaginan. Film
yang optimum terdiri atas gliserol, selulosa bakteri, nanokarbon 1.5% dan asam
sitrat 10% menghasilkan peningkatan kekuatan tarik hingga 160% dan
permeabilitas uap airnya menurun hingga 42% dibandingkan film karaginan. Nilai
kekuatan tarik dan permeabilitas uap air berhasil memenuhi standar edible film
sebagai pengemas makanan. Spektrum inframerah memperlihatkan pembentukan
gugus fungsi baru dengan tambahan penaut silang asam sitrat pada bilangan
gelombang 1717 cm-1. Luminesens nanokarbon dapat dideteksi menggunakan
lampu UV pada panjang gelombang 366 nm yang menunjukkan pendaran warna
biru.
Kata kunci: karaginan, nanokarbon, penaut silang asam sitrat, permeabilitas air,
sifat mekanik
ABSTRACT
ASRI PUSPITA SARI. Edible Film Made of Carrageenan, Bacterial Cellulose,
and Nanocarbon with Citric Acid as Crosslinker. Supervised by AHMAD
SJAHRIZA and NOVIYAN DARMAWAN.
Edible film is a film made of food grade materials. The film has mechanical
properties and can act as a barrier so that it can prolong the shelf life of food
products. Carrageenan is a base material of film derived from seaweed (Eucheuma
cottonii). Addition of glycerol, bacterial cellulose, nanocarbons, and citric acid
were used as compatibilizers to improve the mechanical properties of the
carrageenan film. The optimum composition of edible film composed of glycerol,
bacterial cellulose, nanocarbon 1.5%, and citric acid 10% increased tensile
strength up to 160% and decrease of water vapor permeability up to 42% as
compared to the carrageenan film. Tensile strength and water vapor permeability
values met the standard for edible film as food packaging. The result of infrared
spectrum showed the formation of the new functional groups on 1717 cm-1 that
caused by the addition of citric acid crosslinker. Luminescence of nanocarbon can
be detected using ultraviolet light at wavelength of 366 nm with the presence of
blue color.
Keywords:
carrageenan, citric acid crosslinker,
nanocarbon, water vapor permeability
mechanical
properties,
iv
EDIBLE FILM DARI PERPADUAN KARAGINAN, SELULOSA
BAKTERI, DAN NANOKARBON DENGAN PENAUT SILANG
ASAM SITRAT
ASRI PUSPITA SARI
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
2014
vi
Judul Skripsi : Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa Bakteri, dan
Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat
Nama
: Asri Puspita Sari
NIM
: G44100055
Disetujui oleh
Drs Ahmad Sjahriza
Pembimbing I
Dr rer nat Noviyan Darmawan, MSc
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas berkat dan rahmat-Nya
sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian dilakukan sejak bulan
Maret 2014 yang berjudul Edible Film dari Perpaduan Karaginan, Selulosa
Bakteri, dan Nanokarbon dengan Penaut Silang Asam Sitrat.
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 Bapak Mail dan Ibu
Ai selaku staf Laboratorium Kimia Fisik, Bapak Sujono, MSi selaku staf
Laboratorium Terpadu, Bapak Irfan selaku staf Laboratorium Teknologi Hasil
Hutan yang telah membantu selama penelitian berlangsung dan pengumpulan
data.
Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua atas doa dan
motivasinya, M. Yasin Farid, SP atas motivasinya, serta Indah Fajar Wati dan
Hartodi selaku rekan satu tim yang telah membantu selama pengumpulan data.
Terima kasih juga disampaikan kepada seluruh civitas Kimia 47 atas segala doa
dan dukungannya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Asri Puspita Sari
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
BAHAN DAN METODE
2
Alat dan Bahan
2
Metode
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Kadar Air dan Kadar Abu
5
Ekstrak Karaginan dan Edible Film
5
Sifat Mekanik
6
Sifat Permeabilitas
8
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Inframerah
9
Pemayaran dengan Lampu UV
SIMPULAN DAN SARAN
11
11
Simpulan
11
Saran
12
DAFTAR PUSTAKA
12
LAMPIRAN
14
RIWAYAT HIDUP
25
DAFTAR TABEL
1 Komposisi pembuatan edible film
2 Ketebalan edible film.
3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR
4
6
10
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Reaksi basa KOH dengan karagian.
Kuat tarik dari masing-masing jenis edible film.
Persentase perpanjangan dari masing-masing jenis edible film.
Permeabilitas uap air dari masing-masing jenis edible film.
6
8
8
9
DAFTAR LAMPIRAN
1 Bagan alir penelitian
2 Pengukuran kadar air rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
3 Pengukuran kadar abu rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
4 Ketebalan edible film
5 Kuat tarik dan perpanjangan film
6 Permeabilitas uap air edible film
7 Spektrum FTIR edible film
14
15
15
16
17
18
21
1
PENDAHULUAN
Mutu bahan makanan secara alami akan menurun sebagai akibat dari faktor
kimia, biologis, maupun pengaruh lingkungan. Penurunan mutu bahan makanan
dapat dihambat dengan meningkatkan daya simpannya melalui sistem
pengemasan produk (Rimadianti 2007). Saat ini, bahan makanan umumnya masih
dikemas dengan bahan plastik yang sulit terurai di alam, sehingga akan
mencemari lingkungan. Salah satu alternatif pengganti kemasan plastik adalah
dengan melapisi produk pangan menggunakan edible film. Edible film merupakan
lapisan tipis yang terbuat dari bahan pangan dan dapat dimakan bersama dengan
produk tersebut (Pranamuda 2001). Film ini dapat mempertahankan mutu pangan
karena memiliki sifat mekanis dan kemampuan sebagai barrier (Kayserilioglu et
al. 2003). Film ini juga berfungsi sebagai penghambat transfer massa sehingga
daya simpan produk pangan bisa diperpanjang (Krochta 1992).
Salah satu bahan dasar edible film ialah karaginan, yang diperoleh dari
rumput laut (Ginting 2013). Indonesia merupakan negara kepulauan dengan hasil
laut yang melimpah, salah satunya adalah rumput laut. Rumput laut dari famili
Rhodophyceae yang dapat diambil karaginannya antara lain rumput laut spesies
Eucheuma spinosum, Eucheuma cottonii, Gigartina spp dan Chondrus crispus.
Jenis dari karaginan yang dapat diekstraksi berupa kapa ( ), iota ( ), dan lamda ( )
yang spesifik antara spesies rumput (Glicksman 1970). Dari spesies Eucheuma
cottonii akan diperoleh -karaginan. Karaginan dipilih sebagai bahan dasar
pembuatan edible film karena mampu memodifikasi struktur, cita rasa seperti
kerenyahan dan kelembutan, serta bersifat stabil dalam waktu yang lama (Dwi et
al. 2003).
Film berbahan dasar karaginan memerlukan bahan tambahan lain agar film
yang dihasilkan memiliki sifat mekanik yang lebih baik dan permeabilitas uap air
yang lebih rendah, dua hal yang diperlukan untuk meningkatkan mutu bahan
pangan. Tamaela dan Lewerissa (2008) membuat film berbahan dasar karaginan
dengan penambahan gliserol 1% menghasilkan film terbaik. Film ini memiliki
permeabilitas uap air sebesar 20.7 g m-2. Usaha memperbaiki film pernah
dilakukan oleh Jayanti (2013) dengan menambahkan tepung kacang hijau sebagai
pengompatibel. Diperoleh permeabilitas uap air sebesar 13.0 ng m m-2 s-1 Pa-1
pada film dengan konsentrasi kacang hijau 2.5%. Asy’ari (2013) juga melakukan
modifikasi dengan menambahkan tepung kedelai sebagai pengompatibel.
Permeabilitas uap air sebesar 8.4626 ng m m-2 s-1 Pa-1 diperoleh pada film dengan
konsentrasi tepung kedelai 2.5%. Sementara itu, Purba (2013) menambahkan
tepung porang dan selulosa menghasilkan permeabilitas uap air sebesar 4.23 ×10-2
ng m m-2 s-1 Pa-1.
Penelitian ini menggunakan karaginan sebagai bahan dasar pembuatan
edible film dengan modifikasi berupa penambahan selulosa, nanokarbon, dan
penaut silang asam sitrat untuk menaikkan sifat mekanik dan menurunkan
permeabilitas uap air film, sehingga produk yang dikemas memiliki waktu simpan
yang lebih lama. Selulosa yang ditambahkan diperoleh dari selulosa bakteri (nata
de coco) yang diharapkan dapat meningkatkan kuat tarik dan menurunkan laju
penguapan air (Muller et al. 2009). Penambahan nanokarbon diharapkan dapat
memperkuat sifat mekanik dan memiliki sifat luminesens (Yang et al. 2013).
2
Penambahan penaut silang asam sitrat diharapkan menghasilkan film yang dapat
berikatan hidrogen sehingga dapat memperkuat sifat mekanik. Menurut Syaifia
(2012), reaksi penautan silang (crosslinking) memperkuat ikatan hidrogen
antarmolekul polimer, sehingga film menjadi kuat dan kaku. Penambahan gliserol
dapat mengatasi sifat rapuh film yang disebabkan oleh kekakuan antarmolekul.
Penelitian ini bertujuan menghasilkan komposisi terbaik edible film yang
berbahan dasar karaginan dengan penambahan selulosa bakteri, nanokarbon, dan
penaut silang asam sitrat. Komposisi terbaik ditentukan berdasarkan sifat mekanik
yang tinggi dan permeabilitas uap air yang rendah. Selain itu, edible film
diharapkan dapat berluminesens akibat adanya nanokarbon.
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah oven mikrogelombang Panasonic 800 W,
pengukur ketebalan film merek Teclock, alat uji tarik Tenso lab-Mey, dan
Spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) Prestige-21. Bahanbahan yang digunakan antara lain rumput laut merah jenis E. cottonii yang
diperoleh dari Kepulauan Seribu, KOH dari Merck, selulosa bakteri (nata de
coco) merek Kara, dan nanokarbon hasil sintesis Awalia Khairun Nisa
(G44100014).
Metode
Kadar Air Rumput Laut E. cotonii dan Selulosa Bakteri (AOAC 2007)
Cawan porselen dikeringkan terlebih dahulu di dalam oven pada suhu 105110°C selama 30 menit. Kemudian cawan diletakkan ke dalam desikator selama
30 menit dan ditimbang (A). Sampel sebanyak 2 gram ditimbang dan diletakkan
ke dalam cawan yang telah dikeringkan (B). Cawan yang berisi sampel
dipanaskan di dalam oven bersuhu 105-110°C selama 3-4 jam. Setelah itu, cawan
tersebut didinginkan di dalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang
(C). kadar air dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar air =
Keterangan :
A = Bobot cawan kosong (g)
B = Bobot cawan + sampel sebelum dikeringkan (g)
C = Bobot cawan + sampel setelah dikeringkan (g)
3
Kadar Abu Rumput Laut E. cotonii dan Selulosa Bakteri (AOAC 2007)
Cawan porselen dikeringkan terlebih dahulu dalam oven selama 30 menit
pada suhu 100-105 °C, kemudian didinginkan di dalam desikator selama 30 menit
dan ditimbang. Sampel rumput laut sebanyak 2 g ditimbang dan diletakkan ke
dalam cawan yang sudah dikeringkan. Cawan beserta sampel dibakar
menggunakan bursen hingga tidak berasap selama 20 menit, lalu sampel diabukan
di dalam tanur pada suhu 600 °C sampai terabukan sempurna. Kadar abu dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut:
Kadar abu =
Keterangan :
A = Bobot cawan kosong (g)
B = Bobot cawan dan sampel (g)
C = Bobot cawan dan sampel setelah diabukan (g)
Penyiapan Selulosa Bakteri
Selulosa bakteri diperoleh dari nata de coco merek Kara. Nata de coco
dipisahkan dari airnya dengan cara disaring, kemudian dibilas dengan air bebas
ion. Selanjutnya nata de coco dihaluskan diblender dan disimpan dalam lemari es.
Ekstraksi Karaginan (Pratiwi 2011)
Rumput laut E. cottonii kering yang telah dirajang direndam dengan akuades
selama 24 jam. Kemudian rumput laut disaring dan dihancurkan menggunakan
blender. Karaginan diekstraksi di dalam oven mikrogelombang dengan KOH
0.1% (b/v). Nisbah rumput laut kering dan pelarut KOH (b/v) adalah 1:20. Oven
mikrogelombang dioperasikan dengan daya defrost (160 watt) selama 20 menit.
Filtrat rumput laut disaring dengan kain blacu, lalu dikeringkan dalam oven
bersuhu 100 °C dan ditumbuk hingga menjadi bubuk karaginan.
Pembuatan Edible Film (Modifikasi Purba 2013)
Bubuk karaginan dicampur dengan gliserol 1% dan selulosa bakteri 1.5%
dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk selama 20 menit pada suhu 50 °C,
kemudian ditambahkan nanokarbon dan penaut silang asam sitrat. Proses
pengadukan dilakukan selama 40 menit dan suhu dibiarkan meningkat hingga 90
°C. Setelah itu, film dicetak pada pelat mika yang telah disediakan. Pengeringan
film dilakukan selama 1 malam. Komposisi edible film yang dibuat ditunjukkan
pada Tabel 1.
4
Sampel*
K
KG
KGS
KGSN 0.5%
KGSN 1%
KGSN 1.5%
KGSN 2%
KGSC 5%
KGSC 10%
KGSC 15%
Tabel 1 Komposisi pembuatan edible film
Karaginan Nanokarbon Asam sitrat Gliserol
(g)
(g)
(g)
(g)
1.5000
1.4850
0.0150
1.4625
0.0150
1.4550
0.0075
0.0150
1.4475
0.0150
0.0150
1.4400
0.0225
0.0150
1.4325
0.0300
0.0150
1.3875
0.0750
0.0150
1.3125
0.1500
0.0150
1.2375
0.2250
0.0150
Selulosa
bakteri (g)
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
0.0225
*K: karaginan; KG: karaginan gliserol; KGS: karaginan gliserol selulosa; KGSN: karaginan
gliserol selulosa nanokarbon, KGSC: karaginan gliserol selulosa asam sitrat
Komposisi nanokarbon dan asam sitrat pada Tabel 1 yang menghasilkan
sifat mekanik dan permeabilitas uap air optimum dikombinasikan dan dibuat film
(KGSNC). Bubuk karaginan dicampur dengan gliserol 1% dan selulosa bakteri
1.5% dalam 50 mL akuades. Campuran diaduk selama 20 menit pada suhu 50 °C,
kemudian ditambahkan nanokarbon dan penaut silang asam sitrat. Proses
pengadukan dilakukan selama 40 menit dan suhu dibiarkan meningkat hingga 90
°C. Setelah itu, film dicetak pada pelat mika yang telah disediakan. Pengeringan
film dilakukan selama 1 malam.
Ketebalan Edible Film (Bae et al. 2008)
Ketebalan diukur secara acak pada 5 titik yang berbeda pada edibel film
menggunakan mikrometer dengan tingkat akurasi ± 1 µm.
Kuat Tarik dan Perpanjangan
Kuat tarik dan perpanjangan diukur menggunakan alat uji tarik jenis Tenso
lab-Mey dan berdasarkan ASTM D 638 tahun 2002. Film yang telah dikeringkan
dipotong dengan ukuran panjang 40 mm dan lebar 20 mm, kemudian dijepitkan
pada alat uji tarik dengan kecepatan konstan. Data yang dihasilkan dicetak.
Besarnya kuat tarik dan persentase perpanjangan dihitung menggunakan rumus
berikut:
Kuat tarik =
%E =
Permeabilitas Uap Air
Permeabilitas uap air diukur dengan menggunakan metode cawan
berdasarkan ASTM E 96-95 tahun 1996. Sebanyak 30 mL akuades dimasukkan ke
dalam cawan petri. Kemudian cawan ditutup dengan kertas aluminium yang telah
dilubangi seluas 10% dari luas cawan. Film dilekatkan di atas lubang tersebut
menggunakan epoxy. Batas ketinggian permukaan air di dalam cawan dan film
5
sebesar 6 mm. Cawan diletakkan di dalam oven pada suhu 37 ± 0.5 °C dan
kelembapan relatif (RH) 19 ±1.5% selama 5 jam dan diukur massa air setiap
jamnya. Laju transmisi uap air dihitung menggunakan rumus di bawah ini
Permeabilitas uap air =
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometer Inframerah
Film ditempatkan di dalam cell holder pada suhu kamar, kemudian alat
diatur agar diperoleh spektrum yang sesuai. Gugus fungsi dianalisis dari spectrum
tersebut yang merupakan hubungan antara bilangan gelombang dan intensitas
puncak.
Pemayaran dengan Lampu UV
Edible film yang mengandung nanokarbon dipayar dengan lampu UV pada
panjang gelombang 366 nm dan diamati pendarannya
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu
Rumput laut E. cottonii dan selulosa bakteri (nata de coco) pada penelitian
ini ditentukan kadar air dan kadar abunya. Penentuan kadar air bertujuan
menentukan daya simpan suatu bahan dan ketahanan terhadap aktivitas mikrob
dan jamur yang tumbuh di daerah yang lembap (Purnama 2003). Sementara kadar
abu menunjukkan kandungan mineral pada residu pembakaran bahan organik.
Kadar abu yang tinggi pada rumput laut berasal dari mineral seperti K, Mg, Ca,
dan Na (Sudarmaji et al. 1996).
Kadar air dan kadar abu rumput laut E. cottonii sebesar 13.90% dan 11.80%
(Lampiran 2 dan 3). Pada penelitian Purba (2013) kadar airnya lebih tinggi
(18.42%), sedangkan kadar abunya lebih rendah (9.25%). Perbedaan hasil ini
dapat disebabkan oleh perbedaan tempat tumbuh. Pada penelitian ini rumput laut
tumbuh di daerah Kepulauan Seribu, sedangkan rumput laut yang digunakan
Purba (2013) tumbuh di Pelabuhan Ratu. Perbedaan tempat tumbuh rumput laut
menyebabkan kandungan air dan mineral juga berbeda. Penentuan kadar air dan
kadar abu ini juga berguna untuk menjelaskan perbedaan hasil analisis saat
penelitian dilakukan kembali. Kadar air dan kadar abu selulosa bakteri diperoleh
dari penelitian sebelumnya, yaitu sebesar 93.48% dan 0.03% (Ratnasari 2014).
Ekstrak Karaginan dan Edible Film
Ekstraksi karaginan dari rumput laut E. cottonii dilakukan berdasarkan
penelitian Pratiwi (2011). Ekstraksi ini menggunakan mikrogelombang dan
pelarut basa KOH 0.1% (b/v). Pelarut basa digunakan karena dapat meningkatkan
sifat gel karaginan. Sifat gel ini terbentuk akibat hilangnya gugus 6-sulfat oleh
6
adanya pelarut basa KOH dan membentuk jembatan 3.6-anhidro (Uy et al. 2005).
Sifat gel yang semakin tinggi dari karaginan diharapkan dapat memperbaiki sifat
mekanik film yang dihasilkan.
OH
-
SO42n
n
Gambar 1 Reaksi basa KOH dengan karagian.
Film dibuat dengan metode gel casting. Larutan film dibuat dalam bentuk
gel, dicetak pada pelat mika yang telah diberi pembatas berupa pita perekat
setebal 1.26 mm (5 lapis). Pita perekat ini akan menentukan ketebalan film yang
dihasilkan. Ketebalan ini juga akan memengaruhi sifat mekanik dan permeabilitas
uap air (Purba 2013). Film yang telah dicetak dibiarkan selama semalam. Pada
penelitian ini, komponen penyusun film meliputi karaginan (K), gliserol (G),
selulosa (S), nanokarbon (N), dan penaut silang asam sitrat (C). Berdasarkan
Tabel 2, terlihat bahwa semakin banyak komponen yang ditambahkan, ketebalan
film semakin meningkat. Hal ini dikarenakan campuran film semakin kental,
sehingga ketebalan juga akan bertambah (Lampiran 4).
Tabel 2 Ketebalan edible film
Sampel
Rerata ketebalan film (mm)
K
0.0352
KG
0.0352
KGS
0.0356
KGSN 0.5%
0.0362
KGSN 1%
0.0362
KGSN 1,5%
0.0364
KGSN 2%
0.0364
KGSC 5%
0.0366
KGSC 10%
0.0370
KGSC 15%
0.0370
KGSNC
0.0374
Sifat Mekanik
Sifat mekanik film meliputi kuat tarik dan persen perpanjangan. Kekuatan
tarik merupakan kekuatan maksimum film untuk menahan sebuah gaya yang
diberikan hingga film putus, sedangkan persentase perpanjangan merupakan
perubahan panjang film pada saat film ditarik sampai putus (Jayanti 2013).
Menurut Ningsih (2011), besarnya kuat tarik dan persentase perpanjangan
dipengaruhi oleh komposisi atau jumlah komponen penyusun film (Lampiran 5).
7
Edible film K, KG, dan KGS pada penelitian ini digunakan sebagai kontrol.
Edible film K memiliki kuat tarik dan persentase perpanjangan terendah
dikarenakan sifatnya yang rapuh. Edible film KG memiliki kuat tarik yang sedikit
menurun dibandingkan edible film K. Gliserol sebagai pemlastis yang berukuran
kecil dapat memasuki jejaring polimer sehingga antar rantai polimer menjadi
renggang dan mempermudah gerakan antar molekul. Gerakan molekul yang lebih
lentur menyebabkan bentuk polimer menjadi tidak teratur dan liat sehingga
mengurangi kerapuhan ditandai dengan persentase perpanjangan meningkat
(Ningsih 2011). Penambahan selulosa pada edible film KGS dapat meningkatkan
kuat tarik. Serat dari selulosa akan berinteraksi secara fisik dengan komponen lain
di dalam film (Embuscado dan Huber 2009).
Material nano memiliki sifat memancarkan warna, transparansi, dan
kekuatan mekanik (Lubis 2012). Berdasarkan Gambar 2, film dengan
penambahan nanokarbon memiliki sifat mekanik yang lebih baik. Penambahan
nanokarbon divariasikan konsentrasinya 0.5%, 1%, 1,5%, dan 2% dari bobot total.
Penambahan nanokarbon menghasilkan kuat tarik optimum pada konsentrasi
1,5%. Pada konsentrasi di atas 1.5% kuat tarik mengalami penurunan akibat film
yang dihasilkan kurang kompatibel (Rhim dan Wang 2013). Penambahan penaut
silang asam sitrat dapat berikatan dengan karaginan secara kimia sehingga dapat
meningkatkan kekuatan tarik. Ikatan secara kimia ini terjadi melalui ikatan
hidrogen antara gugus hidroksil dari karaginan dengan gugus karbonil dari asam
sitrat (Reddy 2009). Penambahan konsentrasi penaut silang asam sitrat
divariasikan 5%, 10%, dan 15% dari bobot total. Hasil optimum dari uji tarik pada
penambahan penaut silang asam sitrat sebesar 10% (Gambar 2 dan 3). Pada
konsentrasi 15% asam sitrat selain berikatan dengan karaginan secara kimia, asam
sitrat juga berikatan secara fisik sebagai pemelastis sehingga perpanjangannya
akan meningkat dan menurunkan kekuatan tariknya (Ghanbarzadeh et al. 2011).
Edible film optimum dibuat dengan mencampurkan karaginan, gliserol,
selulosa, nanokarbon 1,5%, dan penaut silang asam sitrat 10% (KGSNC).
Kombinasi komponen diharapkan dapat mengurangi sifat rapuh film karaginan
sehingga produk makanan yang dikemas mempertahankan mutu. Berdasarkan
hasil penelitian ini edibel film KGSNC memilki kuat tarik tertinggi sebesar
10.2341 Mpa, sedangkan persentase perpanjangannya 15.56% (Gambar 2 dan 3).
Menurut Krochta (1997), standar edibel film sebagai pengemas bahan pangan
harus memiliki kuat tarik antara 10-100 Mpa dan persentase pemanjangan 1050%. Dengan demikian, Edibel film KGSNC ini telah memenuhi syarat sebagai
pengemas makanan.
8
Kuat tarik
(MPa)
12
10.2341
10
9.1148 8.9551
7.8995
8
6.0826
5.5242
6
4.7368
4.6410
3.8816 3.7514 4.1587
4
2
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC
15%
KGSNC
Jenis edible film
Gambar 2 Kuat tarik dari masing-masing jenis edible film.
23.13
% Perpanjangan
25
20.70
19.67
19.52 19.46
20
15.56
12.66
15
10
11.93
10.22
9.70
8.55
5
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC KGSNC
15%
Jenis edible film
Gambar 3 Persentase perpanjangan dari masing-masing jenis edible film.
Sifat Permeabilitas
Permeabilitas uap air pada film menunjukkan seberapa besar molekul air
dapat melewati film. Permeabilitas uap air diharapkan dapat sekecil mungkin agar
tidak ada uap air yang dapat melewati film. Film dengan permeabilitas yang
rendah dapat melindungi produk yang dikemas sehingga dapat meningkatkan
daya simpan suatu produk. Pengukuran permeabilitas uap air dilakukan selama 5
jam, karena waktu 5 jam permeabilitas uap air berada pada kondisi steady state
(Hu 2001).
9
Hasil penelitian menunjukkan film yang memiliki permeabilitas paling
rendah adalah KGSNC sebesar 1.4480 ng m m-2 s-1 Pa-1, sedangkan edible film
dengan permeabilitas terbesar ditunjukkan pada edible film dari karaginan sebesar
2.4916 ng m m-2 s-1 Pa-1 (Lampiran 6). Berdasarkan penelitian Jayanti (2013) yang
membuat edible film dengan tambahan tepung kacang hijau diperoleh
permeabilitas uap air sebesar 13.01 ng m m-2 s-1 Pa-1. Asy’ari (2013) yang
membuat edible film dengan tambahan tepung kacang kedelai diperoleh
permeabilitas uap air sebesar 9.03 ng m m-2 s-1 Pa-1. Berdasarkan penelitian
sebelumnya maka dapat dikatakan pada penelitian ini edible film KGSNC berhasil
menurunkan permeabilitas uap air. Permeabilitas uap air dipengaruhi oleh sifat
kepolaran komponen penyusun film (Purba 2013). Komponen film yang dapat
larut dengan air akan menaikkan permeabilitas uap air, sedangkan komponen
yang tidak larut akan menurunkan permeabilitas uap air.
3
2.4916
Permeabilitas uap air
(ng m m-2 s-1 Pa-1)
2.5
2.0897 2.006
1.9582 1.9278 1.9408
2
1.4839 1.4237
1.379 1.4332
1.5
1.448
1
0.5
0
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC KGSNC
15%
Jenis edible film
Gambar 4 Permeabilitas uap air dari masing-masing jenis edible film.
Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Inframerah
Analisis gugus fungsi menggunakan Spektrofotometer inframerah
transformasi Fourier (FTIR) untuk mengetahui interaksi yang terjadi pada gugus
fungsi dari setiap komponen pada edible film. Interaksi bisa terjadi secara fisik
maupun secara kimia. Interaksi secara fisik ditandai dengan adanya gabungan
gugus fungsi dari komponen penyusun film. Interaksi secara kimia ditandai
dengan munculnya gugus fungsi baru pada spektrum yang dihasilkan (Harvey
2000). Berdasarkan hasil spektrum FTIR (Tabel 4 dan Lampiran 7) berikut
merupakan gugus fungsi yang ada pada edible film.
10
Tabel 3 Gugus fungsi pada spektrum FTIR
Sampel
bilangan
Gugus fungsi
gelombang (cm-1)
Karaginan
3410.15
Regang O-H
(K)
2958.80
Regang C-H
1234.44
S=O ester sulfat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan dan
3402.43
Regang O-H
gliserol
2939.52
Regang C-H
(KG)
1226.73
S=O ester sulfat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3371.57
Regang O-H
gliserol, dan
2943.37
Regang C-H
selulosa
1230.58
S=O ester sulfat
(KGS)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
848.68
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3410.15
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2904.80
Regang C-H
dan nanokarbon
1234.44
S=O ester sulfat
(KGSN)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3379.29
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2939.52
Regang C-H
dan penaut silang
1234.44
S=O ester sulfat
asam sitrat
1708.93
C=O
(KGSC)
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Karaginan,
3367.71
Regang O-H
gliserol, selulosa,
2939.52
Regang C-H
nanokarbon, dan
1234.44
S=O ester sulfat
penaut silang
1716.65
C=O
asam sitrat
925.83
3,6-anhidro-D-galaktosa
(KGSNC)
844.82
D-galaktosa-4-sulfat
Distantina et al. (2011) menyebutkan spektrum khas FTIR kappa-karaginan
menunjukkan serapan pada bilangan gelombang 1210-1260 cm-1 yang merupakan
gugus fungsi ester sulfat (S=O), 925-933 cm-1 yang merupakan gugus 3,6anhidro-D-galaktosa, dan serapan kuat pada 845-850 cm-1 yang merupakan gugus
D-galaktosa-4-sulfat. Hasil analisis FTIR diperoleh K, KG, KGS, dan KGSN
berinteraksi secara fisik, karena tidak muncul puncak serapan yang baru.
Sedangkan dengan penambahan penaut silang asam sitrat terjadi interaksi secara
kimia dengan munculnya serapan baru di 1708.93 cm-1 pada KGSCA dan 1716.65
cm-1 pada KGSNC yang merupakan gugus karbonil dari asam sitrat (Reddy 2009).
11
Pemayaran dengan Lampu UV
Nanokarbon selain memiliki sifat mekanik juga memiliki sifat memancarkan
warna akibat bisa terksitasi (Lubis 2012). Pendaran Warna yang dihasilkan dari
nanokarbon ini dapat diamati di bawah lampu UV pada panjang gelombang 366
nm. Edible film dengan campuran nanokarbon dapat berpendar ketika dipayar
dengan lampu UV. Semakin tinggi konsentrasi nanokarbon maka intensitas
pendarannya semakin meningkat. Berikut merupakan warna biru yang dihasilkan
dari nanokarbon.
Gambar 5 Pemayaran nanokarbon dengan lampu UV (A) Kontrol , (B) KGSN
0.5%, (C) KGSN 1%, (D) KGSN 1.5%, (E) KGSN 2%, (F) KGSNC
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Edible film dengan perpaduan gliserol, selulosa bakteri, nanokarbon 1,5%,
dan penaut silang asam sitrat 10% berhasil memperbaiki sifat mekanik dan
menurunkan permeabilitas uap air dibandingkan film berbahan dasar karaginan.
Edible film ini memiliki permeabilitas uap air sebesar 1.4480 ng m m-2 s-1 Pa-1 dan
kuat tarik sebesar 10.2341 Mpa. Analisis gugus fungsi menunjukkan adanya
gugus fungsi baru pada bilangan gelombang 1716.65 cm-1 yang merupakan gugus
karbonil dari asam sitrat. Nanokarbon yang ditambahkan pada edible film dapat
dideteksi menggunakan sinar UV pada panjang gelombang 366 nm yang
menunjukkan pendaran warna biru.
12
Saran
Perlu dilakukan pengadukan dengan kecepatan yang seragam agar
menghasilkan film yang memiliki homogenitas yang tinggi. Selain itu, perlu
dilakukan analisis hasil morfologi menggunakan SEM dan analisis termal
menggunakan DTA-TGA.
DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical and Chemistry. 2007. Official Method
of Analysis 18th. Marylan: Association of Official Analytical Chemist Inc.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 1996. Standard Test
Method for Water Vapor Transmission of Materials. American Society for
Testing and Materials Inc.
[ASTM] American Society for Testing and Materials. 2002. Standard Test
Method for Water Vapor Transmission of Materials. American Society for
Testing and Materials Inc.
Asyari A. 2013. Film biodegradabel 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.
Distantina S, wiranti Fachrurrozi M, Rochmadi. 2011. Carrageenan Properties
extracted from Eucheuma cottonii, Indonesia. Engine and Technol 78: 738742.
Dwi TS, Murdinah, Dwi EM. 2003. Pengaruh perlakuan alkali dan volume larutan
pengekstrak terhadap mutu karaginan dari rumput laut Euchema cottonii. J
Penelitian Perikanan Indonesia 9:65–76.
Embuscado ME, Huber KC.2009. Edible Films and Coatings for Food
Applications. New York (US): Springer.
Ghanbarzadeh B, Almasi H, Entezami AA. 2011. Improving the barrier and
mechanical properties of corn starch-based edible film: Effect of citric acid
and carboxymethyl cellulose. J Industrial Crops and Products 33:229-235.
Ginting D. 2013. Pembuatan biofilm berbahan dasar polisakarida dari karaginan
dan tepung tapioka [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Glicksman M. 1970. Food Science and Technology. New York (US): Academic
Press.
Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York (US): McGraw-Hill.
Hu Yu, Topolkaraev V, Hiltner A, Baer E. 2001. Measurement of water vapor
transmission rate in highly permeable films. J Applied Polymer Science
81:1624–1633.
Jayanti RD.2013. Biofilm berbahan dasar polisakarida dari karaginan dan tepung
kacang hijau [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
13
Kayserilioglu, B.S., U. Bakir, L. Yilmaz, and N.I Akkasu. 2003. Drying
temperature and relative humidity effects on wheat gluten film properties. J
Agriculture. Food Chemistry 51(4):964-968.
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.
Lubis RU. 2012. Sintesis dan karakterisasi pertumbuhan nanopartikel ZnO dengan
metode sol-gel [Skripsi]. Medan (ID): Universitas Negeri Medan.
Muller. 2009. Effect of cellulose fibers addition on the mechanical properties and
water vapour barrier of starch-based films. Food Hydrocolloids l2:13281333.
Ningsih PR. 2011. Pembuatan dan pencirian polipaduan poliasam laktat-lilin
lebah [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Pranamuda H. 2001. Pengembangan bahan plastik biodegradabel berbahan baku
pati tropis. Di dalam: Seminar Bioteknologi untuk Indonesia Abad 21; 2001
Feb 1-14; Jakarta, Indonesia. Jakarta (ID): Sinergy Forum-PPI Tokyo
Institute of Technology. hlm 1-6.
Pratiwi N. 2011. optimisasi ekstraksi karaginan kappa dari rumput laut Eucheuma
cotonii [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Purba S. 2013. Film edibel berbahan dasar karaginan dengan tambahan tepung
porang (Amorphophallus onchophyllus) dan selulosa [Skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Purnama RC. 2003. Optimasi proses pembuatan karaginan dari rumput laut
Eucheuma cottonii [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Ratnasari E. 2014. Pencirian bioplastik tepung singkong dengan penambahan
natrium alginat, selulosa, dan limonene. Bogor (ID): Institut Pertanian
Bogor.
Reddy N. 2009. Ctric acid cross-linking of starch film [Skripsi]. Lincoln (US):
University of Nebraska.
Rhim JW, Wang LF.2013. Mechanical and water barrier properties of agar
carrageenan konjac glucomannan ternary blend biohydrogel films. J Carb
Pol 96: 71-78.
Rimadianti N. 2007. Karakteristik edible film dari isinglass dengan penambahan
sorbitol sebagai plasticizer [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Sudarmadji S, Haryono B, Suhardi. 1996. Analisa Bahan Makanan dan
Pertanian. Yogyakarta (ID): Liberty bekerja sama dengan PAU Pangan dan
Gizi UGM.
Syaifia R. 2012. Sintesis dan karakterisasi kopolimer pati sagu (Sago Starch)
dengan agen penaut silang asam sitrat [skripsi]. Jember (ID): Universitas
Jember.
Tamaela P and Lewerissa S. 2008. Characteristic of Edible Film from
Carrageenan. Ichthyos 1:27-30.
Uy FS, Easteal AJ, Farid MM. 2005. Seaweed processing using industrial single
mode cavity oven mikrogelombang heating: a preliminary investigation.
Carbohydrate Researc. 340:1357-1364.
Yang Z, Li Z, Xu M, Ma Y, Zang J, Su Y, Gao F, Wei H, Zang L. 2013.
Controllabel synthesis of fluorescent carbon dots and their detection
application as nanoprobes. Nano-Micro Lett 5(4):247-259.
14
Lampiran 1 Bagan alir penelitian
Preparasi alat dan bahan
Analisis kadar air
dan kadar abu
Ekstraksi karaginan
Pembuatan Edible Film
Analisis
Ketebalan
film
Kuat tarik
dan
perpanjangan
Permeabilitas
uap air
FTIR
Pemayaran
UV
15
Lampiran 2 Pengukuran kadar air rumput laut Eucheuma cottonii dan selulosa
bakteri
Bobot cawan Bobot kering
Kadar
Bobot cawan
Rerata
Sampel
dan sampel
setelah
air
kosong (g)
(%)
(g)
dioven (g)
(%)
Rumput laut 1
40.5926
42.6259
42.3431
13.90
Rumput laut 2
37.7117
39.7650
39.4792
13.92
13.90
Rumput laut 3
39.7035
41.7228
41.4427
13.87
Selulosa 1
22.0966
24.0988
22.2374
92.97
Selulosa 2
21.5277
23.5344
21.6568
93.57
93.48
Selulosa 3
21.1122
23.1992
21.2395
93.91
Contoh perhitungan : Ulangan 1
Kadar air (%) =
=
= 13.90%
Rerata kadar air (%)
Lampiran 3 Pengukuran kadar abu rumput laut Eucheuma
bakteri
Bobot cawan Bobot kering
Bobot cawan
Sampel
dan sampel
setelah
kosong (g)
(g)
ditanur (g)
Rumput laut 1
26.4920
28.5002
26.7324
Rumput laut 2
31.5479
33.5562
31.7842
Rumput laut 3
38.7696
40.7752
39.0035
Selulosa 1
25.9722
27.9955
25.9730
Selulosa 2
20.4391
22.4625
20.4398
Selulosa 3
21.4173
23.4578
21.4180
Contoh perhitungan : Ulangan 1
Kadar air (%) =
=
= 11.97%
Rerata kadar air (%)
cottonii dan selulosa
Kadar
air
(%)
11.97
11.77
11. 66
0.04
0.03
0.03
Rerata
(%)
11.97
0.03
16
16
Lampiran 4 Ketebalan edible film
Ulangan
K
KG
KGS
KGSN
0.5%
KGSN
1%
KGSN
1.5%
KGSN
2%
KGSC
5%
KGSC
10%
KGSC
15%
KGSNC
1
2
3
4
5
Rata-rata
(mm)
Tebal basah
(mm)
% Penyusutan
0.0350
0.0350
0.0350
0.0360
0.0350
0.0350
0.0350
0.0360
0.0350
0.0350
0.0360
0.0360
0.0350
0.0350
0.0360
0.0360
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0350
0.0360
0.0360
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0370
0.0360
0.0360
0.0360
0.0370
0.0360
0.0370
0.0370
0.0360
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0370
0.0380
0.0380
0.0352
0.0352
0.0356
0.0362
0.0362
0.0364
0.0364
0.0366
0.0370
0.0370
0.0374
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
1.2600
97.21
97.21
97.17
97.13
97.13
97.11
97.11
97.09
97.06
97.06
97.03
Contoh perhitungan:
Rerata ketebalan film (mm)
=
=
= 0.0352 mm
% Penyusutan =
=
=97.21%
17
Lampiran 5 Kuat tarik dan perpanjangan film
Rerata
Beban
Beban
Perpanjangan
Sampel maksimum
maksimum
(mm)
(N)
(N)
2.23454
6.30775
K
1.96339
6.23656
2.7866
4.00013
5.40919
3.24159
19.68187
2.52786
5.87156
KG
2.6931
2.15364
15.44825
3.03663
9.55675
3.07703
15.84581
KGS
3.0194
2.76950
15.46156
5.81642
6.28331
KGSN
4.39524
9.80406
4.4907
0.5%
2.99985
10.49412
4.74259
8.33012
KGSN
5.8320
6.11454
5.34425
1%
11.38581
6.30067
6.05590
4.40681
KGSN
7.56671
8.35850
6.7664
1.5%
6.28410
7.62237
6.14632
5.97656
KGSN
6.68186
5.65669
6.6479
2%
6.72981
9.83012
3.39379
18.01243
KGSC
3.61091
13.14025
3.4642
5%
3.18697
17.42743
2.93150
12.95487
KGSC
4.07927
13.14350
4.1686
10%
5.25313
15.20744
4.03318
14.26787
KGSC
4.17342
14.65418
3.5744
15%
2.30917
14.54337
7.23829
11.29500
KGSNC
6.93575
12.66831
7.8060
8.79127
8.72244
p = 70 mm
l = 20 mm
Kuat tarik (MPa)
=
=
= 3.8816 MPa
Rerata
Perpanjangan
(mm)
Kuat tarik
(MPa)
%
perpan
jangan
5.9845
3.8816
8.55
13.6672
3.7514
19.52
13.6213
4.1587
19.46
8.8605
6.0826
12.66
8.3533
7.8995
11.93
6.7958
9.1148
9.71
7.1544
8.9551
10.22
16.1933
4.6410
23..13
13.7686
5.5242
14.4884
4.7368
20.70
10.8952
10.2341
15.56
19.67
18
% Perpanjangan
=
=
= 8.54928 %
Lampiran 6 Permeabilitas uap air edible film
K
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1668
0.1504
0.1528
0.1594
0.1618
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1031
0.1328
0.1240
0.1257
0.1357
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
3.5200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1333
0.1345
0.1278
0.1295
0.1288
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.5600
3.5600
3.5600
3.5600
3.5600
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
12.8431
5.7901
3.9217
3.0683
2.4916
KG
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.9384
5.1126
3.1825
2.4196
2.0896
KGS
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
10.3803
5.2368
3.3173
2.5211
2.0059
19
KGSN 0.5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1912
0.0943
0.0965
0.0977
0.0937
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0963
0.0951
0.0987
0.0866
0.0899
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
3.6200
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0956
0.0978
0.0800
0.0813
0.0806
Luas × 10−4
(m2)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
Ketebalan
× 10−5
(m)
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
Massa air
yang hilang
(g)
0.0911
0.0973
0.0953
0.0924
0.0900
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
3.6400
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
15.1400
3.7335
2.6302
1.9340
1.4839
KGSN 1%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.6254
3.7652
2.5814
1.7143
1.4237
KGSN 1.5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
(Pa)
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m2 -1
s Pa-1)
7.6118
3.8935
2.1232
1.6183
1.3790
KGSN 2%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.2535
3.8739
2.5293
1.8392
1.4331
20
KGSC 5%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
Massa air
yang hilang
(g)
0.1856
0.1459
0.1397
0.1457
0.1223
Luas ×
10−4 (m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.6600
3.6600
3.6600
3.6600
3.6600
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1547
0.1247
0.1239
0.1100
0.1191
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.1986
0.1679
0.1566
0.1375
0.1109
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
3.7000
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
Massa air
yang hilang
(g)
0.0943
0.0892
0.0860
0.0899
0.0885
Luas × 10−4
(m2)
Ketebalan
× 10−5 (m)
(Pa)
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
6.2500
3.7400
3.7400
3.7400
3.7400
3.7400
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
203.1833
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
14.8590
5.8403
3.7280
2.9161
1.9582
KGSN 10%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
12.5205
5.0462
3.3425
2.2256
1.9278
KGSC 15%
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
16.0735
6.7944
4.2247
2.7821
1.9408
KGSCN
Waktu
(detik)
3600
7200
10800
14400
18000
WVP
(ng m m-2
s-1 Pa-1)
7.7145
3.6486
2.3451
1.8386
1.4480
21
Contoh perhitungan
Permeabilitaas uap air (WVP) =
=
= 12.8431 ng m m-2 s-1 Pa-1
Lampiran 7 Spektrum FTIR edible film
Karaginan (K)
Karaginan dan gliserol (KG)
22
Karaginan, gliserol dan selulosa (KGS)
Karaginan, gliserol, selulosa dan nanokarbon (KGSN)
23
Karaginan, gliserol, selulosa, dan penaut silang asam sitrat (KGSC)
Karaginan, gliserol, selulosa, nanokarbon dan penaut silang asam sitrat (KGSC)
24
Spektrum tumpuk edible film dengan penaut silang asam sitrat dan tanpa penaut
silang asam sitrat
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang pada tanggal 7 Mei 1991 dari ayah Sjamsul
Muin dan ibu Ninik Sri Hariati. Penulis merupakan putri kedua dari tiga
bersaudara. Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Gondanglegi dan pada
tahun yang sama lulus seleksi masuk departemen Kimia IPB melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Fisik Mayor dan Kimia
Fisik Layanan pada tahun 2014. Selama kuliah, penulis juga melakukan kegiatan
Praktik Lapang di Pabrik Gula Krebet Malang dengan judul laporan “Analisis
Kadar Sukrosa dan Gula Reduksi pada Nira Mentah”