54 berasal dari molekul protein mengalami pemutusan ikatan akibat denaturasi
protein yang terjadi pada temperatur 55-75
o
C [97]. Namun berbeda dengan bioplastik tanpa kitosan dan sorbitol, pada bioplastik dengan kitosan dan sorbitol
terdapat gugus N-H, hal ini dikarenakan gugus N-H berasal dari kitosan. Terjadi peningkatan bilangan gelombang gugus O-H dari pati ke bioplastik yaitu dari
3352,28 cm
-1
menjadi 3653,18 cm
-1
, dan adanya peningkatan bilangan gelombang gugus N-H dari kitosan ke bioplastik yaitu dari 1570,06 cm
-1
1589,34 cm
-1
. Peningkatan nilai bilangan gelombang gugus O-H dan N-H adalah akibat semakin
banyaknya ikatan hidrogen yang terbentuk ketika komponen pati dan kitosan dicampurkan pada proses pembuatan bioplastik, dimana ikatan hidrogen tersebut
terdiri dari ikatan di antara rantai amilosa-amilosa, amilosa-amilopektin, kitosan- kitosan serta amilosa-kitosan-amilopektin.
4.3 HASIL ANALISIS RVA
RAPID VISCO ANALYZER
Tujuan analisis RVA
Rapid Visco Analyzer
adalah untuk mengetahui profil gelatinisasi dari pati. Karakterisasi ini berkaitan dengan pengukuran
viskositas pati dengan konsentrasi tertentu selama pemanasan dan pengadukan. Berikut ini ditampilkan hasil analisis RVA dari beberapa bahan, yaitu RVA pati
biji durian, RVA bioplastik dengan penambahan asam aetat, pengisi kitosan dan
plasticizer
sorbitol.
4.3.1 Hasil Analisis RVA Pati Biji Durian
Hasil dari analisis RVA pati biji durian dapat diplotkan menjadi kurva profil gelatinisasi yaitu hubungan antara nilai viskositas cP pada sumbu y dan
perubahan temperatur
o
C juga pada sumbu y selama waktu proses pemanasan dan pendinginan detik pada sumbu x, yang dapat dilihat pada Gambar 4.7
berikut ini.
Universitas Sumatera Utara
55 Gambar 4.7 Profil Gelatinisasi Pati Biji Durian yang diukur dengan RVA
Data-data hasil analisis profil gelatinisasi pati biji durian dari kurva RVA pada Gambar 4.7 di atas disajikan dalam tabel 4.2 di bawah ini, yaitu mencakup
nilai
pasting temperature, peak viscosity, hold viscosity, final viscosity, breakdown,
dan
setback 1.
Tabel 4.2 Data Profil Gelatinisasi Pati Biji Durian Parameter
Hasil Analisis
Pasting temperature
o
C 75,21
Peak viscosity
cP 2701
Hold viscosity
cP 1704,5
Final viscosity
cP 2522,5
Breakdown
cP 996,5
Setback 1
cP 818
Pasting temperature
adalah temperatur awal terjadinya gelatinisasi.
Peak viskosity
adalah viskositas puncak pada saat pati tergelatinisasi [81].
Hold viscosity
adalah viskositas pada saat temperatur pemanasan larutan bioplastik dipertahankan selama beberapa menit.
Final viscosity
atau viskositas akhir
merupakan nilai viskositas pasta pati setelah tahap pendinginan.
Breakdown
adalah nilai yang diperoleh pada tahap
holding
yaitu suhu pemanasan dipertahankan untuk mengetahui tingkat kestabilan pasta pati pada saat proses
pemanasan. Viskositas
breakdown
adalah selisih antara nilai
peak viscosity
dengan
hold viscosity
[83]. Viskositas
setback
1 adalah perubahan nilai viskositas selama proses pendinginan yaitu selisih antara
hold viscosity
dengan
final viscosity
[80].
-500 500
1000 1500
2000 2500
3000
20 40
60 80
100 120
100 200
300 400
500 600
700 800
900
T em
pera tur
o
C
Waktu detik
Temperatur Viskositas
V is
k o
si t
a s
Universitas Sumatera Utara
56 Dari data hasil pengukuran RVA pati biji durian di atas dapat dijelaskan
bahwa akibat proses pemanasan suspensi pati biji durian mulai mengalami gelatinisasi pada temperatur 75,21
o
C dan pada waktu proses 188 detik. Temperatur gelatinisasi ini adalah temperatur pada saat mulai terjadinya
peningkatan viskositas suspensi pati ketika dipanaskan, atau disebut
Pasting Temperature
PT. Pada proses gelatinisasi terdapat beberapa tahapan, yaitu tahap pertama pati dalam air dingin akan menyerap air sampai sekitar 5-30, proses ini
bersifat
reversible
. Tahap kedua, akibat pemanasan yang diberikan maka ikatan hidrogen antara amilosa dan amilopektin dalam granula pati mulai putus,
sementara energi kinetik molekul air meningkat dan lebih kuat daripada daya tarik menarik antara molekul amilosa dan amilopektin, sehingga air dapat masuk ke
dalam granula pati dan granula mulai mengembang. Proses penyerapan air ke dalam granula pati ini bersifat
irreversible
[64]. Pada proses gelatinisasi tahap kedua ini dimana granula pati membengkak sehingga menyebabkan peningkatan
yang cukup signifikan pada viskositas pasta pati hingga mencapai viskositas maksimum atau disebut
Peak Viscosity
PV. Hasil pengukuran dengan RVA menunjukkan nilai
peak viscosity
pasta pati biji durian sebesar 2701 cP.
Peak viscosity
atau viskositas puncak ini menunjukkan kemampuan granula pati untuk mengikat air dan mempertahankan pembengkakan selama pemanasan [81].
Tahap ketiga gelatinisasi terjadi pengembangan granula lebih besar lagi dan mencapai pengembangan maksimum hingga granula pecah dan menyebabkan
bagian amilosa dan sedikit amilopektin berdifusi keluar granula dan terdispersi ke dalam larutan [64]. Pecahnya granula pati ini berdampak pada turunnya
viskositas pasta pati. Hal ini terjadi ketika temperatur pemanasan pasta pati dipertahankan pada 95
o
C selama 90 detik sehingga terjadi penurunan viskositas menjadi 1704,5 cP. Viskositas ini disebut
Hold Viscosity
HV. Penurunan yang cukup tajam ini menunjukkan bahwa granula pati biji durian kurang tahan dan
kurang stabil oleh proses pemanasan. Selisih nilai antara nilai
peak viscosity
dan
hold viscosity
adalah nilai viskositas
breakdown
. Hasil pengukuran RVA menunjukkan nilai
breakdown
pasta pati biji durian sebesar 996,5 cP. Semakin rendah nilai
breakdown
menunjukkan pasta yang terbentuk semakin stabil terhadap panas [98].
Universitas Sumatera Utara
57 Pada saat temperatur proses diturunkan setelah dipertahankan pada 95
o
C, dari hasil pengukuran dengan RVA dapat dilihat bahwa viskositas pasta pati
meningkat menjadi 2522,5 cP. Viskositas ini disebut viskositas pasta dingin atau
Final Viscosity
FV. Peningkatan viskositas ini disebabkan terbentuknya kembali ikatan hidrogen antara amilosa dan amilopektin [80].
Final viscosity
atau viskositas akhir menunjukkan kemampuan pati untuk membentuk pasta kental
atau gel setelah proses pemanasan dan pendinginan [99]. Perubahan viskositas selama proses pendinginan ini disebut
setback
1 yaitu selisih antara HV dengan FV, yaitu nilainya sebesar 818 cP. Adanya nilai
seback
ini menunjukkan kemampuan pasta pati mengalami retrogradasi yaitu proses pembentukan kembali
matriks pati yang telah mengalami gelatinisasi [80]. Molekul-molekul amilosa akan berikatan kembali satu sama lain dengan percabangan amilopektin di luar
granula setelah pasta didinginkan [99]. Dari hasil analisis RVA pati biji durian di atas, dapat ditentukan tipe profil
gelatinisasinya. Berdasarkan pola viskositas pastanya, profil gelatinisasi pati dapat dikelompokkan menjadi 4 tipe, yaitu tipe A dengan viskositas puncak yang tinggi
dan diikuti dengan pengenceran yang cepat selama pemanasan, tipe B dengan viskositas puncak yang lebih rendah dan pengenceran yang tidak terlalu besar
selama pemanasan, tipe C dengan tidak adanya viskositas puncak namun cenderung membentuk viskositas yang sangat tinggi dan tetap konstan atau
meningkat selama pemanasan, dan tipe D dimana konsentrasinya perlu dinaikkan untuk menghasilkan viskositas pasta panas seperti pada tipe C [100]. Maka profil
gelatinisasi pati biji durian dapat digolongkan tipe A, hal ini ditunjukkan oleh viskositas puncak yang tinggi yaitu 2701 cP dan pengenceran yang cepat yang
ditunjukkan nilai viskositas
breakdown
yang cukup besar yaitu 996,5 cP.
Universitas Sumatera Utara
58
4.3.2 Hasil Analisis RVA Larutan Bioplastik dari Pati Biji Durian dengan Penambahan Asam Asetat, Pengisi Kitosan dan
Plasticizer
Sorbitol
Hasil dari analisis RVA larutan bioplastik dari pati biji durian dengan penambahan asam asetat, pengisi kitosan dan
plasticizer
sorbitol dapat diplotkan menjadi kurva profil gelatinisasi yang dapat dilihat pada Gambar 4.8 berikut ini.
Gambar 4.8 Profil Gelatinisasi Larutan Bioplastik dari Pati Biji Durian dengan Penambahan Asam Asetat, Pengisi Kitosan dan
Plasticizer
Sorbitol yang diukur dengan RVA
Data-data hasil analisis profil gelatinisasi dari kurva RVA pada Gambar 4.8 di atas disajikan dalam tabel 4.3 di bawah ini, yaitu mencakup nilai
pasting temperature, peak viscosity, hold viscosity, final viscosity, breakdown,
dan
setback 1.
Tabel 4.3 Data Profil Gelatinisasi Larutan Bioplastik dari Pati Biji Durian dengan Penambahan Asam Asetat, Pengisi Kitosan dan
P lasticizer
Parameter Hasil Analisis
Pasting Temperature
o
C -
Peak Viscosity
cP 18,5
Hold Viscosity
cP 17,5
Final Viscosity
cP 34,5
Breakdown
cP 1
Setback1
17
Tujuan dilakukannya analisis RVA pada larutan bioplastik dari pati biji
durian dengan penambahan asam asetat, pengisi kitosan dan
plasticizer
sorbitol adalah untuk mengetahui data-data profil gelatinisasi dari larutan tersebut, seperti
pasting temperature
dan viskositas pastanya. Data tersebut diperlukan untuk
-20 20
40 60
80 100
20 40
60 80
100 120
100 200
300 400
500 600
700 800
900
T em
pera tur
o
C
Waktu detik
Temperatur Viskositas
Universitas Sumatera Utara
59 mengamati pada temperatur berapa pati biji durian yang telah dicampur dengan
bahan lainnya mulai tergelatinisasi dan bagaimana viskositas pastanya selama pemanasan dan pendinginan, sehingga kemudian dapat dilihat bagaimana
pengaruh temperatur terhadap bioplastik yang akan terbentuk setelah proses pemanasan tersebut. Namun dari hasil RVA yang disajikan dalam tabel 4.3, tidak
dihasilkan data
pasting temperatur
. Begitu juga data viskositas pastanya sangat jauh lebih kecil jika dibandingkan data viskositas pasta dari pati biji durian itu
sendiri. Hal ini disebabkan ketidaksesuaian komposisi larutan bioplastik untuk dijadikan sampel RVA. Dapat dilihat dari prosedur RVA pada bab III, sampel
serbuk pati digunakan sebanyak 40, kemudian ditambahkan akuades atau buffer sebanyak 25 gram, sehingga konsentrasi pati dalam campuran adalah 16.
Jika dibandingkan dengan komposisi larutan bioplastik yang akan diuji, dimana 7 gram pati ditambahkan dengan akuades sebanyak 60 ml dan asam asetat 1
sebanyak 130 ml, konsentrasi pati dalam campuran adalah 3,7 , jauh lebih kecil dibandingkan konsentrasi pati untuk dijadikan sampel menurut prosedur RVA,
maka larutan bioplastik tidak sesuai untuk dijadikan sampel RVA, sehingga analisis RVA yang dilakukan tidak menghasilkan data yang diharapkan.
Sehingga dalam hal ini tidak dapat diamati kondisi viskositas larutan bioplastik seiring dengan penambahan temperatur, dan tidak dapat diketahui pada temperatur
pemanasan berapa pati dalam larutan bioplastik mulai tergelatinisasi.
Universitas Sumatera Utara
60
4.4 PENGARUH PENAMBAHAN