Pembentukan Film Latar Belakang

manusia. Sedangkan sifat kimia seperti kadar air, kadar abu, logam berat dan kandungan mineral diukur dengan menggunakan alat. Penggunaan gelatin dalam produk pangan lebih disebabkan oleh sifat fisik yang unik dari gelatin dibanding karena nilai gizinya sebagai sumber protein. Dalam industri pangan gelatin digunakan sebagai pembentuk gel, penstabil, pengemulsi, pengental busa, pembentuk kristal, pelapis, perekat, pengikat air, dan penjernih Jones Ward and Courts,1977.

2.4 Pembentukan Film

Pembentukan film merupakan polimer yang mampu mengeras menjadi film yang koefisien. Polimer membutuhkan strukutur kimia dalam molekulnya yang memberikan kelarutan dalam medium tertentu. Sifat polimer ini penting untuk membentuk film. Pembentukan film biasanya melibatkan proses pemanasan. Selama pemanasan, pelarut menguap baik dari larutan maupun dispersi. Pada awalnya polimer berada dalam bentuk kumparan yang terisolasi. Jika pelarut menguap secara lambat, kumparan akan saling mendekat, hingga pada konsentrasi polimer tertentu, kumparan polimer akan saling berpenetrasi satu sama lain Osterwald, 1984 Pembentukan film dari sistem dispersi polimer dapat digambarkan oleh pembentukan film lateks yang merupakan koloid partikel polimer yang terdispersi dalam cairan. Ikatan dua atau lebih partikel polimer kering terjadi karena aliran viskos, tegangan permukaan plastis menyediakan tekanan geser yang dibutuhkan. Sifat film kitosan bergantung pada morfologinya yang dipengaruhi oleh sistem pelarut, berat molekul, derajat N-asetilasi, penguapan pelarut, dan mekanisme regenerasi amin bebas. Penelitian Samuel menunjukan bahwa medium koagulasi seperti halnya asam untuk mencetak film dapat mempengaruhi struktur kristal kitosan. Dengan demikian pemilihan asam juga dapat memberi efek yang signifikan terhadap kekuatan tarik.Krogras, 2003. Universitas Sumatera Utara 2.5 Karakterisasi Film 2.5.1 Pengujian Kekuatan Tarik Sifat mekanis biasanya dipelajari dengan mengamati sifat kekuatan tarik σ t menggunakan alat pengukuran tensometer atau dinamometer, bila terhadap bahan diberikan tegangan. Secara praktis kekuatan tarik diartikan sebagai besarnya beban maksimum F maks yang dibutuhkan untuk memutuskan spesimen bahan, dibagi dengan luas penampang bahan. Karena selama dibawah pengaruh tegangan, spesimen mengalami perubahan bentuk deformasi maka definisi kekuatan tarik dinyatakan dengan luas penampang: σt = Fmaks Ao Selama deformasi, dapat diasumsikan bahwa volum spesimen tidak berubah, sehingga perbandingan luas penampang semula dengan penampang setiap saat, A ₒA= llₒ, dengan l dan lₒ masing-masing adalah panjang spesimen setiap saat dan semula. Bila didefenisikan besaran kemuluran ε sebagai nisbah pertambahan panjang terhadap panjang spesimen semula ε = Δ ll ₒ maka diperoleh hubungan: = Ao l + ε Hasil pengamatan sifat kekuatan tarik ini dinyatakan dalam bentuk kurva tegangan, yakni nisbah beban dengan luas penampang, terhadap perpanjangan bahan regangan, yang disebut dengan kurva tegangan-regangan. Bentuk kurva tegangan−regangan ini merupakan karakteristik yang menunjukkan indikasi sifat mekanis bahan yang lunak, keras, kuat, lemah, rapuh atau liat Wirjosentono, 1995.

2.5.2 Analisa Permukaan dengan SEM Scanning Electron Microscopy

SEM Scanning Electron Microscopy adalah salah satu jenis mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk menggambarkan bentuk permukaan dari material yang dianalisis. Prinsip kerja dari SEM adalah dengan Universitas Sumatera Utara menggambarkan permukaan benda atau material dengan berkas elektron yang dipantulkan dengan energi tinggi. Permukaan material yang disinari atau terkena berkas elektron akan memantulkan kembali berkas elektron atau dinamakan berkas elektron sekunder ke segala arah. Tetapi dari semua berkas elektron yang dipantulkan terdapat satu berkas elektron yang dipantulkan dengan intensitas tertinggi. Detektor yang terdapat di dalam SEM akan mendeteksi berkas elektron berintensitas tertinggi yang dipantulkan oleh benda atau material yang dianalisis Micheler, 2008. Pada alat Scan Electron Microscopy SEM suatu berkas insiden elektron yang sangat halus di-scan menyilangi permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam tabung sinar katoda. Elektron-elektron yang terhambur digunakan untuk memproduksi sinyal yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang memproduksi suatu citra dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang hampir tiga dimensi Stevens, 2001.

2.5.3 Spektroskopi FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy

Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari segala sesuatu tentang interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik REM. Interaksi yang terjadi dalam spektroskopi inframerah ini merupakan interaksi dengan REM melalui absorbansi radiasi. Pancaran inframerah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnetik yang terletak diantara daerah tampak dan gelombang mikro. Molekul menyerap radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang khusus. Absorbansi cahaya ultraviolet mengakibatkan pindahnya sebuah elektron ke orbital dengan energi yang lebih tinggi. Radiasi inframerah tidak cukup mengandung energi untuk melakukan eksitasi tersebut, absorbsinya hanya mengakibatkan membesarnya amflitudo getaran atom-atom yang terikat satu sama lain Sudarmadji, 1989. Energi dari kebanyakan vibrasi molekul berhubungan dengan daerah vibrasi molekul yang dideteksi dan dapat diukur pada spektrofotometer infra merah. Spektra didaerah infra merah dapat digunakan untuk mempelajari sifat- sifat bahan, perubahan struktur yang sedikit saja dapat memberikan perubahan yang dapat diamati pada spectrogram panjang gelombang versus transmitasi Mulja, M. 1995. Universitas Sumatera Utara Menurut Sastrohamidjojo 1992, panjang gelombang yang diserap oleh berbagai tipe ikatan tergantung pada jenis vibrasi ikatan tersebut. Oleh karena itu berbagai jenis ikatan mengabsorbsi radiasi inframerah pada panjang gelombang yang berbeda. Perubahan ini sangat spesifik dan merupakan sidik jari suatu molekul dengan membandingkan spektogram yang dihasilkan oleh bahan yang diuji terhadap bahan yang sudah diketahui secara kualitatif. Penerapan secara kualitatif dapat dilakukan dengan membandingkan fungsi puncak pada panjang gelombang terkait yang dihasilkan ole zat-zat yang diujikan dan zat standart. Spectra infra merah ditujukan terutama untuk senyawa organik yaitu analisis gugus fungsi yang dimiliki oleh senyawa tersebut Mulja, M. 1995. Jumlah energi yang diserap juga bervariasi untuk setiap ikatan. Hal ini disebabkan karena terjadinya perubahan momen ikatan sewaktu absorbsi. Ikatan nonpolar C-H atau C-C pada umumnya memberikan absorbsi lemah, sedangkan ikatan polar C-O akan terlihat sebagai absorbsi yang kuat. Spektroskopi FTIR dapat digunakan untuk menganalisa kualitatif maupun kuantitatif. Analisa kualitatif spektroskopi FTIR secara umum dipergunakan untuk identifikasi gugus-gugus fungsional yang terdapat dalam suatu senyawa yang dianalisa Silverstein, 1986. Dua variasi instrumental dari spektroskopi infra merah yaitu metode dispersif yang lebih tua, dimana prisma atau kisi dipakai untuk mendispersikan radiasi infra merah, dan metode Frourier Transform FT yang lebih akhir, yang menggunakan prinsip interferometri. Kelebihan-kelebihan dari FT-IR mencakup persyaratan ukuran sampel yang kecil, perkembanagan spektrum yang cepat, dan karena instrumen ini memiliki komputer yang terdedikasi, kemampuan untuk menyimpan dan memanipulasi spektrum Stevens, 2001. Spektroskopi FTIR fourier transform infrared pada prinsipnya sama dengan spektroskopi inframerah, hanya saja spektroskopi FTIR ditambahkan alat optik fourier transform untuk menghasilkan spektra yang lebih baik, sehingga spektroskopi FTIR dapat menghasilkan data dimana dengan spektroskopi inframerah puncak yang diinginkan tidak muncul.

2.5.3.1 Peralatan untuk Spektrofotometer Inframerah

Universitas Sumatera Utara Komponen dasar spektrofotometer IR sama dengan UV-tampak, tetapi sumber, detektor, dan komponen optiknya sedikit berbeda. Mula-mula sinar infra merah dilewatkan melalui sampel dan larutan pembanding, kemudian dilewatkan pada monokromator untuk menghilangkan sinar yang tidak diinginkan stray radiation. Berkas ini kemudian didispersikan melalui prisma. Dengan melewatkannya melalui slit, sinar tersebut dapat difokuskan pada detektor. Khopkar,S.M.2008. Gambar 2.4 Bagan Alat Spektroskopi Inframerah Fessenden, R.J. 1983 Instrumen yang digunakan untuk mengukur resapan radiasi inframerah pada berbagai panjang gelombang disebut spektrofotometer inframerah. Komponen alat yang khas adalah sumber cahaya yang memancarkan cahaya inframerah pada semua panjang gelombang. Cahaya dari sumber ini pecah oleh sistem cermin menjadi dua berkas cahaya, berkas rujukan referensi dan berkas contoh. Setelah masing-masing melewati sel rujukan pelarut murni, jika pelarut itu digunakan dalam contoh, atau kosong jika contoh tak menggunakan pelarut dan sel contoh, kedua berkas ini digabung kembali dalam pemenggal chopper; suatu sistem cincin lain, menjadi suatu berkas yang berasal dari kedua berkas itu, yang selang-seling bergantian. Berkas selang-seling ini didifraksi oleh suatu kisi sehingga berkas itu terpecah menurut panjang gelombang. Detektor mengukur beda intensitas antara kedua macam berkas tadi pada tiap-tiap panjang gelombang dan meneruskan informasi ini ke perekam, yang menghasilkan spektrum. Pita-pita inframerah dalam sebuah spektrum dapat dikelompokkan menurut intensitasnya : kuat s, strong, medium m dan lemah w, weak. Suatu pita lemah yang Sumbe r Cahaya Sel Contoh Sel Rujuka n Pemenggal Kisi Detektor Perekam Universitas Sumatera Utara bertumpang-tindih dengan suatu pita kuat disebut bahu sh, shoulder. Banyaknya gugus identik dalam sebuah molekul mengubah kekuatan relatif pita absopsinya dalam suatu spektrum. Fessenden,R.J.1983. Universitas Sumatera Utara BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penggunaan lapisan tipis film dari polimer terus mengalami peningkatan dan perluasan di berbagai bidang seperti industri bioteknologi, industri farmasi, medis, lingkungan, dan pertanian Majeti dan Kumar, 2000; Shahidi dan Abuzaytoun, 2005; Maggy, 2006; Honarkar dan Barikani, 2009. Hal ini disebabkan oleh keunggulan lapisan film tak berpori yang menawarkan permeabilitas, kekuatan mekanik, dan selektifitas yang tinggi, serta dapat memisahkan larutan azeotrop Kanti dkk., 2004. Material film merupakan salah satu variabel yang sangat menentukan kinerja film. Polimer alam saat ini mendapat perhatian yang serius dari para peneliti untuk digunakan sebagai bahan pada pembuatan film karena sifatnya yang nontoxic, biodegradable, biocompatible, dan lebih murah serta mudah didapat. Kitosan merupakan polimer rantai panjang yang disusun oleh monomer- monomer glukosamin 2-amino-2-deoksi-D-glukosa. Biopolimer ini disusun oleh dua jenis gula amino yaitu glukosamin 2-amino-2-deoksi-D-glukosa, 70-80 dan N-asetilglukosamin 2-asetamino-2-deoksi-D-glukosa, 20-30 Goosen, 1997. Kitosan mempunyai sifat dan karakteristik yang berbeda, hal ini bergantung pada sumber kitosan yang diperoleh. Pelarut terbaik yang digunakan dalam proses pembuatan film polimer berbahan dasar kitosan adalah pelarut asam asetat Aryanto, 2002. Kitosan dihasilkan dari proses deasetilasi kitin yang terkandung di dalam cangkang binatang invertebrata terutama crustacea, seperti udang dan kepiting. Kitosan dengan berat molekul tinggi telah dilaporkan dapat membentuk film yang mempunyai sifat-sifat yang baik, sebagai hasil dari ikatan intra dan intermolekul hidrogen Muzzarelli, 1973. Universitas Sumatera Utara Pembentukan film kitosan merupakan polimer yang mampu mengeras menjadi film yang kofisien. Sifat film kitosan bergantung pada morfologinya yang dipengaruhi oleh sistem pelarut, berat molekul, derajat N-asetilasi, dan penguapan pelarut Kogras, 2003. Agusnar, H. et, al 2013 mengatakan bahwa pada pelarut kitosan terjadi hidrolisis setiap harinya jika tidak disimpan di dalam frezer. Gelatin mempunyai sifat hidrofilitas yang tinggi ini dapat dilihat dari fungsinya, dalam produk pangan gelatin berfungsi sebagai penstabil, pembentuk gel, pengikat, pengental, pengemulsi, pelapis dan lain sebagainya. Gelatin juga protein biokompatibel, dan memiliki bioabsorptivitas yang sangat tinggi Achet Dia, 1995; Arvanitoyannis, Nakayama, Aiba, 1998. Lebih jauh Gomez, 2010 mengatakan berdasarkan sifat gelatin dan kitosan, perlu dilakukan suatu penelitian yang lebih intensif dalam membahas sifat fisik dan kimia dari kombinasi kedua senyawa tersebut. Kombinasi kedua biopolimer ini akan saling memperbaiki kelemahan serta meningkatkan sifat fisiko-kimia dari gelatin murni maupun kitosan murni. Namun, sebagian besar dari film-film ini disusun dengan menggunakan larutan kitosan dengan asam asetat dan larutan gelatin Jayakumar Tamura, 2008; Nagahama, Higuchi, Jayakumar, Furuike, Tamura, 2008a; Nagahama, et al, 2008b.; Nagahama, Nwe, Jayakumar, Furuike, Tamura, 2008c; Tamura, Nagahama, Tokura, 2006. Berdasarkan latar belakang diatas, maka peneliti tertarik untuk pembuatan dan karakterisasi film kitosan molekul tinggi dengan hidrogel gelatin.

1.2 Perumusan Masalah