Aplikasi Pati Sagu dan Modifikasinya sebagai Komponen Plastik
APLIKASJ PATI SAGU DAN MODJFJKASINYA
SEBAGAI KOMPONEN PLASTIK
Indah Yuliasih, Tun Tedja Irawadi, llIah Sailah, Hardaning Pr.lOamuda,
Krisnani SetyO'tvati dan Titi Candra Sunarti
Dept. Teknologi lndustri Pertanian, Fak. Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor
Kampus IPB Darmaga. PO Bo:". 220 Bogor 16002. Telp.lFa:". : 0251625088
Abstrak
Pali sagll alami memplll11'a! sijal fisiko kimla yang lerbalas. alllam laill I1kllriill grallula van'!,
besar dall sijalllya yang hidrofilik 5ijal film hasil eampurall pal! dcngan plasllk silllclik
II1clllllljukkall lidak le/iadillva kopoliJl1erisasi diallfara kedual/ya. 5/111klllr yallg demikiall illi
lIle/I)lebabkan sijal fisik lIlekanilmya lidak oplimal. l'vjodi/lkasi pall seew'a berlahap f/raksillasJ
dall as eli/as I) dilakllkall IIl1l11k lIlemperbafk'i sijal peJllbellWkall jillil call1pllran palf dengall
plaslik sinletik. Aplikasf palf sagll dan modifikas!nya sebago! kOlllPOIICII plasfik dflakllkall
dellgan mefode blending paN dengall po/ipropflene (1:9) l11ellggJllwkall riJeolllix (Haake
Rheoll1ix 600P) dilellgkapi dellgan lilir (Roller Roror)pada slI/llI 210°C dCl/gon kecepalon
pllfar 40 rpm selama 5 7 menil. Hasil pellgujfan kOl11posif PP del/gall ji'Gksi amilosa pOli
sagll ase!a! menghasilkall ealllpllrall yang lebih homogell dihandingkan dClIgal1 jcnis pati
10 ill lIya. yang diflllljltkkall dellgal1 hasil pellglljian lIIor/ologi penllllka01l (5E\/), 5e/aill illl,
sifar mekanik1lva re/arij lebih linggi dibal/dillgkall dellgal1 k0111POsi! PP de/1gol1 JCllis pali
lail111ya. Gablillgall sijal elasriy dan plasfis yang dimiliki kOl11pasil PP dengall /rllksi amilasa
pari sagll asela! mampll lIIelll1hal1 ga.va yang lehih hesar dibandillgkall perlakllall laillll),a,
sebellll11 komposi! lersebw rusak alall plJllIS.
Kata kunci : 111odifikasi; pali sogll; plaslik sinlelik
Pendahuluan
Indonesia memiliki keunggulan dalam keragaman sumber patio Salah satu sumber pati yang
potensial di Indonesia adalah pati sagu. Pati sagu mempunyai peran penting sebagai bahan pangan.
namun pemanfaatannya masih sangat terbatas. Padahal sumber alam sagu sebagai kekayaan nasional
Indonesia sangat :'esar. Produktivitas (tonthalth) sagu sangat besar dibandingkan dengan sumber pati
lainnya, yaitu sa:: (15 24). ubi jalar (10 15), padi (6,0), jagung (5,5), gandum (5,0). kentang (3,0).
dan ubi kayu (2,0) (Ishizaki, 2002)
Umumnya resin plastik berasal dari polimer sitentik, yang berupa turunan hasil minyak bumi,
seperti polietilen, polipropilen, poli vini! klorida dan sebagainya, yang mempunyai sifat tidak dapat
dikomposkan. Alternatif penggunaan pati sebagai bahan pengganti plastik sangat ditentukan oleh sifat
fisiko kimianya. Pati alami (native starch) mempunyai sifat fisiko kimia yang terbatas, antara lain ukuran
granula yang besar dan sifatnya yang hidrofilik. Sifat film hasil campuran pati dengan plastik sintetik
menunjukkan tidak terjadinya kopolimerisasi diantara keduanya, melainkan campuran pati yang
terperangkap dalam matrik plastik sintetik (Gambar I dan 2). Struktur yang demikian ini menyebabkan
sifat fisik mekaniknya tidak optimal.
••
•••• •
••
•••••
GI#4.AHVl.AM ｧｬｾＮ＠
>
Gambar 1. lIustrasi tekstur film campuran pati aiami
dan plastik sinletik (Griffin. 1977)
Gambar 2.
Seminar TjiplO UtO/lJ(} lO()?
Balldlillg.
30 AglIslJis :11117
Modifikasi pati dilakukan untuk meningkatkan sifat pel1lbentukan film tersebut. ['v1enurur
Jarowenko (1989) di dalam \\'urzburg (1989), asetilasi rerhadap patl dan amilopektin akan membenluk
film yang lemah dan patah. sedangkan hasil pengujian rcrhadap film amilosa asetat menunjukkan
resistansi terhadap asam lemak. air panas dan dingin sangat baik, Hasil penelitian Fritz et af. (199.+)
menunjukkan bahwa film dari amilosa pati jagung asetat mempunyai sitat lebih transparan, lebih tleksibel
dan lebih kuat dibandingkan dengan film dari pati alaminya, Hasil penelitian Kiatkamjornwong el af.
(200 I) menunjukkan bahwa l11orfologi hasi I pencampuran pati singkong termodiflkasi kompatibel dengan
matriks LOPE dan menunjukkan aksi seperti plaslicizer di bandingkan pati singkollg alami,
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pali sagu termodifikasi yang mempunyai sifat
kompatibel dengan plastik sintetik dan sifat film hasil call1purannya tlcksibel dan kWH,
Bahan dan IVletode
Bahan dan Alat
Bahanbahan yang digunakan adalah pati sagu dan l110dilikasinya (pati asetat, fraksi amilosa pati
sagu dan fraksi amilosa asetal). plastik sintetik (poli propilen), minyak goreng dan air aquades,
Peralatan yang digunakan untuk analisa pati sagu dan l110difikasinya meliputi sirat thermal dengan
Dif/erential Scanning Calorimetry (tv1ettler Toledo DSC 821 L speklrofotometer infra merah (Shimadzu
FTI R8JOO) dan analisa si fat fungsional. Peralatan yang digunakan untuk membuat komposit pati dengan
plastik sintetik adalah rheomix (Haake Rheomix 600P) dilengkapi dengan u!ir (Roller Rotor). Pembuatan
spesimen untuk uji kuat tarik dan elongasi digunakan compression molding (Collin Presse JOO?),
sedangkan analisanya menggunakan alat lensile slrellglh lest (UTM Shimadzu AGSIO KNG), Untuk
analisa morfclogi digunakan Scal1nil1g Electron Microscope (Phillips XL JO),
Metode
MD'difikasi pati sagu dilakukan secara bertahap, yaitll fraksinasi dan asetilasi. Proses fraksinasi
pati sagu memoditikasi melOde t'vlizukami el al. (1999), dengan kondisi proses pada suhu pemanasan
suspensi pati 90°C dan penambahan Ibutanol sebagai senyawa pengkompleks 10 'Yo. Proses asetilasi pati
sagu memodifikasi metode Khalil el al. (1995), dengan kondisi proses pada suhu dan lama waktu reaksi
asetilasi adalah 40°C dan 75 meniL Diagram alir proses fraksinasi dan asetilasi disajikan pada Gambar 3
dan 4, Karakterisasi pati sagu dan modifikasinya meliputi sifat Ihennal. spektrofotometer infra merah.
sifat fisiko kimia dan fungionalnya (kadar air, warna, kelarulan dan swelling power pada suhu 70°C,
kejernihan pasta, water relentioll capacitl' (WRC) dan oil relentioll capacity (ORC).
freeze-thaw ｳｴ｡｢ｩｬｪｾｶＬ＠
Aplikasi pati dan modifikasinya sebagai komponen plastik dalam bentuk komposit dengan plastik
sintetik. dilakukan dengan cara blending pati dan PP (PPHIIOHO). dengan perbandingan I : 9
menggunakan rheomix dilengkapi dengan scew (Roller Rotor) pada suhu 210°C dengan kecepatan putar
40 rpm selama 5 7 meni, Analisa sifat mekanik komposit meliputi Tensile Sirengih (uji kuat tarik dan
elongasi) dan Scanning Electron Micros("Jpe (SEM).
Hasil dan Pembahasan
Karakteristik Pati Sagu dan Modifikasinya
Sifat thennal dapal menggambarkan perubahan yang terjadi selama pemanasan suspensi pati
sampai terjadinya gelatinisasi. Sifat thermal pati sagu dan moditikasinya dianalisis dengan menggunakan
Differential Scanning Calorimetry (DSC). HasH anal isis secara rinci, yang meliput suhu awal (To), suhu
puncak (Tp), suhu akhir (T.) dan energi gelatinisasi endoterm atau entalpi gelatinisasi ＨｾｈＩ＠
disajikan pada
Tabel I.
Tabel I, Sifat thermal
Jenis Pati Sagu
ｾｈ＠
1,25)
8,41
16,41
9,99
49,31
55.12
49,91
gel (Jig)
297,26
176,0 I
164,40
148,54
00.56
93,71
96,39
91,73
fr. Amilosa Pati Sagu
fr. Amilosa Pati SaO'u Asetat (OS = 0,60)
Keterangan :
To : suhu awal (onsetlemperature) Tp:suhu puncak (peak lemperallire) T
SEBAGAI KOMPONEN PLASTIK
Indah Yuliasih, Tun Tedja Irawadi, llIah Sailah, Hardaning Pr.lOamuda,
Krisnani SetyO'tvati dan Titi Candra Sunarti
Dept. Teknologi lndustri Pertanian, Fak. Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor
Kampus IPB Darmaga. PO Bo:". 220 Bogor 16002. Telp.lFa:". : 0251625088
Abstrak
Pali sagll alami memplll11'a! sijal fisiko kimla yang lerbalas. alllam laill I1kllriill grallula van'!,
besar dall sijalllya yang hidrofilik 5ijal film hasil eampurall pal! dcngan plasllk silllclik
II1clllllljukkall lidak le/iadillva kopoliJl1erisasi diallfara kedual/ya. 5/111klllr yallg demikiall illi
lIle/I)lebabkan sijal fisik lIlekanilmya lidak oplimal. l'vjodi/lkasi pall seew'a berlahap f/raksillasJ
dall as eli/as I) dilakllkall IIl1l11k lIlemperbafk'i sijal peJllbellWkall jillil call1pllran palf dengall
plaslik sinletik. Aplikasf palf sagll dan modifikas!nya sebago! kOlllPOIICII plasfik dflakllkall
dellgan mefode blending paN dengall po/ipropflene (1:9) l11ellggJllwkall riJeolllix (Haake
Rheoll1ix 600P) dilellgkapi dellgan lilir (Roller Roror)pada slI/llI 210°C dCl/gon kecepalon
pllfar 40 rpm selama 5 7 menil. Hasil pellgujfan kOl11posif PP del/gall ji'Gksi amilosa pOli
sagll ase!a! menghasilkall ealllpllrall yang lebih homogell dihandingkan dClIgal1 jcnis pati
10 ill lIya. yang diflllljltkkall dellgal1 hasil pellglljian lIIor/ologi penllllka01l (5E\/), 5e/aill illl,
sifar mekanik1lva re/arij lebih linggi dibal/dillgkall dellgal1 k0111POsi! PP de/1gol1 JCllis pali
lail111ya. Gablillgall sijal elasriy dan plasfis yang dimiliki kOl11pasil PP dengall /rllksi amilasa
pari sagll asela! mampll lIIelll1hal1 ga.va yang lehih hesar dibandillgkall perlakllall laillll),a,
sebellll11 komposi! lersebw rusak alall plJllIS.
Kata kunci : 111odifikasi; pali sogll; plaslik sinlelik
Pendahuluan
Indonesia memiliki keunggulan dalam keragaman sumber patio Salah satu sumber pati yang
potensial di Indonesia adalah pati sagu. Pati sagu mempunyai peran penting sebagai bahan pangan.
namun pemanfaatannya masih sangat terbatas. Padahal sumber alam sagu sebagai kekayaan nasional
Indonesia sangat :'esar. Produktivitas (tonthalth) sagu sangat besar dibandingkan dengan sumber pati
lainnya, yaitu sa:: (15 24). ubi jalar (10 15), padi (6,0), jagung (5,5), gandum (5,0). kentang (3,0).
dan ubi kayu (2,0) (Ishizaki, 2002)
Umumnya resin plastik berasal dari polimer sitentik, yang berupa turunan hasil minyak bumi,
seperti polietilen, polipropilen, poli vini! klorida dan sebagainya, yang mempunyai sifat tidak dapat
dikomposkan. Alternatif penggunaan pati sebagai bahan pengganti plastik sangat ditentukan oleh sifat
fisiko kimianya. Pati alami (native starch) mempunyai sifat fisiko kimia yang terbatas, antara lain ukuran
granula yang besar dan sifatnya yang hidrofilik. Sifat film hasil campuran pati dengan plastik sintetik
menunjukkan tidak terjadinya kopolimerisasi diantara keduanya, melainkan campuran pati yang
terperangkap dalam matrik plastik sintetik (Gambar I dan 2). Struktur yang demikian ini menyebabkan
sifat fisik mekaniknya tidak optimal.
••
•••• •
••
•••••
GI#4.AHVl.AM ｧｬｾＮ＠
>
Gambar 1. lIustrasi tekstur film campuran pati aiami
dan plastik sinletik (Griffin. 1977)
Gambar 2.
Seminar TjiplO UtO/lJ(} lO()?
Balldlillg.
30 AglIslJis :11117
Modifikasi pati dilakukan untuk meningkatkan sifat pel1lbentukan film tersebut. ['v1enurur
Jarowenko (1989) di dalam \\'urzburg (1989), asetilasi rerhadap patl dan amilopektin akan membenluk
film yang lemah dan patah. sedangkan hasil pengujian rcrhadap film amilosa asetat menunjukkan
resistansi terhadap asam lemak. air panas dan dingin sangat baik, Hasil penelitian Fritz et af. (199.+)
menunjukkan bahwa film dari amilosa pati jagung asetat mempunyai sitat lebih transparan, lebih tleksibel
dan lebih kuat dibandingkan dengan film dari pati alaminya, Hasil penelitian Kiatkamjornwong el af.
(200 I) menunjukkan bahwa l11orfologi hasi I pencampuran pati singkong termodiflkasi kompatibel dengan
matriks LOPE dan menunjukkan aksi seperti plaslicizer di bandingkan pati singkollg alami,
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan pali sagu termodifikasi yang mempunyai sifat
kompatibel dengan plastik sintetik dan sifat film hasil call1purannya tlcksibel dan kWH,
Bahan dan IVletode
Bahan dan Alat
Bahanbahan yang digunakan adalah pati sagu dan l110dilikasinya (pati asetat, fraksi amilosa pati
sagu dan fraksi amilosa asetal). plastik sintetik (poli propilen), minyak goreng dan air aquades,
Peralatan yang digunakan untuk analisa pati sagu dan l110difikasinya meliputi sirat thermal dengan
Dif/erential Scanning Calorimetry (tv1ettler Toledo DSC 821 L speklrofotometer infra merah (Shimadzu
FTI R8JOO) dan analisa si fat fungsional. Peralatan yang digunakan untuk membuat komposit pati dengan
plastik sintetik adalah rheomix (Haake Rheomix 600P) dilengkapi dengan u!ir (Roller Rotor). Pembuatan
spesimen untuk uji kuat tarik dan elongasi digunakan compression molding (Collin Presse JOO?),
sedangkan analisanya menggunakan alat lensile slrellglh lest (UTM Shimadzu AGSIO KNG), Untuk
analisa morfclogi digunakan Scal1nil1g Electron Microscope (Phillips XL JO),
Metode
MD'difikasi pati sagu dilakukan secara bertahap, yaitll fraksinasi dan asetilasi. Proses fraksinasi
pati sagu memoditikasi melOde t'vlizukami el al. (1999), dengan kondisi proses pada suhu pemanasan
suspensi pati 90°C dan penambahan Ibutanol sebagai senyawa pengkompleks 10 'Yo. Proses asetilasi pati
sagu memodifikasi metode Khalil el al. (1995), dengan kondisi proses pada suhu dan lama waktu reaksi
asetilasi adalah 40°C dan 75 meniL Diagram alir proses fraksinasi dan asetilasi disajikan pada Gambar 3
dan 4, Karakterisasi pati sagu dan modifikasinya meliputi sifat Ihennal. spektrofotometer infra merah.
sifat fisiko kimia dan fungionalnya (kadar air, warna, kelarulan dan swelling power pada suhu 70°C,
kejernihan pasta, water relentioll capacitl' (WRC) dan oil relentioll capacity (ORC).
freeze-thaw ｳｴ｡｢ｩｬｪｾｶＬ＠
Aplikasi pati dan modifikasinya sebagai komponen plastik dalam bentuk komposit dengan plastik
sintetik. dilakukan dengan cara blending pati dan PP (PPHIIOHO). dengan perbandingan I : 9
menggunakan rheomix dilengkapi dengan scew (Roller Rotor) pada suhu 210°C dengan kecepatan putar
40 rpm selama 5 7 meni, Analisa sifat mekanik komposit meliputi Tensile Sirengih (uji kuat tarik dan
elongasi) dan Scanning Electron Micros("Jpe (SEM).
Hasil dan Pembahasan
Karakteristik Pati Sagu dan Modifikasinya
Sifat thennal dapal menggambarkan perubahan yang terjadi selama pemanasan suspensi pati
sampai terjadinya gelatinisasi. Sifat thermal pati sagu dan moditikasinya dianalisis dengan menggunakan
Differential Scanning Calorimetry (DSC). HasH anal isis secara rinci, yang meliput suhu awal (To), suhu
puncak (Tp), suhu akhir (T.) dan energi gelatinisasi endoterm atau entalpi gelatinisasi ＨｾｈＩ＠
disajikan pada
Tabel I.
Tabel I, Sifat thermal
Jenis Pati Sagu
ｾｈ＠
1,25)
8,41
16,41
9,99
49,31
55.12
49,91
gel (Jig)
297,26
176,0 I
164,40
148,54
00.56
93,71
96,39
91,73
fr. Amilosa Pati Sagu
fr. Amilosa Pati SaO'u Asetat (OS = 0,60)
Keterangan :
To : suhu awal (onsetlemperature) Tp:suhu puncak (peak lemperallire) T