Pencirian bioplastik tepung singkong dengan penambahan natrium alginat, selulosa, dan limonena

PENCIRIAN BIOPLASTIK TEPUNG SINGKONG DENGAN
PENAMBAHAN NATRIUM ALGINAT, SELULOSA, DAN
LIMONENA

EVI RATNASARI

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 Pencirian Bioplastik
Tepung Singkong dengan Penambahan Natrium Alginat, Selulosa, dan Limonena
adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum
diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam

Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Evi Ratnasari
NIM G44100057

ABSTRAK

EVI RATNASARI. Pencirian Bioplastik Tepung Singkong dengan Penambahan
Natrium Alginat, Selulosa, dan Limonena. Dibimbing oleh TETTY KEMALA
dan AHMAD SJAHRIZA
Penggunaan plastik sintetik meningkat setiap tahunnya, namun plastik yang
beredar menghasilkan limbah yang sulit terurai sehingga dibuat plastik yang
ramah lingkungan. Dalam penelitian ini, bioplastik dibuat dengan paduan tepung
singkong dan gliserol dengan nisbah komposisi 75:5 serta beragam konsentrasi
natrium alginat, limonena dan selulosa. Bioplastik yang dihasilkan dianalisis
bobot jenis, sifat mekanik, permeabilitas uap air, sifat termal, dan morfologi
permukaannya. Penggunaan natrium alginat dan selulosa meningkatkan kuat tarik
dan bobot jenis. Limonena hasil ekstraksi kulit jeruk meningkatkan elongasi

bioplastik dan menurunkan permeabilitas uap air. Analisis termal dengan
kalorimeter pemayaran diferensial menghasilkan nilai titik leleh yang meningkat
dengan tambahan natrium alginat. Bioplastik yang dihasilkan memiliki morfologi
permukaan yang homogen.
Kata kunci : bioplastik, limonena, natrium alginat, selulosa

ABSTRACT
EVI RATNASARI. Bioplastic Characterization of Cassava Starch with Addition
of Sodium Alginate, Cellulose, and Limonene. Supervised by TETTY KEMALA
and AHMAD SJAHRIZA.
There is high demand of sintetic plastic production each year, but the use
of plastic produces non biodegradable wastes. Therefore, biodegradable plastics
can be an alternative solution to overcome the problem in relating with the need of
environmentally friendly plastics. Theaim of this study was to characterized
bioplastics made of cassava starch with addition of sodium alginate, cellulose,
and limonene. Bioplastics were made of composit of cassava starch and gliserol
(75:5) and various concentrations of sodium alginate: limonen:celullose. The
analysis of density, mechanical properties, thermal analysis, water vapour
permeability and morfology were conducted for the biodegradable plastics. The
results showed that sodium alginate and celullose increased the tensile strength

and density. Limonene extracted from orange peels increased percentage of
elongation and the thickness, also decrease the water vapour permeability.
Thermal analysis using differential scanning calorimeter showed that sodium
alginate addition increased the melting point and it indicated interaction among
constituents. The surface morfology of bioplastics composite in thies study
showed homogenous character.
Keyword: bioplastic, cellulose, limonene, sodium alginate

PENCIRIAN BIOPLASTIK TEPUNG SINGKONG DENGAN
PENAMBAHAN NATRIUM ALGINAT, SELULOSA, DAN
LIMONENA

EVI RATNASARI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Program Studi Kimia

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

Judul Skripsi : Pencirian Bioplastik Tepung Singkong dengan Penambahan
Natrium Alginat, Selulosa, dan Limonena
Nama
: Evi Ratnasari
NIM
: G44100057

Disetujui oleh

Dr Tetty Kemala, MSi
Pembimbing I

Drs Ahmad Sjahriza
Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Dra Purwantiningsih Sugita, MS
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat limpahan
rahmat dan hidayah-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul
“Pencirian Bioplastik Tepung Singkong dengan Penambahan Natrium Alginat,
Selulosa, dan Limonena”. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia
Anorganik, Departemen Kimia, Institut Pertanian Bogor (IPB) sejak bulan
Januari hingga Mei 2014.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr Tetty Kemala dan Bapak
Drs Ahmad Sjahriza selaku pembimbing yang senantiasa memberikan arahan,
dorongan semangat, dan doa kepada penulis selama melaksanakan penelitian ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf Laboratorium Kimia

Anorganik (Bapak Syawal, Bapak Mulyadi, Bapak Sunarsa) dan atas bantuan
selama penelitian berlangsung.
Terima kasih tak terhingga penulis ucapkan kepada ayah, ibu, dan seluruh
keluarga atas doa dan kasih sayangnya. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan
kepada Mega, Mirma, Karin, Oki, Hasna, Vallian, Tri, dan Dian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Bogor, Agustus 2014
Evi Ratnasari

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR LAMPIRAN

vii

PENDAHULUAN

1

BAHAN DAN METODE

2

Alat dan Bahan
Penentuan Kadar Air
Penentuan Kadar Abu
Ekstraksi Limonena dari Kulit Jeruk
Pembuatan Bioplastik
Uji Ketebalan
Penentuan Bobot Jenis
Uji Tarik
Analisis Termal dengan DSC
Analisis Morfologi dengan SEM
Analisis Permeabilitas Uap Air
HASIL DAN PEMBAHASAN

Kadar Air dan Kadar Abu
Bioplastik Tepung Singkong
Ketebalan
Bobot Jenis
Sifat Mekanik
Analisis Termal
Morfologi Permukaan
Permeabilitas Uap Air
SIMPULAN DAN SARAN

2
2
2
3
3
4
4
4
5
5

5
6
6
6
8
9
10
13
14
15
16

Simpulan
Saran

16
17

DAFTAR PUSTAKA

17

LAMPIRAN

19

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

29

DAFTAR GAMBAR
1 Bioplastik dari tepung singkong-gliserol-natrium alginat-limonena-selulosa
dengan beragam konsentrasi natrium alginat dan selulosa
7
2 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium alginat
10% terhadap ketebalan
8
3 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa 10%
terhadap ketebalan
8

4 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium alginat
10% terhadap bobot jenis
9
5 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa 10%
terhadap bobot jenis
10
6 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium alginat
10% terhadap kuat tarik
11
7 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa 10%
terhadap kuat tarik
11
8 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium alginat
10% terhadap elongasi
12
9 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa 10%
terhadap elongasi
12
10 Termogram bioplastik tepung singkong
13
11 Morfologi bioplastik tepung singkong
14
12 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium alginat
10% terhadap permebilitas uap air
15
13 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa 10% terhadap
permeabilitas uap air
16

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6

Diagram alir penelitian
Data kadar air dan kadar abu
Data pengukuran ketebalan bioplastik
Data dan perhitungan bobot jenis bioplastik
Data pengukuran sifat mekanik bioplastik
Data pengukuran permeabilitas uap air

19
20
21
23
25
26

PENDAHULUAN
Plastik sintetik semakin banyak digunakan sebagai bahan kemasan karena
sifatnya yang ringan, lentur, kedap air, dan ekonomis. Plastik tersebut seperti
polietilena, polipropilena, poli(vinil klorida) berbahan baku turunan minyak bumi,
ketersediaanya semakin menurun dan bersifat tidak mudah terurai mengakibatkan
penumpukan limbah sehingga mencemari lingkungan. Oleh karena itu
dikembangkan bioplastik yang ramah lingkungan. Penyusun bioplastik yang
umum digunakan ialah hidrokoloid seperti polisakarida dan protein, lipid seperti
lilin lebah dan asam lemak, atau campuran keduanya (Zhong dan Xia 2008).
Tepung singkong merupakan salah satu sumber polisakarida yang digunakan
dalam pembuatan bioplastik.
Tepung singkong merupakan sumber karbohidrat yang relatif murah,
berpotensi untuk dikembangkan sebagai bioplastik, dan mudah terurai. Akan
tetapi, tepung singkong memiliki kelemahan berupa daya serap air yang tinggi dan
menghasilkan bioplastik yang rapuh (Zhong dan Xia 2008) sehingga perlu
ditambah aditif agar menghasilkan bioplastik yang kuat dan hidrofobik (Yu et al.
2006). Salah satu aditif yang digunakan adalah gliserol. Penambahan gliserol
bertujuan meningkatkan kelenturan dan kemuluran bioplastik. Menurut Hasanah
(2012), gliserol merupakan salah satu pemlastis pati yang dapat menghasilkan
bioplastik yang homogen, elastis, akan tetapi sifat mekaniknya masih rendah.
Rendahnya sifat mekanik tersebut dapat diperbaiki dengan penambahan
natrium alginat, limonena, dan selulosa. Alginat berasal dari ekstrak rumput laut
cokelat (Haerunnisa 2008). Senyawa ini merupakan polimer organik yang
tersusun oleh 2 unit monomer asam β-D manuronat (M) dan asam α-L guluronat
(G) atau selang-seling keduanya (GGMM). Alginat dapat membentuk bioplastik
yang baik dan biokompatibel. Ulfiah (2013) telah membuat bioplastik berbahan
dasar pati dengan penambahan natrium alginat dan menghasilkan sifat mekanik
yang cukup baik serta mengurangi kerapuhan bioplastik.
Limonena termasuk golongan monoterpenoid monosiklik. Senyawa
limonena merupakan komponen utama minyak kulit jeruk. Penambahan limonena
bertujuan meningkatkan elastisitas, derajat kejernihan, serta permeabilitas
bioplastik terhadap oksigen dan karbon dioksida (Kurniawan et al. 2012).
Kombinasi antara natrium alginat dengan limonena pada bioplastik tepung
singkong menghasilkan bioplastik yang elastis dan transparan, tetapi kuat tariknya
masih lemah (Sarifudin 2013). Peningkatan kuat tarik dapat dilakukan dengan
penambahan selulosa.
Selulosa terdiri atas unit berulang D-glukosa yang dihubungkan melalui ß–
1,4 glikosidik. Selulosa dapat berasal dari tumbuhan dan bakteri. Selulosa dari
bakteri dipilih dalam penelitian ini karena mudah didapat dan praktis. Selulosa
bakteri memiliki kerapatan 300˗900 kg/m3, elastis, dapat terurai, murni, derajat
kristalinitas (84˗89%), dan kekuatan tarik yang tinggi (Tampubolon 2008).
Bioplastik yang dihasilkan dari penggunaan selulosa umumnya tidak berbau, sifat
mekanik baik, bening, kedap minyak, dan lemak.
Penelitian ini bertujuan membuat bioplastik tepung singkong terplastisasi
gliserol dengan penambahan natrium alginat, selulosa, dan limonena pada
beberapa nisbah tertentu serta menganalisis pencirian bioplastik yang dihasilkan.

2

BAHAN DAN METODE
Tahapan penelitian meliputi penentuan kadar air dan abu bahan baku
bioplastik, ekstraksi limonena dari kulit jeruk, pembuatan bioplastik tepung
singkong terplastisasi gliserol dengan penambahan beragam konsentrasi natrium
alginat, limonena, dan selulosa. Bioplastik yang dihasilkan, selanjutnya dicirikan,
yang meliputi penentuan ketebalan, bobot jenis plastik, analisis mekanik, analisis
termal, analisis permeabilitas uap air, dan analisis morfologi dengan mikroskop
elektron payaran (SEM) (Lampiran 1).

Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan antara lain piknometer 25 mL, hot plate, mixer,
cawan porselin, kempa hidraulik, sentrifugasi, ultrasonikasi, alat uji tarik
Tensolab-MEY, mikroskop elektron payaran (SEM) JEOL JVISI-65-10LA,
kalorimeter pemayaran diferensial (DSC) PERKIN ELMER, dan peralatan kaca.
Bahan-bahan yang digunakan adalah tepung singkong, natrium alginat teknis,
gliserol teknis, HCl, nata de coco, akudes, akuabides, natrium bikarbonat teknis,
dan limbah kulit jeruk medan.

Penentuan Kadar Air (AOAC 2007)
Cawan porselin dipanaskan selama 30 menit pada suhu 105 °C dan
ditimbang bobotnya. Sampel ditimbang sebanyak 2 g dalam cawan tersebut,
kemudian dipanaskan pada suhu 105 °C selama 5 jam, setelah didinginkan dalam
desikator cawan berisi sampel selama 30 menit dan ditimbang. Tahap ini diulangi
hingga dicapai bobot konstan. Kadar air dihitung dengan rumus :
% kadar air =

-

x 100%

A = Bobot cawan petri kosong (g)
B = Bobot cawan petri dan sampel sebelum dikeringkan (g)
C = Bobot cawan petri dan sampel setelah dikeringkan (g)

Penentuan Kadar Abu (AOAC 2007)
Cawan porselin dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama 30 menit.
Sampel sebanyak 2 g ditimbang dan diletakkan dalam cawan tersebut. Cawan
berisi sampel dibakar sampai tidak berasap, kemudian dimasukkan ke dalam tanur
dengan suhu 550-600 °C selama 5 jam. Cawan berisi sampel yang sudah diabukan
diambil dan dimasukkan ke dalam desikator kemudian ditimbang. Tahap ini
diulangi hingga dicapai bobot konstan. Kadar abu dihitung dengan rumus :

3
% kadar abu =

x 100%

A = Bobot cawan porselein kosong (g)
B = Bobot cawan dan sampel sebelum diabukan (g)
C = Bobot cawan dan sampel setelah diabukan (g)

Ekstraksi Limonena dari Kulit Jeruk (BPPT 2001)
Kulit jeruk direndam semalaman dengan air NaHCO3 5%. Kemudian diperas
menggunakan alat kempa hidraulik. Pemerasan dilakukan dua kali. Emulsi
minyak atsiri dikumpulkan dan dilakukan dekantasi agar air dengan minyak
terpisah menggunakan corong pisang. Setelah itu, emulsi disimpan di botol gelap
dan dimasukkan ke lemari pendingin. Fraksi minyak yang tertinggal di botol gelap
dipindahkan ke tabung sentrifugasi. Kemudian dilakukan sentrifugasi pada
kecepatan 5000 rpm selama 30 menit. Sisa fraksi air akan berada pada bagian
bawah cairan dalam botol sentrifugasi, dan fraksi minyak berada pada bagian atas.
Fraksi minyak ini disebut sebagai minyak kulit jeruk.

Pembuatan Bioplastik (Modifikasi Sarifudin 2013)
Tepung singkong, selulosa, dan natrium alginat ditimbang sesuai dengan
komposisi yang ditentukan (Tabel). Natrium alginat dilarutkan dengan akuades 50
mL pada suhu 40 °C selama 15 menit. Tepung singkong dilarutkan dengan 150
mL akuades yang sebelumnya ditambahkan larutan HCl 1.50 M. Kemudian
larutan tepung singkong ditambahkan gliserol dan selulosa pada suhu 40 °C. Hasil
pencampuran ditambahkan limonena pada suhu yang sama, lalu larutan
dihomogenkan dengan pengadukkan dan pemanasan hingga suhu 50 °C. Larutan
kemudian dicampurkan dengan larutan natrium alginat dan suhu dinaikan hingga
70 °C. Larutan selanjutnya dihomogenkan hingga mengental. Campuran yang
didapat didiamkan selama 10 menit agar terbebas dari gelembung udara dan
dicetak pada permukaan pelat kaca. Bioplastik yang sudah terbentuk dikeringkan
pada suhu ruang selama 1 24 jam dan dilepaskan dari pelat kaca.

4
Tabel Komposisi bioplastik
Gliserol (%)
Natrium
Limonena (%)
alginat (%)
5.00
10.00
0.00
5.00
10.00
2.50
5.00
10.00
5.00
5.00
10.00
7.50
5.00
10.00
10.00
5.00
0.00
10.00
5.00
2.50
7.50
5.00
5.00
5.00
5.00
7.50
2.50
5.00
10.00
0.00

Tepung
Singkong (%)
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00
75.00

Selulosa (%)
10.00
7.50
5.00
2.50
0.00
10.00
10.00
10.00
10.00
10.00

Uji Ketebalan (Wijaya 2013)
Ketebalan merupakan salah satu parameter yang diukur untuk mengetahui
ciri bioplastik. Pengukuran ketebalan ini dilakukan 10 kali ulangan dengan titik
yang berbeda pada bioplastik yang terbentuk dengan menggunakan mikrometer
sekrup.

Penentuan Bobot Jenis (Kemala et al. 2010)
Setiap sampel yang dihasilkan dipotong dengan ukuran yang seragam.
Bobot W0, W1, W2, dan W3 dicatat untuk setiap sampel lalu bobot jenis sampel
ditentukan melalui persamaan:
D=
Keterangan:
D
D1
Da
W0
W1
W2
W3

(

-

)-

-

[

-

]

(1)

= bobot jenis contoh (g mL˗1)
= bobot jenis air (g mL ˗ )
= bobot jenis udara pada suhu percobaan (g/mL)
= bobot piknometer kosong (g)
= bobot piknometer + contoh (g)
= bobot piknometer + contoh + akuades (g)
= bobot piknometer + akuades (g)

Uji Tarik (ASTM D638 2005)
Bioplastik yang dihasilkan dipotong dengan ukuran panjang 90 mm dan
lebar 20 mm. Potongan bioplastik dijepit pada alat uji tarik dan ditarik melalui
kecepatan yang konstan. Selanjutnya panjang awal dicatat dan ujung tinta pencatat

5
diletakkan pada posisi 0 dalam grafik. Tombol start ditekan dan alat akan menarik
sampel sampai putus. Pengukuran besarnya kekuatan tarik dan elongasi dapat
menggunakan persamaan 2 dan persamaan 3.
(2)

(3)
Keterangan :
= kekuatan tarik (N mm-2)
= tegangan maksimum (N)
A
= luas penampang lintang (mm2)
%E
= elongasi (%)
= pertambahan panjang spesimen (mm)
L0
= panjang spesimen mula-mula (mm)

Analisis Termal dengan DSC
Sampel sebanyak 8-10 mg ditempatkan di dalam crucible yang terletak di
dalam tungku pemanasan (furnace) pada alat DSC. Pengukuran yang dilakukan
p d rent ng uhu 5 ˗350 °C dengan kecepatan 20 °C/menit. Data yang
dihasilkan berbentuk termogran.

Analisis Morfologi dengan SEM
Analisis dilakukan menggunakan mikroskop elektron payaran (SEM).
Sampel bioplastik dimasukkan ke dalam tempat sampel dengan perekat ganda dan
dilapisi dengan logam emas pada keadaan vakum. Sampel diamati menggunakan
SEM dengan tegangan 15 kV. Hasil yang didapat dicetak.

Analisis Permeabilitas Uap Air (Modifikasi ASTM E 96-95)
Analisis permeabilitas uap air dilakukan dengan teknik mengukur laju
transmisi uap air menggunakan metode wet cup. Bioplastik yang akan diuji
dijadikan penutup cawan petri yang telah diisi akuades. Bobot akuades yang
hilang dilihat berdasarkan fungsi waktu sampai keadaan tunak dan laju transmisi
uap air (WVTR) dihitung dari keadaan tunaknya. Lubang dibuat pada aluminium
foil dengan luas lubang 10.00% luas permukaan akuades dan nilainya harus
diketahui dengan pasti. Akuades dimasukkan ke dalam cawan petri sebanyak 30
mL kemudian lubang ditutup dengan menggunakan bioplastik yang direkatkan
dengan lem epoxy pada aluminium foil. Cawan ditimbang kemudian dimasukkan
ke dalam oven pada suhu 37 ± 0.5 °C. Sampel diambil dan ditimbang setiap 1 jam

6
selama 5 jam. Kurva dibuat antara waktu uji (sumbu x) dalam menit dan bobot
akuades yang hilang (sumbu y) dalam gram.
t ir

ng hi ng

fu

tu u

re

(4)

Keterangan:
WVTR = Laju transmisi uap air (g s-1 m-2)
g

-

-

-

(

-

)

d

(5)

Keterangan:
S
= Tekanan udara jenuh pada suhu 37 °C (6266.134 Pa)
R1
= RH dalam cawan = 100%
R2
= RH pada suhu 37 °C = 81%
d
= Ketebalan

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kadar Air dan Kadar Abu
Uji kadar air dilakukan untuk mengetahui kandungan air pada sampel.
Kadar air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, mutu, dan daya simpan.
Sampel tepung singkong, selulosa, dan natrium alginat memiliki kadar air
berturut-turut yaitu 12.64, 93.48, dan 18.30% (Lampiran 2). Nilai tersebut
memenuhi standar mutu, yaitu kadar air tepung singkong maksimal 15.00% (SNI
˗ 997˗1992), natrium alginat sebesar 5.00-20.00% (Food Chemical Codex
1981), dan selulosa yang sebesar 96. ˗ 98.00%.
Nilai kadar abu menunjukkan komponen anorganik atau mineral sisa
pembakaran bahan organik. Semakin banyak kandungan mineral, maka kadar abu
menjadi semakin besar. Kadar abu yang diperoleh untuk tepung singkong,
selulosa, dan natrium alginat berturut-turut, yaitu 0.08, 0.03, dan 37.99%
(Lampiran 2). Nilai tersebut memenuhi standar mutu, yaitu kadar air tepung
singkong maksimal 15.00% (SNI 01-2997-1992), natrium alginat sebesar
18. ˗27.00% (Food Chemical Codex 1981) dan selulosa sebesar 1.06%, namun,
sampel natrium alginat memiliki nilai kadar abu yang jauh berbeda. Perbedaan
tersebut disebabkan oleh tempat pengambilan sampel, cara ekstraksi sampel, dan
kebersihan sampel yang berbeda.

Bioplastik Tepung Singkong
Pembuatan bioplastik diawali dengan proses hidrolisis tepung singkong
menggunakan HCl dengan harapan amilopektin berubah menjadi struktur yang
lebih linear dengan memutuskan ikatan glikosida pada pati. Proses ini bertujuan

7
dalam meningkatkan sifat mekanik yang dihasilkan (Wuttisela et al. 2008).
Bioplastik dibuat dalam 2 tahap. Tahap pertama adalah pencampuran selulosa dan
limonena dengan tepung singkong terplastisasi gliserol. Gliserol berperan sebagai
pemlastis yang memperlemah interaksi antarpolimer sehingga polimer menjadi
lebih lentur dan ketidakteraturannya meningkat (Kemala et al. 2010). Selanjutnya
selulosa dan limonena ditambahkan pada suhu 40 °C guna meningkatkan
elastisitas dan kekuatan mekanik bioplastik yang dihasilkan.
Tahap kedua adalah penambahan larutan natrium alginat pada suhu 50 °C.
Setelah penambahan tersebut, larutan dipanaskan pada suhu 65˗70 °C sehingga
terjadi gelatinasi. Gelatinasi adalah proses saat granul pati akan membengkak
pecah yang menyebar keseluruh bagian sehingga membentuk dispersi koloid
dalam air saat tepung dipanaskan (Nwokocha et al. 2009). Proses gelatinasi
ditandai dengan adanya perubahan warna pada larutan tepung singkong
terplastisasi gliserol dan larutan akan berubah menjadi lebih kental. Larutan yang
terbentuk dicetak pada pelat kaca kemudian didiamkan pada suhu ruang untuk
menguapkan pelarut.

(a)

(b)
Gambar 1 Bioplastik tepung singkong-gliserol-natrium alginat-limonena-selulosa
saat beragam konsentrasi limonena dan selulosa(a) serta beraganm
konsentrasi natrium alginat dan limonena(b) dengan nisbah konsentrasi
0:10 (i) 2.5:7.5 (ii) 5:5 (iii) 7.5:2.5 (iv) dan 10:0(v) (%)
Bioplastik yang dihasilkan terlihat homogen dan transparan (Gambar 1).
Penambahan limonena dan natrium alginat membuat bioplastik yang dihasilkan
semakin berwarna kuning dan transparansinya berkurang. Di sisi lain, semakin
banyak selulosa yang ditambahkan warna kuning pada bioplastik yang dihasilkan
semakin berkurang dan transparansinya meningkat.
Perbedaan bioplastik yang dibuat dengan natrium alginat yang konstan dan
selulosa yang konstan menghasilkan bioplastik yang berbeda warna secara kasat
mata. Bioplastik yang dihasilkan saat natrium alginat yang konstan memiliki
warna kuning lebih dominan dibandingkan dengan bioplastik saat selulosa yang
konstan. Penambahan natrium alginat yang berlebih membuat bioplastik berwarna
kuning.

8
Ketebalan
Ketebalan diukur dengan menggunakan mikrometer sekrup di 10 titik yang
berbeda pada sampel agar didapatkan data yang akurat. Pengukuran ketebalan
berpengaruh terhadap nilai kuat tarik dan permeabilitas uap air. Perbedaan
ketebalan dipenguruhi komposisi bahan penyusun. Hal ini disebabkan karena
proses pencetakan bioplastik menggunakan teknik yang sama untuk setiap
komposisi. Jumlah bahan, tebal lakban, alat cetak, dan cara pembuatan yang sama
pada setiap komposisi juga menyebabkan komposisi bahan penyusun berpengaruh
terhadap ketebalan. Nilai yang diperoleh terdapat pada Lampiran 3.
Berdasarkan data pada Gambar 2 dan Gambar 3, ketebalan bioplastik
semakin meningkat seiring dengan penambahan limonena. Hal ini disebabkan
perbedaan kepolaran limonena dengan bahan penyusun lainnya. Nilai ketebalan
terbesar terdapat pada komposisi natrium alginat:limonena:selulosa (10:10:0) (%)
sebesar 0.09700 mm dan pada komposisi natrium alginat:limonena:selulosa
(0:10:10) (%) memiliki ketebalan yang paling besar yaitu 0.1100 mm.

Gambar 2 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium
alginat 10% terhadap ketebalan

Gambar 3 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa
10% terhadap ketebalan

9
Bobot Jenis
Bobot jenis menunjukkan keteraturan dan kerapatan bioplastik yang
dihasilkan. Semakin besar bobot jenis yang dihasilkan maka keteraturan bioplastik
akan semakin besar. Nilai bobot jenis bioplastik menunjukkan kemampuan
bioplastik dalam melindungi zat yang berada di dalamnya dari udara bebas.
Bioplastik dengan bobot jenis rendah mempunyai struktur yang lebih terbuka
sehingga mudah dilalui oleh molekul kecil. Lampiran 4 menunjukkan data
pengukuran bobot jenis bioplastik tiap ulangan.
Bobot jenis bioplastik pada konsentrasi natrium alginat tetap 10% dan
konsentrasi limonena dan selulosa yang beragam terdapat pada Gambar 4.
Berdasarkan gambar tersebut, terlihat bahwa bobot jenis bioplastik semakin
bertambah seiring dengan peningkatan jumlah selulosa dan penurunan jumlah
limonena. Komposisi bioplastik limonena:selulosa (0:10) (%) memiliki bobot
jenis tertinggi sebesar 3.2435 g/mL dan komposisi bioplastik limonena:selulosa
(10:0) (%) memiliki bobot jenis terendah sebesar 1.3261 g/mL. Hal ini disebabkan
oleh struktur selulosa yang meningkatkan interaksi antarpolimer pada rantai
bertambah. Adanya ikatan hidrogen intramolekul dan antarmolekul pada selulosa
meningkatkan kerapatan dan keteraturan antar molekul polimer (Siro dan Plackett
2010).

Gambar 4 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium
alginat 10% terhadap bobot jenis
Nilai bobot jenis bioplastik semakin meningkat dengan penambahan
natrium alginat (Gambar 5). Berdasarkan Gambar 5 bobot jenis tertinggi didapat
saat penambahan natrium alginat 10% sebesar 3.2435 g/mL dan bobot jenis
terkecil didapat saat penambahan natrium alginat 0% sebesar 1.3035 g/mL. Hal ini
disebabkan natrium alginat memiliki bobot jenis sebesar 1.6010 g/mL sehingga
penambahan natrium alginat dapat meningkatkan keteraturan molekul (Ulfiah
2013). Kenaikan bobot jenis tersebut juga disertai dengan peningkatan kekuatan
gel saat natrium alginat ditambahkan yang dapat membentuk jalinan serat
homogen sehingga bobot jenis meningkat.

10

Gambar 5 Pengaruh komposisi plastik tepung singkong dengan selulosa 10%
terhadap bobot jenis
Berdasarkan Gambar 4 dan Gambar 5, peningkatan konsentrasi limonena
akan menurunkan bobot jenis bioplastik yang dihasilkan. Hal ini menandakan
bahwa penambahan limonena membuat keteraturan bioplastik menurun karena
rantai polimer yang semakin lemah dengan adanya limonena. Limonena
merupakan molekul kecil yang dapat masuk kedalam jaringan polimer sehingga
dapat membuat jarak antar rantai semakin renggang. Hal ini memudahkan adanya
pergerakan antar molekul sehingga keteraturan bioplastik menurun (Arrieta et al.
2013).

Sifat Mekanik
Sifat mekanik bioplastik diukur menggunakan uji tarik yang akan
menghasilkan nilai kuat tarik dan elongasi. Nilai kuat tarik adalah nilai tegangan
maksimum yang diberikan oleh suatu bioplastik dalam menahan beban yang
diberikan sebelum putus, sedangkan elongasi adalah perubahan nilai panjang
maksimum setelah bioplastik ditarik hingga putus. Perbedaan komposisi antara
natrium alginat, limonena, dan selulosa memberikan pengaruh terhadap nilai kuat
tarik dan elongasi bioplastik yang dihasilkan. Data dan hasil analisis kuat tarik
dan elongasi dapat dilihat pada Lampiran 5.
Nilai kuat tarik meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi selulosa
dan penurunan konsentrasi limonena (Gambar 6). Kuat tarik terbesar pada
bioplastik dengan penambahan selulosa 10% sebesar 4.0190 MPa. Kuat tarik
terkecil saat selulosa yang ditambahkan 0% sebesar 3.4392 MPa. Hal ini
disebabkan oleh penambahan selulosa memperbaiki interaksi adesi polimer dan
memperkuat daya kohesi (Azeredo et al. 2009). Derajat kristarlinitas yang tinggi
pada selulosa membuat interaksi antar polimer dalam bioplastik semakin
meningkat yang menandakan stuktur lebih teratur sehingga kuat tarik akan
meningkat. Hal ini sesuai dengan nilai bobot jenis yang semakin meningkat.

11

Gambar 6 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium
alginat 10% terhadap kuat tarik
Gambar 7 menunjukkan nilai kuat tarik bioplastik saat konsentrasi selulosa
yang ditambahkan konstan 10% dengan beragam konsentrasi natrium alginat dan
limonena. Berdasarkan gambar tersebut, kuat tarik meningkat dengan peningkatan
jumlah natrium alginat. Bioplastik dengan penambahan 10% natrium alginat
memiliki kuat tarik terbesar yaitu 4.0190 MPa. Pengaruh ini dikarenakan natrium
alginat merupakan hidrokoloid yang apabila dijadikan bahan tambahan dalam
pembuatan bioplastik akan menghasilkan struktur matriks yang kokoh sehingga
bioplastik menjadi kaku (Draget et al. 2005). Hal ini sejalan dengan nilai bobot
jenis yang dihasilkan juga semakin meningkat.

Gambar 7 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa
10% terhadap kuat tarik
Elongasi dipengaruhi oleh menurunnya keteraturan bioplastik karena
peningkatan bagian amorf dan berhubungan dengan penurunan jarak
intermolekulernya (Sarifudin 2013). Hasil uji elongasi ditunjukkan pada Gambar
8 dan 9. Bioplastik dengan limonena yang ditambahkan sebesar 7.50% memiliki
elongasi terbesar yaitu 9.64% (komposisi natrium alginat tetap) dan 6.93%
(komposisi selulosa tetap). Peningkatan jumlah limonena membuat elongasi juga
meningkat. Limonena membuat mobilitas antar polimer menurun yang
menandakan ketidakteraturan polimer meningkat (Sarifudin 2013). Hal ini sesuai
dengan nilai bobot jenis yang semakin menurun. Limonena dapat menaikkan

12
volume bebas polimer dan terbentuk ruang yang lebih luas untuk meningkatkan
gerak dari molekul-molekul polimer sehingga kelenturan polimer meningkat.
Namun, saat limonena yang ditambahkan 10% elongasi kembali menurun.

Gambar 8 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan natrium
alginat 10 % terhadap elongasi

Gambar 9

Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa
10.00% terhadap elongasi

Nilai kuat tarik dan elongasi bioplastik yang dihasilkan masing-masing
berkisar 2˗5 MPa dan elongasi berkisar 2.00˗9.00%. Hasil kuat tarik dan elongasi
yang diperoleh jauh berbeda dengan plastik sintetik. Perbedaan tersebut
disebabkan oleh interaksi antar komposisi bahan penyusunnya. Nilai kuat tarik
dan elongasi pada plastik sintetik berkisar 11˗83 MPa dan elongasi 63.2 ˗511%
(Chaudhary et al. 2009). Sarifudin (2013) membuat bioplastik dengan
penambahan limonena sebesar 4.00% dan 8.00% memiliki kuat tarik sebesar
3.5932 dan 2.6812 MPa. Bioplastik dengan komposisi natrium
alginat:limonena:selulosa sebesar 10:5:5 (%) dan 10:7.5:2.5 (%) akan
menghasilkan kuat tarik sebesar 3.9110 dan 3 .5539 MPa. Hal ini menunjukkan
bahwa penambahan selulosa dapat memperbaiki kuat tarik yang dihasilkan.

13
Analisis Termal
Analisis termal adalah pengukuran fisika suatu bahan terhadap perubahan
suhu dan digunakan untuk mengetahui ketahan dan kestabilan polimer terhadap
panas (Waldi 2007). Pengukuran analisis termal dapat menggunakan DSC
(Differential Scanning Calorymetry). Analisis termal DSC dilakukan untuk
mengetahui fase-fase transisi pada polimer. Sampel yang digunakan untuk
pengukuran
ini
adalah
bioplastik
dengan
komposisi
natrium
alginat:limonena:selulosa sebesar 7.5:2.5:10 (%) dan 10:5:5 (%). Pemilihan
sampel tersebut dilakukan berdasarkan nilai kuat tarik dan elongasi.
Termogram hasil pengukuran DSC pada komposisi bioplastik tepung
singkong terplastisasi gliserol dengan komposisi natrium alginat:limonena:
selulosa sebesar 7.5:2.5:10 (%) dan 10:5:5 (%) terdapat pada Gambar 10. Gambar
tersebut menjelaskan titik leleh dan entalpi dari bioplastik yang diperoleh.
Bioplastik yang dianalisis memiliki titik leleh yang berada diantara titik leleh
bahan penyusunnya dan menghasilkan puncak titik leleh yang tunggal. Hal ini
menandakan bahan penyusun bioplastik yang digunakan bersifat kompatibel. Titik
leleh bahan penyusunnya seperti tepung singkong er i r nt r 9 ˗130 °C, titik
leleh natrium alginat 102.9 °C, dan titik leleh selulosa 132.76 °C (Hong 2013).

(a)

(b)
Gambar 10 Termogram bioplastik tepung singkong ; komposisi natrium
alginat:limonena:selulosa (7.5:2.5:10) (%)(a), komposisi
natrium alginat:limonena:selulosa (10:5:5) (%)(b)
Gambar 10 menunjukkan terdapat puncak tunggal titik leleh dengan nilai
sebesar 73.84 °C dan entalpi sebesar 147.3471 J/g (a) untuk bioplastik dengan
komposisi natrium alginat:limonena:selulosa sebesar 7.5:2.5:10 (%) dan titik leleh
sebesar 94.01 °C dan entalpi sebesar 1033.2135 J/g (b) untuk bioplastik dengan
komposisi natrium alginat:limonena:selulosa sebesar 10:5:5 (%). Berdasarkan

14
perbedaan termogram puncak tunggal titik leleh yang dihasilkan pada Gambar 10
(a) dan (b) memiliki selisih nilai sebesar 20.17 °C. Kenaikan yang cukup besar
menandakan terjadinya interaksi antar ketiga komposisi bahan penyusun yang
beragam. Titik leleh dari bioplastik menjelaskan keteraturan dan kerapatan
komponen bahan penyusunnya. Hal ini sesuai dengan nilai bobot jenis dan kuat
tarik pada komposisi natrium alginat:limonena:selulosa (10:5:5) (%) lebih besar
dibandingkan dengan komposisi natrium alginat:limonena:selulosa (7.5:2.5:10)
(%). Berdasarkan titik leleh yang dihasilkan pada kedua komposisi menandakan
peningkatan titk leleh dengan penambahan natrium alginat karena bioplastik yang
dihasilkan semakin teratur. Hal ini sesuai dengan data kuat tarik dan bobot jenis
semakin meningkat dengan penambahan natrium alginat. Pengaruh penambahan
selulosa membuat titik leleh semakin menurun. Hal ini menandakan adanya
interaksi pada matriks polimer serta adanya pengaruh ukuran partikel dan
kehomogenan partikel. Penambahan limonena tidak berpengaruh signifikan
terhadap titik leleh.

Morfologi Permukaan
Uji morfologi permukaan plastik dilakukan menggunakan SEM (Scanning
Electron Mocroscope) untuk mengetahui struktur permukaan, retakan, kehalusan
permukaan hasil paduan, dan homogenitas bioplastik yang dibuat (Siregar 2009).
Hasil
uji
morfologi
bioplastik
dengan
komposisi
natrium
alginat:limonena:selulosa (10:5:5) (%) menunjukkan permukaan bioplastik yang
paling homogen secara kasat mata. Permukaan struktur bioplastik sebagian
berbentuk jarum dan terdapat sebagian garanul yang menyebar merata (Gambar
11). Gambar dengan perbesaran 150 kali terdapat pada Gambar 11 (a) yang
menunjukkan penyebaran bahan-bahan penyusunnya sudah merata serta tidak ada
retakan.

Gambar 11

(a)
(b)
Morfologi bioplastik tepung singkong komposisi natrium
alginat:limonena:selulosa (10:5:5) dengan pembesaran 150
kali (a);1 500 kali (b)

Hasil analisis SEM dengan perbesaran 1500 kali (Gambar 11b)
menunjukkan adanya bentuk jarum pada bioplastik yang menadakan struktur
natrium alginat yang sudah bercampur dengan air dan tersebar merata. Granulgranul pada bioplastik menandakan selulosa yag ditambahkan dan tersebar merata.

15
Permukaan bioplastik hasil SEM menunjukkan natrium alginat dan selulosa yang
ditambahkan sudah terdispersi merata. Penyebaran bahan-bahan penyusun yang
merata menunjukkan bioplastik homogen. Hal ini dibuktikan dengan puncak titik
leleh pada data termogram yang tunggal .

Permeabilitas Uap Air
Permeabilitas uap air (WVP) adalah kemampuan melewatkan uap air pada
suatu satuan luas. WVP menunjukkan kemampuan plastik dalam menjaga
transmisi uap air. Ukuran pori dalam bioplastik menentukan permebilitas uap air.
Ukuran pori bioplastik untuk setiap komposisi lebih besar dari ukuran molekul air,
sehingga nilai WVP dapat teramati. Nilai WVP juga dipengaruhi oleh bahan
penyusunnya. Komponen penyusun bioplastik berupa tepung singkong, gliserol,
natrium alginat, selulosa, dan limonena merupakan bahan yang memiliki kelarutan
yang berbeda karena kepolarannya berbeda. Perbedaan kepolaran bahan penyusun
menentukan nilai WVP. Semakin banyak komponen hidrofobik pada bioplastik,
maka nilai WVP semakin rendah. Lampiran 6 menunjukkan nilai perhitungan
ulangan data WVP.

Gambar 12 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan
natrium alginat 10% terhadap permebilitas uap air
Nilai WVP menurun dengan bertambahnya limonena dan berkurangnya
selulosa (Gambar 12). Nilai hidrofobik limonena dapat mencegah absorbsi uap air
pada permukaan plastik, sehingga nilai WVP akan semakin turun (Rodrigues et al.
2006). Nilai WVP akan semakin bertambah dengan peningkatan selulosa. Nilai
permeabitilas tertinggi terdapat pada komposisi natrium alginat:limonena:selulosa
(10:0:10) (%) sebesar 7.1498x10-8 g s-1 m-1 Pa-1 .
Nilai WVP dipengaruhi oleh suhu, kelembaban relatif (RH), ketebalan, dan
bahan penyusun. WVP juga dipengaruhi oleh higroskopisitas dari bahan yang
digunakan pada pembuatan bioplastik. Semakin besar higroskopisitas suatu
bioplastik, maka nilai WVP yang dihasilkan akan semakin besar. Gambar 13
menunjukkan nilai WVP semakin meningkat dengan bertambahnya natrium
alginat. Kemampuan natrium alginat dalam menyerap uap air dan bersifat
hidrofilik sehingga akan meningkatkan WVP. Nilai permeabitilas tertinggi

16
terdapat pada plastik dengan komposisi natrium alginat:limonena:selulosa
(10:0:10) (%), yaitu sebesar 7.1498x10-8 g s-1 m-1 Pa-1.

Gambar 13 Pengaruh komposisi bioplastik tepung singkong dengan selulosa
10% terhadap permeabilitas uap air

SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pembuatan dan pencirian bioplastik tepung singkong yang terplastisasi
gliserol dengan perbedaan komposisi natrium alginat, limonena, dan selulosa
menghasilkan bioplastik yang transparan dan homogen. Peningkatan konsentrasi
natrium alginat dan selulosa dapat meningkatkan bobot jenis, kuat tarik, dan
permeabilitas uap air serta menurunkan elongasi. Peningkatan limonena
menyebabkan penurunan bobot jenis, kuat tarik, dan permeabilitas uap air serta
peningkatan elongasi. Perbedaan dan pengaruh komposisi membuat nilai
pencirian bioplastik yang dihasilkan berbeda. Komposisi natrium
alginat:limonena:selulosa sebesar 10:5:5(%) dan 7.5:2.5:10 (%) memiliki kuat
tarik dan elongasi yang berada pada komposisi bioplastik lainnya sehingga
digunakan dalam analisis termal. Nilai kuat tarik dan elongasi untuk komposisi
natrium alginat:limonena:selulosa 10:5:5 (%) dan 7.5:2.5:10 (%) berturut-turut
sebesar 3.9110 MPa; 9.26% dan 3.3015 MPa;5.93%. Hasil analisis termal DSC
untuk komposisi natrium alginat:limonena:selulosa 10:5:5 (%) dan 7.5:2.5:10 (%)
menunjukkan titik leleh sebesar 94.01 °C dan 73.84 °C. Puncak titik leleh yang
dihasilkan tunggal. Nilai titik leleh semakin meningkat dengan penambahan
natrium alginat. Morfologi bioplastik dengan komposisi natrium
alginat:limonena:selulosa 10:5:5 (%) menunjukkan permukaan yang homogen.
Nilai kuat tarik dan perpanjangan berbeda dengan plastik sintetik.

17
Saran
Perlu dilakukan pengadukan menggunakan homogenizer agar larutan lebih
merata. Ukuran setiap komponen perlu disamakan. Perlu dilakukan pengukuran
pori bioplastik. Perlu adanya bahan tambahan untuk membuat bioplastik lebih
homogen. Perlu dilakukan pengukuran pori bioplastik. Selain itu, perlu
ditambahkan antioksidan dan antibakteri serta optimalisasi komposisi penyusun
bioplastik yang dibuat.

DAFTAR PUSTAKA
[AOAC] Association of Official Analytical and Chemistry. 2007. Official Method
of Analysis 18th. Marylan : Association of Official Analytical Chemist Inc.
Arrieta MP, Jopez Z, Ferandiz S, Peltzer M. 2013. Characterization of PLAlimonene blends for food packaging applications. Elsevier Polym Test. 32:
760–768.
[ASTM] America Society for Testing and Materials. 1995. Standart Test Methods
for Water Vapor Transmission of Materials. E96-95. Philadelphia (US):
ASTM.
[ASTM] America Society for Testing and Materials. 2005. Standard Test Methods
for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting. D638. Philadelphia(US):
ASTM.
Azeredo HCM, Mattosa LHC, Bustillos RJA, Filho GC, Munford ML, Wood D,
Tara. 2010. Nanocellulose reinforced chitosan composite films as affected
by nanofiller loading and plasticizer content. J Food Sci. 75(1): 1-7.
[BPPT] Badan Pusat Pengkajian Teknologi. 2001. Teknologi Tepat Guna
Pengolahan Minyak Kulit Jeruk. Sumatera Barat (ID): Dewan Ilmu
Pengetahuan.
Chaudhary AL, Torley Pj, Halley PJ, McCaffery N, Chaudhary DS. 2009.
Amylose content and chemical modification effects on thermoplastic starch
from maize–Processing and characterisation using conventional polymer
equipment. Carbohydrate Polym. 78: 917–925
Draget KI, Smitort O, Gudmud. 2005. Alginate For Algae. Wheinhem
(US) :Wiley VCD.
[FCC] Food Chemical Codex. 1981. Alginat. 3rd Ed. Volume III. Washington
DC (US): National Academic of Science.
Haerunnisa. 2008. Analisa kualitas dan formulasi alginat hasil ekstraksi
Sargassum filipendula untuk pembuatan minuman suplemen serat dalam
bentuk Effervescent [skripsi]. Jakarta (ID): Universitas Islam Negeri Syarif
Hidayatullah Jakarta.
Hasanah N. 2012. Pembuatan dan pencirian plastik pati tapioka dengan pemlastis
gliserol [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Hong KM. 2013. Preparation and characterizatin of carboxymethyl cellulose from
sugarcane bagasse [tesis]. Selangor (MY): Universiti Tunku Abdul Rahman
Kemala T, Fahmi MS, Achmadi SS. 2010. Pembuatan dan pencirian paduan
polistirena-pati. Indones J Mat Sci. 12(1):30-35.

18
Kurniawan D, Arifan F, Izzah N. 2012. Preparation preliminary study of
biodegradable plastics based of cassava coumpounds with additives
limonene extraction of orange learher. Artikel Seminar. Fakultas Sains dan
Matematika, Universitas Diponegoro, Semarang.
Nwokocha LM, Aviara NA, Senan C, Williams PA. 2009. A comparative study of
some properties of cassava (Manihot esculenta, Crantz) and cocoyam
(Colocasia esculenta, Linn) starches. Carbohydrate Polym. 76:362–367.
Rodrigues MJ, Ose's, Ziani K, Mate JJ. 2006. Combined effect of plastisizer and
surfactants on the physical properties of starch based edibel films. Food
Research Internation. 39:840-846.
Sarifudin A. 2013. Pencirian bioplastik komposit tepung singkong dan natrium
alginate dengan aditif limonena kulit jeruk [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Siregar BAS. 2009. Pencirian dan biodegradasi polipaduan (Styrofoam-Pati)
dengan poliasamlaktat sebagai bahan biokompatibel [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Siro I, Plackett D. 2010. Microfibrillated cellulose and new nanocomposite
materials: a review. Cellulose 17:459–494
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1992. Cara Uji Makanan dan Minuman. Jakarta
(ID): Badan Standardisasi Nasional.
Tampubolon L. 2008. Pembuatan material selulosa-kitosan bakteri dalam medium
air kelapa dengan penambahan pati dan kitosan menggunakan Acetobacterxylium [tesis]. Medan (ID): Universitas Sumatera Utara.
Ulfiah. 2013. Pencirian edible film tepung tapioka terplastisasi gliserol dengan
penambahan natrium alginat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Waldi J. 2007. Pembuatan bioplastik Poli-β-Hidroksialkanoat (PHA) yang
dihasilkan oleh Rastoniaeutropha pada substrat hidrolisat pati sagu dengan
pemlastis isopropil palmitat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Wijaya DR. 2013. Pencirian edible film pati tapioka terplastisasi sorbitol dengan
penambahan natrium alginat [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor
Wuttisela K, Shobsngob S, Triampo W, Triampo D. 2008. Amylosa/amilopectin
simple determination in acid hydrolyzed tapioca starch. J Chil Chem Soc.
53(3): 1565-1567.
Yu L, Katherine D, Lin L. 2006. Polymer Blends and composites from renewable
resources. Prog Polym Sci. 31:476-602.
Zhong QP, Xia WS. 2008. Physicochemical properties of edible and preservative
films from chitosan/cassava starch/gelatin blend plasticized with glycerol.
Food Technol Biotechnol. 46(3):262-269.

19
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Tepung Singkong
Akuades 150 ml

Larutan tepung
Singkong
Gliserol

Kulit jeruk
Larutan tepung Singkong
terplastisasi gliserol
Ekstraksi Limonena
Selulosa

Larutan tepung Singkong
terplastisasi gliserol
dengan selulosa

Larutan tepung Singkong
terplastisasi gliserol dengan
selulosa dan limonena
Larutan natrium alginat

Larutan Campuran

Bioplastik

Pencirian :



Ketebalan



Bobot jenis



Sifat mekanik



Analisis termal



Analisis permukaan

Limonena

20
Lampiran 2 Data kadar air dan kadar abu
Nilai kadar Abu sampel
Sampel
Ulangan
Tepung
Singkong
Selulosa

Natrium
Alginat

1
2
3
1
2
3
1
2
3

A (g)

B (g)

C (g)

25.9679
25.9679
25.9679
25.9722
20.4391
21.4173
25.9700
20.4307
21.1119

27.9771
27.9771
27.9771
27.9955
22.4625
23.4578
27.9738
22.4311
23.1127

25.9694
25.9700
25.9695
25.9730
20.4398
21.4180
26.7217
21.2029
21.8682

Kadar
abu (%)
0.07
0.10
0.08
0.04
0.03
0.03
37.60
38.60
37.79

Rerata (%)
0.08

0.03

37.99

Contoh Perhitungan :
5.9 9
7. 7

d r ir

5.9 79
5.9 79

. 7

A = Bobot cawan petri kosong (g)
B = Bobot cawan petri dan sampel sebelum dikeringkan (g)
C = Bobot cawan petri dan sampel setelah dikeringkan (g)
Nilai Kadar Air
Sampel
Ulangan
Tepung
Singkong
Selulosa

Natrium
Alginat

1
2
3
1
2
3
1
2
3

A (g)

B (g)

C (g)

21.6603
21.6603
21.6603
22.0966
21.5277
21.1122
21.4016
21.6585
21.5274

23.6676
23.6676
23.6676
24.0988
23.5344
23.1992
23.4025
23.6660
23.5296

23.4178
23.4147
23.4088
22.2374
21.6568
21.2395
23.0390
23.3046
23.1612

Contoh Perhitungan :
d r ir

. 9
. 9

. 7
. 9

A = Bobot cawan porselein kosong (g)
B = Bobot cawan dan sampel sebelum diabukan (g)
C = Bobot cawan dan sampel setelah diabukan (g)

Kadar air
(%)
12.44
12.60
12.89
92.97
93.57
93.91
18.20
18.00
18.40

Rerata
(%)
12.64

93.48

18.30

Lampiran 3 Data Pengukuran ketebalan bioplastik
Data ketebalan bioplastik natrium alginat 10% dengan beragam konsentrasi limonena dan selulosa
Ulangan

Ketebalan bioplastik dalam komposisi limonena:selulosa (%) (mm)
2.5:7.5
5:5
7.5:2.5
0.0600
0.0700
0.0800
0.0700
0.0700
0.0900
0.0700
0.0700
0.0900
0.0700
0.0800
0.0950
0.0700
0.0700
0.0800
0.0700
0.0700
0.0800
0.0700
0.0800
0.0800
0.0600
0.0700
0.0800
0.0600
0.0700
0.0800
0.0600
0.0700
0.0700
0.0660
0.0720
0.0825
91.32
90.53
89.15

0:10
0.0600
0.0600
0.0600
0.0600
0.0600
0.0600
0.0600
0.0500
0.0500
0.0500
0.0570
92.50

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
% Penyusutan

10:0
0.1000
0.1100
0.1000
0.1000
0.0900
0.0900
0.0900
0.0900
0.1000
0.1000
0.0970
87.24

Contoh Perhitungan :
Ketebalan 3 lakban : 0.7600 mm
% Penyusutan =

e

pen u ut n p
e

n

ti
pi

100 % =

.7

– . 57
.7

100 % = 92.50 %

21

22

Lanjutan lampiran 3
Data ketebalan bioplastik selulosa 10% dengan beragam konsentrasi natrium alginat dan limonena
Ulangan

Ketebalan bioplastik dalam komposisi natrium alginat:limonena (%) (g)
2.5:7.5
5:5
7.5:2.5
0.0900
0.0700
0.0700
0.0800
0.0800
0.0800
0.1000
0.0850
0.0700
0.0800
0.0700
0.0800
0.0800
0.0800
0.0800
0.0900
0.0800
0.0700
0.0800
0.0800
0.0700
0.0750
0.0800
0.0700
0.0900
0.0700
0.0700
0.0900
0.0800
0.0700
0.0850
0.0775
0.0730
88.82
89.80
90.39

0:10
0.1100
0.1200
0.1100
0.1100
0.1200
0.1100
0.1000
0.1000
0.1100
0.1100
0.1100
85.53

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata
% Penyusutan

Contoh Perhitungan :
Ketebalan 3 lakban : 0.7600 mm
% Penyusutan =

e

pen u ut n p
e

n

ti
pi

100 % =

.7

– .
.7

100 % = 85.53 %

10:0
0.0600
0.0600
0.0600
0.0600
0.0500
0.0500
0.0600
0.0500
0.0500
0.0500
0.0500
93.42

23
Lampiran 4 Data dan Perhitungan bobot jenis bioplastik
Data bobot jenis bioplastik natrium alginat 10% dengan beragam konsentrasi
limonena dan selulosa
Limonena:selulosa
0:10

2.5:7.5

5:5

7.5:2.5

10:0

W0 (g)
15.8063
15.8079
15.8092
16.1302
16.1372
16.1319
15.8093
16.1312
16.1573
15.8073
15.8067
15.8071
15.8069
15.8065
15.8065

W1 (g)
15.8106
15.8126
15.8138
16.1340
16.1407
16.1354
15.8137
16.1361
16.1622
15.8101
15.8097
15.8101
15.8105
15.8100
15.8099

W2 (g)
40.8510
40.7898
40.8281
41.0956
41.0919
41.1618
40.8873
41.1805
41.1777
40.8050
40.7826
40.8037
40.7494
40.7628
40.7658

W3 (g)
40.8480
40.7865
40.8250
41.0931
41.0900
41.1600
40.8860
41.1777
41.1738
40.8040
40.7820
40.8032
40.7485
40.7610
40.7650

D
(g/mL)
3.3091
3.3555
3.0660
2.9163
2.1819
2.0585
2.0978
2.3347
2.2273
1.5547
1.2484
1.1995
1.3298
1.3433
1.3051

Dratarat(g/mL)
3.2435

2.3856

2.2199

1.3342

1.3261

Contoh Perhitungan :
Suhu saat percobaan 27 0C
Da
= 0.00125 g/mL
[
[

.
. 9

.

= 2.9163 g/mL
Keterangan:
D
D1
Da
W0
W1
W2
W3

] [

.
. 95

]
.

] [ .99 5

.

5]

= bobot jenis contoh (g/mL)
= bobot jenis air (g/mL)
= bobot jenis udara pada suhu percobaan (g/mL)
= bobot piknometer kosong (g)
= bobot piknometer + contoh (g)
= bobot piknometer + contoh + akuades (g)
= bobot piknometer + akuades (g)

.

5

24

Lanjutan lampiran 4
Data bobot jenis bioplastik selulosa 10% dengan beragam konsentrasi natrium
alginat dan limonena
Natrium
alginat:limonena
0:10

W0 (g)
15.8095
15.8070
15.8073
15.8008
15.8065
15.8067
15.8059
15.8077
15.8088
15.8065
15.8059
15.8069
15.8063
15.8079
15.8092

2.5:7.5

5:5

7.5:2.5

10:0

W1 (g)
15.8105
15.8098
15.8097
15.8126
15.8105
15.8106
15.8117
15.8112
15.8150
15.8108
15.8105
15.8108
15.8106
15.8126
15.8138

W2 (g)
40.7224
40.7742
40.8328
40.7980
40.8308
40.7684
40.8357
40.8007
40.7044
40.7067
40.7845
40.7317
40.8510
40.7898
40.8281

D
(g/mL)
1.2453
1.3311
1.3342
1.5186
1.6007
1.7689
2.0723
1.8405
2.0564
2.0987
2.2960
2.0450
3.3091
3.3555
3.0660

W3 (g)
40.7222
40.7735
40.8322
40.7967
40.8293
40.7667
40.8327
40.7991
40.7012
40.7045
40.7819
40.7297
40.8480
40.7865
40.8250

Dratarata(g/mL)
1.3035

1.6294

1.9897

2.1466

3.2435

Contoh Perhitungan :
[
[

.7

5.
5
5. 95

= 1.2453 g/mL
Keterangan:
D
D1
Da
W0
W1
W2
W3

] [

5. 95
.7

]
5.

5

] [ .99 5

.

5]

= bobot jenis contoh (g/mL)
= bobot jenis air (g/mL)
= bobot jenis udara pada suhu percobaan (g/mL)
= bobot piknometer kosong (g)
= bobot piknometer + contoh (g)
= bobot piknometer + contoh + akuades (g)
= bobot piknometer + akuades (g)

.

5

25

Lampiran 5 Data pengukuran sifat mekanik bioplastik
Data kuat tarik bioplastik natrium alginat 10% dengan beragam konsentrasi
limonena dan selulosa
Limonena :
selulosa

Ulangan

∆
(mm)

Gaya
(N)

Elongasi
(%)

Kuat
Tarik
(Mpa)

1
2
1
2
1
2
1
2
1
2

7.0518
6.3746
7.4629
6.4971
6.4814
10.1820
8.6638
8.6870
3.4111
3.5179

4.2583
4.9051
5.2296
5.1315
7.8890
3.3374
5.7257
6.0023
6.0864
7.2576

6.13
5.54
8.29
7.22
7.20
11.31
9.63
9.65
3.79
3.91

3.7353
4.3027
3.9618
3.8875
5.4785
2.3435
3.4701
3.6378
3.1373
3.7410

0:10
2.5:7.5
5:5
7.5:2.5
10:0

Keterangan (Komposisi 2.50:7.50) :
Lebar
: 20 mm
Panjang awal : 90 mm
Contoh Perhitungan :
=
u t t ri σ

.9

.

% Elongasi =

∆

100 % =

7.

Rerata
Elongasi
Kuat
(%)
Tarik
(Mpa)
5.84
4.0190
7.76

3.9247

9.26

3.9110

9.64

3.5539

3.85

3.4392

p

9

.

9 .

Data bobot jenis bioplastik selulosa 10% dengan beragam konsentrasi natrium
alginat dan limonena
Na-alginat :
limonena

0:10
2.5:7.5
5:5
7.5:2.5
10:0

Ulangan

∆
(mm)

Gaya
(N)

Elongasi
(%)

Kuat
Tarik
(Mpa)

1
2
1
2
1
2
1
2
1
2

2.1348
1.5624
9.3772
3.0850
6.0391
5.5078
4.0940
4.2000
7.0518
6.3746

5.0216
5.8993
3.6608
4.1087
5.1692
6.1879
5.1692
6.1879
4.2583
4.9051

2.37
1.74
10.42
3.43
6.71
6.12
5.85
6.00
6.13
5.54

2.2825
2.6815
2.3927
2.6854
2.8065
2.8768
3.0054
3.5976
3.7353
4.3027

Contoh Perhitungan (komposisi 0:10)
u t t ri

σ

=

.

.

5

p

Rerata
Elongasi
Kuat
(%)
Tarik
(Mpa)
2.24
2.4820
6.93

2.5390

6.42

2.8417

5.93

3.3015

5.84

4.0190

26

% Elongasi =

∆

100 % =

.

.

9 .

Lampiran 6 Data pengukuran permeabilitas uap air
Data pen