Pengaruh Penambahan Pengisi Kitosan dan Plasticizer Etilen Glikol Terhadap Karakteristik Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea americana mill)

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG
Sampah plastik merupakan masalah utama lingkungan. Plastik belanja atau

kantong plastik adalah salah satu sumber utama sampah plastik [1]. Sekitar
265.000.000 ton plastik yang diproduksi dan digunakan setiap tahun [2].
Menggunakan plastik konvensional memiliki banyak kelemahan, antara lain
jumlah energi besar untuk menghasilkan plastik, menghasilkan limbah dari produksi
plastik dan menggunakan bahan yang tidak mudah terurai [3]. Plastik tidak dapat
dihancurkan dengan cepat dan alami oleh mikroba penghancur di dalam tanah. Hal
ini mengakibatkan terjadinya penumpukan limbah dan menjadi penyebab
pencemaran dan kerusakan lingkungan hidup [4]. Diperlukan solusi untuk mengatasi
permasalahan lingkungan ini, salah satunya yaitu mengembangkan bahan atau zat
untuk menghasilkan plastik yang bisa dibiodegradasi [5].
Salah satu upaya untuk meminimalisasi penggunaan plastik, adalah
mengimplementasikan kebijakan pembangunan berkelanjutan dalam siklus hidup
plastik. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan bioplastik yaitu plastik yang

sangat mudah terbiodegradasi dan dihasilkan dari sumber daya terbarukan [6].
Bioplastik atau plastik organik adalah bahan polimer yang diperoleh dari sumber
biomassa terbarukan seperti minyak sayur, pati jagung, pati kentang dan pati kacang,
tidak seperti plastik bahan bakar fosil yang berasal dari minyak bumi [2]. Bioplastik
juga merupakan plastik yang dapat diperbaharui karena senyawa-senyawa
penyusunnya berasal dari tanaman seperti pati, selulosa, dan lignin serta hewan
seperti kasein, protein dan lipid [7].
Pati yang digunakan untuk penelitian ini adalah pati yang berasal dari biji
alpukat. Alpukat merupakan salah satu komoditas buah yang digemari oleh seluruh
lapisan masyarakat. Namun, kebanyakan masyarakat hanya memanfaatkan daging
buahnya saja, sedangkan biji alpukat dibuang dan menjadi limbah begitu saja.
Menurut Badan Pusat Statistik (BPS) 2013, produksi buah alpukat di Indonesia
cukup tinggi yaitu mencapai 276318 ton per tahun. Produksi alpukat mengalami
peningkatan pada tahun 2014 hingga mencapai 307326 ton [8].

1
Universitas Sumatera Utara

Pada umumnya jika mengonsumsi buah alpukat, bagian bijinya dianggap tidak
bermanfaat sehingga dibuang begitu saja. Padahal biji alpukat juga memiliki potensi

sebagai sumber pati dan pigmen. Bijinya mengandung pati yang relatif tinggi [9].
Kandungan pati inilah yang menjadi bahan baku untuk pembuatan bioplastik.
Kitosan merupakan polimer kationik yang bersifat nontoksik, dapat mengalami
biodegradasi dan biokompatibel [10]. Pemilihan kitosan sebagai salah satu alternatif
untuk merekayasa plastik yang ramah lingkungan dikarenakan kitosan memiliki sifat
biodegradasi yang baik. Elastisitas kitosan yang sangat kecil dapat ditingkatkan
dengan kopolimerisasi dengan monomer sintesis [11].
Plastik biodegradable dari pati masih memiliki kekurangan sehingga dibutuhkan
zat aditif untuk memperbaiki sifatnya, seperti plasticizer karena dapat meningkatkan
elastisitas pada suatu material [12]. Dalam konsep sederhana, plastisizer merupakan
pelarut organik dengan titik didih tinggi yang ditambahkan ke dalam resin yang keras
atau kaku sehingga akumulasi gaya intermolekuler pada rantai panjang akan
menurun, akibatnya kelenturan, pelunakan, dan pemanjangan resin akan bertambah
[13].
Beberapa penelitian terbaru yang telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik
dengan bahan baku pati, seperti : beras [14], alpukat [15], kulit pisang [16] dan
sebagainya.
Menurut.penelitian Bourtoom (2008), tentang efek plasticizer pada sifat
campuran film biodegradable

dari pati beras dengan kitosan dengan variasi

plasticizer sorbitol, gliserol dan polietilen glikol dengan hasil plasticizer sorbitol
memberikan tahanan mekanik yang tinggi dan fleksibilitas yang rendah sedangkan
gliserol dan polietilen glikol memberikan tahanan mekanik yang rendah dan
fleksibilitas yang tinggi [14]. Kemudian Penelitian yang dilakukan oleh Ginting et al.
(2015)

tentang temperatur gelatinisasi

dan penambahan kitosan terhadap

karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat dengan rasio pati dan kitosan yaitu 7 : 3,
8 : 2, dan 9 : 1, sedangkan variasi temperatur larutan pati yaitu 80 oC, 85 oC dan 90
o

C diperoleh bioplastik dengan karakteristik terbaik yaitu pada temperatur 90 oC

dengan perbandingan pati dan kitosan 7 : 3, dengan nilai kekuatan tarik sebesar 5.096
MPa, pemanjangan saat putus 14.016% dan Modulus Young sebesar 36.359 MPa

[15]. Selanjutnya, Widyaningsih, dkk. (2013), tentang pengaruh penambahan sorbitol

2
Universitas Sumatera Utara

dan kalsium karbonat (CaCO3) terhadap karakteristik dan biodegradasi film dari pati
kulit pisang dengan hasil terbaik pada perlakuan konsentrasi kalsium karbonat
(CaCO3) 0,4 % dan konsentrasi sorbitol 40 % [16].
Dari uraian diatas penulis tertarik melakukan penelitian dengan judul
“Pengaruh Penambahan Kitosan dan Plasticizer Etilen Glikol Terhadap Karakteristik
Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea americana mill)”.

1.2

PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik pati biji alpukat meliputi uji kadar kecerahan pati,
kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar
lemak dan kadar protein.
2. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer Etilen Glikol

terhadap karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat (Persea Americana
Mill) meliputi sifat kekuatan tarik, modulus elastis, pemanjangan pada saat
putus, morfologi permukaan gugus fungsi dan penyerapan air.

1.3

TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui karakteristik pati biji alpukat meliputi uji kadar kecerahan
pati, kadar pati, kadar amilosa, kadar amilopektin, kadar air, kadar abu, kadar
lemak dan kadar protein.
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer etilen glikol
terhadap karakteristik bioplastik dari pati biji alpukat (Persea Americana
Mill) meliputi sifat kekuatan tarik, modulus elastis, pemanjangan pada saat
putus, morfologi permukaan, gugus fungsi dan penyerapan air.
3. Bagaimana pengaruh temperatur pemanasan pati terhadap karakteristik
bioplastik yang meliputi sifat kekuatan tarik, sifat pemanjangan pada saat
putus, sifat gugus fungsi, sifat morfologi dan ketahanan air yang dihasilkan.

3

Universitas Sumatera Utara

1.4

MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1.

Meningkatkan nilai ekonomis biji alpukat sebagai bahan baku pembuatan
bioplastik.

2.

Salah satu alternatif untuk memproses biji alpukat menjadi produk yang
lebih berguna.

3.

Memberikan informasi tambahan bagi dunia industri tentang pemanfaatan

lanjutan limbah biji alpukat.

1.5

RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisika, Laboratorium

Penelitian Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara, Medan.
Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut:
1. Sampel yang digunakan adalah biji alpukat (Persea americana Mill)
yang diperoleh dari penjual pokat kocok di Jln Titi Papan
2. Massa pati biji alpukat (Persea americana mill) dan kitosan = 10 gram
[5]
3. Katalis yang digunakan adalah asam format (CH2O2) 0,1 M = 50 ml
4. Perbandingan pati dengan aquadest: 1 : 10 (w/v)
5. Ukuran pati biji alpukat : 100 mesh [17]
6. Variabel penelitian adalah komposisi sampel sebagai berikut:


% Berat Etilen Glikol = 5 %, 10 % , 15 % , 20 %, 25 %, 30 %



Temperatur Pemanasan larutan pati = 85 oC [5]



Perbandingan pati : Dietilen Glikol (w/w) =5 : 5; 6 : 4; 7 : 3; 8 : 2;
9 : 1 [5]

7. Analisa hasil penelitian yaitu :
Karakterisasi Pati Biji Alpukat, meliputi :


Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin



Uji Kadar Air dan Kadar Abu dengan standar AOAC.

4
Universitas Sumatera Utara



Uji Kadar Protein dan Kadar Lemak dengan standar SNI-01-28911992



Temperatur Glatinisasi.

Karakterisasi dan Analisa Bioplastik, meliputi :


Uji Densitas (Density) dengan standar ASTM D792-91, 1991



Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength) dan Pemanjangan pada saat

Putus (Elongation at break)



Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM).



Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR).

 Uji Penyerapan Air dengan standar ASTM D570-98, 2005.

5
Universitas Sumatera Utara