x
4.1 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA PATI TALAS 40
4.1.1 Kadar Pati Talas 41
4.1.2 Kadar Air Pati Talas 41
4.1.3 Kadar Abu Pati Talas 42
4.1.4 Kadar Amilosa Pati Talas 42
4.1.5 Kadar Amilopektin Pati Talas 42
4.1.6 Kadar Protein Pati Talas 43
4.1.7 Kadar Lemak Pati Talas 43
4.2 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA PROFIL GELATINISASI 44
4.3 KARAKTERISTIK HASIL ANALISA FT-IR 50
4.4 PENGARUH VARIASI PENGISI KITOSAN DAN PLASTICIZER
GLISEROL TERHADAP
SIFAT KEKUATAN
TARIK BIOPLASTIK
PATI TALAS DENGAN
KITOSAN DAN
PLASTICIZER GLISEROL 53
4.5 PENGARUH
VARIASI PEMANASAN
LARUTAN PATI
TERHADAP SIFAT KEKUATAN TARIK BIOPLASTIK PATI TALAS DENGAN KITOSAN DAN PLASTICIZER GLISEROL
54 4.6
PENGARUH VARIASI PENGISI KITOSAN DAN PLASTICIZER GLISEROL TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT
PUTUS BIOPLASTIK PATI TALAS DENGAN KITOSAN DAN PLASTICIZER GLISEROL
62 4.7
PENGARUH VARIASI
PEMANASAN LARUTAN
PATI TERHADAP SIFAT PEMANJANGAN PADA SAAT PUTUS
BIOPLASTIK PATI TALAS
DENGAN KITOSAN
DAN PLASTICIZER GLISEROL
63
4.8 KARAKTERISTIK SEM SCANNING ELECTRON MICROSCOPY
BIOPLASTIK 64
4.9 HASIL ANALISA KETAHANAN AIR BIOPLASTIK
65
4.10 HASIL UJI BIODEGRADASI BIOPLASTIK 66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 70
5.1 KESIMPULAN 70
5.2 SARAN 71
Universitas Sumatera Utara
xi DAFTAR PUSTAKA
72
LAMPIRAN 79
Universitas Sumatera Utara
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1.1
Konsumsi Bioplastik Global Berdasarkan Bahan Dasar 1
Gambar 2.1 Diagram Klasifikasi Plastik Biodegradabel
7
Gambar 2.2 Struktur Amilosa
8 Gambar 2.3
Struktur Amilopektin 9
Gambar 2.4 Granula Pati
11 Gambar 2.5
Struktur Kitosan 17
Gambar 2.6 Struktur Gliserol
19 Gambar 3.1
Diagram Alir Isolasi Pati Talas 31
Gambar 3.2 Diagram Alir Pembuatan Bioplastik Pati Talas Dengan
Plasticizer Gliserol Tanpa Pengisi Kitosan 32
Gambar 3.3 Diagram Alir Pembuatan Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan
Dan Plasticizer Gliserol 33
Gambar 3.4 Sketsa Spesimen Uji Tarik
38 Gambar 4.1
Pati Talas Colocasia esculenta 40
Gambar 4.2 Profil Gelatinisasi Pati Talas, Kitosan, Bioplastik Pati Talas
Tanpa Plasticizer Gliserol dan Kitosan, Bioplastik Pati Talas Dengan Plasticizer Gliserol Tanpa Pengisi Kitosan Serta
Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol 44
Gambar 4.3 Karakteristik Hasil Analiasa FT-IR Pati Talas, Kitosan,
Bioplastik Pati Talas Tanpa Plasticizer Gliserol dan Kitosan, Bioplastik Pati Talas Dengan Plasticizer Gliserol Tanpa
Pengisi Kitosan Serta Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
50
Gambar 4.4 Hasil Analisa Pengaruh Variasi Pengisi Kitosan dan Plasticizer
Gliserol Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol Terhadap Variasi
Pemanasan Larutan Pati Pada Temperatur 75
o
C 53
Universitas Sumatera Utara
xiii Gambar 4.5
Hasil Analisa Pengaruh Variasi Pemanasan Larutan Pati Terhadap Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Pati Talas Dengan
Kitosan dan Plasticizer Gliserol Terhadap Variasi Pemanasan Larutan Pati Pada Temperatur 75
o
C 54
Gambar 4.6 Reaksi Asam Basa Bronsted-Lowry
55 Gambar 4.7
Interaksi Pelarutan Kitosan Dengan Asam Asetat 2 56
Gambar 4.8 Interaksi Pelarutan Pati Dengan Air
56 Gambar 4.9
Interaksi Pencampuran Larutan Pati Dengan Larutan Kitosan 57
Gambar 4.10 Reaksi Hidrolisis Pemutusan Rantai Amilopektin Pati 58
Gambar 4.11 Interaksi Pati, Kitosan dan Asam Asetat 59
Gambar 4.12 Interaksi Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
60 Gambar 4.13 Hasil Analisa Pengaruh Variasi Pengisi Kitosan dan Plasticizer
Gliserol Terhadap Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
61 Gambar 4.14 Hasil Analisa Pengaruh Variasi Pemanasan Larutan Pati
Terhadap Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
62 Gambar 4.15 Hasil Analisa Morfologi patahan Bioplastik Pati Talas Dengan
Kitosan dan Plasticizer Gliserol Pada di Perbesaran 1000x 63
Gambar 4.16 Hasil Uji Ketahanan Air Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
65 Gambar 4.17 Hasil Uji Biodegradasi Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan
dan Plasticizer Gliserol 66
Gambar L1.1 Grafik Pengeringan Kadar Air Pati Talas 79
Gambar L1.2 Grafik Penimbangan Kadar Abu Pati Talas 80
Gambar L1.3 Hasil Uji Ketahanan Air Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
86 Gambar L3.1 Persiapan Isolasi Pati Talas
92 Gambar L3.2 Pelarutan Pengisi Kitosan
93 Gambar L3.3 Proses Pembutan Bioplastik
93 Gambar L3.4 Proses Pencetakan Dengan Alat Cetakan Akrilik
94
Universitas Sumatera Utara
xiv Gambar L3.5 Alat UTM Gotech Al-7000M Grid Tensile
94 Gambar L4.1 Hasil Analisa FT-IR Pati Talas
95 Gambar L4.2 Hasil Analisa FT-IR Kitosan
95 Gambar L4.3 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Tanpa Plasticizer
Gliserol dan Kitosan 96
Gambar L4.4 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Dengan Plasticizer Gliserol Tanpa Pengisi Kitosan
96 Gambar L4.5 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan
Plasticizer Gliserol 97
Gambar L4.6 Hasil Analisa SEM Scanning Electron Microscopy Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol Pada
Daerah Patahan Hasil Analisa Sifat Kekuatan Tarik Dengan Perbesaran 1000x
98
Universitas Sumatera Utara
xv
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1
Rangkuman Hasil Penelitian Pembuatan Bioplastik 3
Table 2.1 Jenis Talas Yang Tumbuh di Indonesia
14
Table 2.2 Kandungan Zat Gizi Pada Talas
16 Tabel 2.3
Komposisi Karbohidrat pada Talas 17
Tabel 3.1 Pembuatan Standar Amilosa
35 Table 4.1
Standar Mutu Pati dan Hasil Karakteristik Pati Talas 41
Table 4.2 Nilai Parameter Profil gelatinisasi
45 Tabel 4.3
Karakteristik Hasil Analisa FT-IR Pati Talas, Kitosan, Bioplastik Pati Talas Tanpa Plasticizer Gliserol dan Kitosan, Bioplastik Pati
Talas Dengan Plasticizer Gliserol Tanpa Pengisi Kitosan, Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
52 Tabel 4.4
Hasil Uji Biodegradasi Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
67
Tabel L1.1 Data Hasil Analisa Kadar Air Pati Talas 79
Tabel L1.2 Data Hasil Analisa Kadar Abu Pati Talas 80
Tabel L1.3 Hasil Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
81
Tabel L1.4 Data Hasil Analisa Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol Terhadap Variasi
Pemanasan Larutan Pati Pada Temperatur Variasi Pemanasan 65, 70 dan 75
o
C. 84
Tabel L1.5 Data Hasil Analisa Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
Terhadap Variasi Pemanasan Larutan Pati Pada Temperatur Variasi Pemanasan 65, 70 dan 75
o
C 85
Tabel L1.6 Data Hasil Uji Ketahanan Air Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
86 Tabel L1.7 Data Hasil Uji Biodegradasi Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan
Kitosan dan Plasticizer Gliserol 87
Universitas Sumatera Utara
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Data Penelitian 79
L1.1 Data Hasil Analisa Kadar Air Pati Talas 79
L1.2 Data Hasil Analisa Kadar Abu Pati Talas 80
L1.3 Hasil Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan
Plasticizer Gliserol 81
L1.4 Data Hasil Analisa Sifat Kekuatan Tarik [Mpa] Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
84 L1.5 Data Hasil Analisa Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus
[] Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
85 L1.6 Data Hasil Uji Ketahanan Air Bioplastik Pati Umbi Talas
Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol 86
L1.7 Data Hasil Uji Biodegradabilitas Bioplastik Pati Umbi Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
87 Lampiran 2 Contoh Perhitungan
88 L2.1 Perhitungan Pembuatan Bioplastik Pati Talas Dengan
Kitosan dan Plasticizer Gliserol 88
L2.2 Perhitungan Uji Kadar Air Pati Talas 89
L2.3 Perhitungan Uji Kadar Abu Pati Talas 89
L2.4 Perhitungan Derajat Deasetilasi Kitosan 89
L2.5 Perhitungan Sifat Kekuatan Tarik Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
90 L2.6 Perhitungan Sifat Pemanjangan Pada Saat Putus
Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
90 L2.7 Perhitungan Uji Ketahanan Air Bioplastik Pati Talas
Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol 90
L2.8 Perhitungan Uji Biodegradasi Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
91
Universitas Sumatera Utara
xvii Lampiran 3 Dokumentasi Penelitian
92 L3.1 Pembuatan Pati Talas
92 L3.2 Pelarutan Pengisi Kitosan
93 L3.3 Proses Pembuatan Bioplastik
93 L3.4 Proses Pencetakan Dengan Cetakan Akrilik
94 L3.5 Alat Universal Testing Machine UTM Gotech Al-
7000M Grid Tensile 94
Lampiran 4 Hasil Pengujian Lab Analisis Dan Instrumen 95
L4.1 Hasil Analisa FT-IR Pati Talas 95
L4.2 Hasil Analisa FT-IR Kitosan 95
L4.3 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Tanpa Plasticizer Gliserol dan Kitosan
96 L4.4 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Dengan
Plasticizer Gliserol Tanpa Pengisi Kitosan 96
L4.5 Hasil Analisa FT-IR Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan dan Plasticizer Gliserol
97 L4.6 Hasil Analisa SEM Scanning Electron Microscopy
Bioplastik Pati Talas Dengan Kitosan Dan Plasticizer Gliserol Pada Daerah Patahan Hasil Analisa Sifat
Kekuatan Tarik 98
L4.7 Hasil Analisa Kadar Pati, Kadar Amilosa Dan Kadar Amilopektin Pati Talas
99 L4.8 Hasil Analisa Kadar Protein, Kadar Lemak Dan Sifat
Pasting Pati Talas 100
L4.8 Hasil Analisa Sifat Pasting Bioplastik Pati Talas Dengan Pengisi Kitosan Dan Plasticizer Gliserol
101
Universitas Sumatera Utara
xviii
DAFTAR SINGKATAN
ASTM American Standart Testing of Material
FT-IR Fourier Transform-Infra Red
SEM Scanning Electron Microscopy
UTM Ultimate Tensile Machine
DD Derajat deasetilasi
abs Absorban
A1655 Absorban pada bilangan gelombang 1665
A3450 Absorban pada bilangan gelombang 3450
f.k Faktor konversi
Universitas Sumatera Utara
xix
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan
Dimensi
σ Kekuatan tarik
Nmm
2
F Gaya yang Diperlukan
N A
Luas Permukaan Bahan Uji mm
2
ε Pemanjangan Pada Saat Puts
∆� Perubahan Panjang
mm L L
Panjang Mula-mula mm
E Modulus Young
MPa E W
g
Persentase Pertambahan Berat W
e
Berat Setelah Perendaman Gram
W
o
Berat Sebelum Perendaman Gram
Universitas Sumatera Utara
vi
ABSTRAK
Bioplastik merupakan salah satu jenis plastik yang terbuat dari bahan yang dapat diperbarui seperti pati, minyak nabati, dan lain-lain. Pati dari umbi talas Colocasia
esculenta berpotensi sebagai bahan baku pembuatan bioplastik dengan menggunakan gliserol sebagai plastizicer dan kitosan sebagai penguat. Penelitian
ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan profil gelatinisasi pati umbi talas, mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan gliserol terhadap
sifat kekuatan tarik,
pemanjangan pada saat putus,
penyerapan air dan profil gelatinisasi
bioplastik dari pati talas. Pada penelitian ini menggunakan metode casting dalam pembuatan bioplastik
dengan larutan pati 30 wv. Selanjutnya dilakukan variasi penambahan gliserol 1 v, 2 v, dan 3 v, variasi penambahan pengisi kitosan 1 wv, 2 wv, dan 3
wv dan varisai temperatur pemanasan larutan pati 65
o
C, 70
o
C, dan 75
o
C. Hasil penelitian menunjukkan bahwa umbi talas dengan ukuran partikel 100 mesh
memiliki kandungan pati 93,55 , kadar air 6,5, kadar abu 0,76, amilosa 17,9 , amilopektin 75,66 , kadar protein 1,02, kadar lemak 1,44. Analisa sifat
pasta dengan metode Rapid Visco Analyzer RVA menunjukkan pati talas memiliki temperatur gelatinisasi 74,52
o
C dengan viskositas puncak 5953,5 cP, sedangkan bioplastik pati talas memiliki temperatur gelatinisasi 76,67
o
C dengan viskositas puncak 3630 cP. Dari hasil analisa FT-IR diperoleh perubahan gugus
fungsi O-H bioplastik pati talas dengan pengisi kitosan dan plasticizer gliserol pada bilangan gelombang 2360,87 cm
-1
, dari hasil analisa morfologi patahan bioplastik diperoleh bahwa penyebaran pengisi kitosan tidak merata dan masih terdapat
beberapa fraksi kosong. Penambahan kitosan dan gliserol berpengaruh terhadap sifat kekuatan tarik dan pemanjangan pada saat putus bioplastik yang dihasilkan.
Seiring bertambahnya variasi kitosan maka nilai kekuatan tarik meningkat, seiring bertambahnya variasi gliserol maka nilai pemanjangan pada saat putus meningkat
serta semakin mendekati temperatur gleatinisasi pada pemanasan larutan pati maka nilai kekuatan tarik dan pemanjangan pada saat putus akan meningkat. Bioplastik
terbaik pada penelitian ini adalah bioplastik pada temperatur 75
o
C dengan komposisi larutan pati 30 wv, gliserol 1 v dan kitosan2 w yang memiliki nilai
kekuatan tarik 8,297 MPa dan nilai pemanjangan pada saat putus 45,846
.
Kata kunci
: pati, talas, bioplastik, gliserol, kitosan
Universitas Sumatera Utara
vii
ABSTRACT
Bioplastic is a plastic which made from renewable biomass sources, such as starch, vegetable oil, and etc. Taro starch Colocasia esculenta is a potential raw material
for bioplastics by using glycerol as plasticizer and chitosan as a filler. The objective of this research was to investigate the characteristics and gelatinization profile of
taro starch, to investigate the effect of adding chitosan and glycerol on mechanical properties such as tensile strength, elongation at break, water absorption and
gelatinization profile of bioplastics from taro starch. On this research, casting method utilized to manufacture of bioplastics with starch solution 30 w v.
Moreover, the variation added volume of glycerol 1 v, 2 v and 3 v, addition of chitosan 1 w v, 2 w v, and 3 w v and pasting temperature variations 65
o
C, 70
o
C, and 75
o
C. The results of experiments show that taro flour with particle size 100 mesh have starch content 93.55, water content 6.5, ash content 0.76,
amylose content 17.9, amylopectin content 75.66, protein content 1.02 and fat content 1.44. Analysis of pasta properties which is measured by Rapid Visco
Analyzer RVA method, showed that taro starch has gelatinization temperature 74.52
o
C with high peak viscosity 5953.5 cP and bioplastics from taro starch has gelatinization temperature 76.67
o
C with peak viscosity 3630 cP. The addition of chitosan and glycerol affect the tensile strength and elongation at break of
bioplastics. With increasing variation of chitosan, the value of tensile strength will be increase. Increasing variation of glycerol, elongation at break will increase and
as closed as temperature gelatinization, when starch was heating the value of tensile strength and elongation at break will increase. The Best of bioplastic in this
reseach is at a temperature of 75
o
C with starch composition 30 w v, adding of 1 v glycerol and 2 wv chitosan which produces 8.297 MPa tensile strength and a
value of elongation at break is 45,846. Keywords:
starch, taro, bioplastic, glycerol, chitosan
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
