Karakterisasi Edible Film dari Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia mangostana L.) dengan Penambahan Tepung Tapioka , Kitosan dan Gliserin Sebagai Pemlastis.
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Bahan kemasan yang berasal dari polimer petrokimia atau yang lebih dikenal
dengan plastik, merupakan bahan pengemas yang paling banyak digunakan.
Namun ternyata, polimer plastik mempunyai berbagai kelemahan, yaitu sifatnya
yang tidak tahan panas, mudah robek, dan yang paling penting adalah dapat
menyebabkan kontaminasi melalui transmisi monomernya ke bahan yang
dikemas. Kelemahan lain dari plastik adalah sifatnya yang tidak dapat
dihancurkan secara alami (non-biodegradable) sehingga menyebabkan beban bagi
lingkungan apabila tidak dilakukan daur ulang (recycling). Untuk itu diperlukan
pengembangan jenis kemasan dari bahan organik dan bahan-bahan terbarukan
(renewable) sebagai suatu jenis kemasan yang bersifat ramah lingkungan dan
dikenal sebagai edible film (lembaran kemasan).
Secara umum edible film dapat didefenisikan sebagai lapis tipis yang
melapisi suatu bahan pangan dan layak dimakan, digunakan pada makanan
dengan cara pembungkusan atau diletakkan diantara komponen makanan yang
dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas makanan, memperpanjang masa
simpan, meningkatkan efisiensi ekonomis, menghambat perpindahan uap air
(Krochta, 1992).
Kulit buah manggis dikategorikan sebagai limbah. Kulit buah manggis
mengandung air 62,05%, abu 1,01%, lemak 0,68%, protein 0,71%, total gula
1,17%, dan karbohidrat 35,61%. Kulit manggis ini mengandung senyawa xanton
yang meliputi mangostin, mangostenol, mangostinon A, mangostenon B,
trapezifolixanthone, tovophyllin B, alfa mangostin, beta mangostin, garcinon B,
mangostanol, flavonoid epicatechin, dan gartanin (Yunitasari, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa glikosida dan
merupakan rantai gula panjang. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya
tergantung pada panjang rantai atom C nya, apakah lurus atau bercabang rantai
molekulnya (Winarno, 1984).
Kitosan memiliki sifat antimikroba, karena dapat menghambat bakteri
patogen dan mikroorganisme pembusuk, termasuk jamur, bakteri gram-positif ,
bakteri gram negative (Hafdani, 2011). Kitosan digunakan sebagai pelapis (film)
pada berbagai bahan pangan, tujuannya adalah menghalangi oksigen masuk
dengan baik, sehingga dapat digunakan sebagai kemasan berbagai bahan pangan
dan juga dapat dimakan langsung, karena kitosan tidak berbahaya terhadap
kesehatan (Henriette, 2010).
Gliserol juga dapat berfungsi sebagai plastisizer. Plastisizer merupakan
bahan aditif untuk mendapatkan sifat mekanis yang lunak, ulet dan kuat agar
meningkatkan sifat plastisitasnya (Wirjosentono,1995).
Dari penelitian sebelumnya, Menurut Agung Endro Nugroho (2008) yang
berjudul “Manggis (Garcinia mangostana L.) : Dari Kulit Buah Yang Terbuang
Hingga Menjadi Kandidat Suatu Obat” menyatakan bahwa, Kulit buah manggis
ternyata mengandung senyawa golongan xanton. Dari percobaan isolasi yang
dipandu uji aktivitas diketahui senyawa paling aktifnya adalah alfa-mangostin,
gamma-mangostin dangarsinon-E.Ekstrak kulit buah manggis dan senyawa
aktifnya memiliki aktivitas farmakologi yaitu anti-alergi, anti-inflamasi, antioksidan, anti-kanker, antimikroorganisme, anti-aterosklerosis, dan bahkan antiHIV.
Menurut Zoraya Mashithah (2012) yang berjudul “Pembuatan edible film
dari campuran ekstrak wortel (Daucus carota L.) dengan tepung tapioka, tepung
terigu dan gliserin” menghasilkan edible film dengan warna lebih cerah, rasanya
renyah, teksturnya lebih halus dan lebih menarik pada perbandingan 5 g tepung
tapioka dan 5 g tepung terigu.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Arini Aulia (2012) yang berjudul “Pembuatan edible film dari
ekstrak buah papaya (Carica papaya L.) dengan campuran tepung tapioka, tepung
terigu dan gliserin” menghasilkan edible film dengan perbandingan tepung tapioka
: tepung terigu (7,5 g : 2,5 g) memberikan hasil yang lebih baik dari segi
karakteristik dan kadar nutrisi.
Menurut Jimmy (2013) yang berjudul “Karakterisasi edible Film Dari
Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Mangga (Mangifera
indica L.)” menghasilkan permukaan edible film yang lebih optimal dengan
menggunakan 6 g tepung tapioka yang dibuktikan dari uji tarik sebesar 0,2285
KgF/mm2, kemuluran 48,91% dan swelling 6,42% dan permukaan yg sedikit
berserat.
Menurut Oriza (2013) yang berjudul “Karakterisasi dan analisa kadar
nutrisi edible film dari campuran ekstrak daun sirsak (Annona muricata ) dengan
tepung tapioka, kitosan dan gliserin”menjelaskan bahwa hasil edible yang terbaik
pada campuran 4 g tepung tapioka, 32 ml akuades, kitosan 2%, 2 ml gliserin dan
10 g ekstrak daun sirsak dengan hasil ketebalan 0,032 mm, kuat tarik sebesar
0,468 KgF/mm2 , dan kemuluran 37,36%. Dari hasil SEM dapat dilihat permukaan
edible film yang rata, rapat, halus dan juga berpori-pori kecil.
Di Indonesia persebaran tanaman manggis peluang pengembangannya
sangat besar, baik itu ditinjau dari potensi lahan, keragaman jenis, maupun dari
aspek petani dan teknologi. terdapat sekitar 100 jenis tanaman manggis yang
tumbuh di Indonesia dari sekitar 400 jenis yang dijumpai di dunia (Yunitasari,
2011). Pada penelitian ini, penulis ingin memanfaatkan ekstrak yang berasal dari
kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) yang dikategorikan limbah sebagai
bahan pembuatan edible film dengan penambahan pati, kitosan dan gliserin
sebagai pemlastis. sehingga diharapkan edible film yang dihasilkan tidak hanya
memiliki sifat sebagai pengemas makanan yang baik tetapi juga memiliki
kandungan yang dapat meningkatkan kesehatan.
Universitas Sumatera Utara
1.2
Perumusan Masalah
Permasalahan pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah kadar nutrisi dari edible film yang meliputi kadar air, abu,
protein, lemak, karbohidrat, serta kandungan β-karoten.
2. Bagaimanakah karakteristik fisik dari edible film yang meliputi ketebalan,
kuat tarik, kemuluran, uji SEM, uji FT-IR serta uji organoleptik.
1.3
Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini objek masalah dibatasi sebagai berikut :
1. Sampel kulit manggis yang digunakan berasal dari Pasar sore, Padang
Bulan Medan.
2. Parameter yang diteliti adalah sifat mekanik (ketebalan, pemanjangan film
/ elongation dan kuat regang putus / tensile strength) dan sifat fisik
(analisa Scanning Electron Microscope / SEM dan analisa Spectroscopy
Fourier Transform Infra Red / FT-IR).
3. Analisa kadar nutrisi yang dilakukan adalah analisa kadar air, kadar abu,
kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat dan analisa β-karoten.
1.4
Tujuan Penelitian
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk :
1. Untuk mengetahui kandungan gizi dari edible film yang dapat digunakan
sebagai bahan pengemas makanan.
2. Untuk mengetahui karakteristik fisik dari edible film.
3. Untuk mengetahui hasil uji organoleptik terhadap edible film yang
dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Menghasilkan edible film sebagai bahan pengemas makanan yang bersifat
mudah terdegradasi secara alami serta ramah lingkungan
2. Menghasilkan edible film dengan penambahan ekstrak kulit manggis yang
bermanfaat bagi kesehatan berdasarkan kandungan dari kulit manggis
1.6
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia/KBM, Laboratorium
Mikrobiologi USU, Laboratorium Penelitian FMIPA USU. dan Laboratorium
Farmasi USU Medan.
1.7
Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorium, Adapun langkahlangkah analisisnya sebagai berikut :
1. Ekstrak kulit manggis diperoleh dengan mengekstraksi kulit manggis
secara maserasi dengan pelarut etanol dan penambahan air ( perbandingan
1:2 ) dan diendapkan selama 24 jam.
2. Edible film dibuat dengan mencampurkan tepung tapioka dalam ekstrak
kulit manggis dan air, kemudian diaduk sambil dipanaskan hingga
homogen, ditambahkan dengan larutan kitosan dan asam asetat 1% diaduk
kembali
kemudian ditambahkan gliserin, dan diaduk kembali, setelah
homogen dicetak diatas plat akrilik, kemudian dimasukkan kedalam oven
pada suhu 40oC selama ± 48 jam (2 hari), untuk hasil tersebut dianalisa
kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar karbohidrat, kadar
β-karoten, uji SEM, uji tarik, ketebalan dan nilai organoleptiknya.
3. Analisa SEM edible film yang dihasilkan ditentukan dengan analisa
mikroskopi.
Universitas Sumatera Utara
4. Analisa FT-IR edible film yang dihasilkan ditentukan dengan analisa
spektroskopi.
5. Uji Kuat tarik edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
menggunakan alat Torsee’s Electrinic system Tokyo testing machine.
6. Analisa Kadar protein edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
metode Kjedahl.
7. Analisa Kadar lemak edible film yang dihasilkan ditentukan dengan cara
ekstraksi kontinu dengan alat soklet.
8. Penentuan Kadar air edible film yang dihasilkan ditentukan dengan metode
pengeringan dalam oven pada suhu 100 – 105oC.
9. Penentuan kadar abu edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
metode pembakaran dalam tanur pada suhu 600oC hingga diperoleh abu
berwarna putih.
10. Penentuan Kadar Karbohidrat edible film yang dihasilkan ditentukan
dengan menghitung selisih antara 100% dengan jumlah persentase kadar
air, abu, protein, dan lemak.
11. Penentuan kadar β-karoten edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
menggunakan spektrofotometer UV dengan panjang gelombang 446 nm.
12. Uji organoleptik terhadap warna, rasa, bau, dan tekstur edible film yang
dihasilkan ditentukan dengan skala hedonik.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Bahan kemasan yang berasal dari polimer petrokimia atau yang lebih dikenal
dengan plastik, merupakan bahan pengemas yang paling banyak digunakan.
Namun ternyata, polimer plastik mempunyai berbagai kelemahan, yaitu sifatnya
yang tidak tahan panas, mudah robek, dan yang paling penting adalah dapat
menyebabkan kontaminasi melalui transmisi monomernya ke bahan yang
dikemas. Kelemahan lain dari plastik adalah sifatnya yang tidak dapat
dihancurkan secara alami (non-biodegradable) sehingga menyebabkan beban bagi
lingkungan apabila tidak dilakukan daur ulang (recycling). Untuk itu diperlukan
pengembangan jenis kemasan dari bahan organik dan bahan-bahan terbarukan
(renewable) sebagai suatu jenis kemasan yang bersifat ramah lingkungan dan
dikenal sebagai edible film (lembaran kemasan).
Secara umum edible film dapat didefenisikan sebagai lapis tipis yang
melapisi suatu bahan pangan dan layak dimakan, digunakan pada makanan
dengan cara pembungkusan atau diletakkan diantara komponen makanan yang
dapat digunakan untuk memperbaiki kualitas makanan, memperpanjang masa
simpan, meningkatkan efisiensi ekonomis, menghambat perpindahan uap air
(Krochta, 1992).
Kulit buah manggis dikategorikan sebagai limbah. Kulit buah manggis
mengandung air 62,05%, abu 1,01%, lemak 0,68%, protein 0,71%, total gula
1,17%, dan karbohidrat 35,61%. Kulit manggis ini mengandung senyawa xanton
yang meliputi mangostin, mangostenol, mangostinon A, mangostenon B,
trapezifolixanthone, tovophyllin B, alfa mangostin, beta mangostin, garcinon B,
mangostanol, flavonoid epicatechin, dan gartanin (Yunitasari, 2011).
Universitas Sumatera Utara
Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan alfa glikosida dan
merupakan rantai gula panjang. Berbagai macam pati tidak sama sifatnya
tergantung pada panjang rantai atom C nya, apakah lurus atau bercabang rantai
molekulnya (Winarno, 1984).
Kitosan memiliki sifat antimikroba, karena dapat menghambat bakteri
patogen dan mikroorganisme pembusuk, termasuk jamur, bakteri gram-positif ,
bakteri gram negative (Hafdani, 2011). Kitosan digunakan sebagai pelapis (film)
pada berbagai bahan pangan, tujuannya adalah menghalangi oksigen masuk
dengan baik, sehingga dapat digunakan sebagai kemasan berbagai bahan pangan
dan juga dapat dimakan langsung, karena kitosan tidak berbahaya terhadap
kesehatan (Henriette, 2010).
Gliserol juga dapat berfungsi sebagai plastisizer. Plastisizer merupakan
bahan aditif untuk mendapatkan sifat mekanis yang lunak, ulet dan kuat agar
meningkatkan sifat plastisitasnya (Wirjosentono,1995).
Dari penelitian sebelumnya, Menurut Agung Endro Nugroho (2008) yang
berjudul “Manggis (Garcinia mangostana L.) : Dari Kulit Buah Yang Terbuang
Hingga Menjadi Kandidat Suatu Obat” menyatakan bahwa, Kulit buah manggis
ternyata mengandung senyawa golongan xanton. Dari percobaan isolasi yang
dipandu uji aktivitas diketahui senyawa paling aktifnya adalah alfa-mangostin,
gamma-mangostin dangarsinon-E.Ekstrak kulit buah manggis dan senyawa
aktifnya memiliki aktivitas farmakologi yaitu anti-alergi, anti-inflamasi, antioksidan, anti-kanker, antimikroorganisme, anti-aterosklerosis, dan bahkan antiHIV.
Menurut Zoraya Mashithah (2012) yang berjudul “Pembuatan edible film
dari campuran ekstrak wortel (Daucus carota L.) dengan tepung tapioka, tepung
terigu dan gliserin” menghasilkan edible film dengan warna lebih cerah, rasanya
renyah, teksturnya lebih halus dan lebih menarik pada perbandingan 5 g tepung
tapioka dan 5 g tepung terigu.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Arini Aulia (2012) yang berjudul “Pembuatan edible film dari
ekstrak buah papaya (Carica papaya L.) dengan campuran tepung tapioka, tepung
terigu dan gliserin” menghasilkan edible film dengan perbandingan tepung tapioka
: tepung terigu (7,5 g : 2,5 g) memberikan hasil yang lebih baik dari segi
karakteristik dan kadar nutrisi.
Menurut Jimmy (2013) yang berjudul “Karakterisasi edible Film Dari
Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Mangga (Mangifera
indica L.)” menghasilkan permukaan edible film yang lebih optimal dengan
menggunakan 6 g tepung tapioka yang dibuktikan dari uji tarik sebesar 0,2285
KgF/mm2, kemuluran 48,91% dan swelling 6,42% dan permukaan yg sedikit
berserat.
Menurut Oriza (2013) yang berjudul “Karakterisasi dan analisa kadar
nutrisi edible film dari campuran ekstrak daun sirsak (Annona muricata ) dengan
tepung tapioka, kitosan dan gliserin”menjelaskan bahwa hasil edible yang terbaik
pada campuran 4 g tepung tapioka, 32 ml akuades, kitosan 2%, 2 ml gliserin dan
10 g ekstrak daun sirsak dengan hasil ketebalan 0,032 mm, kuat tarik sebesar
0,468 KgF/mm2 , dan kemuluran 37,36%. Dari hasil SEM dapat dilihat permukaan
edible film yang rata, rapat, halus dan juga berpori-pori kecil.
Di Indonesia persebaran tanaman manggis peluang pengembangannya
sangat besar, baik itu ditinjau dari potensi lahan, keragaman jenis, maupun dari
aspek petani dan teknologi. terdapat sekitar 100 jenis tanaman manggis yang
tumbuh di Indonesia dari sekitar 400 jenis yang dijumpai di dunia (Yunitasari,
2011). Pada penelitian ini, penulis ingin memanfaatkan ekstrak yang berasal dari
kulit buah manggis (Garcinia mangostana L.) yang dikategorikan limbah sebagai
bahan pembuatan edible film dengan penambahan pati, kitosan dan gliserin
sebagai pemlastis. sehingga diharapkan edible film yang dihasilkan tidak hanya
memiliki sifat sebagai pengemas makanan yang baik tetapi juga memiliki
kandungan yang dapat meningkatkan kesehatan.
Universitas Sumatera Utara
1.2
Perumusan Masalah
Permasalahan pada penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah kadar nutrisi dari edible film yang meliputi kadar air, abu,
protein, lemak, karbohidrat, serta kandungan β-karoten.
2. Bagaimanakah karakteristik fisik dari edible film yang meliputi ketebalan,
kuat tarik, kemuluran, uji SEM, uji FT-IR serta uji organoleptik.
1.3
Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ini objek masalah dibatasi sebagai berikut :
1. Sampel kulit manggis yang digunakan berasal dari Pasar sore, Padang
Bulan Medan.
2. Parameter yang diteliti adalah sifat mekanik (ketebalan, pemanjangan film
/ elongation dan kuat regang putus / tensile strength) dan sifat fisik
(analisa Scanning Electron Microscope / SEM dan analisa Spectroscopy
Fourier Transform Infra Red / FT-IR).
3. Analisa kadar nutrisi yang dilakukan adalah analisa kadar air, kadar abu,
kadar protein, kadar lemak, dan kadar karbohidrat dan analisa β-karoten.
1.4
Tujuan Penelitian
Penelitian yang dilakukan bertujuan untuk :
1. Untuk mengetahui kandungan gizi dari edible film yang dapat digunakan
sebagai bahan pengemas makanan.
2. Untuk mengetahui karakteristik fisik dari edible film.
3. Untuk mengetahui hasil uji organoleptik terhadap edible film yang
dihasilkan.
Universitas Sumatera Utara
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Menghasilkan edible film sebagai bahan pengemas makanan yang bersifat
mudah terdegradasi secara alami serta ramah lingkungan
2. Menghasilkan edible film dengan penambahan ekstrak kulit manggis yang
bermanfaat bagi kesehatan berdasarkan kandungan dari kulit manggis
1.6
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia/KBM, Laboratorium
Mikrobiologi USU, Laboratorium Penelitian FMIPA USU. dan Laboratorium
Farmasi USU Medan.
1.7
Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental laboratorium, Adapun langkahlangkah analisisnya sebagai berikut :
1. Ekstrak kulit manggis diperoleh dengan mengekstraksi kulit manggis
secara maserasi dengan pelarut etanol dan penambahan air ( perbandingan
1:2 ) dan diendapkan selama 24 jam.
2. Edible film dibuat dengan mencampurkan tepung tapioka dalam ekstrak
kulit manggis dan air, kemudian diaduk sambil dipanaskan hingga
homogen, ditambahkan dengan larutan kitosan dan asam asetat 1% diaduk
kembali
kemudian ditambahkan gliserin, dan diaduk kembali, setelah
homogen dicetak diatas plat akrilik, kemudian dimasukkan kedalam oven
pada suhu 40oC selama ± 48 jam (2 hari), untuk hasil tersebut dianalisa
kadar air, kadar abu, kadar protein, kadar lemak, kadar karbohidrat, kadar
β-karoten, uji SEM, uji tarik, ketebalan dan nilai organoleptiknya.
3. Analisa SEM edible film yang dihasilkan ditentukan dengan analisa
mikroskopi.
Universitas Sumatera Utara
4. Analisa FT-IR edible film yang dihasilkan ditentukan dengan analisa
spektroskopi.
5. Uji Kuat tarik edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
menggunakan alat Torsee’s Electrinic system Tokyo testing machine.
6. Analisa Kadar protein edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
metode Kjedahl.
7. Analisa Kadar lemak edible film yang dihasilkan ditentukan dengan cara
ekstraksi kontinu dengan alat soklet.
8. Penentuan Kadar air edible film yang dihasilkan ditentukan dengan metode
pengeringan dalam oven pada suhu 100 – 105oC.
9. Penentuan kadar abu edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
metode pembakaran dalam tanur pada suhu 600oC hingga diperoleh abu
berwarna putih.
10. Penentuan Kadar Karbohidrat edible film yang dihasilkan ditentukan
dengan menghitung selisih antara 100% dengan jumlah persentase kadar
air, abu, protein, dan lemak.
11. Penentuan kadar β-karoten edible film yang dihasilkan ditentukan dengan
menggunakan spektrofotometer UV dengan panjang gelombang 446 nm.
12. Uji organoleptik terhadap warna, rasa, bau, dan tekstur edible film yang
dihasilkan ditentukan dengan skala hedonik.
Universitas Sumatera Utara