Studi Fourier Transform Infra Red pada Lapisan Kanji yang Diplastisasi dengan Polyethylene Glycol (PEG) 1000 DIANI JURNAL

Studi Fourier Transform Infra Red pada Lapisan Kanji yang Diplastisasi dengan
Polyethylene Glycol (PEG) 1000
Diani Galih Saputri1, Khairuddin2, Nanik Dwi Nurhayati3
1Program
2Dosen
3Dosen

Studi Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret

Program Studi Fisika FMIPA Universitas Sebelas Maret

Program Studi Pendidikan Kimia FKIP Universitas Sebelas Maret
Jl. Ir. Sutami No. 36A, Kentingan, Jebres, Surakarta

ABSTRACT
Fourier Transform Infra Red (FTIR) studies have been done on starch films plasticized
with Polyethylene Glycol (PEG) 1000 to determine the functional groups of those
material, and their interactions. The concentration of PEG1000/starch composite was
10 % (w/w) and mixed in water. The composites was prepared by solvent casting
method. The solution was poured into teflon and dried in the oven for 14 hours at 40oC.
The compossite was then tested using FTIR. The FTIR spectra in starch sample were

3425,58 cm-1 (O-H group); 2924,09 cm-1 (C-H group); 1635,64 cm-1 (C=O group);
1149.57 cm-1 (C-O-C group), whereas in PEG 1000 was 3387 cm-1 (O-H group);
2870,08 cm-1 (C-H group); 1643.35 cm-1 (C=O group); 1103.28 cm-1 (C-O-C group).
The addition of PEG 1000 to starch shifted the four groups indicating a strong
interaction between PEG and starch. The peak intensity spectra increased indicating
that the the number of bonds in those groups increased. Also, there was no new peak
indicating that new chemical bonding did not appear when starch and PEG 1000 was
mixed..
Keyword: Starch, PEG 1000, FTIR.
ABSTRAK
Telah dilakukan studi Fourier Transform Infrared pada lapisan kanji yang diplastisasi
dengan Polyethylene Glycol (PEG) 1000 untuk mengetahui gugus fungsi yang
menyusun kanji dan PEG serta interaksi antara keduanya. Konsentrasi komposit
PEG1000/kanji adalah 10 % (b/b) dan dicampur dengan air. Lapisan kanji-PEG1000
dibuat dengan metode solvent casting. Larutan dituangkan ke dalam teflon dan
dikeringkan dalam oven selama 14 jam pada suhu 40oC dan kemudian diuji dengan
FTIR. Spektrum FTIR pada kanji adalah 3425,58 cm-1 (O-H grup), 2924,09 cm-1 (C-H
grup); 1635,64 cm-1 (C=O grup); 1149,57 cm-1 (C-O-C grup), sedangkan pada PEG
1000 adalah 3387 cm-1 (O-H grup); 2870,08 cm-1 (C-H grup); 1643,35 cm-1 (C=O
grup); 1103,28 cm-1 (C-O-C grup). Penambahan PEG 1000 pada lapisan kanji

menyebakan pergeseran puncak pada empat gugus yang mengindikasikan adanya
interaksi yang kuat antar molekul PEG dan kanji. Intensitas puncak menunjukkan
peningkatan yang mengindikasikan bahwa penambahan plasticizer (PEG 1000)
menambah jumlah ikatan pada grup-grup tersebut. Selain itu, pencampuran tidak
memunculkan puncak baru yang menunjukkan tidak terbentuknya ikatan kimia baru
akibat pencampuran tersebut.
Kata kunci : Kanji, PEG 1000, FTIR.
PENDAHULUAN
Dalam dunia perindustrian makanan dan farmasi pengemasan produk adalah suatu hal
yang sangat perlu diperhatikan. Apalagi jika dikaitkan dengan perkembangan zaman dan
majunya teknologi yang semakin membuat terobosan baru bagi peluang keluarnya jenis
produk-produk baru, sedangkan dalam pembuatan lapisan tersebut juga diperlukan materialmaterial tertentu yang kebanyakan bahannya disintesis dari senyawa kimia (Sin et al., 2010).
Salah satu material kemasan tersebut adalah kertas konvensional (kertas minyak) untuk
kemasan atau pembungkus kemasan. Secara konvensional sintesis lapisan polimer kertas
minyak dapat berupa polivinilklorida (PVC), polietilena (PE) (Elizondo et al., 2009).
Pati (kanji) merupakan bahan yang potensial untuk digunakan karena harganya yang
relatif murah, berlimpah, tak terbarukan dan biodegradable (Gonera, A., & Cornilon, P. 2002),
sehingga dapat diaplikasikan dalam pembuatan kemasan makanan. Namun, lapisan berbasis
pati memiliki sifat mekanik yang rapuh dan sifat penghalang yang buruk dalam kondisi

kelembaman tinggi (Tang et al, 2012). Pati atau kanji merupakan polimer yang berasal dari Dglucopyranosyl dan terbentuk lebih dari 500 molekul monosakarida, terdiri dari campuran yang

didominasi amilosa linier (20-30 %) dan amilopektin bercabang (70-80 %) (Chrogan, 1998).
Untuk menutupi berbagai kekurangan yang ada pada kanji telah banyak dilakukan
penelitian. Salah satu teknik yang digunakan adalah dengan mencampurkan kanji dengan
polimer lain, seperti pada percobaan yang dilakukan (Sin et al., 2010) dan (Zhou et al., 2009).
Selain itu, perbaikan sifat kanji dapat dicapai dengan penambahan plasticizer .
Penggunaan plasticizer diminimalkan karena dengan penambahan bahan tersebut dapat
mengakibatkan peningkatkan permeabilitas uap air dan menurunkan sifat kohesi pada lapisan
yang mempengaruhi sifat mekanik lapisan (Silva et al., 2009). Penambahan plasticizer pada
kanji (starch) telah banyak dipelajari dalam beberapa tahun terakhir (Isotton et al., 2015).
Gaudin et al., (2000) mengembangkan lapisan kanji berupa gandum atau terigu yang
diplastisasi dengan sorbitol. Mali et al., (2004) juga mengembangkan dan mengkarakterisasi
lapisan kanji yang diplastisasi dengan gliserol. Zullo dan Lannace (2009) mengembangkan
pencampuran kanji dengan jenis jagung, gandum, dan kentang menggunakan gliserol dan urea.

Pada penelitian ini, plasticizer PEG dicampur dengan kanji, dan ingin diketahui bagaimana
interaksi yang terjadi antara keduanya dengan menggunakan Fourier Transform Infra Red
(FTIR). Penggunaan FTIR diharapkan dapat memberikan informasi tentang pembentukan
ikatan baru, kontak atau interaksi yang terjadi antar molekul, serta peningkatan atau penurunan

gugus tertentu akibat pencampuran tersebut.

MATERIAL DAN METODE
Pada penelitian digunakan jenis kanji singkong (amylum manihot) dan plasticizer
Polyethylene Glycol (PEG) dengan berat molekul 1000, dengan akuades sebagai pelarut.
Konsentrasi komposit PEG 1000/ kanji adalah 10 % (b/b). Kemudian larutan kanji dipanaskan
pada suhu 80oC selama 60 menit dengan laju pemanasan selama 30 menit. Sementara itu,
larutan PEG 1000 distirrer selama 2 jam dan kemudian kedua larutan tersebut dicampur dan
distirrer pada suhu 70oC selama 30 menit. Hasil pengolahan dari larutan kanji-PEG1000
dituangkan kedalam teflon dan dikeringkan dalam oven selama 14 jam pada suhu 40oC.
Sampel kanji-PEG1000 berbentuk padatan yang mudah retak jika ditekan. Setelah itu,
dilakukan satu kali pembuatan sampel untuk kanji tanpa adanya penambahan PEG1000. Hasil
pengolahan dalam bentuk padatan tetapi lebih fleksibel dan berwarna bening putih. Kemudian
lapisan yang dibuat diuji interaksi antara molekulnya dengan menggunakan uji FTIR.
HASIL DAN PEMBAHASAN
R. Ortega-Toro et al (2016) telah melakukan pengujian pada lapisan kanji-gliserol yang
diplastisasi dengan PEG, dimana diperoleh hasil uji FTIR pada kanji murni yang nilai dari
bilangan gelombang dan intensitasnya tidak jauh berbeda dengan hasil yang diperoleh pada
pencampuran kanji-PEG, untuk kanji-gliserol murni gugus hidroksil diperoleh pada puncak
3300 cm-1, untuk gugus metil dan eter masing-masing pada puncak 2926 cm-1 dan 1149 cm-1.

Pengaruh perubahan intensitas absorbansi pada lapisan kanji tanpa adanya penambahan
plasticizer dan lapisan dengan penambahan PEG 1000 dapat ditunjukkan pada Gambar 1.
sedangkan untuk perbandingan kanji dan PEG1000/kanji serta PEG1000 dapat dilihat pada
Gambar 2. Hasil puncak yang menunjukkan kandungan keempat gugus pada lapisan kanji
maupun kanji/PEG1000, PEG1000 dari uji FTIR diberikan pada Tabel 1.

O-H

Intensitas Absorbansi

0,2

C-O-C
0,1

C-H

C=O

0

1100

1600

2100

2600

3100

3600

Bilangan Gelombang (1/cm)
Kanji

Kanji+PEG 1000

Intensitas Absorbansi

Gambar 1. Grafik spektrum kanji dan kanji-plasticizer (PEG 1000)

0,9
0,8
0,7
0,6
C-O-C
0,5
0,4
0,3
0,2
C=O
0,1
0
1100
1600

C-H
O-H

2100

2600

3100

3600

Bilangan Gelombang (1/cm)
Kanji

Kanji+PEG 1000

PEG 1000

Gambar 2. Grafik spektrum kanji, kanji-plasticizer (PEG 1000), dan PEG 1000
Tabel 1. Puncak absorbansi pada lapisan kanji, kanji-PEG 1000, kanji-gliserol, PEG 1000
Gugus

Kanji

K+PEG 1000

PEG 1000

Puncak
O-H Intensitas
Abs

3425,58
0,088035

3402,43
0,179113

3387
0,153121

Puncak
C-H Intensitas
Abs

2924,09
0,054352

2924,09
0,060153

2870,08
0,384132

Puncak
C=O Intensitas
Abs

1635,64
0,048261

1635,64
0,041049

1643,35

0,041397

C-O-C Puncak
Intensitas

1149,57
0,053201

1149,57
0,085827

1103,28
0,869317

Abs

Dari Gambar 1. tersebut dapat diketahui 4 jenis gugus (O-H, C-H, C=O, C-O-C),
dimana bilangan gelombang antara 3387 cm-1 sampai 3425 cm-1 merupakan gugus dari O-H,
untuk bilangan gelombang gugus C-H ditunjukkan pada rentang 2870,08 cm-1 sampai 2931,80
cm-1, pada rentang 1635 cm-1 hingga 1643 cm-1 merupakan panjang gelombang dari gugus
C=O karbonil ester, sedangkan pada bilangan gelombang 1103 cm-1 sampai 1149 cm-1
menunjukkan gugus C-O-C eter.
Hasil yang diperoleh pada lapisan kanji dan PEG 1000/kanji menunjukkan nilai yang
sama dengan hasil dari penelitian Jagadish et al (2012) dan Yu et al (2013), walaupun terdapat
sedikit pergeseran puncak pada gugus hidroksil, dimana lapisan kanji murni diketahui memiliki
bilangan gelombang pada gugus O-H sebesar 3425,58 cm-1 dengan intensitas 0,088035,
bilangan gelombang pada gugus C-H metil (2924,09 cm-1) dengan intensitas 0,054352, dan
pada gugus C=O ester (1635 cm-1) dan gugus C-O-C eter (1149 cm-1) yang memiliki intensitas
masing-masing sebesar 0,048261, 0,053201, sedangkan untuk lapisan kanji dengan
penambahan PEG 1000 mempunyai bilangan gelombang pada gugus O-H (3402,43 cm-1)
dengan intensitas 0,179113 dan pada gugus C-H (2924,09 cm-1) dengan intensitas sebesar
0,060153, untuk absorbansi pada gugus C=O (1635 cm-1) dan C-O-C (1149 cm-1).
Jika dibandingkan dari nilai bilangan gelombang yang diperoleh dari kanji murni
sebelum ditambahkan kanji untuk gugus O-H adalah 3425,58 cm-1 dan nilai bilangan
gelombang untuk PEG 1000 adalah 3387 cm-1 kemudian setelah dicampur, puncak pada
percampuran diantara keduanya bergeser menjadi menjadi 3402,43 cm-1. Untuk gugus C-H
diperoleh nilai puncak dari kanji adalah sebesar 2924,09 cm-1 sedangkan untuk PEG 1000
diperoleh 2870,08 cm-1, pada saat kanji ditambahkan dengan PEG 1000 terjadi pergeseran
puncak menjadi 2924,09 cm-1. Puncak dengan nilai konstan ditunjukkan pada gugus C=O
dengan nilai sebesar 1635,64 cm-1 ketika kanji dicampur dengan PEG 1000, padahal nilai
bilangan gelombang pada PEG 1000 sebelum ditambahkan dengan kanji adalah 1643,35 cm-1.
Investigasi terakhir pada gugus C-O-C, dimana pada kanji menunjukkan puncak yang bernilai
1149,57 cm-1 sedangkan PEG 1000 menunjukkan nilai puncak pada 1103,28 cm-1 dan ketika
kanji dicampur dengan PEG 1000, nilai puncak bergeser menjadi 1149,57 cm-1 (R. OrtegaToro et al, 2016). Nilai intensitas yang diperoleh dari pencampuran antara PEG1000/kanji
menunjukkan peningkatan yang mengindikasikan bahwa penambahan plasticizer (PEG 1000)
menambah jumlah ikatan dalam grup tersebut.
Pada Tabel 1. dapat dilihat bahwa perolehan puncak untuk perbandingan kanji murni
dan kanji-PEG1000 juga cukup sama, artinya hal ini membuktikan teori penelitian R. OrtegaToro et al (2016) benar bahwa hasil yang diperoleh cukup dekat diantara keduanya. Dalam

perbandingan diantara kedua lapisan tersebut tidak memunculkan puncak baru, hal ini
menunjukkan bahwa tidak terdapat ikatan kimia baru selama proses pembuatan lapisan (R.
Ortega-Toro et al., 2013).

KESIMPULAN
Penambahan plasticizer (PEG 1000) pada lapisan kanji akan menyebabkan pergeseran
puncak pada empat gugus (hidroksil, metil, karbonil ester, dan eter) dimana hasil dari
pergeseran puncak untuk masing-masing gugus, yaitu 3402,43 cm-1 (O-H grup), 2924,09 cm-1
(C-H grup); 1635,64 cm-1 (C=O grup); 1149,57 cm-1 (C-O-C grup). Hal ini menandakan
adanya interaksi antara kanji dan PEG1000. Efek dari penambahan PEG 1000 adalah
peningkatan jumlah ikatan seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan intensitas di grup
tersebut. Pada gugus O-H intensitas meningkat dari 0,088035 menjadi 0,179113, untuk grup
metil (C-H) intensitas meningkat dari 0,054352 menjadi 0,060153, hal yang sama juga terjadi
pada grup eter (C-O-C) dimana intensitas meningkat dari 0,053201 menjadi 0,085827, namun
pada grup karbonil ester (C=O) terjadi penurunan intensitas (sangat kecil) dari 0,048261
menjadi 0,041049. Tidak adanya puncak baru yang terbentuk pada sampel komposit
PEG1000/kanji menunjukkan tidak terbentuk ikatan kimia baru akibat pencampuran tersebut.

UCAPAN TERIMAKASIH
Ide dan pendanaan penelitian ini berasal dari Bapak Khairuddin, Jurusan Fisika FMIPA UNS.

DAFTAR PUSTAKA
Croghan, M. (1998). 100 years of starch innovation. Food cience & Technologi Today. March,
17-24.
Elizondo, N.J., Sobral, P.J.A., & Menegalli, F.C. (2009). Development of film based on
blends of amaranthus cruentus flour and poly(vinly alcohol). Carbohydrat
Polymer, 75, 592-598.
Gaudin, S., Lourdin, D., Forssell, P. M., Colonnna, P. (2000). Antiplasticisation and Oxygen
Permeability of Strach Sorbitol Films. Carbohydr. Polym, 43, 33-37.
Gonera, A., & Cornillon, P. (2002). Gelatinization of starch/gum/sugar system studiedby
using DSC, NMR, and CSLM. Starch/starke, 54, 508-516.

Isotton, F. S., Bernardo, G. L., Baldasso, C., Rosa, L. M., Zeni, M. (2015). The Plasticizer
Effect on Preparation and Properties of Etherified Corn Starchs Films. Industrial
Crops and Products, 76 (2015). 717-724.

Jagadish, R. S., Raj, B., Parameswara, P., & Somashekar, R. (2012). Structure property
relations in polyethylene oxide/starch blended films using WAXS. Techniques
Journal of Applied Polymer Science, 127(2), 1191e1197.

Mali, S., Grossman, M. V. E., Garcia, M. A., Martino, M. N., Zaritzky, N. E. (2004). Barrier,
Mechanical and Octical Properties of Plasticized Yam Strach Films. Carbohyd.
Polym, 56, 129-135.

R. Ortega-Toro., Munoz, A., Talens, P., Chiralt, A. (2016). Improvement of Properties of
Glycerol Plasticized Starch Films by Blending with a Low Ratio of
Polycaprolactone and/or Polyethylene Glycol. Food Hydrocolloid, 56, 9-19.
Silva, M. A., Bierhalz, A. C. K., and Kiecbusch, T. G. (2009). Alginate and Pectin Composite
Films Crosslinked with Ca2+ ions Effect of the Plasticizer Concentration. Carbohyd.
Polym., 77, pp. 736-742.

Sin, L.T., Rahman, W.A., Rahmat, A.R., Khan, M.I. (2010). Detection of synergistic
interaction of polyvinyl alcohol-cassava starch blends through DSC. Carbohydr.
Polym, 79, 224-226.

Tang, X. Z & Alavi, S. (2012). Strukture aZhond physical properties of starch/poly vinyl
alchohol/ laponite RD nanocomposite films. J. agric. Food Chem, 60, 1954-1962.
Yu, F., Prashanthaa, K., Soulestin, J., Lacrampea, M. F., & Krawczak, P. (2013). Plasticizedstarch/poly(ethylene oxide) blends prepared by extrusion. Carbohydrate Polymers,
91(1), 253e261.
Zhou. Y.X., Cui. F.Y., Jia. D.M., Xie. D. (2009). Effect of complex plasticizer on the structure
and properties of the thermoplastic PVA/ starch blends. Polym-Plast. Technol. Eng,
48, 489-495.
Zullo, R., Lannace, S. (2009). The Effects of Different Starch Sources and Plasticizers on Film
Blowing of Thermoplastic Starch: Correlation Among Process, Elongational
Properties and Macromolecular Structure. Carbohyd. Polym, 77. 376-383.