Pengaruh Penambahan Kitosan Terhadap Karakteristik Bioplastik Dari Pati Talas (Colocasia esculenta) Menggunakan Plasticizer Sorbitol
ABSTRAK
Bioplastik adalah plastik berbasis biologis atau yang sering disebut plastik yang
terbuat dari sumber daya terbarukan dan dapat didaur ulang oleh proses biologis.
Pati dari umbi talas (Colocasia esculenta) digunakan sebagai bahan baku
pembuatan bioplastik menggunakan sorbitol sebagai plastizicer dan kitosan
sebagai pengisi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan profil
gelatinisasi pati umbi talas, mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan
sorbitol terhadap sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air
dan profil gelatinisasi bioplastik dari pati talas. Penelitian ini menggunakan metode
casting dalam pembuatan bioplastik dengan suhu gelatinisasi 75 oC dan variasi
konsentrasi pati 20 % w/v, 30 % w/v, dan 40 % w/v. Selanjutnya dilakukan
variasi penambahan sorbitol (10 % w/w, 20 % w/w, 30 % w/w, 40 % w/w, dan 50
% w/w), dan variasi penambahan pengisi kitosan (0,5 w/v ; 1 w/v ; 1,5 w/v ; 2 w/v
; dan 2,5 w/v). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati 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 72,94 oC dengan
viskositas puncak 6632 cP, sedangkan bioplastik pati talas memiliki temperatur
gelatinisasi 77,72 oC dengan viskositas puncak 3476 cP. Dari hasil analisa FT-IR
diperoleh perubahan gugus fungsi O-H bioplastik pati talas dengan pengisi kitosan
dan plasticizer sorbitol pada bilangan gelombang 3765 cm-1, dari hasil analisa
morfologi patahan bioplastik diperoleh bahwa penyebaran pengisi kitosan tidak
merata dan masih terdapat beberapa fraksi kosong. Penambahan kitosan dan
sorbitol 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 sorbitol maka nilai
pemanjangan pada saat putus meningkat. Bioplastik terbaik pada penelitian ini
adalah bioplastik pada komposisi pati 40 % w/v dengan kitosan 2,5 w/v, dan
sorbitol 30 % w/w yang memiliki nilai kekuatan tarik 8,36 MPa dan nilai
pemanjangan pada saat putus 22,06 %.
Kata kunci: pati, talas, bioplastik, kitosan, sorbitol
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioplastics are plastics based on biological or often referred to a plastic made
from renewable resources and can be recycled by biological processes. Starch
from the tubers of taro (Colocasia esculenta) is used as a raw material for the
bioplastic using sorbitol as plastizicer and chitosan as a filler. This study aims to
determine the characteristics and profile of taro starch gelatinization, determine
the effect of chitosan and sorbitol to the properties of tensile strength, elongation
at break, water absorption and gelatinization profile bioplastics from taro starch.
This study uses a casting method in the manufacture of bioplastics with
gelatinization temperature 75 oC and a variety starch concentration of 20 % w/v,
30% w/v and 40% w/v. Furthermore, the variation of the addition of sorbitol (10
% w/w, 20 % w/w, 30 % w/w, 40 % w/w and 50 % w/w), and the variation of
addition of chitosan (0.5 w/v ; 1 w/v, 1.5 w/v; 2 w/v; and 2.5 w/v). The results
showed that taro starch with a particle size of 100 mesh have 93.55 % starch
content, 6.5 % moisture content, 0.76 % ash content, 17.9 % amylose, 75.66 %
amylopectin, 1.02 % protein, and 1.44% fat. Analysis of the nature of the pasta
with the method of Rapid Visco Analyzer (RVA) showed starch taro has a
temperature of gelatinization 72.94 °C with peak viscosity 6632 cP, while the taro
starch bioplastics have temperature of gelatinization 77.72 °C with a peak
viscosity 3476 cP. From the analysis of FT-IR obtained a change of functional
groups of O-H of bioplastics at wave number 3765 cm-1, from the analysis of the
morphology of fracture bioplastics obtained that the spread of filler chitosan is
uneven and there are still some factions empty. Addition of chitosan and sorbitol
affect the properties of tensile strength and elongation at break of bioplastics
produced. By increasing variation chitosan increased the value of tensile strength,
by increasing variation of sorbitol, the value of the elongation at break increases.
The best bioplastics produced on this research is on the composition of starch 40
% w/v with chitosan 2.5 w/v, and sorbitol 30 % w/w which has a value of 8.36
MPa tensile strength and elongation at break value of 22.06%.
Keywords: starch, taro, bioplastics, chitosan, sorbitol
viii
Universitas Sumatera Utara
Bioplastik adalah plastik berbasis biologis atau yang sering disebut plastik yang
terbuat dari sumber daya terbarukan dan dapat didaur ulang oleh proses biologis.
Pati dari umbi talas (Colocasia esculenta) digunakan sebagai bahan baku
pembuatan bioplastik menggunakan sorbitol sebagai plastizicer dan kitosan
sebagai pengisi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan profil
gelatinisasi pati umbi talas, mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan
sorbitol terhadap sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, penyerapan air
dan profil gelatinisasi bioplastik dari pati talas. Penelitian ini menggunakan metode
casting dalam pembuatan bioplastik dengan suhu gelatinisasi 75 oC dan variasi
konsentrasi pati 20 % w/v, 30 % w/v, dan 40 % w/v. Selanjutnya dilakukan
variasi penambahan sorbitol (10 % w/w, 20 % w/w, 30 % w/w, 40 % w/w, dan 50
% w/w), dan variasi penambahan pengisi kitosan (0,5 w/v ; 1 w/v ; 1,5 w/v ; 2 w/v
; dan 2,5 w/v). Hasil penelitian menunjukkan bahwa pati 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 72,94 oC dengan
viskositas puncak 6632 cP, sedangkan bioplastik pati talas memiliki temperatur
gelatinisasi 77,72 oC dengan viskositas puncak 3476 cP. Dari hasil analisa FT-IR
diperoleh perubahan gugus fungsi O-H bioplastik pati talas dengan pengisi kitosan
dan plasticizer sorbitol pada bilangan gelombang 3765 cm-1, dari hasil analisa
morfologi patahan bioplastik diperoleh bahwa penyebaran pengisi kitosan tidak
merata dan masih terdapat beberapa fraksi kosong. Penambahan kitosan dan
sorbitol 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 sorbitol maka nilai
pemanjangan pada saat putus meningkat. Bioplastik terbaik pada penelitian ini
adalah bioplastik pada komposisi pati 40 % w/v dengan kitosan 2,5 w/v, dan
sorbitol 30 % w/w yang memiliki nilai kekuatan tarik 8,36 MPa dan nilai
pemanjangan pada saat putus 22,06 %.
Kata kunci: pati, talas, bioplastik, kitosan, sorbitol
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
Bioplastics are plastics based on biological or often referred to a plastic made
from renewable resources and can be recycled by biological processes. Starch
from the tubers of taro (Colocasia esculenta) is used as a raw material for the
bioplastic using sorbitol as plastizicer and chitosan as a filler. This study aims to
determine the characteristics and profile of taro starch gelatinization, determine
the effect of chitosan and sorbitol to the properties of tensile strength, elongation
at break, water absorption and gelatinization profile bioplastics from taro starch.
This study uses a casting method in the manufacture of bioplastics with
gelatinization temperature 75 oC and a variety starch concentration of 20 % w/v,
30% w/v and 40% w/v. Furthermore, the variation of the addition of sorbitol (10
% w/w, 20 % w/w, 30 % w/w, 40 % w/w and 50 % w/w), and the variation of
addition of chitosan (0.5 w/v ; 1 w/v, 1.5 w/v; 2 w/v; and 2.5 w/v). The results
showed that taro starch with a particle size of 100 mesh have 93.55 % starch
content, 6.5 % moisture content, 0.76 % ash content, 17.9 % amylose, 75.66 %
amylopectin, 1.02 % protein, and 1.44% fat. Analysis of the nature of the pasta
with the method of Rapid Visco Analyzer (RVA) showed starch taro has a
temperature of gelatinization 72.94 °C with peak viscosity 6632 cP, while the taro
starch bioplastics have temperature of gelatinization 77.72 °C with a peak
viscosity 3476 cP. From the analysis of FT-IR obtained a change of functional
groups of O-H of bioplastics at wave number 3765 cm-1, from the analysis of the
morphology of fracture bioplastics obtained that the spread of filler chitosan is
uneven and there are still some factions empty. Addition of chitosan and sorbitol
affect the properties of tensile strength and elongation at break of bioplastics
produced. By increasing variation chitosan increased the value of tensile strength,
by increasing variation of sorbitol, the value of the elongation at break increases.
The best bioplastics produced on this research is on the composition of starch 40
% w/v with chitosan 2.5 w/v, and sorbitol 30 % w/w which has a value of 8.36
MPa tensile strength and elongation at break value of 22.06%.
Keywords: starch, taro, bioplastics, chitosan, sorbitol
viii
Universitas Sumatera Utara