Pengaruh Penambahan Pengisi Kitosan dan Plasticizer Etilen Glikol Terhadap Karakteristik Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea americana mill)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
BIOPLASTIK
Bioplastik 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].
Secara umum film biodegradable diartikan sebagai film yang dapat didaur
ulang dan dapat dihancurkan secara alami. Plastik biodegradable adalah salah satu
bahan dalam kondisi tertentu, waktu tertentu mengalami perubahan dalam struktur
kimianya, yang mempengaruhi sifat-sifat yang dimilikinya oleh pengaruh
mikroorganisme (bakteri, jamur, algae). Sedangkan film plastik biodegradable
adalah suatu material polimer yang berubah ke dalam senyawa berat molekul
rendah, dimana paling sedikit satu tahap pada proses degradasinya melalui
metabolisme organisme secara alami [18].
Berdasarkan sumber atau cara memperolehnya, biopolimer sebagai bahan
baku bio-kemasan diklasifikasikan menjadi tiga kelompok berikut [19]:
1.
Biopolimer yang berasal dari sumber hewan yaitu; collagen gelatin.
2.
Biopolimer yang berasal dari limbah industri pengolahan ikan yaitu
chitin/chitosan.
3.
Biopolimer yang berasal dari pertanian yaitu diklasifikasikan menjadi dua
bagian yaitu lemak dan hydrocelloid. Yang berasal dari lemak terdiri dari:
bees wax, camauba wax, asam lemak; sedangkan dari hydrocolloid dibagi
menjadi dua bagian yaitu: protein dan polysacharida. hydrocolloid yang
berasal dari protein adalah: zein (protein jagung), kedelai, whey susu, glutera
gandum sedangkan hydrocolloid yang berasal dari polysacharida adalah:
cellulosa, serat, pati, pektin, garns. Selain dari polimer alami, ada beberapa
zat sintetis yang merupakan campuran antara zat petrokimia dengan
biopolimer dan atau biopolimer yang telah mengalami perlakuan yang
kompleks tetap tetap memiliki sifat biodegradable, contohnya adalah poly
alkilene esters, poly lactic acid, poly amid esters, poly vinil esters, poly vinil
6
Universitas Sumatera Utara
alcohol, dan poly anhidrides. Kelompok terakhir didapatkan dari produk
petrokimia yang disintesis secara konvensional dari monomer sintetis [20]
2.2
PATI
Upaya pengembangan bioplastik telah difokuskan terutama pada pati, yang
merupakan bahan baku terbarukan dan tersedia berlimpah di alam. Pati adalah
bahan ekonomi yang kompetitif dengan minyak bumi dan telah digunakan dalam
beberapa metode untuk mengembangkan plastik kompos [21].
Dewasa ini, pati adalah bagian utama polimer dengan dua glukosa (amilase
dan amilopektin) spasial yang didapat dalam butiran dan morfologi, komposisi kimia
dan pengaturan yang relatif mempunyai molekul yang kecil dalam keadaan padat
tergantung dari sumber botani. Proporsi relatif dari amilase dan amilopektin dan
susunannya dalam butiran padat yang menentukan fisikokimia dan fungsional sifat
pati, serta kerentanan terhadap modifikasi fisik (misalnya gelatinisasi) dan kimia
(misalnya hidrolisis) [17].
Pada prinsipnya, Pati adalah karbohidrat yang terdiri atas amilosa dan
a ilopekti . A ilosa
erupaka
agia poli er li ier de ga ikata α- −>
glukosa. Derajat poli erisasi a ilosa
erga tu g pada su
er a. A ilopekti
de ga ra tai sa pi g α- −>
−>
erkisar a tara
− .
erupaka poli er α- −>
u it glukosa. Dala
suatu
u it
u it glukosa,
u it glukosa
olekul pati, ikata α-
u it glukosa i i ju lah a sa gat sedikit, erkisar a tara − %. Na u ,
jumlah molekul dengan rantai yang bercabang, yaitu amilopektin, sangat banyak
dengan derajat polimerisasi 105 −
6
unit glukosa [22].
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Struktur Molekul Pati [23]
Granula pati dibedakan dalam dua polimer. Amilosa, yang pada dasarnya
linier, dan amilopektin, bercabang. Amilosa terutama ditemukan sebagai rantai
linear dari sekitar 840 sampai 22.000 unit residu -D-glucopyranosyl dihubungkan
oleh o ligasi α- (1-> 4) (berat molekul sekitar 136.000 sampai 3,5 106).
Bagaimanapun, kandungan dari unit anhidroglukosa, bervariasi cukup luas untuk
setiap spesies tanaman dan tahap pembangunan. Beberapa molekul amilosa
se agia ke il adalah er a a g α- 1-> 6-D glukopiranosa; Satu per 170-500 unit
glucosyl). Sebaliknya, amilopektin yang biasanya terdiri dari sekitar 70% dari granul
pati, lebih bercabang dengan sekitar 4 sampai 5% dari ikatan glukosidik me jadi α1-> . Molekul a ilopekti adalah erupa disk datar esar a g terdiri dari α-(1,4) –
rantai glukan sering berga u g de ga α-(1,6) cabang [24]. Karakteristik komponen
amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut [25]:
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1 Karakteristik Komponen Amilosa dan Amilopektin
Sifat
Struktur
Warna dengan iodin
Λmaks of iodine complex
Affinitas iodin
Panjang rantai (unit
glukosil)
Derajat polimerisasi (unit
glukosil)
Kelarutan dalam air
Stabilitas dalam larutan
Konversi ke maltosa
kristalisasi β-amilase)
Amilosa
Pada dasarnya linear
Biru gelap
-650 nm
19-20%
100-10000
Amilopektin
Bercabang
Ungu
-540 nm
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
BIOPLASTIK
Bioplastik 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].
Secara umum film biodegradable diartikan sebagai film yang dapat didaur
ulang dan dapat dihancurkan secara alami. Plastik biodegradable adalah salah satu
bahan dalam kondisi tertentu, waktu tertentu mengalami perubahan dalam struktur
kimianya, yang mempengaruhi sifat-sifat yang dimilikinya oleh pengaruh
mikroorganisme (bakteri, jamur, algae). Sedangkan film plastik biodegradable
adalah suatu material polimer yang berubah ke dalam senyawa berat molekul
rendah, dimana paling sedikit satu tahap pada proses degradasinya melalui
metabolisme organisme secara alami [18].
Berdasarkan sumber atau cara memperolehnya, biopolimer sebagai bahan
baku bio-kemasan diklasifikasikan menjadi tiga kelompok berikut [19]:
1.
Biopolimer yang berasal dari sumber hewan yaitu; collagen gelatin.
2.
Biopolimer yang berasal dari limbah industri pengolahan ikan yaitu
chitin/chitosan.
3.
Biopolimer yang berasal dari pertanian yaitu diklasifikasikan menjadi dua
bagian yaitu lemak dan hydrocelloid. Yang berasal dari lemak terdiri dari:
bees wax, camauba wax, asam lemak; sedangkan dari hydrocolloid dibagi
menjadi dua bagian yaitu: protein dan polysacharida. hydrocolloid yang
berasal dari protein adalah: zein (protein jagung), kedelai, whey susu, glutera
gandum sedangkan hydrocolloid yang berasal dari polysacharida adalah:
cellulosa, serat, pati, pektin, garns. Selain dari polimer alami, ada beberapa
zat sintetis yang merupakan campuran antara zat petrokimia dengan
biopolimer dan atau biopolimer yang telah mengalami perlakuan yang
kompleks tetap tetap memiliki sifat biodegradable, contohnya adalah poly
alkilene esters, poly lactic acid, poly amid esters, poly vinil esters, poly vinil
6
Universitas Sumatera Utara
alcohol, dan poly anhidrides. Kelompok terakhir didapatkan dari produk
petrokimia yang disintesis secara konvensional dari monomer sintetis [20]
2.2
PATI
Upaya pengembangan bioplastik telah difokuskan terutama pada pati, yang
merupakan bahan baku terbarukan dan tersedia berlimpah di alam. Pati adalah
bahan ekonomi yang kompetitif dengan minyak bumi dan telah digunakan dalam
beberapa metode untuk mengembangkan plastik kompos [21].
Dewasa ini, pati adalah bagian utama polimer dengan dua glukosa (amilase
dan amilopektin) spasial yang didapat dalam butiran dan morfologi, komposisi kimia
dan pengaturan yang relatif mempunyai molekul yang kecil dalam keadaan padat
tergantung dari sumber botani. Proporsi relatif dari amilase dan amilopektin dan
susunannya dalam butiran padat yang menentukan fisikokimia dan fungsional sifat
pati, serta kerentanan terhadap modifikasi fisik (misalnya gelatinisasi) dan kimia
(misalnya hidrolisis) [17].
Pada prinsipnya, Pati adalah karbohidrat yang terdiri atas amilosa dan
a ilopekti . A ilosa
erupaka
agia poli er li ier de ga ikata α- −>
glukosa. Derajat poli erisasi a ilosa
erga tu g pada su
er a. A ilopekti
de ga ra tai sa pi g α- −>
−>
erkisar a tara
− .
erupaka poli er α- −>
u it glukosa. Dala
suatu
u it
u it glukosa,
u it glukosa
olekul pati, ikata α-
u it glukosa i i ju lah a sa gat sedikit, erkisar a tara − %. Na u ,
jumlah molekul dengan rantai yang bercabang, yaitu amilopektin, sangat banyak
dengan derajat polimerisasi 105 −
6
unit glukosa [22].
7
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1 Struktur Molekul Pati [23]
Granula pati dibedakan dalam dua polimer. Amilosa, yang pada dasarnya
linier, dan amilopektin, bercabang. Amilosa terutama ditemukan sebagai rantai
linear dari sekitar 840 sampai 22.000 unit residu -D-glucopyranosyl dihubungkan
oleh o ligasi α- (1-> 4) (berat molekul sekitar 136.000 sampai 3,5 106).
Bagaimanapun, kandungan dari unit anhidroglukosa, bervariasi cukup luas untuk
setiap spesies tanaman dan tahap pembangunan. Beberapa molekul amilosa
se agia ke il adalah er a a g α- 1-> 6-D glukopiranosa; Satu per 170-500 unit
glucosyl). Sebaliknya, amilopektin yang biasanya terdiri dari sekitar 70% dari granul
pati, lebih bercabang dengan sekitar 4 sampai 5% dari ikatan glukosidik me jadi α1-> . Molekul a ilopekti adalah erupa disk datar esar a g terdiri dari α-(1,4) –
rantai glukan sering berga u g de ga α-(1,6) cabang [24]. Karakteristik komponen
amilosa dan amilopektin dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut [25]:
8
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.1 Karakteristik Komponen Amilosa dan Amilopektin
Sifat
Struktur
Warna dengan iodin
Λmaks of iodine complex
Affinitas iodin
Panjang rantai (unit
glukosil)
Derajat polimerisasi (unit
glukosil)
Kelarutan dalam air
Stabilitas dalam larutan
Konversi ke maltosa
kristalisasi β-amilase)
Amilosa
Pada dasarnya linear
Biru gelap
-650 nm
19-20%
100-10000
Amilopektin
Bercabang
Ungu
-540 nm