Karakterisasi Edible Film Dari Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Kulit Manggis (Garcinia mangostana) Untuk Kemasan Buah Apel Malang (Malus domestica)
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Produk pelapis makanan mulai berkembang pesat pada industri-industri makanan
seiring dengan perkembangan zaman. Hal ini memicu timbulnya masalah
terhadap produk pelapis makanan yang menggunakan polimer sintetik sebagai
bahan dasarnya. Seiring dengan timbulnya kesadaran manusia akan persoalan ini
maka penelitian berinovasi untuk membuat pelapis makanan yang berasal dari
bahan organik, yang dapat dihancurkan secara biologis, ramah lingkungan, dan
mudah diperoleh di alam. Salah satu alternatif adalah edible film (Ekawati, D. P.
2015).
Penggunaan edible film sebagai pengemas memiliki banyak keuntungan
dibandingkan pengemas sintetik, antara lain langsung dapat dimakan bersama
dengan produk yang dikemas, tidak mencemati lingkungan, memperbaiki sifat
organoleptis produk yang dikemas, berfungsi sebagai suplemen gizi, sebagai
pembawa flavor, pewarna, dan zat antimikroba (Murdianto et al. 2005)
Penelitian ini menggunakan pati tapioka. Polisakarida seperti pati dapat
dijadikan sebagai bahan baku pada pembuatan edible film. Pati sering digunakan
dalam industri pangan sebagai biodegradable film untuk memberikan karakteristik
fisik yang baik (Rezekina, M.S. 2014). Penambahan tapioka, menurut penelitian
Evi Suliastini (2011) menyimpulkan bahwa penambahan tapioka pada pembuatan
edible film dari eksrak wortel meningkatkan sifat keelastisan dan tidak rapuh
untuk dimanfaatkan sebagai bahan pengemas makanan.
Kitosan merupakan polisakarida kationik dengan masa molekuler yang
besar, kemampuan membentuk lapisan film yang baik serta aktivitas anti mikroba
(Zhong, 2008). Kitosan merupakan produk yang dihasilkan dari kulit hewan
Crustaceae yang didapatkan dengan deasetilasi kitin. Dalam penggunaannya,
Universitas Sumatera Utara
2
kitosan telah dievaluasi untuk beragam penggunaannya di dalam makanan,
pengobatan, kosmetik, pertanian, dan industri kimia karena sifat-sifat tidak
beracun, biokompatibel, adhesif, dan mudah terurai (Abugoch, 2011).
Pembuatan edible film ditambahkan agen plasticizer untuk mendapatkan
sifat lentur atau stretchable dari film (Ekawati, D. P. 2015). Biasanya gliserol dan
sorbitol secara luas digunakan sebagai pemlastis karena kestabilan dan kelarutan
(Cerqueira, 2011).
Manggis begitu bermanfaat karena kansungan senyawa xanthone
didalamnya. Xanthone memiliki gugus hidroksi (OH) yang efektif mengikat
radikal bebas di dalam tubuh. Selain bermanfaat sebagai antioksidan, Xanthone
juga berkhasiat sebagai antibakteri, antifungi, antitumor, antikanker, antialergi,
antihistamin, dan antiinflamasi (Mardiana, 2013). Menurut penelitian Amin
Romas dkk (2015) bahwa ekstrak kulit buah manggis (Garciniae Mangostana L.)
dengan menggunakan etanol 95% dengan konsentrasi 5%, 10%, 20%, 40%, 60%
dan 80% mempunyai daya antibakteri terhadap Staphyloccus aureus.
Pada umumnya umur simpan apel segar hanya berumur 10-12 hari. Bila
disimpan lebih dari 10 hari sudah mulai ditumbuhi jamur dan teksturnya menjadi
lunak.kerusakan oleh jamur merupakan bentuk kerusakan yang merugikan hasilhasil pertanian, bahkan kadang-kadang berbahaya bagi kesehatan manusia.
Adanya kerusakan oleh jamur dapat diketahui secara visual karena tumbuhnya
spora. Hasil pertanian yang banyak mengandung pati, pektin, dan selulosa mudah
dirusak oleh jamur (Sudiyono, 2008).
Menurut Jimmy (2013) yang berjudul “Karakterisasi Edible Film Dari
Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Mangga (Mangifera
Indica L) menghasilkan permukaan edible yang lentur dengan uji kuat tarik
sebesar 0,2285 KgF/mm2. Dan berpori-pori rapat. Menurut Zoraya Masithah
(2012) yang berjudul “Karakterisasi Edible Film dari Campuran Ekstrak Wortel
(Daucus Carota L.) Dengan Tepung Tapioka, Tepung terigu, Dan Gliserin”
menghasilkan permukaan Edible dengan perbandingan 5 g tepung tapioca dan 5 g
tepung terigu yang optimal dibuktikan dari uji kuat tarik
0,1028
KgF
/mm2,
Universitas Sumatera Utara
3
kemuluran 39,83 %, dan permukaan halus, berpori-pori kecil, rapat, dan
kompatibel. Menurut Abdul Aziz Tanjung (2015) yang berjudul ”Karakterisasi
Edible Film Dari Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, Dan Ekstrak
Buah Naga Merah (Hylocereus Costaricencis) Sebagai Pengemasan sosis”.
Dengan Pemlastis Gliserin menjelaskan bahwa Edible Film pada variasi tepung
tapioca dangan penambahan 6 g tepung tapioca, 2% kitosan, 10 ml ekstrak buah
naga merah dan 2 ml gliserin menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan
yang lain, yaitu kuat tarik 0,498
KgF
/mm2 dan kemuluran 14,54%, hal ini
disebabkan karena proses pencampuran yang lebih stabil sehingga permukaan
film yang dihasilkan merata dan tidak mudah patah jika di tarik serta pada
penambahan 6 g tepung tapioca, 2% kitosan, 10 ml Ekstark buah naga dan 2 ml
gliserin dihasilkan Edible Film pada titik jenuh. Berdasarkan uraian diatas, maka
penulis ingin melakukan penelitian dengan judul :”Karakterisasi Edible Film dari
Campuran Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Kulit Manggis (Garciniae
Mangostanae) Untuk Kemasan Buah Apel Malang”.
1.2
Perumusan Masalah
1.
Bagaimana karakterisasi edible film dari campuran tepung tapioka,
kitosan, gliserin, ekstrak kulit manggis (Garciniae Mangostanae) meliputi
ketebalan, kuat tarik, keregangan, uji ketahan air, uji SEM, uji FTIR
2.
Apakah ekstrak kulit manggis memiliki pengaruh signifikan terhadap sifat
anti bakteri dari edible film yang dihasilkan untuk kemasan buah apel
1.3
Pembatasan Masalah
Untuk menghindari meluasnya permasalahan, dalam penelitian ini, masalah
dibatasi sebagai berikut:
1.
Buah manggis yang digunakan berasal dari jenis dan varietas buah
manggis dengan nama latin (Garciniae Mangostanae) berasal dari
Pedagang buah Langkat.
2.
Tepung Tapioka yang digunakan diproduksi dari Jakarta, Indonesia
Universitas Sumatera Utara
4
3.
Kitosan komersil yang digunakan berasal dari kulit belangkas
4.
Gliserin yang digunakan adalah Gliserin dengan kadar 99,2 %
5.
Ekstrak kulit manggis yang ditambahkan adalah sebanyak 1 g, 2 g. 3 g, 4 g,
5 g, kitosan 2% yang ditambahkan adalah sebanyak 3 ml, gliserin yang
ditambahkan adalah sebanyak 1 ml .
6.
Parameter yang diteliti adalah sifat mekanik (ketebalan, persen
pemanjangan film/ elongation dan kuat tarik/ tensile strength), dan sifat
fisik
(analisa
scanning
electron
microscope/
SEM
dan
analisa
Spectroscopy FT-IR.
7.
Analisa sifat edible film sebagai antibakteri dengan metode kirby bauer
dan TPC
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah:
1.
Untuk menentukan karakteristik dari edible film yang dihasilkan.
2.
Untuk menentukan pengaruh penambahan ekstrak kulit manggis terhadap
sifat anti bakteri dari edible film yang dihasilkan untuk kemasan buah apel.
1.5
Manfaat Penelitian
1.
Memberikan informasi kepada masyarakat bahwa edible film dari
campuran tepung tapioka, kitosan, gliserin, dan ekstrak kulit manggis
(Garciniae mangostana) bersifat anti bakteri.
2.
Menghasilkan edible film sebagai bahan pengemas makanan bersifat
ramah lingkungan.
1.6
Metodologi Penelitian
Penelitian bersifat eksperimental laboratorium, dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
-
Edible film dibuat dengan melarutkan tepung tapioka didalam beaker gelas
yang berisi akuades pada suhu 650C, diaduk hingga homogen,
ditambahkan larutan kitosan 2% pada saat campuran homogen,
Universitas Sumatera Utara
5
ditambahkan ekstrak kulit manggis sambil diaduk diikuti dengan
penambahan gliserin, kemudian didiamkan hingga mengental, dicetak di
atas plat akrilik, dikeringkan didalam oven pada suhu ± 300C selama ± 3
hari.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan pengukuran ketebalan dengan
menggunakan jangka sorong.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan pengukuran massa edible film
sebelum dan sesudah direndam dalam gelas beaker yang berisi akuades.
-
Edible Film yang dihasilkan kemudian dilakukan pengujian kuat tarik dan
kemuluran menggunakan alat Torsee’s Electronic System Tokyo Testing
Machine.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan analisa SEM dengan penentuan
secara mikroskopi.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan analisa FT-IR dengan penentuan
secara spektroskopi.
1.7
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian pembuatan edible film dan uji ketahan air edible film dilakukan
di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Pemekatan ekstrak kulit manggis dilakukan di
Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Uji Kuat tarik dilakukan di Laboratorium Megister
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Analisa menggunakan
spektrofotometer inframerah (FT-IR) dilakukan di Laboratorium Penelitian
Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Analisa antimikroba dilakukan di
Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Analisa morfologi permukaan dengan Scanning
Electrone Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Produk pelapis makanan mulai berkembang pesat pada industri-industri makanan
seiring dengan perkembangan zaman. Hal ini memicu timbulnya masalah
terhadap produk pelapis makanan yang menggunakan polimer sintetik sebagai
bahan dasarnya. Seiring dengan timbulnya kesadaran manusia akan persoalan ini
maka penelitian berinovasi untuk membuat pelapis makanan yang berasal dari
bahan organik, yang dapat dihancurkan secara biologis, ramah lingkungan, dan
mudah diperoleh di alam. Salah satu alternatif adalah edible film (Ekawati, D. P.
2015).
Penggunaan edible film sebagai pengemas memiliki banyak keuntungan
dibandingkan pengemas sintetik, antara lain langsung dapat dimakan bersama
dengan produk yang dikemas, tidak mencemati lingkungan, memperbaiki sifat
organoleptis produk yang dikemas, berfungsi sebagai suplemen gizi, sebagai
pembawa flavor, pewarna, dan zat antimikroba (Murdianto et al. 2005)
Penelitian ini menggunakan pati tapioka. Polisakarida seperti pati dapat
dijadikan sebagai bahan baku pada pembuatan edible film. Pati sering digunakan
dalam industri pangan sebagai biodegradable film untuk memberikan karakteristik
fisik yang baik (Rezekina, M.S. 2014). Penambahan tapioka, menurut penelitian
Evi Suliastini (2011) menyimpulkan bahwa penambahan tapioka pada pembuatan
edible film dari eksrak wortel meningkatkan sifat keelastisan dan tidak rapuh
untuk dimanfaatkan sebagai bahan pengemas makanan.
Kitosan merupakan polisakarida kationik dengan masa molekuler yang
besar, kemampuan membentuk lapisan film yang baik serta aktivitas anti mikroba
(Zhong, 2008). Kitosan merupakan produk yang dihasilkan dari kulit hewan
Crustaceae yang didapatkan dengan deasetilasi kitin. Dalam penggunaannya,
Universitas Sumatera Utara
2
kitosan telah dievaluasi untuk beragam penggunaannya di dalam makanan,
pengobatan, kosmetik, pertanian, dan industri kimia karena sifat-sifat tidak
beracun, biokompatibel, adhesif, dan mudah terurai (Abugoch, 2011).
Pembuatan edible film ditambahkan agen plasticizer untuk mendapatkan
sifat lentur atau stretchable dari film (Ekawati, D. P. 2015). Biasanya gliserol dan
sorbitol secara luas digunakan sebagai pemlastis karena kestabilan dan kelarutan
(Cerqueira, 2011).
Manggis begitu bermanfaat karena kansungan senyawa xanthone
didalamnya. Xanthone memiliki gugus hidroksi (OH) yang efektif mengikat
radikal bebas di dalam tubuh. Selain bermanfaat sebagai antioksidan, Xanthone
juga berkhasiat sebagai antibakteri, antifungi, antitumor, antikanker, antialergi,
antihistamin, dan antiinflamasi (Mardiana, 2013). Menurut penelitian Amin
Romas dkk (2015) bahwa ekstrak kulit buah manggis (Garciniae Mangostana L.)
dengan menggunakan etanol 95% dengan konsentrasi 5%, 10%, 20%, 40%, 60%
dan 80% mempunyai daya antibakteri terhadap Staphyloccus aureus.
Pada umumnya umur simpan apel segar hanya berumur 10-12 hari. Bila
disimpan lebih dari 10 hari sudah mulai ditumbuhi jamur dan teksturnya menjadi
lunak.kerusakan oleh jamur merupakan bentuk kerusakan yang merugikan hasilhasil pertanian, bahkan kadang-kadang berbahaya bagi kesehatan manusia.
Adanya kerusakan oleh jamur dapat diketahui secara visual karena tumbuhnya
spora. Hasil pertanian yang banyak mengandung pati, pektin, dan selulosa mudah
dirusak oleh jamur (Sudiyono, 2008).
Menurut Jimmy (2013) yang berjudul “Karakterisasi Edible Film Dari
Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Mangga (Mangifera
Indica L) menghasilkan permukaan edible yang lentur dengan uji kuat tarik
sebesar 0,2285 KgF/mm2. Dan berpori-pori rapat. Menurut Zoraya Masithah
(2012) yang berjudul “Karakterisasi Edible Film dari Campuran Ekstrak Wortel
(Daucus Carota L.) Dengan Tepung Tapioka, Tepung terigu, Dan Gliserin”
menghasilkan permukaan Edible dengan perbandingan 5 g tepung tapioca dan 5 g
tepung terigu yang optimal dibuktikan dari uji kuat tarik
0,1028
KgF
/mm2,
Universitas Sumatera Utara
3
kemuluran 39,83 %, dan permukaan halus, berpori-pori kecil, rapat, dan
kompatibel. Menurut Abdul Aziz Tanjung (2015) yang berjudul ”Karakterisasi
Edible Film Dari Campuran Tepung Tapioka, Kitosan, Gliserin, Dan Ekstrak
Buah Naga Merah (Hylocereus Costaricencis) Sebagai Pengemasan sosis”.
Dengan Pemlastis Gliserin menjelaskan bahwa Edible Film pada variasi tepung
tapioca dangan penambahan 6 g tepung tapioca, 2% kitosan, 10 ml ekstrak buah
naga merah dan 2 ml gliserin menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan
yang lain, yaitu kuat tarik 0,498
KgF
/mm2 dan kemuluran 14,54%, hal ini
disebabkan karena proses pencampuran yang lebih stabil sehingga permukaan
film yang dihasilkan merata dan tidak mudah patah jika di tarik serta pada
penambahan 6 g tepung tapioca, 2% kitosan, 10 ml Ekstark buah naga dan 2 ml
gliserin dihasilkan Edible Film pada titik jenuh. Berdasarkan uraian diatas, maka
penulis ingin melakukan penelitian dengan judul :”Karakterisasi Edible Film dari
Campuran Tapioka, Kitosan, Gliserin, dan Ekstrak Kulit Manggis (Garciniae
Mangostanae) Untuk Kemasan Buah Apel Malang”.
1.2
Perumusan Masalah
1.
Bagaimana karakterisasi edible film dari campuran tepung tapioka,
kitosan, gliserin, ekstrak kulit manggis (Garciniae Mangostanae) meliputi
ketebalan, kuat tarik, keregangan, uji ketahan air, uji SEM, uji FTIR
2.
Apakah ekstrak kulit manggis memiliki pengaruh signifikan terhadap sifat
anti bakteri dari edible film yang dihasilkan untuk kemasan buah apel
1.3
Pembatasan Masalah
Untuk menghindari meluasnya permasalahan, dalam penelitian ini, masalah
dibatasi sebagai berikut:
1.
Buah manggis yang digunakan berasal dari jenis dan varietas buah
manggis dengan nama latin (Garciniae Mangostanae) berasal dari
Pedagang buah Langkat.
2.
Tepung Tapioka yang digunakan diproduksi dari Jakarta, Indonesia
Universitas Sumatera Utara
4
3.
Kitosan komersil yang digunakan berasal dari kulit belangkas
4.
Gliserin yang digunakan adalah Gliserin dengan kadar 99,2 %
5.
Ekstrak kulit manggis yang ditambahkan adalah sebanyak 1 g, 2 g. 3 g, 4 g,
5 g, kitosan 2% yang ditambahkan adalah sebanyak 3 ml, gliserin yang
ditambahkan adalah sebanyak 1 ml .
6.
Parameter yang diteliti adalah sifat mekanik (ketebalan, persen
pemanjangan film/ elongation dan kuat tarik/ tensile strength), dan sifat
fisik
(analisa
scanning
electron
microscope/
SEM
dan
analisa
Spectroscopy FT-IR.
7.
Analisa sifat edible film sebagai antibakteri dengan metode kirby bauer
dan TPC
1.4
Tujuan Penelitian
Adapun yang menjadi tujuan penelitian ini adalah:
1.
Untuk menentukan karakteristik dari edible film yang dihasilkan.
2.
Untuk menentukan pengaruh penambahan ekstrak kulit manggis terhadap
sifat anti bakteri dari edible film yang dihasilkan untuk kemasan buah apel.
1.5
Manfaat Penelitian
1.
Memberikan informasi kepada masyarakat bahwa edible film dari
campuran tepung tapioka, kitosan, gliserin, dan ekstrak kulit manggis
(Garciniae mangostana) bersifat anti bakteri.
2.
Menghasilkan edible film sebagai bahan pengemas makanan bersifat
ramah lingkungan.
1.6
Metodologi Penelitian
Penelitian bersifat eksperimental laboratorium, dengan langkah-langkah sebagai
berikut:
-
Edible film dibuat dengan melarutkan tepung tapioka didalam beaker gelas
yang berisi akuades pada suhu 650C, diaduk hingga homogen,
ditambahkan larutan kitosan 2% pada saat campuran homogen,
Universitas Sumatera Utara
5
ditambahkan ekstrak kulit manggis sambil diaduk diikuti dengan
penambahan gliserin, kemudian didiamkan hingga mengental, dicetak di
atas plat akrilik, dikeringkan didalam oven pada suhu ± 300C selama ± 3
hari.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan pengukuran ketebalan dengan
menggunakan jangka sorong.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan pengukuran massa edible film
sebelum dan sesudah direndam dalam gelas beaker yang berisi akuades.
-
Edible Film yang dihasilkan kemudian dilakukan pengujian kuat tarik dan
kemuluran menggunakan alat Torsee’s Electronic System Tokyo Testing
Machine.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan analisa SEM dengan penentuan
secara mikroskopi.
-
Edible Film yang dihasilkan dilakukan analisa FT-IR dengan penentuan
secara spektroskopi.
1.7
Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian pembuatan edible film dan uji ketahan air edible film dilakukan
di Laboratorium Kimia Polimer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Pemekatan ekstrak kulit manggis dilakukan di
Laboratorium Biokimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Uji Kuat tarik dilakukan di Laboratorium Megister
Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Analisa menggunakan
spektrofotometer inframerah (FT-IR) dilakukan di Laboratorium Penelitian
Fakultas Farmasi Universitas Sumatera Utara, Analisa antimikroba dilakukan di
Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara, Analisa morfologi permukaan dengan Scanning
Electrone Microscope (SEM) dilakukan di Laboratorium Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Medan.
Universitas Sumatera Utara