Pengaruh Penambahan Kitosan Dan Plasticizer Sorbitol Terhadap Sifat Fisiko-Kimia Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea Americana Mill)”

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Plastik konvensional merupakan suatu polimer dengan bahan utamanya
adalah minyak bumi. Plastik konvensional diproduksi hampir 250 juta ton setiap
tahunnya dan telah banyak digunakan di dalam setiap bidang aktivitas manusia.
Sumber-sumber minyak bumi yang terbatas dan penggunaan plastik konvensional
secara besar-besaran menyebabkan masalah lingkungan yang serius. Masalah
tersebut diakibatkan karena proses degradasi alami yang sulit dan membutuhkan
waktu relatif lama agar terdegradasi secara sempurna [1]. Plastik konvensional ini
dirancang secara khusus agar menghasilkan hasil yang tetap dan kualitas yang dapat
dipercaya dan digunakan sepanjang masa sehingga menyebabkannya tidak dapat
bereaksi secara alami dan kimiawi [2].
Kebutuhan plastik sebagai kantong plastik, kemasan pangan atau barang
semakin lama semakin meningkat. Ini dikarenakan plastik mempunyai keunggulan
dibandingkan dengan media lain seperti logam atau gelas, yaitu jauh lebih ringan,
harga lebih murah, kemudahan dalam proses pembuatan dan aplikasinya, dan tidak
mudah pecah. Selain itu, peningkatan jumlah penduduk di dunia ditambah dengan
penggunaan sumber energi yang tidak dapat diperbaharui untuk memproduksi plastik
semakin menambah penumpukan sampah plastik. Ini dapat mengakibatkan
pencemaran lingkungan berupa pencemaran tanah, air, dan udara, serta penumpukan

sampah plastik [3].
Pembakaran dan daur ulang adalah pilihan yang tersedia untuk mengatasi
masalah lingkungan dari limbah plastik konvensional yang masih dapat
membahayakan kesehatan manusia dan juga lingkungan. Selain itu, ada beberapa
plastik yang tidak dapat dibakar ataupun didaur ulang dikarenakan adanya zat warna
atau bahan tambahan lainnya [4]. Salah satu solusi pemecahan masalah ini adalah
dengan mengganti bahan dasar plastik konvensional tersebut menjadi bahan yang
mudah diuraikan oleh pengurai, yang disebut dengan bioplastik.

1
Universitas Sumatera Utara

Beberapa penelitian terbaru telah dilakukan untuk menghasilkan bioplastik
dengan bahan baku pati. Ada banyak jenis tanaman yang menghasilkan pati, seperti :
singkong [5], kentang [6], pisang [7] dan sebagainya. Berikut ini adalah rangkuman
pembuatan bioplastik berasal dari berbagai jenis pati yang disajikan dalam tabel 1.1.
Tabel 1.1 Rangkuman pembuatan bioplastik dari berbagai jenis pati
Nama Peneliti

Judul Penelitian

Variabel

Hasil
Produk

yang
diperoleh
dari 75 %

A Blend of Green

alga

Algae and Variasi
Terer

massa

dan

25%

Erick

Sweet

tepung

tepung

Kipngetich

Potato

kentang

dengan

dan Magut

Starch

50 g,75 g,

volume

Hillary

A

100 g, 125

plasticizer

(2012)

Potential

g, 150 g,

0

Source of

175

menghasil

Bioplastic

perbandin

kan plastik

Production

gan massa

yang jelek

and

bubuk

karena

Significan

alga

rapuh dan

ce to The

dengan air

kaku.

Polymer

suling 150

Polimer

Industry

g : 20 ml,

dengan

125 g : 30

konsentras

ml, 100 g :

i alga yang

40 ml, 75

tinggi

g: 50 ml,

menunjuk

50 g : 60

kan

ml, 25 g :

kekuatan

75

yang

as

Its

g,

ml,

ml

variasi

relatif

plasticizer

tinggi dan

5 ml, 10

berwarna

2
Universitas Sumatera Utara

ml, 15 ml,

hitam.

20 ml, 25

Kandunga

ml, 30 ml,

n

0 ml

yang

tepung

tinggi
menghasil
kan
lapisan
tebal
berwarna
putih.
Green Composites of

kandungan

Hasil optimum pada

Thermopla

serat 0-8%

kandungan

Wattanakor

stic

(berat)

serat 8%.

nsiri,

Starch and

Komposit

Katavut

Recycled

ini

Pachana,

Paper

menghasil

Supranee

Cellulose

kan

Kaewpiro

Fibers

peningkata

Amnuay

Variasi

Corn

m, Pichan

n

Sawangwo

pada sifat

ng,

mekanik

dan

terbaik

Claudio

dan

Migliaresi

ketahanan

(2011)

suhu,
penurunan
tertinggi
penyerapa
n air bila
dibanding
kan

yang

lain.
Variasi asam sitrat
ida, Y.Yusliza, H.Anuar,

The effect of water

0 – 40 % berat,

dan R.Mohd Khairul

and citric

variasi air

Bioplastik

dengan
sifat
mekanik

3
Universitas Sumatera Utara

Muhaimin

0 – 40 %

yang

sago

berat, dan

optimum

starch bio-

variasi

bila

plastics

gliserol

mengguna

15%,

kan asam

20%,

sitrat pada

30%, 40%

konsentras

acid

on

i

30

wt/wt%
lebih baik
daripada
hanya
mengguna
kan air.

Alpukat merupakan salah satu komoditas buah yang selalu ada setiap tahun.
Berdasarkan data Biro Pusat Statistik (BPS), produksi buah alpukat di Indonesia dari
tahun ke tahun cenderung meningkat. Umumnya jika mengkonsumsi buah alpukat,
bagian bijinya dianggap tidak bermanfaat sehingga dibuang sebagai limbah [8].
Sampai sejauh ini hanya daging buah alpukat yang telah diolah menjadi berbagai
bentuk olahan. Bagian lain dari buah alpukat, yaitu bijinya, merupakan hasil samping
yang selama ini dibuang saja, jika diolah hanya digunakan untuk makanan ternak.
Biji alpukat mengandung 29,6% pati [9]. Adanya kandungan pati dalam biji alpukat
membuat biji alpukat dapat digunakan sebagai bahan baku bioplastik.
Pada percobaan ini, pengisi yang digunakan adalah kitosan berbahan dasar
kulit udang. Udang adalah komoditas andalan dari sektor perikanan yang umumnya
diekspor dalam bentuk beku. Potensi produksi udang di Indonesia dari tahun ke
tahun terus meningkat. Data tahun 2001, potensi udang nasional mencapai 633.681
ton. Apabila asumsi laju peningkatan tersebut tetap maka pada tahun 2004 potensi
udang diperkirakan sebesar 785.025 ton. Dari proses pembekuan udang untuk
ekspor, 60 - 70 % dari berat total udang menjadi limbah (kulit udang) sehingga
diperkirakan akan dihasilkan limbah udang sebesar 510.266 ton. Kulit udang
mengandung zat khitin sekitar 99,1 %. Jika diproses lebih lanjut dengan melalui

4
Universitas Sumatera Utara

beberapa tahap, akan dihasilkan khitosan [10]. Kitosan memiliki sifat hidrofob
sehingga dapat mengurangi sifat hidrofilik bioplastik [11]. Plasticizer, seperti
sorbitol, adalah molekul dengan berat molekul dan volatilitas rendah yang dapat
mengurangi ikatan intermolekuler antara rantai-rantai polimer [12]. Penambahan
plasticizer pada campuran film biodegradabel dibutuhkan untuk mengatasi
kerapuhan film yang disebabkan oleh ikatan intermolekuler yang tinggi [13]. Karena
sifat-sifat yang diperoleh dengan penambahan kitosan dan sorbitol sebagai plasticizer
pada bioplastik, maka penulis ingin mencoba melakukan penelitian yang
memanfaatkan limbah dari biji alpukat sebagai bahan baku dalam proses pembuatan
bioplastik dengan mengangkat judul “Pengaruh Penambahan Kitosan dan Plasticizer
Sorbitol terhadap Karakteristik Bioplastik dari Pati Biji Alpukat (Persea americana
Mill.)”.

5
Universitas Sumatera Utara

1.2 PERUMUSAN MASALAH
Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah :
1. Bagaimana karakteristik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.)
meliputi kadar air, abu, pati, amilosa, amilopektin, lemak, protein, bentuk
morfologi permukaan, gugus fungsi, dan temperatur gelatinisasi.
2. Bagaimana pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer sorbitol terhadap
sifat fisikokimia bioplastik dari pati biji alpukat (Persea americana Mill.)
meliputi sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus, morfologi
permukaan gugus fungsi, penyerapan air, modulus young, dan densitas.

1.3 TUJUAN PENELITIAN
Tujuan dilakukan penelitian ini yaitu sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui karakteristik dari pati biji alpukat (Persea americana
Mill.) meliputi kadar air, abu, pati, amilosa, amilopektin, lemak, protein,
bentuk morfologi permukaan, gugus fungsi, dan temperatur gelatinisasi.
2. Untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan dan plasticizer sorbitol
terhadap sifat fisikokimia bioplastik dari pati biji alpukat (Persea
americana Mill.) meliputi sifat kekuatan tarik, pemanjangan pada saat putus,
morfologi permukaan gugus fungsi dan penyerapan air, modulus young, dan
densitas.

1.4 MANFAAT PENELITIAN
1. Meningkatkan nilai ekonomis limbah biji alpukat (Persea americana Mill.)
sebagai bahan baku pembuatan bioplastik
2. Memberikan informasi bagi peneliti terhadap bioplastik

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
Penelitian ini akan dilaksanakan di Laboratorium Kimia Fisika, Laboratorium
Operasi Teknik Kimia, dan Laboratorium Penelitian Industri Kimia, Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.

6
Universitas Sumatera Utara

Penelitian ini memiliki ruang lingkup atau batasan sebagai berikut:
1. Sampel yang digunakan adalah biji alpukat (Persea americana Mill) yang
diperoleh dari penjual Alpukat Kocok di Jalan Gaharu .
2. Massa pati biji alpukat (Persea americana Mill.) dan kitosan = 10 gram (Darni et
al., 2010).
3. Katalis yang digunakan adalah Asam Asetat (CH3COOH) 1% = 50 ml (Rinaudo,
2006 ; Darni et al., 2010).
4. Perbandingan pati dan aquadest = 1 : 20 (W/V) (Utami, dkk., 2014)
5. Ukuran pati biji alpukat = 100 mesh (Lazuardi dan Sari, 2013)
6. Variabel penelitian adalah komposisi sampel sebagai berikut:


Volume Sorbitol (v/w)= 20%, 30%, 40% (dari jumlah pati dan kitosan)
(Romadloniyah, 2012).



Temperatur pemanasan larutan pati dengan kitosan dan sorbitol = 80 oC ;
85 oC ; 90oC (Darni et al., 2010).



Perbandingan pati : kitosan = 7 : 3; 8 : 2; 9 : 1 (W/W) (Darni et al., 2010).

Dimana berdasarkan variasi berarti:
Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 7 g : 3 g : 50 ml : 140 ml
Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 8 g : 2 g : 50 ml : 160 ml
Pati : Kitosan : Asam asetat : Aquadest = 9 g : 1 g : 50 ml : 180 ml
7. Analisa hasil penelitian yaitu :
a. Karakterisasi Pati Biji Alpukat, meliputi :
 Kadar Pati
 Kadar Amilosa
 Kadar Amilopektin
 Kadar Air
 Kadar Abu
 Kadar Lemak
 Kadar Protein
 Bentuk Morfologi Permukaan
 Gugus Fungsi
 Temperatur Gelatinisasi

7
Universitas Sumatera Utara

b.

Karakterisasi Bioplastik, meliputi :
 Densitas (Density)
 Sifat Kekuatan Tarik (Tensile strength)
 Pemanjangan pada saat Putus (Elongation at break)
 Bentuk Morfologi Permukaan
 Gugus Fungsi
 Ketahanan terhadap Air
 Temperatur Gelatinisasi

Uji – uji yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Uji Kadar Air dan Kadar Abu dengan standar AOAC.
2. Uji Kadar Pati, Kadar Amilosa dan Kadar Amilopektin.
3. Uji Kadar Protein, Kadar Lemak dan Temperatur Gelatinisasi.
4. Uji Densitas (Density) dengan standar ASTM D792-91.
5. Uji Kekuatan Tarik (Tensile Strength), Pemanjangan pada saat Putus
(Elongation at break) dengan standar ASTM D-638.
6. Analisa Scanning Electron Microscopy (SEM) di Laboratorium Scanning
Electron Microscope (SEM).
7. Karakterisasi Fourier Transform Infra Red (FTIR).
8. Uji Ketahanan terhadap Air dengan standar internasional ASTM D570-98.
9. Uji Analisa Pasting Temperature dengan Rapid Visco Analysis (RVA).

8
Universitas Sumatera Utara