PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA

  PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA DISERTASI OLEH ADIL GINTING 078103001/KIM FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2012

  PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA DISERTASI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor Dalam Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara OLEH ADIL GINTING 078103001/KIM

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

  Judul Disertasi : PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA Nama Mahasiswa : Adil Ginting Nomor Pokok : 078103001/KIM Program Studi : Doktor Ilmu Kimia Menyetujui, Komisi Pembimbing Prof. Dr. Tonel Barus Promotor Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc. Prof. Dr. Yunazar Manjang Co.Promotor Co.Promotor Ketua Program Studi Dekan (Prof. Basuki Wiryosentono, MS., Ph.D.) (Dr. Sutarman, M.Sc.) Tanggal Lulus : 12 Juli 2012

  Telah diuji pada Tanggal : 12 Juli 2012

PANITIA PENGUJI DISERTASI

  Ketua : Prof.Dr.Tonel Barus Anggota : 1. Prof.Dr.Jamaran Kaban,MSc.

  2.Prof.Dr.Yunazar Manjang 3.Prof.Basuki Wirjosentono ,MS.,Ph.D.

  4.Dr.M.Pandapotan Nasution,MPS.

  5.Dr.Hamonangan Nainggolan,MSc.

PERNYATAAN ORISINALITAS

  

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA

SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM

GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN

MINYAK ATSIRI KULITKAYU MANIS

(Cinnamomum burmanii) SEBAGAI

ANTIMIKROBA

  

DISERTASI

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam disertasi ini tidak terdapat karya Yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan Tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah dan disebut sumbernya dalam daftar pustaka. Medan, 12 Juli 2012 (Adil Ginting) 078103001

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

  Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara saya yang bertanda tangan dibawah ini : Nama : Adil Ginting Nomor Pokok : 078103001 Program Studi : Doktor Ilmu Kimia Jenis Karya Ilmiah : Disertasi Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Sumatera Utara Hak Bebas Royalti Non-Eksklusif (Non- Exclusive Royalty Free Right) atas Disertasi yang berjudul:

  

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA

SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM

GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN

MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS

(Cinnamomum burmanii) SEBAGAI

ANTIMIKROBA

  Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Non- Eksklusif ini.Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data-base, merawat dan mempublikasikan Disertasi saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta. Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya. Medan, 12 Juli 2012 (Adil Ginting) 078103001

  Judul Disertasi : PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum burmanii) SEBAGAI ANTIMIKROBA Nama Mahasiswa : Adil Ginting Nomor Pokok : 078103001/KIM Program Studi : Doktor Ilmu Kimia Menyetujui, Komisi Pembimbing Prof. Dr. Tonel Barus Promotor Prof. Dr. Jamaran Kaban, M.Sc. Prof. Dr. Yunazar Manjang Co.Promotor Co.Promotor Ketua Program Studi Dekan (Prof. Basuki Wiryosentono, MS., Ph.D.) (Dr. Sutarman, M.Sc.) Tanggal Lulus : 12 Juli 2012

UCAPAN TERIMA KASIH

  

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih dan

anugrahNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan disertasi ini. Dengan selesainya disertasi ini, perkenankanlah saya dengan hati yang tulus menyampaikan rasa hormat dan terima kasih serta penghargaan yang setinggi- tingginya kepada yang terhormat:

  1.Prof.Dr.dr.Syahril Pasaribu,DTM&H,MSc. (CTM).Sp.A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara,yang telah memberi kesempatan kepada saya untuk mengikuti Program S3 Ilmu Kimia pada Departemen Kimia FMIPA- USU.

  

2.Dr.Sutarman selaku Dekan FMIPA Universitas Sumatera Utara atas

kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk mengikuti program S3 Ilmu Kimia.

  

3.Prof.Basuki Wiryosentono.MS,PhD. Selaku Ketua Program S3 Kimia yang

Telah memberikan dorongan kepada saya untuk dapat segera menyelesaikan Program S3 Ilmu Kimia.

  4.Dr.Rumondang Bulan MS selaku Ketua Departemen Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara atas kesempatan, kerja sama yang baik serta fasilitas sehingga saya dapat mengikuti dan menyelesaikan program S3 Ilmu Kimia.

  5.Prof.Dr.Tonel Barus selaku Promotor, Prof.Dr.Jamaran Kaban MSc. dan Prof.Dr.Yunazar Manjang, sebagai Co-promotor , yang dengan segala kesabaran dan tanpa bosan-bosannya telah banyak memberikan bimbingan sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini.

  6.Dr.M.Pandapotan Nasution,MPS. Dan Dr.Hamonangan Nainggolan, MSc.,selaku tim penguji, atas kesedian beliau untuk memberikan penilaian

maupun saran-saran untuk perbaikan dan penyempurnaan disertasi saya.

  

7.Peserta program S3, stambuk 2007 Ilmu Kimia yang begitu banyak

membantu penulis sehingga disertasi ini dapat selesai.

  

8.Semua teman sejawat di Laboratorium Kimia Organik Sintesa & Proses

Departemen Kimia FMIPA-USU terutama Kep.Lab.Dr.Mimpin Ginting MS. beserta seluruh Staf dan Asisten yang banyak membantu penulis dalam penelitian maupun penulisan.

  

Pada kesempatan ini tak lupa saya mengenang alm. Ayah saya beserta Ibu

atas jasa-jasa mereka yang telah melahirkan, membesarkan dan mendidik saya

dengan sepenuh hati serta memberikan dorongan kepada saya untuk terus

belajar sehingga saya dapat mencapai tingkat pendidikan seperti sekarang ini.

Kepada Isteriku tercinta Dra.Lina Tarigan Apt.MS. dan anak-anakku tersayang

Maria Isabella A.Ginting.,Inda Sari Meilia A.Ginting.S.Sos.,Adli Reynaldo A.Ginting

serta menantuku Rudi Astra Sinulingga MSc. serta cucuku tersayang Ibreina

Elisabeth br.Sinulingga yang telah memberikan bantuan moril dan semangat

sehingga saya dapat menyelesaikan disertasi ini Akhirnya kepada semua pihak yang telah banyak membantu, baik

langsung maupun tidak langsung, hanya Bapa disorgalah yang mampu

memberikan balasan terbaik.Mudah-mudahan disertasi ini dapat memberikan

sumbangan yang berharga bagi perkembangan Ilmu Kimia Khususnya Kimia

Organik sintesa dan aplikasinya.Semoga Tuhan selalu memberikan rahmat dan

kasih karuniaNya kepada kita semua.

  Medan, Juli 2012 Penulis Adil Ginting.

  

PEMANFAATAN GLISEROL DAN TURUNANNYA SEBAGAI

PLASTICIZER PADA EDIBLE FILM GELATIN YANG

DIINKORPORASI DENGAN MINYAK ATSIRI

KULIT KAYU MANIS (Cinnamomum

burmanii

  )SEBAGAI ANTIMIKROBA

  ABSTRAK

  Dalam penelitian ini telah dilakukan pembuatan edible film gelatin yang diinkorporasi dengan minyak atsiri kulit kayu manis dengan plasticizer gliserol dan gliseril monooleat.

Produk tersebut dikarakterisasi dengan SEM,FT-IR, ketebalan film, kekuatan tarik dan

kemuluran, aktivitas air(A w ), uji laju transmisi uap air,analisis termal difrensial(DTA),

analisis kalorimetri difrensial (DSC), swelling,,uji antimikrobanya serta aplikasi terhadap

ikan tongkol.Secara umum perbedaan plasticizer gliserol dan gliseril monooleat

menambah ketebalan, kekuatan tarik, persentase pertambahan panjang, , dan mengurangi aktivitas air(A w ), laju transmisi uap air, swelling pada 30 menit, analisis termal difrensial,

analisis kalorimetri difrensial dan aplikasi terhadap ikan tongkol. Pengujian morfologi

permukaan dengan SEM menunjukkan bahwa permukaan film dengan menggunakan

plasticizer gliserol permukaanya kasar dibandingkan dengan penggunaan plasticizer gliseril monooleat dikarenakan penambahan minyak atsiri kulit kayu manis yang bersifat

non polar tidak terjadi percampuran sempurna dari gelatin-gliserol-minyak atsiri kulit

kayu manis.Dari spektrum FT-IR kedua film pelapis gelatin-gliserol-minyak atsiri kulit

kayu manis dan gelatin-gliseril monooleat-minyak atsiri kulit kayu manis tidak

memperlihatkan terdapatnya penambahan gugus fungsi yang baru. Hal ini berarti tidak

terjadi reaksi antara gelatin, gliserol dan minyak atsiri kulit kayu manis, demikian juga gelatin, gliseril monooleat dan minyak atsiri kulit kayu manis.

  Kata Kunci: edible film, gelatin, plasticizer, minyak atsiri kulit kayu manis, antimikroba

  THE UTILIZATION OF GLYCEROL AND DERIVATIVES AS A PLASTICIZER IN EDIBLE GELATIN FILM THAT

  INCORPORATI0N WITH THE ESSENTIAL OIL OF CINNAMON BARK(Cinnamomum burmanii)AS AN ANTIMICROBIAL

  ABSTRACT In this reseach has been conducted by making gelatin edible films incorporation with cinnamon bark essential oil with the plasticizer glycerol and glyceryl monooleate. Products are characterized by SEM, FT-IR, film thickness, tensile strength and elongation,water activity (Aw), water vapor transmission rate (WVTR), difrensial thermal analysis (DTA), analyze difrensial scanning calorimetry (DSC), Swelling, test, and application of the antimicrobial fish tuna. In general, the difference of plasticizer glycerol and glyceryl monooleate were the increase of thickness, tensile strength, percentage elongation of the length, and were the decrease of water activity (A w ), water vapor transmission rate, swelling at 30 min, difrensial thermal analysis, calorimetry analysis and application to fish tongkol difrensial cob. Testing of surface morphology by SEM showed that the surface of the film by using a surface glycerol plasticizer rough compared to the use of plasticizer glyceryl monooleate due to the addition of cinnamon bark essential oil is non-polar does not happen perfect mixture of gelatin-glycerol-bark essential oil.From FT-IR spectrum of both edible film gelatin-glycerol-cinnamon bark essential oil and gelatin-glyceryl monooleate-cinnamon bark essential oil did not show the presence of the addition of new functional group. This means that no reaction occurs between gelatin, glycerol and cinnamon bark essential oil, as well as gelatin, glyceryl monooleate and cinnamon bark essential oil.

  

Keywords: edible film, gelatin, plasticizer, cinnamon bark essential oil,

antimicrobial

DAFTAR ISI

   Halaman KATA PENGANTAR i ABSTRAK iii ABSTRACT iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL ix DAFTAR GAMBAR x DAFTAR LAMPIRAN xii

  BAB 1. PENDAHULUAN

  1

  1.1.Latar Belakang

  1

  1.2.Perumusan Masalah

  4

  1.3.Hipotesa Penelitian

  4

  1.4.Tujuan Penelitian

  4

  1.5.Manfaat Penelitian

  4 BAB 2 . TINJAUAN PUSTAKA

  6

  2.1 Edible film dan Edible coating

  6

  2.1.1.Edible Film

  6

  2.1.2.Edible coating 7

  2.1.3. Edible film dari gelatin

  8

  2.1.4.Edible film gelatin dan antimikroba

  14

  2.2.Plasticizer

  15

  2.2.1.Plasticizer Gliserol

  16

  2.2.2.Plasticizer Turunan Gliserol

  17

  2.2.2.1.Gliseril Monooleat

  17

  2.3.Minyak Atsiri

  19

  2.3.1.Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

  19

  2.3.2.Kandungan Kimia Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

  20

  2.4. Sifat -Sifat Edible Film

  20

  2.4.1.Aktivitas Air (A w )

  21

  2.4.2.Scanning Electron Microscope (SEM)

  23

  2.4.3.Uji Tarik dan Kemuluran

  24

  2.4.4.Permeabilitas Uap Air

  25

  2.4.5.Spektroskopi Infra Merah Fourier Transform (FT-IR)

  25

  2.4.6.Analisis Termal Difrensial (Difrential Thermal Analysis,DTA) 26

  2.4.7.Kalorimetri Skening Difrensial (Diffrential Scanning

  Calorimetry,DSC)

  28 BAB 3. METODE PENELITIAN

  29

  3.1. Bahan-bahan

  29

  3.2. Alat-alat

  29

  3.3. Prosedur Penelitian

  29

  3.3.1.Penyedian sampel kulit sapi

  29

   3.3.1.1.Pemisahan senyawa Gelatin dari Kulit Sapi

  29 3.3.2..Analisis Kadar Gelatin

  30

  3.3.2.1.Analisis Kadar Air

  30

  3.3.2.2.Analisis Kadar Abu

  31

  3.3.2.3.Analisis Kadar Protein

  31

  3.3.2.4.Analisis Spektroskopi FT-IR

  32

  3.3.3.Isolasi Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan Alat Destilasi Stahl

  32

  3.3.4.Analisis Hasil Isolasi

  33

  3.3.4.1.Analisis GC-MS

  33

  3.3.4.2.Analisis Spektroskopi FT-IR

  33

  3.3.4.3.Pengujian Sifat Antibakteri

  33

  3.3.5.Pembuatan Edible film

  34

   3.3.5.1.Pengaruh Gliserol terhadap edible film Gelatin

  34

   3.3.5.2.Pembuatan edible film EF1

  34

   3.3.5.3.Pembuatan edible film EF2

  34

   3.3.6.Karakteristik Edible film

  35

  3.3.6.1.Pengukuran Ketebalan

  35

  3.3.6.2.Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran

  35

  3.3.6.3.Uji Aktivitas Air

  35

  3.3.6.4.Uji Laju Transmisi Uap Air

  36

  3.3.6.5.Analisis Spektroskopi FT-IR

  36

  3.3.6.6.Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)

  36

  3.3.6.7.Analisis Termal Difrensial (DTA)

  37

  3.3.6.8.Analisis Kalorimetri Skenning Difrensial (DSC)

  37

  3.3.6.9.Analisis Swelling

  37

  3.3.6.10.Pengujian Sifat Antibakteri

  37

  3.3.7.Estimasi Kepadatan Sel Isolat Bakteri dengan Cara Standart Plate Count (SPC)

  38 BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

  40

  4.1.Gelatin dari Kulit Sapi

  41

  4.1.1.Analisis Kadar Air 42

  4.1.2.Analisis Kadar Abu

  42

  4.1.3.Analisis Kadar Protein

  43

  4.1.4.Analisis Spektroskopi FT-IR dari Gelatin

  44

  4.2.Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis (Cinnamomum burmanii)

  45

  4.2.1.Komponen Kimia Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

  45

  4.2.2.Analisis Spektroskopi FT-IR Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 57

  4.2.3.Aktivitas Antimikroba Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

  58

  4.3.Pembuatan edible film

  60

  4.3.1.Pengaruh Perbandingan Volume Gelatin-Gliserol

  60

  4.3.2.Hasil edible film

  60

  4.3.2.1.Ketebalan Edible film

  60

  4.3.2.2.Analisis Scanning Electron Microscopy (SEM)

  61

  4.3.2.3.Uji Kekuatan Tarik dan Kemuluran

  64

  4.3.2.4.Aktivitas air (A w )

  65

  4.3.2.5.Uji Laju Transmisi Uap Air

  65

  4.3.2.6.Analisis Spektroskopi FT-IR

  66

  4.3.2.7.Hasil Uji Aktivitas Antibakteri

  68

  4.3.2.8.Analisis Termal Difrensial (DTA)

  70

  4.3.2.9.Analisis Kalorimetri Difrensial (DSC)

  71

  4.3.2.10.Analisis Swelling

  72

  4.4.Hasil Uji Aplikasi Edible film terhadap ikan tongkol

  73 BAB 5 .KESIMPULAN DAN SARAN

  75

  5.1.Kesimpulan

  75

  5.2.Saran

  77 DAFTAR PUSTAKA 76 LAMPIRAN

  89

  

DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Halaman

Tabel 2.1. Komposisi Asam Amino Gelatin Beberapa Jenis Hewan

   11 Tabel 2.2. Standar Mutu Gelatin

   12 Tabel 4.1. Hasil Analisa GC-MS Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

   46 Tabel 4.2. Hasil Pengukuran Zona Hambat Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 58

Tabel 4.3. Aktivitas Antimikroba

   69 Tabel 4.4. Sifat Termal Edible film

   70 Tabel 4.5. Hasil Pertumbuhan Isolat Bakteri

   73

  

DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Halaman

Gambar 4.1. Transisi Rantai Helik-gulungan pada kolagen 41Gambar 4.2. Spektrum FT-IR Gelatin

  44 Gambar 4.3. Kromatogram Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis

  45 Gambar 4.4. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 6.608

  47 Gambar 4.5. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 6.992

  48 Gambar 4.6.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 7.708

  49 Gambar 4.7.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 9.067

  50 Gambar 4.8. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 11.983

  51 Gambar 4.9. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 12.208

  52 Gambar4.10.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 12.467

  53 Gambar 4.11. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 14.408

  54 Gambar 4.12.Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 15.560

  55 Gambar 4.13. Spektrum massa Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis dengan RT 16.558

  56

Gambar 4.14. Spektrum FT-IR Minyak Atsiri Kulit Kayu Manis 57Gambar 4.15. Bentuk Morfologi (SEM) film pelapis EF1 61Gambar 4.16. Bentuk Morfologi (SEM) film pelapis EF2 62Gambar 4.17. Spektrum FT-IR Edible film EF1 67Gambar 4.18. Spektrum FT-IR Edible film EF1 67Gambar 4.19. Analisis DTA dari EF1

  71 Gambar 4.20. Analisis DTA dari EF2

  71 Gambar 4.21. Analisis DSC dari Gelatin

  72 Gambar 4.22. Analisis DSC dari EF1

  72 Gambar 4.23. Analisis DSC dari EF2

  72