Embed Size (px)
Citation preview
A. JUDUL
Judul penelitian ini adalah “Kajian Pembuatan Plastik Biodegradabel
Antibakteri dari Campuran Pati Ubi Jalar (Ipomoea Batatas) dan Kitosan”
B. LATAR BELAKANG MASALAH
Plastik merupakan bahan yang tidak bisa dilepaskan dari kebutuhan hidup
sehari-hari. Plastik dimanfaatkan
Selain karena sifat yang praktis, mudah didapatkan, murah, ringan, kuat
dan ekonomis menyebabkan ketergantungan yang besar terhadapnya bahkan
untuk keperluan yang kecil sekalipun. Kebanyakan plastik yang masih digunakan
hingga sekarang merupakan plastik konvensional (plastik yang berasal dari
minyak bumi). Penelitian menunjukkan bahwa plastik konvensional
membutuhkan waktu yang lama mencapai 100 tahun untuk mengalami
penguraian (dekomposisi) didalam tanah.
Namun plastik juga memiliki kelemahan, yaitu sifatnya yang sulit
dirombak secara biologis dalam waktu yang pendek (non biodegradable),
sehingga dalam jangka panjang dapat mencemari lingkungan. Selain itu, transfer
senyawa – senyawa dari kemasan plastik, seperti hasil samping degradasi polimer,
residu pelarut dan polimerisasi ke dalam bahan pangan yang dikemas dapat terjadi
selama penyimpanan sehingga menimbulkan resiko keracunan dan off flavour.
Oleh karena itu perlu dicari bahan kemasan lain yang memiliki sifat unggulan
seperti plastik dan bersifat biodegrable bahkan dapat dikonsumsi manusia (edible)
(Haryadi., dkk., 2002).
Ada tiga kelompok biopolimer yang menjadi bahan dasar dalam
pembuatan film kemasan biodegradable, yaitu :
1. Campuran biopolimer dengan polimer sintetis : film jenis ini dibuat dari
campuran granula pati (5 – 20 %) dan polimer sintetis serta bahan tambahan
(prooksidan dan autooksidan) . Bahan ini memiliki nilai biodegradabilitas yang
rendah dan biofragmentasi sangat terbatas.
2. Polimer mikrobiologi (polyester) : biopolimer ini dihasilkan secara
bioteknologis atau fermentasi dengan mikroba genus Alcaligenes . Biopolimer
jenis ini diantaranya polihidroksi butirat (PHB), polihidroksi valerat (PHV), asam
polilaktat (polylactic acid) dan asam poliglikolat (polyglycolic acid). Bahan ini
dapat terdegradasi secara penuh oleh bakteri, jamur dan alga. Namun oleh karena
proses produksi bahan dasarnya yang rumit mengakibatkan harga kemasan
biodegradable ini relatif mahal.
3. Polimer pertanian : biopolimer ini tidak dicampur dengan bahan sintetis dan
diperoleh secara murni dari hasil pertanian. Polimer pertanian ini diantaranya
cellulose (bagian dari dinding sel tanaman), cellophan, celluloseacetat, chitin
(pada kulit Crustaceae), pullulan (hasil fermentasi pati oleh Pullularia pullulans ).
Polimer hasil pertanian mempunyai sifat termoplastik, sehingga mempunyai
potensi untuk dibentuk atau dicetak menjadi film kemasan. Keunggulan polimer
jenis ini adalah tersedia sepanjang tahun (renewable) dan mudah hancur secara
alami (biodegradable). Beberapa polimer pertanian yang potensial untuk
dikembangkan adalah pati gandum, pati jagung, kentang, casein, zein, konsentrat
whey dan soy protein.
Polisakarida seperti pati dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan
edible film. Pati sering digunakan dalam industri pangan sebagai biodegradable
film untuk menggantikan polimer plastik karena ekonomis, dapat diperbaharui,
dan memberikan karakteristik fisik yang baik. Ubi-ubian, serealia, dan biji
polong-polongan merupakan sumber pati yang paling penting. Ubi-ubian yang
sering dijadikan sumber pati antara lain ubi jalar, kentang, dan singkong (Wahyu,
2009).
Ubi jalar merupakan salah satu jenis umbi yang mengandung pati yang
dapat dimanfaatkan dan didapatkan secara mudah dan murah. Pemanfaatan ubi
jalar selama ini lebih cenderung sebagai produk bahan olahan makanan. Dengan
pemakaiannya sebagai bahan baku plastik diharapkan dapat mengurangi
pencemaran terhadap lingkungan dan meningkatkan potensi ubi jalar yang selama
ini hanya memanfaatkan sebagai bahan makanan saja.
C. PERUMUSAN MASALAH
Rumusan permasalahan yang dapat diuraikan adalah sebagai berikut:
1. Kondisi lingkungan yang semakin memburuk akibat penumpukan sampah
yang tidak terurai
2. Adanya peningkatan kebutuhan plastik dalam kehidupan
D. TUJUAN
Adapun tujuan penelitian yang ingin dicapai adalah:
1. Mempelajari proses pembuatan plastik antibakteri biodegradabel dari
campuran kitosan dan pati ubi jalar.
2. Menciptakan plastik ramah lingkungan dan antibakteri
3. Menguji pengaruh berbagai rasio perbandingan pati dan kitosan terhadap
tensile strength, lamanya waktu degradasi dan persen elongation break.
E. LUARAN YANG DIHARAPKAN
Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah suatu artikel ilmiah yang
dapat dipublikasikan dalam jurnal ilmiah nasional, sehingga dapat membantu
sebagai bahan pembanding dan referensi bagi pengguna lainnya.
F. KEGUNAAN
Adapun kegunaan penelitian yang dapat diperoleh:
1. Memberikan informasi mengenai pemanfaatan plastik biodegradabel
antimikroba sebagai alternatif kemasan makanan.
2. Memberikan nilai tambah terhadap pemanfaatan pati ubi jalar sebagai bahan
baku plastik biodegradable.
3. Terciptanya plastik kemasan yang aman bagi kesehatan.
G. TINJAUAN PUSTAKA
Plastik Biodegradable
Biodegradabality suatu plastik tergantung pada struktur kimia bahan dan
sifat produk akhir, tidak hanya bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan
produk. Plastik biodegradable dapat bersumber dari alam atau resin sintetik.
Plastik biodegradable alam bersumber dari bahan yang dapat diperbaharui
sedangkan plastik biodegradable sintetik yang tidak dapat diperbaharui berasal
dari minyak bumi.
Menurut ASTM (American Society of Testing and Materials)
biodegradable adalah kemampuan untuk mendekomposisi (membusukkan)
menjadi karbon dioksida, metan, air, komponen inorganic atau biomassa dimana
mekanisme diutamakan karena adanya aktivitas enzimatik dari mikroorganisme
sehingga dapat diukur dengan tes standar dalam waktu tertentu sehingga
mencerminkan kondisi pembuangan yang ada.
Biodegradasi adalah degradasi yang disebabkan aktifitas biologi, terutama
oleh enzim untuk mengubah struktur kimia suatu bahan. Plastik biodegradable
dapat terurai dengan berjalannya waktu menjadi molekul sedarhana yang dapat
ditemukan di alam sebagai karbon dioksida dan air. Laju biodegradasi yang tinggi
tergantung pada ketebalan dan geometri bahan yang dibuat (Annonimous, 2002).
Secara umum kemasan plastik biodegradable diartikan sebagai film
kemasan yang dapat didaur ulang dan dapat dihancurkan secara alami. Griffin
(1994), plastik biodegradable adalah suatu bahan dalam kondisi tertentu, waktu
tertentu mengalami perubahan dalam struktur kimianya, yang mempengaruhi
sifat-sifat yang dimilikinya oleh pengaruh mikroorganisme (bakteri, jamur, algae).
Sedangkan Seal (1994), kemasan plastik biodegradable adalah suatu material
polimer yang berubah kedalam senyawa berat molekul rendah dimana paling
sedikit satu tahap pada proses degradasinya melalui metabolisme organisme
secara alami (Firdaus dan Chairil, 2004).
Kemasan Plastik Antimikroba
Di Indonesia penelitian dan pengembangan teknologi kemasan plastik
biodegradable masih sangat terbatas. Hal ini terjadi karena selain kemampuan
sumber daya manusia dalam penguasaan ilmu dan teknologi bahan, juga
dukungan dana penelitian yang terbatas. Dipahami bahwa penelitian dalam bidang
ilmu dasar memerlukan waktu lama dan dana yang besar. Sebenarnya prospek
pengembangan biopolimer untuk kemasan plastik biodegradable di Indonesia
sangat potensial. Alasan ini didukung oleh adanya sumber daya alam, khususnya
hasil pertanian yang melimpah dan dapat diperoleh sepanjang tahun. Berbagai
hasil pertanian yang potensial untuk dikembangkan menjadi biopolimer adalah
jagung, sagu, kacang kedele, kentang, tepung tapioka, ubi kayu (nabati) dan chitin
dari kulit udang (hewani) dan lain sebagainya.
Penduduk dunia yang berjumlah 3 milyar di tahun 1960 meningkat 2 kali
lipat menjadi lebih dari 6 milyar hanya dalam kurun waktu 40 tahun. Peningkatan
jumlah penduduk ditambah dengan penggunaan sumber daya alam dan energi
secara besar besaran berakibat terciptanya sampah yang menumpuk dalam jumlah
sangat besar. Seiring dengan meningkatnya kesadaran untuk pelestarian
lingkungan, kebutuhan bahan plastik biodegradabel mengalami peningkatan dari
tahun ke tahun. Proyeksi kebutuhan plastik biodegradabel hingga tahun 2010 yang
dikeluarkan oleh Japan Biodegradable Plastik Society. Di tahun 1999, produksi
plastik biodegradabel hanya sebesar 2500 ton, yang merupakan 1/ 10.000 dari
total produksi bahan plastik sintetis. Pada tahun 2010, diproyeksikan produksi
plastik biodegradabel akan mencapai 1.200.000 ton atau menjadi 1/ 10 dari total
produksi bahan plastik. Industri plastik biodegradabel akan berkembang menjadi
industri besar di masa yang akan datang karena potensi alam Indonesia yang
demikian besar (Firdaus dan Chairil, 2004).
Kemasan antimikroba merupakan suatu kemasan yang dapat
menghentikan, menghambat, mengurangi atau memperlambat pertumbuhan
mikroorganisme patogen pada makanan dan bahan kemasan. Penggunaan edible
film pada bahan makanan yang ditambahkan suatu antioksida, antimikroba,
pewarna atau pewangi telah dipelajari. Adapun metode yang dapat digunakan
yaitu inkorporasi bahan antimikroba kedalam edible film. Bahan antimikroba
yang digunakan pada makanan mengandung asam-asam organik, bakteriosin,
enzim, alkohol dan asam lemak (Mardhia, 2010).
Dari alam telah ditemukan mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu
terdiri bakteri, aktinomycetes, jamur dan khamir yang umumnya dapat
menggunakan plasticizers sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang
telah ditemukan mampu merombak polimer plastiknya yaitu jamur Aspergillus
fischeri dan Paecilomyces sp. Sedangkan mikroba yang mampu merombak dan
menggunakan sumber C dari plsticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A.
Versicolor, Cladosporium sp.,Fusarium sp., Penicillium sp.,Trichoderma sp.,
Verticillium sp., dan khamir Zygosaccharomyces drosophilae, Saccharomyces
cerevisiae, serta bakteri Pseudomonas aeruginosa, Brevibacterium sp. dan
aktinomisetes Streptomyces rubrireticuli (Sumarsih, 2008).
Bakteri patogen yang sering dijumpai pada makanan antara lain Listeria
monocytogenes, Bacillus cereus, Escherichia coli (O157:H7), Staphylococcus
aureus, Salmonella typhimurium, Shigella sonnei dan Vibrio vulnificus (Mead,
dkk, 1999 dalam Ndarajah, 2005) dan beberapa jenis jamur antara lain adalah
Eurotium amstelodami, Eurotion Chevaleiri, Penicillium Chrysogenum (Voysey
dan Magan, 2002).
Pati Sebagai Bahan Baku Pembuatan Plastik Antibakteri Biodegradable
Pati merupakan karbohidrat, kandungan utama pada tanaman tingkat
tinggi yang diproduksi melalui fotosintesis dalam tanaman hijau. Pati diperoleh
dalam seluruh organ tanaman tingkat tinggi yang disimpan dalam biji, umbi, akar
dan jaringan batang tanaman sebagai cadangan energi untuk masa pertubuhan dan
pertunasan. Menurut Winarno (1986), selain sebagai bahan makanan pati juga
digunakan dalam non-food seperti perekat dalam industry tekstil, polimer atau
sebagai bahan tambahan dalam sedian farmasi (Mardhia, 2010).
Pati merupakan polisakarida alami yang dapat diperbaharui (renewable),
mudah rusak (biodegradable), dan harga murah. Pati merupakan homopolimer
glukosa dengan ikatan α- glikosida dan merupakan rantai gula panjang. Berbagai
macam pati tidak sama sifatnya tergantung pada panjang rantai atom C nya,
apakah lurus atau bercabang rantai molekulnya.
Untuk menganalisa adanya pati digunakan iodin, karena pati yang
berikatan dengan iodin akan menghasilkan warna biru. Pati merupakan granula
berwarna putih dengan diameter 2 . 100 µ m (Whistler, 1984). Pati merupakan
polimer karbohidrat dari unit anhidroglukosa, (C6H10O5)x terdiri dari dua
polisakarida dengan struktur tertentu yaitu amilosa dan amilopektin.
Gambar 1. Struktur Amilosa (Yusmarlela, 2009)
Sifat-sifat dari amilosa:
1. Ikatannya linear (lurus).
2. Larutan dalam air dingin dalam batas tertentu.
3. Berat molekul rata-rata 10000 . 60000 (10³-60³).
4. Ikatan antar molekul á . D . glukosa dihubungkan pada ikatan 1,4.
Sifat-sifat dari amilopektin:
1. Ikatannya bercabang.
2. Tidak larut dalam air dingin.
3. Mempunyai berat molekul 60000- 100000 (60³-10 4 ).
4. Ikatan antar molekul α-D- glukosa dihubungkan oleh ikatan 1,4 dan ikatan
1,6 pada percabangan.
Gambar 2. Struktur Amilopektin (Yusmarlela, 2009)
Ubi Jalar
Ubi jalar atau ketela rambat atau “sweet potato” diduga berasal dari benua
Amerika. Para ahli botani dan pertanian memperkirakan daerah asal tanaman ubi
jalar adalah Selandia Baru, Polinesia, dan Amerika bagian tengah. Ubi jalar
menyebar ke seluruh dunia terutama negara-negara beriklim tropika, diperkirakan
pada abad ke-16. Orang-orang Spanyol dianggap berjasa menyebarkan ubijalar ke
kawasan Asia terutama Filipina, Jepang dan Indonesia.
Sistematika (taksonomi) tumbuhan, tanaman ubijalar diklasifikasikan
sebagai berikut (Rukmana, 1997):
Kingdom : Plantae
Divisi : Spermatophyta
Subdivisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Convolvulale
Famili :Convolvulaceae
Genus : Ipomoea
Spesies : Ipomoea batatas
Ubijalar adalah tanaman yang tumbuh baik di daerah beriklim panas dan
lembab, dengan suhu optimum 27°C dan lama penyinaran 11-12 jam per hari.
Tanaman ini dapat tumbuh sampai ketinggian 1.000 meter dari permukaan laut.
Ubijalar tidak membutuhkan tanah subur untuk media tumbuhnya. Di Jepang,
ubijalar adalah salah satu sumber karbohidrat yang cukup populer. Beberapa
varietas ubi Jepang cukup dikenal hingga ke Indonesia. Selanjutnya beberapa
varietas yang diusahakan tersebar secara luas di Indonesia, diantaranya varietas
ibaraki, beniazuma, dan naruto.
Bentuk ubi biasanya bulat sampai lonjong dengan permukaan rata sampai
tidak rata. Kulit ubi berwarna putih, kuning, ungu atau ungu kemerah-merahan,
tergantung jenis (varietas)nya. Daging ubi berwarna putih, kuning atau jingga
sedikit ungu (Rukmana, 1997). Menurut Woolfe (1992), kulit ubi maupun
dagingnya mengandung pigmen karotenoid dan antosianin yang menentukan
warnanya. Kombinasi dan intesitas yang berbeda-beda dari keduanya
menghasilkan warna putih, kuning, oranye, atau ungu pada kulit dan daging ubi.
Gambar 3. Ubi jalar Putih (www.foodsubs.com/Sweetpotatoes)
Menurut Kumilaningsih (2006), ubi jalar merupakan sumber karbohidrat
dan sumber kalori yang cukup tinggi. Ubi jalar juga merupakan sumber vitamin
dan mineral, vitamin yang terkandung dalam ubijalar antara lain vitamin A,
vitamin C, thiamin (vitamin B1), dan riboflavin. Sedangkan mineral dalam
ubijalar diantaranya adalah zat besi (Fe), fosfor (P), dan kalsium (Ca). Kandungan
lainnya adalah protein, lemak, serat kasar dan abu (Simon, 2008).
Salah satu bentuk olahan ubi jalar adalah tepung ubi jalar. Dibandingkan
dengan tepung ubi kayu, tepung ubi jalar lebih unggul. Tepung ubi kayu
mempunyai kandungan amilopektin yang tinggi, sehingga produk tepung ini
mudah keras dan apek karena amilopektin mempunyai rantai yang bercabang dan
akan mudah memerangkap air sehingga peluang terjadinya retrogradasi lebih
besar. Dibandingkan dengan beras giling atau jagung giling (rata-rata 360 kal per
100 gram) jumlah kalori ubi jalar lebih rendah (123 kalori per 100 gram, tetapi ubi
jalar lebih unggul pada kandungan mikronutriennya (Aini, 2004).
Kitosan
Kitosan merupakan produk alamiah yang merupakan turunan dari
polisakarida chitin. Kitosan mempunyai nama kimia Poly D-glucosamine ( beta
(1-4) 2-amino-2-deoxy-D-glucose), bentuk chitosan padatan amorf bewarna putih
dengan struktur kristal tetap dari bentuk awal chitin murni. Kitosan mempunyai
rantai yang lebih pendek daripada rantai chitin. Kelarutan kitosan dalam larutan
asam serta viskositas larutannya tergantung dari derajat deasetilasi dan derajat
degradasi polimer (Wardaniati dan Sugiyani, 2002).
Kitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat,
beberapa pelarut organic, sedikit larut dalam HCl dan HNO3. Kitosan tidak
beracun dan mudah terbiodegradasi. Berat molekul kitosan adalah sekitar 1,2
105, tergantung pada degradasi yang terjadi selama proses deasetilisasi. Sifat–sifat
kitosan dihubungkan dengan adanya gugus-gugus amino dan hidroksil yang
terikat. Adanya gugus tersebut menyebabkan kitosan mempunyai reaktifitas kimia
yang tinggi dan penyumbang sifat polielektrolit kation, sehingga dapat berperan
sebagai amino pengganti (Safarrullah, 2007).
Reaksi pembentukan chitosan dari chitin merupakan reaksi hidrolisa suatu
amida oleh suatu basa. Chitin bertindak sebagai amida dan NaOH sebagai
basanya. Mula-mula terjadi reaksi adisi, dimana gugus OH- masuk ke dalam
gugus NHCOCH3 kemudian terjadi eliminasi gugus CH3COO- sehingga
dihasilkan suatu amida yaitu chitosan. Reaksi pembentukannya seperti terlihat
pada Gambar 4.
Kitosan sangat berpotensi untuk dijadikan sebagai bahan antimikroba,
karena mengandung enzim lysosim dan gugus aminopolysacharida yang dapat
menghambat pertumbuhan mikroba dan efisiensi daya hambat khitosan terhadap
bakteri tergantung dari konsentrasi pelarutan khitosan. Kemampuan dalam
menekan pertumbuhan bakteri disebabkan chitosan memiliki polikation
bermuatan positif yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri dan kapang
(Wardaniati dan Sugiyani, 2002).
Gambar 4. Reaksi pembentukan kitosan (Wardaniati dan Sugiyani, 2002)
Muzarelli telah meneliti kemampuan kitosan dalam menghambat
pertumbuhan 298 kultur bakteri secara drastis (Seid,2007). Penambahan kitosan
dapat menghambat pertumbuhan Saccharomyces dan Fusarium Saloni (Rhoades
dan Rastall, 2000).
Chokyon Rha clan Mc NeaLY h. w. (1959) melaporkan bahwa kitosan
dapat berfungsi sebagai pengikat bahan-bahan untuk pembentukan alat-alat gelas,
plaslik, karet dan selulosa sehingga sering disebut " specialily adhesif
formulations." Selain itu kitosan dapat digunakan sebagai perekat (misalnya
kitosan yang berkosentrasi rendah dan sedang yang berkosentrasi (3 -4 ) % dalam
asam asetat 2 % pada bahan untuk pembuatan rayon cotton.
Kitin dan kitosan adalah salah satu dari polisakarida di dalam unit dasar
suatu gula animo. Polisakarida ini adalah suatu struktural unsur yang memberikan
kekuatan mekanik organisme. Kitin tidak dapat larut dalam air, pelarut organik
alkali atau asam mineral encer .Tetapi ia tidak dapat larut dan terurai dengan
adanya enzym atau dengan pengolahan asam mineral padat. Dalam struktur, kitin
terdiri dari sebuah rantai panjang dari N acetylglukosamine. Rumus empirisnya
adalah C6H6CNHCOCH3 dan berisi campuran murni 6,9 % Nitrogen. Polimer ini
adalah serupa selulosa diganti oleh suatu acetyl amino ( NHCOCH3) unit.
Plasticizer
Pembuatan film layak makan dari pati (starch) memerlukan campuran
bahan aditif untuk mendapatkan sifat mekanis yang lunak, ulet dan kuat. Untuk itu
perlu ditambahkan suatu zat cair/padat agar meningkatkan sifat plastisitasnya.
Proses ini dikenal dengan plastisasi, sedang zat yang ditambah disebut pemlastis.
Di samping itu pemlastis dapat pula meningkatkan elastisitas bahan, membuat
lebih tahan beku dan menurunkan suhu alir, sehingga pemlastis kadang-kadang
disebut juga dengan ekastikator antibeku atau pelembut. Jelaslah bahwa plastisasi
akan mempengaruhi semua sifat fisik dan mekanisme film seperti kekuatan tarik,
elastisitas kekerasan, sifat listrik, suhu alir, suhu transisi kaca dan sebagainya.
Adapun pemlastis yang digunakan adalah gliserol, karena gliserol
merupakan bahan yang murah, sumbernya mudah diperoleh, dapat diperbaharui
dan juga akrab dengan lingkungan karena mudah terdegradasi dalam alam.
Gliserol
Salah satu alkil trihidrat yang penting adalah gliserol (propa- 1,2,3 .triol)
CH2OHCHOHCH2OH. Senyawa ini kebanyakan ditemui hampir semua lemak
hewani dan minyak nabati sebagai ester gliserin dari asam palmitat dan oleat.
Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa manis tidak berwarna, cairan
kental dengan titik lebur 20°C dan memiliki titik didih yang tinggi yaitu 290°C
gliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tetapi tidak dalam minyak.
Sebaliknya banyak zat dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding dalam air
maupun alkohol. Oleh karena itu gliserol merupakan pelarut yang baik.
Senyawa ini bermanfaat sebagai anti beku (anti freeze) dan juga
merupakan senyawa yang higroskopis sehingga banyak digunakan untuk
mencegah kekeringan pada tembakau, pembuatan parfum, tita, kosmetik,
makanan dan minuman lainnya. Gliserol dapat digunakan untuk gliserolisis lemak
atau metil ester untuk membentuk gliserolat monogliserida, digliserida dan
trigliserida. Gliserol mengandung tiga gugus hidroksi yang terdiri dari dua gugus
alkohol primer dan satu gugus alkohol skunder. Atom karbon yang terdapat dalam
gliserol dapat ditunjukkan sebagai atom karbon α, β dan γ (Yusmarlela, 2009).
Gambar 5. Gliserol Lemak (Yusmarlela, 2009)
Metode Uji Antimikroba
Uji antimikroba biasanya dilakukan untuk mengetahui seberapa besar
bahan pembuat plastik yang kita gunakan dapat menghambat pertumbuhan
mikroba pada makanan. Terdapat berbagai metode yang digunakan untuk
mengetahui aktivitas antimikroba suatu zat, diantaranya:
a. Agar Diffusion Methode
Metode ini telah digunakan oleh Dowsen dkk. Pada tahum (1995). Sampel
yang akan diuji dipotong segi enam dengan ukuran (1 cm x 1 cm), lalu sampel
yang telah dipotong diletakkan pada permukaan media agar yang telah dioleskan
bakteri E.Coli. Lalu sampel diinkubasi pada suhu 370C selama 48 jam (Idayu,
2005; Nadarajah, 2005; Han, 2006).
b. Liquid Culture Test
Sampel plastik yang akan diuji dipotong persegi dengan pisau steril
dengan ukuran 30 x 50 mm. Sampel yang telah dipotong dicelupkan dalam gelas
uji 50 ml yang berisi 40 ml TSB (tryptic soy broth) dengan kandungan Tween
sebesar 0,4 gram, lalu diinkubasi dengan 0,4 ml bakteri, setelah itu sampel yang
akan diuji diinkubasi dengan suhu 370C sambil agitasi. Culture sampel diambil
sebanyak 1,5 ml setiap 2 jam sekali selama 36 jam. Sampel yang diambil
kemudian dihitung densitas optiknya (O.D.600) λ = 600 ditentukan dengan
menggunakan spektrofotometer yang akan menyatakan konsentrasi
mikroorganisme yang ada pada media (Han, 2006).
Mekanisme Pengujian Plastik Biodegradabilitas Plastik
Menurut Griffin, (1994) proses uji biodegradable ini diperlukan untuk
mempelajari tingkat ketahanan film plastik yang dihasilkan kaitannya dengan
pengaruh mikroba pengurai, kelembaban tanah dan suhu bahkan faktor kimia fisik
yang lain. Secara kimiawi, film plastik yang dihasilkan jelas bersifat
biodegradable, hal itu disebabkan oleh bahan baku yang digunakan adalah bahan
baku organik dan alamiah yang mudah berinteraksi dengan air dan mikro
organisme lain bahkan sensitif terhadap pengaruh fisik/kimia lingkungan.
Beberapa faktor yang mempengaruhi tingkat biodegradabilitas kemasan
setelah kontak dengan mikroorganisme, yakni : sifat hidrofobik, bahan aditif,
proses produksi, struktur polimer, morfologi dan berat molekul bahan kemasan.
Proses terjadinya biodegradasi film kemasan pada lingkungan alam dimulai
dengan tahap degradasi kimia yaitu dengan proses oksidasi molekul,
menghasilkan polimer dengan berat molekul yang rendah. Proses berikutnya
(secondary process) adalah serangan mikroorganisme (bakteri, jamur dan alga)
dan aktivitas enzim (intracellular, extracellular). Contoh mikroorganisme
diantaranya bakteri phototrop (Rhodospirillium, Rhodopseudomonas,
Chromatium, Thiocystis), pembentuk endospora (Bacillus, Clostridium), gram
negatif aerob (Pseudomonas, Zoogloa, Azotobacter, Rhizobium), Actynomycetes,
Alcaligenes (Firdaus dan Chairil, 2004).
H. METODE PELAKSANAAN
Variabel Penelitian
1. Variabel Tetap
Variabel tetap pada pembuatan plastik pati ubi jalar – kitosan adalah
plasticizer (glycerol), Pelarut kitosan, yaitu asam asetat glacial 100%, Konsentrasi
gliserol 50% dari berat pati, Jenis pati, yaitu pati ubi jalar, Kecepatan pengaduk 75
rpm, suhu gelatinasi 65 – 70oC, Suhu pemanggangan 60oC selama 5 jam,
Ketebalan film 1,5 mm
2. Variabel Berubah
Rasio pati – kitosan, yaitu 10:0; 9:1; 8:2; 7:3; 6:4 (b/b), Konsentrasi larutan
kitosan, yaitu 2%, 4%, 6% (b/v)
Rencana Kegiatan
Ubi jalar dikupas, dibersihkan dan diparut. Ditambahkan air selanjutnya
disaring dan diendapkan. Endapan dikeringkan lalu ditumbuk sampai halus dan
diayak. Tepung ubi jalar selanjutnya digunakan dalam proses pembuatan plastik.
Proses pembuatan plastik dari campuran ubi jalar dan kitosan secara skematis
dapat dilihat pada Tabel 1. Plastik yang telah jadi, selanjutnya di adakan
pengujian terhadap sifat antimikroba filmnya, sifat mekanik (tensile strength, %
elongasi) dan sifat biodegradasi film menggunakan metode soil burial test.
Pada uji antimikroba, media MHA yang dibutuhakn dilarutkan dalam
aquadest hingga homogen dan disterilkan dengan autoclave. Media dituangkan
dalam petridisc dan biarkan mengeras. Bakteri E.Coli yang telah diencerkan
dioleskan ke seluruh permukaan media hingga merata. Plastik pati ubi jalar-
kitosan dipotong lalu diletakkan dipermukaan media yang telah dioles bakteri.
Media diinkubasi selama 24 jam lalu dilakukan pengukuran zona terang yang
terbentuk dengan menggunakan penggaris.
Untuk uji biodegradadable, plastik pati ubi jalr-kitosan untuk setiap rasio
langsung ditanam di dalam polybag yang mengandung tanah dimana terdapat
tumpukan sampah. Lalu diamati perubahan plastik yang terjadi secara fisik dan di
catat lamanya masa penguraian plastik tersebut.
Tabel 1. Skema pembuatan plastik biodegradabel
Pati 10% (b/v) dilarutkan
dalam aqudest
Kitosan dilarutkan dalam asam
asetat glasial (100%) dengan
konsentrasi 2%, 4%, 6% (b/v)
Pencampuran
Kitosan dan pati ubi jalar dengan rasio 10:0; 9:1; 8:2; 7:3; 6:4 (b/b)
Pengadukan dan Pemanasan
Pada suhu 70-75oC. Kecepatan 75 rpm selama 25 menit
I. JADWAL KEGIATAN
Susunan jadwal pelaksanaan penelitian secara terperinci dapat dilihat pada
Tabel 1 di bawah ini
Tabel 1. Jadwal Pelaksanaan Penelitian
No KegiatanBulan Ke
1 2 3
1. Persiapan alat dan bahan
2.Pelaksanaan penelitian dan pengumpulan data
3. Analisa data
4. Penulisan laporan
Penambahan Gliserol
50% berat pati, diaduk lagi hingga homogen
Pencetakan
Casting diatas pelat kaca dengan ketebalan 2,5 mm
Pengeringan
Oven pada suhu 60oC selama 5 jam
Peeling Sampel dari Cetakan
Sampel dilepaskan dari cetakannya kemudian disimpan dalam desikator
selama 24 jam
Sampel siap di uji (antimikroba, tensile strength, % elongasi,
biodegradable)
J. RANCANGAN BIAYA
Bahan Habis Pakai
No Uraian KebutuhanHarga Satuan
(Rp)Jumlah Harga
(Rp)
1. Ubi jalar segar 5 kg 5.000 / kg 25.0002. Kitosan 3.000.000 / 0,1 kg 3.000.0003. Asam asetat glasial 875.000 / liter 875.0004. Gliserol 1.062.000 / 0,5 liter 1.062.0005. Bakteri E.Coli 1 botol 10.000 / 0,5 liter 10.0006. Kertas 1 rim 1 rim 35.000 / rim 35.0007. Polybag 45 kantong 400 / sampel 18.000
Analisa Hasil1. Pengujian antibakteri 45 sampel 10.000 / sampel 450.0002. Pengujian mekanik 45 sampel 15.000 / sampel 675.000
Lain – Lain1. Biaya print 200 lembar 400 / lembar 80.0002. Penjilidan laporan 4 eks 5000 / eks 20.0003. Dokumentasi 1 paket 300.000 / paket 300.0004. Biaya transportasi
dan pengambilan bahan baku di Saree, Aceh Besar
150.000 / orang 450.000
Total Keseluruhan 7.000.000
K. DAFTAR PUSTAKA
Aini, Nur, 2004, Pengolahan Tepung Ubi Jalar dan Produk – Produknya Untuk Pemberdayaan Ekonomi Masyarakat Pedesaan, Institut Pertanian Bogor
Annonimous, 2002, Biodegradable Plastics - Developments and Environmental Impacts, Nolan-ITU Pty Ltd Prepared in association with ExcelPlas Australia
Firdaus, Feris dan Chairil Anwar, 2004, Potensi Limbah Padat-cair Industri Tepung Tapioka sebagai Bahan Baku Film Plastik Biodegradabel, Vol 1 No 2 Juli 2004
Han, Jaejoon, 2006, Antimicrobial Packaging System for Optimization of Electron Beam Irradiation of Fresh Produce, A Dissertation of Texas A&M
Haryadi, dkk, 2002, Karakterisasi Komposit Film Edible Pektin Daging Buah Pala (Myristica fragrans Houtt) dan Tapioka, Vol XIII No 2, 2002
Idayu, I, 2005, Final Report Reserch Management Centre University Teknologi Malaysia : Study of an Active Antimicrobial System Using a Bio-Switch Concept, University Teknologi Malaysia, Johor, Malaysia
Mardhia, Y, 2010, Edible Film, Universitas Sumatra Utara
Nadarajah, Kandasamy, 2005, Development and Characterization of Microbial Edible Film from Crawfish Chitosan, Academic Dissertation of Lousiana State University
Rhodes, J dan Bob Rastall, 2000, Chitosan as an Antimicrobial Agent, J Food Technology International 2000, Vol (1) 29-35
Safarrullah, 2007, Sintesa Khitosan dari Khitin dengan Bahan Baku Cangkang Kepiting (Scylla Serrata), Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh
Seid, Charllote, 2007, Paper or Plastic: The Comercial Future of Chitosan, Harvard Science Review, Spring 2007
Simon, 2008, Ubi Jalar (http://simonbwidjanarko.files.wordpress.com/2008/06/ubijalar-22.pdf, diakses September 2010)
Sumarsih, 2008, Mikroba dan Lingkungan, (http://sumarsih07.files.wordpress.com/2008/11/vii-mikroba-dan lingkungan.pdf, diakses 21 September 2010)
Voysey, P G Keshri dan N. Magan, 2002, Early Detection of Spoilage Moulds in Bread Using Volatile Production Pattern and Quantitative Enzyme Assays, Journal of Applied Microbiology 2002, 92, 165-172
Wahyu, Maulana Karnawidjaja, 2009, Pemanfaatan Pati Singkong sebagai Bahan Baku Edible Film, Universita Padjajaran, Bandung
Wardaniati, Ratna Adi dan Sugiyani Setyaningsih, Pembuatan Chitosan dari Kulit Udang dan Aplikasinya untuk Pengawetan Bakso (http://eprints.undip.ac.id/1718/1/makalah_penelitian_fix.pdf, diakses 3 September 2010)
Yusmarlela, 2009, Studi Pemanfaatan Plastisiser Gliserol dalam Film Pati Ubi dengan Pengisi Serbuk Batang Ubi Kayu, Universitas Sumatra Utara, Medan
L. LAMPIRAN
Biodata Ketua Pelaksana
Nama : Firza Zuraida F.A
NIM : 0704103010011
Tempat, tanggal lahir : Banda Aceh, 6 Oktober 1989
Jenis Kelamin : Perempuan
Alamat : Jl. Tgk Chik Dipineung VIII No. 38 Kp.Pineung
Banda Aceh
Hp : 085277095963
Email : [email protected]
Demikianlah biodata ini kami buat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Banda Aceh, Oktober 2010
Firza Zuraida F.A
Biodata Anggota I
Nama : Aisyah
NIM : 0704103010014
Tempat, tanggal lahir : Pante Gurah, 27 Juli 1989
Jenis Kelamin : Perempuan
Alamat : Jl. Tgk Chik Dilamnyong Lr Musala 1 No.20 Banda Aceh
Hp : 085277764723
Email : [email protected]
Demikianlah biodata ini kami buat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Banda Aceh, Oktober 2010
Aisyah
Biodata Anggota II
Nama : Eka Mailidar Sari
NIM : 0804103010032
Tempat, tanggal lahir : Banda Aceh, 29 Mei 1990
Jenis Kelamin : Perempuan
Alamat : Jl. Simpang Surabaya No. 2 Desa Peunyerat, Lhong Raya
Banda Aceh
Hp : 08984170023
Email : [email protected]
Demikianlah biodata ini kami buat untuk dapat dipergunakan sebagaimana mestinya.
Banda Aceh, Oktober 2010
Eka Mailidar Sari
Biodata Dosen Pembimbing
Nama : Lia Mairiza ST.,MT
NIP : 19740523 200003 2 001
Tempat, tanggal lahir : Banda Aceh, 23 Mei 1974
Jenis Kelamin : Perempuan
Bidang Keahlian : Teknologi Polimer
Kantor/Unit Kerja : Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Alamat Kantor : Jl. Tgk. Syeh Abdul Rauf 7, Darussalam,Banda 23111
Alamat : Jl. Keupula No.18 Sektor Timur Darussalam, Banda Aceh
Hp : 085260084495
Email : [email protected]
Riwayat Pendidikan
UNIVERSITAS/INSTITUT DAN LOKASI
GELARTAHUN
SELESAIBIDANG STUDI
Universitas Syiah Kuala Darussalam, Banda Aceh
ST 1998 Teknik Kimia
Institut Teknologi BandungMT 2001 Teknik Kimia
Demikianlah biodata ini kami buat untuk dapat dipergunakan sebagaimana
mestinya.
Banda Aceh, Oktober 2010
Lia Mairiza,ST.MTNIP. 19740523 200003 2 001
