PENGARUH JENIS DAN KONSENTRASI PLASTICIZER GLISEROL, SORBITOL, DAN POLIETILENA GLIKOL (PEG) TERHADAP SIFAT FISIK DAN MEKANIK BIOPLASTIK BERBASIS KITOSAN DAN PATI KOMERSIAL

FAUZIAH MUTHI MILLATINA; VINA AMALIA; ASSYIFA JUNITASARI

Authors

FAUZIAH MUTHI MILLATINA UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
VINA AMALIA UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia
ASSYIFA JUNITASARI UIN Sunan Gunung Djati Bandung, Indonesia

Keywords:

biodegradasi, bioplastik, Kitosan, pati, plasticizer

Abstract

Bioplastik mudah terurai di lingkungan karena terbuat dari bahan alami. Namun, bioplastik berbahan pati dan kitosan saja memiliki nilai elongasi yang rendah. Sehingga, plasticizer diperlukan untuk menyeimbangkan sifat fisik dan mekanik. Penelitian ini menggunakan kitosan kulit udang dan pati singkong komersial. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh jenis dan variasi konsentrasi plasticizer terhadap sifat fisik dan mekanik bioplastik berbasis kitosan dan pati komersial. Variasi jenis dan konsentrasi plasticizer yang digunakan yaitu gliserol, sorbitol, dan Polietilena Glikol (PEG) dengan konsentrasi 20%, 30%, dan 40%, dengan massa kitosan dan pati sebesar 2:1. Bioplastik yang dihasilkan kemudian dilakukan karakterisasi sifat fisik dan mekanik, SEM (Scanning Electron Microscope), FTIR (Fourier Transform Infra Red), dan uji biodegradabilitas. Hasil dari penelitian ini menunjukan penambahan plasticizer memengaruhi karakteristik bioplastik. Semakin tinggi penambahan konsentrasi plasticizer, maka nilai elongasi, kadar air, daya serap air, dan ketebalan semakin meningkat. Namun nilai kuat tarik, elastisitas, dan ketahanan air yang dihasilkan semakin menurun. Pengujian SEM menunjukkan permukaan yang kasar dan tidak homogen. Sementara dalam pengujian FTIR menunjukkan adanya pergeseran bilangan gelombang pada setiap gugus fungsi. Ketahanan bioplastik sangat rendah, sehingga sulit untuk memisahkan partikel tanah dengan bioplastik saat pengujian biodegradabilitas. Hasil karakterisasi terbaik pada nilai elongasi sebesar , modulus Young sebesar MPa, ketebalan sebesar , yaitu penambahan gliserol 40%. Kuat tarik tertinggi pada penambahan PEG 20% yaitu, MPa. Kadar air terendah pada penambahan PEG 40% yaitu, . Untuk menghasilkan morfologi permukaan bioplastik yang lebih homogen, perlu dua biopolimer dan satu resin. Selain itu, bioplastik perlu tambahan crosslinker, seperti asam sitrat agar menghasilkan karakteristik fisik dan mekanik bioplastik yang lebih baik.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

FAUZIAH MUTHI MILLATINA, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi

VINA AMALIA, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi

ASSYIFA JUNITASARI, UIN Sunan Gunung Djati Bandung

Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi

References

[1] The World Counts, “Number of Plastic Bags Produced,” The World Counts, 2024. https://www.theworldcounts.com/challenges/planet-earth/waste/plastic-bags-used-per-year (accessed Mar. 30, 2024).

[2] Z. Anita, F. Akbar, and H. Harahap, “Pengaruh Penambahan Gliserol terhadap Sifat Mekanik Film Plastik Biodegradasi dari Pati Kulit Singkong,” J. Tek. Kim. USU, vol. 2, no. 2, pp. 37–41, 2013, doi: 10.32734/jtk.v2i2.1437.

[3] G. J. L. Griffin, Ed., Chemistry and Technology of Biodegradable Polymer, Pertama. London & New York: Blackie Academic & Professional, 1994.

[4] R. Krisnadi, Y. Handarni, and K. Udyani, “Pengaruh Jenis Plasticizer Terhadap Karakteristik Plastik Biodegradable dari Bekatul Padi,” J. Tek. Kim., vol. 1, no. 1, pp. 125–130, 2019.

[5] W. Ban, J. Song, D. S. Argyropoulos, and L. A. Lucia, “Influence of Natural Biomaterials on the Elastic Properties of Starch-Derived Films: An Optimization Study,” Ind. Eng. Chem. Res., vol. 45, no. 2, pp. 627–633, 2006.

[6] S. Puspitasari, “Plastik Biodegradable Berbasis Kulit Singkong dan Aplikasinya dalam Bidang Pangan,” Universitas Katolik Soegijapranata, 2022.

[7] H. Sekarmanah, “Pengaruh Penambahan Pati Kulit Singkong (Mannihot esculenta) terhadap Pembuatan Bioplastik Berbasis Kitosan Kulit Udang Vannamei (Litopenaeus vannamei) dengan Penggunaan Plasticizer Gliserol,” UIN Sunan Gunung Djati Bandung, 2023.

[8] S. Nurrahmi, S. Nuraisyah, and Hernawati, “Pengaruh Penambahan Pati dan Plasticizer Gliserol Terhadap Sifat Mekanik Plastik Biodegradable,” J. Fis. dan Ter., vol. 7, no. 2, pp. 128–138, 2020, doi: 10.24252/jft.v7i2.18267.

[9] M. R. Utami, Latifah, and N. Widiarti, “Sintesis Plastik Biodegradable dari Kulit Pisang dengan Penambahan Kitosan dan Plasticizer Gliserol,” Indones. J. Chem. Sci., vol. 3, no. 2, pp. 163–167, 2014.

[10] Y. Darni and H. Utami, “Studi Pembuatan dan Karakteristik Sifat Mekanik dan Hidrofobisitas Bioplastik dari Pati Sorgum,” J. Rekayasa Kim. dan Lingkung., vol. 7, no. 4, pp. 88–93, 2010.

[11] G. P. Lazuardi and S. E. Cahyaningrum, “Pembuatan dan Karakterisasi Bioplastik Berbahan Dasar Kitosan dan Pati Singkong dengan Plasticizer Glliserol,” UNESA J. Chem., vol. 2, no. 3, pp. 161–166, 2013.

[12] A. Martiana, “Pengaruh Penambahan Pati Kulit Singkong (Manihot esculenta) terhadap Pembuatan Bioplastik Berbasis Kitosan Cangkang Pupa Black Soldier Fly (Hermetia illucens) dengan Plasticizer Gliserol sebagai Polybag Tanaman,” UIN Sunan Gunung Djati Bandung, 2023.

[13] R. Rahmayetty et al., “Optimasi Konsentrasi Polietilen Glikol untuk Kuat Tarik, Elongasi, dan Biodegradasi dalam Tanah pada Edible Film Selulosa Asetat,” J. Integr. Proses, vol. 14, no. 1, pp. 166–171, 2025.

[14] Asjun, Asnani, and R. F. Faradilla, “Pengaruh Formulasi Kitosan Udang Windu dan Karagenan terhadap Sifat Bioplastik dengan Pemlastis Polietilen Glikol,” J. Sains dan Inov. Perikan., vol. 7, no. 1, pp. 50–62, 2023, doi: 10.33772/jsipi.v7i1.214.

[15] P. Nurhidayah, A. C. K. Fitri, and Y. E. Fajarwati, “Analisa Uji Biodegradasi Bioplastik dari Pati Kulit Singkong dengan Variasi Volume Gliserol, Selulosa Jerami Padi, dan Kitosan,” in Prosiding Seminar Nasional Teknologi Industri, Lingkungan, dan Infrastruktur (SENTIKUIN), Malang, Indonesia: Fakultas Teknik Universitas Tribhuwana Tunggadewi, 2023, p. A6.1-A6.8.

[16] E. Susilowati and A. E. Lestari, “Pembuatan dan Karakterisasi Edible Film Kitosan Pati Biji Alpukat (KIT-PBA),” JKPK (Jurnal Kim. dan Pendidik. Kim., vol. 4, no. 3, pp. 197–204, 2019.

[17] E. O. Ningrum, L. Ardiani, N. A. Rohmah, and N. F. Puspita, “Modifikasi Biokomposit Kitosan dari Cangkang Rajungan (Portunus Pelagicus) dan Pektin untuk Aplikasi Edible Film,” Pros. Semin. Nas. Tek. Kim. “Kejuangan,” pp. B6-1-B6-6, 2019.

[18] Y. D. Hartatik, L. Nuriyah, and Iswarin, “Pengaruh Komposisi Kitosan terhadap Sifat Mekanik dan Biodegradable Bioplastik,” Univeristas Brawijaya, 2013.

[19] K. Katsoulis and M. Rovoli, “Optimization of Chitin Extraction, Physicochemical and Functional Properties of Chitosan Production from Shells of Karamote Shrimp Peneaus (Melicertus) Kerathurus in Western Greece,” J. Vet. Sci. Med., vol. 9, no. 1, pp. 1–5, 2021.

[20] H. Muhlis, A. D. Pradana, and U. Leoanggraini, “Pemurnian Kitosan Hasil Fermentasi Limbah Cangkang Kepiting menggunakan Pelarut Asam Asetat,” J. Fluida, pp. 57–64, 2021.

[21] I. Aranaz et al., “Chitosan: An Overview of Its Properties and Applications,” Polymers (Basel)., vol. 13, no. 3256, pp. 1–27, 2021, [Online]. Available: https://doi.org/10.3390/polym13193256

[22] R. H. Petrucci, W. S. Harwood, F. G. Herring, and J. D. Madura, Kimia Dasar Pinsip-Prinsip & Aplikasi Modern Edisi 9 Jilid 1, 9th ed. Jakarta: Erlangga, 2011.

[23] C. D. Triastiningrum and A. Purnomo, “Perbandingan Kemampuan Kitosan dari Limbah Kulit Udang dengan Aluminium Sulfat untuk Menurunkan Kekeruhan Air dari Outlet Bak Prasedimentasi IPAM Ngagel II,” J. Tek. ITS, vol. 5, no. 2, pp. 272–278, 2016, doi: 10.12962/j23373539.v5i2.18968.

[24] P. Coniwanti, D. Pertiwi, and D. M. Pratiwi, “Pengaruh Peningkatan Konsentrasi Gliserol dan VCO (Virgin Coconut Oil) terhadap Karakteristik Edible Film dari Tepung Aren,” J. Tek. Kim., vol. 20, no. 2, pp. 17–24, 2014.

[25] N. Musita, “Kajian Kandungan dan Karakteristik Pati Resisten dari Berbagai Varietas Pisang,” Teknol. Indiustri dan Has. Pertan., vol. 14, no. 1, pp. 68–79, 2009.

[26] S. R. Utami, “Pengaruh Konsentrasi Kitosan dan Waktu Pengadukan terhadap Karakteristik Bioplastik dari Pati Onggok Aren (Arenga pinnata) dengan Plasticizer Gliserol dan Sorbitol,” Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2019.

[27] Y. E. Agustin and K. S. Padmawijaya, “Sintesis Bioplastik dari Kitosan-Pati Kulit Pisang Kepok dengan Penambahan Zat Aditif,” J. Tek. Kim., vol. 10, no. 2, pp. 40–48, 2016.

[28] M. Z. I. Mollah, N. Akter, F. B. Quader, S. Sultana, and R. A. Khan, “Biodegradable Colour Polymeric Film (Starch-Chitosan) Development: Characterization for Packaging Materials,” Open J. Org. Polym. Mater., vol. 06, no. 01, pp. 11–24, 2016, doi: 10.4236/ojopm.2016.61002.

[29] S. Purnavita, D. Y. Subandriyo, and A. Anggraeni, “Penambahan Gliserol terhadap Karakteristik Bioplastik dari Komposit Pati Aren dan Glukomanan,” Metana Media Komun. Rekayasa Proses dan Teknol. Tepat Guna, vol. 16, no. 1, pp. 19–25, 2020, doi: 10.14710/metana.v16i1.29977.

[30] C. A. Prameswari et al., “Sintesis Plastik Biodegradable dari Pati Kulit Singkong dan Kitosan Kulit Larva Black Soldier Fly dengan Penambahan Polyethylene Glycol sebagai Plasticizer,” J. Pendidik. Tambusai, vol. 6, no. 2019, pp. 4454–4461, 2022.

[31] H. Wu et al., “Effect of Citric Acid Induced Crosslinking on the Structure and Properties of Potato Starch/Chitosan Composite Films,” Food Hydrocoll., vol. 97, no. 105208, 2019, doi: 10.1016/j.foodhyd.2019.105208.

[32] M. L. Sanyang, S. M. Sapuan, M. Jawaid, M. R. Ishak, and J. Sahari, “Effect of Plasticizer Type and Concentration on Physical Properties of Biodegradble Films Based on Sugar Palm (Arenga pinnata) Starch for Food Packaging,” J. Food Sci. Technol., vol. 53, no. 1, pp. 326–336, 2016, doi: 10.1007/s13197-015-2009-7.

[33] R. Priyadarshi, Sauraj, B. Kumar, and Y. S. Negi, “Chitosan Film Incorporated with Citric Acid and Glycerol as an Active Packaging Material for Extension of Green Chilli Shelf Life,” Carbohydr. Polym., 2018, doi: 10.1016/j.carbpol.2018.04.089.

[34] A. N. C. Saputro and A. L. Ovita, “Sintesis dan Karakterisasi Bioplastik dari Kitosan-Pati Ganyong (Canna edulis),” JKPK (Jurnal Kim. dan Pendidik. Kim., vol. 2, no. 1, pp. 13–21, 2017.

[35] Y. L. I., G. S. Hutomo, and A. Rahim, “Sintesis dan Karakterisasi Bioplastik Berbasis Pati Sagu (Metroxylon sp),” e-J. Agrotekbis, vol. 2, no. 1, pp. 38–46, 2014.

[36] JIS Z 1707:2019 General Rules of Plastic Films for Food Packaging. Tokyo: Japanese Standards Association (JSA), 2019. [Online]. Available:https://webdesk.jsa.or.jp/books/W11M0090/index/?bunsyo_id=JIS+Z+1707%3A2019

[37] R. R. R. Sardari et al., “Evaluation of the Production of Exopolysaccharides by Two Strains of the Thermophilic Bacterium Rhodothermus Marinus,” Carbohydr. Polym., vol. 156, pp. 1–8, 2017, doi: 10.1016/j.carbpol.2016.08.062.

[38] M. Afif, N. Wijayati, and S. Mursiti, “Pembuatan dan Karakterisasi Bioplastik dari Pati Biji Alpukat-Kitosan dengan Plasticizer Sorbitol,” Indones. J. Chem. Sci., vol. 7, no. 2, pp. 103–109, 2018.