## KARAKTERISTIK EDIBLE FILM DARI EKSTRAK KACANG KEDELAI DENGAN PENAMBAHAN TEPUNG TAPIOKA DAN GLISEROL SEBAGAI BAHAN PENGEMAS MAKANAN
Loisa Lorensia Sinaga, Melisa Seri Rejekina S, Mersi Suriani Sinaga Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU Medan, 20155 Indonesia lorensia_cinaga@yahoo.com

## Abstrak
Salah satu cara untuk mengatasi lingkungan dalam penggunaan plastik nonbiodegradable adalah dengan memakai  pengemas  biodegradable.  Edible  film  merupakan  lapisan  tipis  yang  digunakan  untuk  melapisi makanan.  Pada  penelitian  ini,  edible  film  dibuat  dari  campuran  ekstrak  kacang  kedelai  dengan  pati  dan gliserol. Pengolahan edible film diawali dengan pembuatan ekstrak protein kacang kedelai atau pembuatan susu  kedelai.  Susu  kedelai  ditambahkan  dengan  tepung  tapioka  dan  variasi  gliserol  2;  4;  6;  8  dan  10 (ml/100  ml  susu  kedelai).  Kemudian  campuran  diaduk  menggunakan  magnetic  stirer,  dicetak  dan dikeringkan di oven pada suhu 40 o C ± 2 hari. Setelah itu dilakukan uji karakteristik edible film, meliputi ketebalan,  kekuatan  tarik  dan  pemanjangan  saat  pemutusan.  Hasil  penelitian  menunjukkan  penambahan gliserol  berpengaruh  terhadap  ketebalan  edible  film,  kekuatan  tarik  dan  pemanjangan  saat  pemutusan. Adapun  ketebalan  yang  diperoleh  meningkat  seiring  penambahan  gliserol,  yaitu  0,208  mm;  0,228  mm; 0,248  mm;  0,274  mm  dan  0,294  mm.  Kekuatan  tarik  yang  diperoleh  menurun  dengan  peningkatan ketebalan edible film, yaitu 0,105 MPa; 0,134 MPa; 0,088 MPa; 0,072 MPa dan 0,048 MPa. Pemanjangan saat  pemutusan  yang  diperoleh  meningkat  dengan  peningkatan  ketebalan  edible  film,  yaitu  1,839%; 3,270%; 3,842%; 5,779% dan 6,158%. Dari uji karakteristik yang dilakukan diperoleh yang terbaik pada ketebalan edible film 0,228 mm.
Kata kunci : edible film, gliserol, ketebalan, kekuatan tarik, dan pemanjangan saat pemutusan

## Abstract
One way to solve the environment issue in the usage of nonbiodegradable plastic is by using biodegradable packaging.  Edible  film  is  a  thin  layer  which  is  overlay  the  food.  In  this  research,  edible  film  made  from mixture  of  soybean  extract  with  starch  and  glycerol.  The  process  of  making  edible  films  is  began  with producing  soybean  protein  extract  producing  soy  milk.  Soy  milk  added  by  tapioca  flour  and  glyserol variations  :  2;  4;  6;  8  and  10  (ml/100  ml  soy  milk).  Then,  the  mixture  stirred  by  using  magnetic  stirer, formed  and  dried  in  the  oven at the  temperature  of  40  °C  ±  2  days.  After  that,  the  characteristics  test  of edible  film  done  by  checking  the  thickness,  the  tensile  strength  and  elongation  at  break.  The  results  of research  shows  that  the  addition  of  glycerol  influence  the  edible  film’s  thickness,  tensile  strength  and elongation  at  break.  The  thickness  obtained  from  the  increasing  of  the  addition  glycerol.  They  are  0,208 mm; 0,228 mm; 0,248 mm; 0,274 mm and 0,294 mm.  The tensile strength will decrease if the thickness of the  edible  film  increase.  They  are  0,105  MPa;  0,134  MPa;  0,088  MPa;  0,072  MPa  and  0,048  MPa.  The elongation  at  break  which  is  obtained  will  increase  by  increasing  of  edible  film’s  thickness.  They  are 1,839%; 3,270%; 3,842%; 5,779%, and 6,158%. The characteristic’s test shows that the best thickness of edible film is 0,228 mm.
Keywords: edible  film,  glycerol,  thickness,  tensile  strength,  and  elongation  at  break

## Pendahuluan
Plastik  merupakan  suatu  benda  yang  tidak dapat  dilepaskan  dari  kehidupan  masyarakat  sehari- hari.  Sampah  plastik  tergolong  dalam  sampah  non organik  yang  sangat  berbahaya  bagi  lingkungan karena  membutuhkan  waktu  dan  proses  yang  lama yaitu 1.000 tahun untuk dapat diuraikan secara alami di  tanah  dan  450  tahun  untuk  terurai  di  air. Penggunaan  plastik  ini  banyak  digunakan  untuk kemasan  pada  bahan  pangan  dan  masih  bersifat nonbiodegradable [1].
Salah  satu  cara  untuk  mengatasi  masalah tersebut adalah dengan memakai pengemas makanan yang biodegradable .  Pengemas biodegradable ini
dibuat  dari  bahan  alami,  seperti  kacang  kedelai, singkong, dan sebagainya. Pengemas biodegradable ini  termasuk  ke  dalam edible  film karena berdasarkan  sifat  mekaniknya  dapat  menggantikan plastik nonbiodegradable . Edible  film merupakan  lapisan  tipis  yang digunakan  untuk  melapisi  makanan,  atau  diletakkan di antara komponen yang berfungsi sebagai penahan terhadap  transfer  massa  seperti  air,  oksigen,  dan lemak. Edible  film dapat  bergabung  dengan  bahan tambahan  makanan  untuk  mempertinggi  kualitas warna,  aroma,  dan  tekstur  produk,  serta  untuk mengontrol pertumbuhan mikroba [6].
Penggunaan edible  film untuk  pengemasan produk-produk  pangan  seperti  sosis,  buah-buahan dan  sayuran  segar  dapat  memperlambat  penurunan mutu,  karena  edible  film  dapat  berfungsi  sebagai penahan difusi gas oksigen, karbondioksida dan uap air  serta  komponen  flavor,  sehingga  mampu menciptakan  kondisi  atmosfir  internal  yang  sesuai dengan kebutuhan produk yang dikemas [6].
Kedelai  ( Glycine  max )  merupakan  salah  satu komoditas hasil pertanian tanaman pangan berprotein tinggi yang sudah meluas penggunaannya di  masyarakat.  Kedelai  mengandung  protein  35% bahkan  varietas  unggul  kadar  proteinya  dapat mencapai 40-43%. Kandungan protein  kedelai lebih tinggi dari jenis kacang-kacangan lainnya [7]. Secara lengkap kandungan gizi kacang kedelai dapat dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1. Kandungan Gizi Kacang Kedelai [7]
Kandungan Gizi Kacang Kedelai Air (%) 8 Energi (kal) 331 Protein (%) 34,9 Lemak (%) 18,1 Karbohidrat (%) 35 Ca (mg/100 gr) 227 Fe (mg/100 gr) 8,0 Beta karotin equivalent (mcg) 10 Thiamin (mg/100 gr) 1,07 Riboflavin (mg/100 gr) 0,30 Niacin (mg/100 gr) 2,0 Vitamin C (mg/100 gr) 8
Polisakarida  seperti  pati  dapat  dijadikan sebagai bahan baku pada 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  [3]. Tapioka  sering  digunakan  sebagai  bahan  tambahan atau  pengisi  karena  kandungan  patinya  yang  cukup tinggi [5].
Gliserol  merupakan plasticizer yang  bersifat hidrofilik, sehingga cocok untuk bahan pembentukan  film  yang  bersifat  hidrofobik  seperti pati.  Ia  dapat  meningkatkan  penyerapan  molekul polar  seperti  air.  Peran  gliserol  sebagai plasticizer dan  konsentrasinya  meningkatkan  fleksibilitas  film. Gliserol  (gliserin)  merupakan  senyawa  poliol sederhana.  Ini  adalah  tidak  berwarna,  tidak  berbau, cairan  kental  yang  banyak  digunakan  dalam formulasi farmasi [2].
Beberapa  penelitian  sebelumnya  menunjukkan bahwa  penambahan  tapioka  berpengaruh  pada  sifat fisik edible  film. Evi  Suliastini  menyimpulkan bahwa  penambahan  tapioka  pada  pembuatan edible film dari  ekstrak  wortel  meningkatakan  sifat
keelastisan  dan  tidak  rapuh  untuk  dimanfaatkan sebagai  bahan  pengemas  makanan  [11].  Pembuatan edible film dari ekstraksi pektin cincau hijau dengan penambahan  tapioka  juga  dipelajari  oleh  Arinda Rachmawati [9].

## Metodologi Penelitian
Bahan baku  yang digunakan dalam penelitian ini  adalah  kacang  kedelai,  tepung  tapioka,  dan gliserol, sedangkan peralatan utama yang digunakan  adalah  blender, magnetic  stirer,  hot plate, oven  listrik,  timbangan,  dan  cetakan. Percobaan ini dilakukan dengan variasi konsentrasi gliserol 2 %, 4 %, 6%, 8%, dan 10%.
Bahan baku kacang kedelai mula-mula dipilih, ditimbang  sebanyak  75  gr  dan  dicuci.  Kemudian direndam  dengan  menggunakan  air  mendidih selama  60  detik.  Kacang  kedelai  dipisahkan  dan ditambahkan  air  panas  90 o C  sebanyak  450  ml  dan diblender.  Bubur  kacang  kedelai  dimasak  dengan suhu  95-98 o C  selama  10  menit,  disaring  dan diperoleh  susu  kedelai.  Kemudian  tepung  tapioka 10  gr  ditambahkan  ke  dalam  susu  kedelai  100  ml. Campuran dipanaskan di atas hot plate dan diaduk dengan stirer sampai  suhu  60 o C.  Kemudian ditambahkan  gliserol  dengan  variasi  2%,  4%,  6%, 8%,  dan  10%.  Diaduk  sampai  suhu  65-70 o C. Kemudian  larutan  dituang  ke  dalam  cetakan  kaca akrilik 20 x 20 cm. Lalu dikeringkan di dalam oven ±  24  jam  suhu  40 o C. Edible  film yang  terbentuk diukur ketebalannya dengan menggunakan mikrometer  digital  mitutoyo  dengan  diukur  pada  5 titik  yang  berbeda  dan  diambil  rata-ratanya.  Uji kekuatan  tarik  dan  pemanjangan  saat  pemutusan menggunakan torsee’s  electronic  system  universal testing  machine yang  dicetak  3  setiap  sampel  dan diambil  rata-ratanya.  Pada  penelitian  ini  juga dilakukan  pengujian  FTIR  ( Fourier  Transformed Infra  Red )  terhadap Edible  film terbaik  yang dihasilkan.

## Hasil dan Pembahasan
Ketebalan Edible Film
Pengaruh  penambahan  gliserol  terhadap  ketebalan edible film dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar  1.  Pengaruh  Penambahan  Gliserol Terhadap Ketebalan Edible Film 0.208 0.228 0.248 0.274 0.294 0.200 0.220 0.240 0.260 0.280 0.300 2 4 6 8 10 Keteba la n (± 0 ,0 1 m m )
Penambahan Gliserol (ml/100 ml susu kedelai)
Ketebalan merupakan parameter penting yang berpengaruh  terhadap  penggunaan  film  dalam pembentukan  produk  yang  akan  dikemasnya. Ketebalan  dapat  mempengaruhi  laju  trnsmisi  uap, gas,  dan  senyawa  volatil  serta  sifat  fisik  lainnya seperti  kekuatan  tarik  dan  pemanjangan  pada  saat putus edible film yang dihasilkan. Dari gambar 1 dapat dilihat bahwa penambahan  gliserol  berbanding  lurus  dengan ketebalan  film  yang  diperoleh.  Ketebalan edible film yang dihasilkan meningkat dengan penambahan  gliserol.  Dengan  jumlah  protein  yang relatif  sama  dalam  tiap  jenis  film,  maka  makin tinggi  penambahan  gliserol  makin  tinggi  pula kandungan  film  sehingga  makin  tebal  film  yang dihasilkan, demikian juga sebaliknya  makin sedikit penambahan gliserol makin rendah pula kandungan film sehingga makin tipis film yang dihasilkan [13].
Menurut Poeloengsih melaporkan hasil penelitian edible film yang dibuat komposit protein biji  kecipir  2,5%  (b/v),  tapioka  1%  (b/v),  sorbitol 1%  (b/v)  dan  variasi  asam  palmitat  0%-8% memiliki  ketebalan  0,096  mm  –  0,104  mm. Sedangkan  menurut  Yoyo  melaporkan  hasil penelitian edible  film yang  dibuat  dari  kacang kedelai  dengan  variasi  gliserol  4%-10%  dan  tanpa penambahan  tapioka  memiliki  ketebalan  0,1730 mm  -  0,2943  mm.  Perbedaan  ketebalan  antara berbagai  jenis  film  tersebut  disebabkan  komposisi formula film yang berbeda.

## Kekuatan Tarik
Pengaruh  Kekuatan  Tarik  ( Tensile  Strength ) terhadap  Ketebalan Edible  Film dapat  dilihat  pada gambar 2.
Gambar  2.  Pengaruh  Kekuatan  Tarik  ( Tensile Strength ) terhadap Ketebalan Edible Film
Kekuatan  tarik  pada  penelitian  ini  diuji dengan  menggunakan Torsee’s  Electronic  System Universal  Testing  Machine dengan  kecepatan  20 mm/menit  dan  beban  100  kgf.  Sebelum  diuji sampel terlebih dahulu dicetak dengan menggunakan ASTM D-882. Setiap sampel dicetak
sebanyak  3  dan  diambil  rata-rata  dari  pengujian tersebut.
Dari  gambar  2  secara  keseluruhan  dapat dilihat  bahwa  kekuatan  tarik  berbanding  terbalik dengan  ketebalan edible  film yang  dihasilkan. Kekuatan  tarik  menurun  dengan  meningkatnya ketebalan  dari edible  film. Pada  ketebalan  0,228 mm  diperoleh  kekuatan  tarik  0,105  MPa, sedangkan  pada  ketebalan  0,228  mm  diperoleh kekuatan tarik 0,134 MPa. Kekuatan tarik menurun terus  pada  ketebalan  0,248  mm;  0,274  mm;  dan 0,294 mm dengan kekuatan tarik 0,088 MPa; 0,072 MPa; dan 0,048 MPa.
Kekuatan tarik akan menurun disebabkan oleh reduksi  interaksi  intermolekuler  rantai  protein sehingga matriks film yang terbentuk akan semakin sedikit.  Reduksi  interaksi  intermolekuler  rantai protein  terjadi  disebabkan  oleh  penambahan gliserol,  molekul plasticizer akan  menganggu kekompakan pati, menurunkan interaksi intermolekul  dan  meningkatkan  mobilitas  polimer [10].
Penambahan  gliserol  akan  meningkatkan ketebalan edible  film yang  dihasilkan  sehingga dengan  semakin  bertambahnya  ketebalan edible film yang  dihasilkan  akan  menurunkan  kekuatan tarik edible  film .  Hal  ini  menunjukkan  bahwa kekuatan  tarik  dari edible  film yang  dihasilkan berbanding terbalik dengan ketebalan.
Pemanjangan saat Pemutusan Edible Film Pengaruh Penambahan Gliserol Terhadap
Pemanjangan  saat  Pemutusan  ( Elongation  at Break) Edible Film dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar  3.  Pengaruh  Penambahan  Gliserol Terhadap Pemanjangan saat Pemutusan ( Elongation at Break) Edible Film
Pemanjangan  pada  saat  putus  menunjukkan perubahan panjang film maksimum saat memperoleh  gaya  tarik  sampai film putus dibandingkan dengan panjang awalnya.
0.105 0.134 0.088 0.072 0.048 0.010 0.035 0.060 0.085 0.110 0.135 0.160 0.185 1 2 3 4 5 Kek u a ta n T a ri k E d ib le F il m ( M Pa ) Ketebalan Edible Film (mm) 1.839 3.842 5.779 6.158 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 0.208  0.228  0.248  0.274  0.294 Pe m a n ja n g a n p a d a sa a t p u tu s E d ib le f il m (% ) Ketebalan Edible Film (mm)
Dari gambar 3 menunjukkan bahwa ketebalan film  berbanding  lurus  dengan  pemanjangan  saat pemutusan edible  film. Pemanjangan  pada  saat putus yang  dihasilkan  semakin  meningkat  dengan meningkatnya ketebalan. Pada ketebalan 0,208 mm diperoleh  pemanjangan  pada  saat  putus  1,839%, sedangkan  pada  ketebalan  0,228  mm  diperoleh pemanjangan pada saat putus 3,270%. Pemanjangan  pada  saat  putus terus  meningkat seiring  pada  meningkatnya  ketebalan  0,248  mm; 0,274  mm  dan  0,294  mm  yaitu  3,842  %;  5,779  % dan 6,158 %.
Berdasarkan  uraian  di  atas  bahwa  ketebalan edible  film juga  mempengaruhi  pemanjangan  pada saat  putus yang  dihasilkan.  Reduksi  interaksi intermolekuler  rantai  protein  terjadi  disebabkan oleh penambahan gliserol, molekul plasticizer akan mengganggu kekompakan pati, menurunkan interaksi  intermolekul  dan  meningkatkan  mobilitas polimer.  Selanjutnya  menyebabkan  peningkatan pemanjangan  pada  saat  putus  seiring  dengan peningkatan konsentrasi gliserol [10].
Penambahan  gliserol  akan  meningkatkan ketebalan edible  film yang  dihasilkan  sehingga dengan  semakin  bertambahnya  ketebalan edible film yang dihasilkan akan meningkatkan pemanjangan  pada  saat  putus edible  film .  Hal  ini menunjukkan  bahwa  pemanjangan  pada  saat  putus dari edible  film yang  dihasilkan  berbanding  lurus dengan ketebalan.

## Gugus Fungsi Kacang Kedelai
Gugus  fungsi  Kacang  Kedelai  dapat  dilihat  pada gambar 4.
Gambar  4.  Analisa  FTIR Edible  Film Kacang Kedelai
Hasil  FTIR  ( Fourier  Transformed  Infra  Red) edible  film dari  ekstrak kacang  kedelai  dengan penambahan kacang kedelai dan gliserol menunjukkan  gugus  fungsi  yang  terkandung  pada edible  film yang  dihasilkan.  Gabungan  ikatan ikatan  O-H  dengan  ikatan  intermolekul  H  dan ikatan intramolekul  N-H  ditunjukkan pada puncak
3533,59  cm -1 .  Sedangkan  ikatan  C-H  yang  secara umum  merupakan  karakteristik  grup  aldehid ditunjukkan  pada  penyerapan  2970,38  cm -1. Ikatan C=O,  ikatan  N-H  pada  fase  padat,  dan  ikatan karbonil  C-O    ditunjukkan  pada  penyerapan 1697,36 cm -1 , 1473,62 cm -1 , dan  1172,72 cm -1 [4].
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan  bahwa  penambahan  tepung  tapioka dan  variasi  gliserol  mempengaruhi  karakteristik dari edible  film. Peningkatan  penambahan  gliserol dapat  meningkatkan  ketebalan edible  film dan pemanjangan  saat  pemutusan edible  film .  Berbeda dengan  kekuatan  tarik  yang  menurun  dengan peningkatan  penambahan  gliserol.  Dari  hasil penelitian diperoleh edible film yang terbaik adalah pada penambahan gliserol 4 ml/100 ml susu kedelai. Ketebalan,  kekuatan  tarik,  dan  pemanjangan  saat pemutusan yang diperoleh adalah 0,228 mm; 0,134 Mpa; dan 3,270%.

## Daftar Pustaka
[1]  Adiwijaya,  Michael, Peran  Pemerintah, Industri Ritel, dan Masyarakat dalam Membatasi  Penggunaan  Kantong  Plastik Sebagai  Salah  Satu  Upaya  Pelestarian Lingkungan, Skripsi, Fakultas Ekonomi Universitas Kristen Petra, 2009.
[2]  Austin,  T, Shenrve’s  Chemistry  Process Industries, Fourth  Edition,  New  York: McGraw Hill Book Company, 1985.
[3]  Bourtoon,  T, Effect  of  Some  Process parameters  on  The  Properties  of  Edible  Film Prepared  From  Starch, Department  of Material  Product  Technology,  Songkhala, 2007.
[4] Emad, dkk, Preparation and Characterization of  Soy  protein  Based  Edible/Biodegradable Films, American Journal of Food Technology 2007, p 462-476.
[5]  Hui,  Y  H, Handbook  of  Food  Science, Technology,  and  Engineering, Volume  I, USA: CRC Press, 2006.
[6] Krochta and De Mulder Johnston, Edible and Biodegradable  Polymer  Film:  Changes  & Opportunities, Food Technology 51, 1997.
[7] Layuk,  P  M  Lintang,  G  H  Yoseph,  M  M Rumoki,  R  Novarianto,  dan  J  G  Kindangen, Pasca  Panen  dan  Pengolahan  Kedelai ,  Balai pengkajian  Teknologi  pertanian  Sulawesi Utara, 2002.
[8]  Poeloengasih, C D  Karakteristik Edible Film komposit  Protein  Biji  kecipir  ( Psophocarpus tetregonolobus  (L)  DC) dan  Tapioka,  Tesis, Program  pascasarjana  Jurusan  Ilmu  dan Teknologi Pangan UGM, Yogyakarta, 2003.
[9]  Rachmawati,  A Ekstraksi  dan  Karakterisasi Cincau  Hijau  untuk  Pembuatan  Edible  Film,
Skripsi, Fakultas Pertanian Universitas
Sebelas Maret, Surakarta, 2009.
[10]  Rodrigues,  M  J  Ose’s,  K  Ziani  dan  J  I  Mate, Conbined  effect  of  plasticizer  and  surfactans on  the  physical  properties  of  Strach  based ediblw  films, Food  Research  International, 2006, p 840-846.
[11]  Suliastini,  E, Pembuatan  Edible  Film  dari Campuran  Kanji,  Ekstrak  Pepaya  dan Gliserin  sebagai  Bahan  Pengemas, Skripsi,
Departemen  Kimia  Universitas  Sumatera Utara, Medan, 2011.
[12]  Suprapto, Bertanam Kedelai , Penebar
Swadaya, Jakarta, 1997.
[13]  Yoyo,  T, Mempelajari  Karakteristik  Fisik
Edible  Film  Dari  Protein  Kedela, Skripsi,
Fakultas Teknologi
Pertanian
Institut
Pertanian Bogor, Bogor, 1995.