## Peningkatan Karakteristik Biokomposit Pektin Kulit Jeruk dan TiO 2
Siti Nur Annisa dan Deli Silvia *
Program Studi Teknologi Industri Cetak Kemasan, Jurusan Teknik Grafika dan Penerbitan, Politeknik Negeri Jakarta.
Jl. Prof. Dr. G.A Siwabessy, Kampus Baru UI Depok 16424, Indonesia Email: deli.silvia@gambara.pnj.ac.id

## Abstrak
Indonesia menghasilkan sekitar 7,8 juta ton sampah plastik setiap tahunnya. Hampir 83% sampah  tersebut berasal dari daratan dan lautan, sisanya 17% berasal dari wilayah pesisir. Limbah ini mengakibatkan terjadinya pencemaran  tanah,  air,  laut  bahkan  udara  terhadap  organisme  dan  lingkungan.  Sehingga  perlu  adanya alternative  dalam  penggunaan  kemasan,  salah  satunya  dengan  penggunaan  biokomposit.  Kemasan  yang bersifat compostable dan biodegradable dengan  menggunakan  bahan  alami.  Telah  dilakukan  penelitian pembuatan biokomposit dari pati porang, pektin kulit jeruk, sorbitol dengan penambahan variasi TiO 2 (b/v) (0%,  0,3%,  0,5%  dan  0,7%).  Tujuan  penelitian  ini  untuk  menganalisis  sifat  karakteristik  biokomposit  sesuai Standar  Nasional  Indonesia  (SNI).  Dengan  melakukan  pengujian  karakteristik  biokomposit  berupa  uji ketebalan,  uji  kuat  tarik,  uji  elongasi,  dan  uji  elastisitas.  Nilai  tertinggi  pengujian  karakteristik  biokomposit diperoleh pada konsentrasi 0,7% dengan nilai ketebalan 0,182 mm; kuat tarik 8,473 MPa; elongasi 64,05% dan elastisitas 0,0185 MPa. Hasil yang diperoleh telah dibandingkan dengan nilai SNI, dan telah memenuhi SNI 7188.7:2016 sebagai kantong belanja.
Kata kunci : biodegradable, compostable, pektin kulit jeruk, pati porang, TiO 2

## Abstract
Improved Characteristics of Orange Peel Pectin and TiO 2 Biocomposites
Indonesia produces around 7.8 million tons of plastic waste every year. Almost 83% of this waste comes from land and sea, with the remaining 17% coming from coastal areas. This waste causes pollution of soil, water, sea and even air to organisms and the environment. So there needs to be an alternative in the use of packaging, one of which is the use of biocomposites. Packaging that is compostable and biodegradable using natural materials. Research  has  been  conducted  on  the  manufacture  of  biocomposites  from  porang  starch,  orange  peel  pectin, sorbitol with the addition of TiO2 variations (b/v) (0%, 0.3%, 0.5% and 0.7%). The purpose of this study was to analyze the characteristics of biocomposites according to the Indonesian National Standard (SNI). By testing the characteristics of biocomposites in the form of thickness test, tensile strength test, elongation test, and elasticity test. The highest value of biocomposite characteristics testing was obtained at a concentration of 0.7% with a thickness value of 0.182 mm; tensile strength of 8.473 MPa; elongation of 64.05% and elasticity of 0.0185 MPa. The results obtained have been compared with SNI values, and have met SNI 7188.7: 2016 as a shopping bag.
Keywords : biodegradable, compostable, orange peel pectin, porang starch, TiO2.

## PENDAHULUAN
University  of  Georgia  melakukan  studi  yang memperkirakan  yang  memperkirakan  3,22  juta
metrik  ton  sampah  plastik  dibuang  ke  lautan  di sekitar  Indonesia  setiap  tahunnya.  Asosiasi  Industri Plastik  Indonesia  dan  Badan  Pusat  Statistik  tahun 2021,  menyampaikan  bahwa  sampah  plastik  di
Indonesia  mencapai  64  juta  ton  per  tahun (Arbintarso  &  Nurnawati,  2022).  Penggunaan kemasan plastik yang tidak tepat akan menyebabkan migrasi  komponen  berbahaya  dari  plastik  seperti dimethyl  phthalate  (DMP),  DEP,  DBP,  dihexyl phthalate  (DHP),  benzyl  phthalate  dan  butyl phthalate (BBP), dicyclohexyl phthalate (DCHP), per- and  polyﬂuoroalkyl  substances  (PFAS)  sering digunakan  untuk  bahan  tambahan  plastik  (Scott et al .,  2021)  dan  dioctyl  phthalate.  (DOP)  (Qiu et  al ., 2020)  dan  bisphonel  A.  Membuat  lingkungan perairan  menjadi  beracun  (Shen et  al .,  2021), menganggu kesehatan tubuh (Suraji &
Sastrodiharjo, 2021) dan dapat memicu pencemaran air dan tanah (Lenka et al ., 2021).
Menurut  (Wirasasmita et  al .,  2020)  plastik tidak dapat  diperbaharui,  diurai dengan sendirinya butuh proses kimiawi untuk membantu penguraian material  plastik.  Sehingga  digunakan  biokomposit sebagai alternatif pengurangan penggunaan plastik konvensional  yang  dapat  terurai  sendiri  di lingkungan ( compostable dan biodegradable ). Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan  oleh Hazrati et  al .  (2021)  perancangan  biokomposit dengan variasi (3,6, dan 9%) pati dioscorea hispida (DHS)  dan  sorbitol.  Hasil  kuat  tarik  dan  modulus young  meningkat  setelah  ditambahkan  pati dioscorea hispida  (DHS)  dan  kandungan  bioﬁller yang  optimal  adalah  6%.  Berdasarkan  hasil biokomposit  dari  fenugreek  yang  dilakukan  oleh Hossain et  al. (2022),  Diperoleh  data  bahwa konsentrasi  fenugreek  yang  lebih  rendah  dapat meningkatkan kekuatan mekanik dan biodegradasi 60% dalam masa 30 hari, kekuatan tarik 3 N/mm2, dan elongasi 6,5%. Popov et al ., (2022) menyatakan bahwa  campuran  1,5%  pektin  apel  dan  0,5% karagenan menghasilkan
hidrogel
yang mempengaruhi  sifat  biokompatibilitas in  vitro  gel bead . Penggunaan  titanium  dioksida  (TiO 2 )  pada biokomposit yang dibuat dengan penggabungan 2 material  atau  lebih  melalui  metode injection molding , competion  molding , solution  casting ,  dan bending dapat meningkatkan struktur ﬁlm komposit, tensile ,  sebagai  antioksidan,  antimikroba,  serta menurunkan  nilai  permebilitas  air  (Chang et  al ., 2021).  Pembuatan  biokomposit  melalui  metode solution casting dan bending lebih baik karena biaya operasional  lebih  murah,  proses  cepat  dan  lebih singkat (Kemal et al ., 2021).
Berdasarkan  hasil  penelitian  sebelumnya tersebut,
dilakukan penelitian pembuatan biokomposit  dengan  menggunakan  pati  porang, pektin  kulit  jeruk  dan  variasi  konsentrasi  TiO 2 . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  meningkatkan  sifat karakterisasi biokomposit dengan penambahan TiO 2 dengan  membandingkan  hasil  yang  diperoleh dengan  nilai  SNI 7188.7:2016 sebagai  kantong belanja. Pengujian karakteristik biokomposit berupa ketebalan,  kuat  tarik,  elongasi,  dan  elastisitas dengan variasi konsentrasi TiO 2 (b/v) (0%, 0,3%, 0,5% dan  0,7%).  Data  dianalisa  dengan  Minitab  versi  19 Anova One-way dengan 3 kali pengulangan.

## METODOLOGI
Pembuatan  pektin  kulit  jeruk  menggunakan metode  solution  casting dengan  menimbang  2  gr v/v. Timbang TiO 2 dengan konsentrasi variasi larutan 0  gr  b/v,  0,3  gr  b/v,  0,5  gr  b/v,  0,7  gr  b/v  terlebih dahulu  dan  dilarutkan  dengan  aquades  selama  30 menit  hingga  suhu  70°C.  Kemudian  aduk menggunakan magnetic stirrer, dan tuangkan dalam cawan  petri  lalu  panaskan  dalam  oven  suhu  70°C selama 24 jam. Lakukan pengeringan sampel selama 3  hari  didalam  suhu  ruangan  kemudian  sampel dikeluarkan dari cawan petri dan disimpan didalam plastik  vakum  untuk  pengujian  lebih  lanjut.  Hasil sampel dapat dilihat dari Gambar 1.

## Analisis Data
Data  yang  diperoleh  pada  masing-masing sampel untuk setiap pengujian adalah diolah secara statistika  menggunakan  metode  one  way  Anova dengan  aplikasi  MINITAB  versi  2.60  (Yuniastuti, 2021).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Uji Ketebalan
Berdasarkan  gambar  2,  menunjukkan  bahwa nilai  ketebalan  tertinggi  pada  variasi  TiO 2 0,7% sebesar  0,182  mm.  Sedangkan  nilai  ketebalan terendah  pada  variasi  TiO 2 0%  sebesar  0,173  mm. Hasil  analisis  statistik  pada α =  0.05  menunjukkan bahwa  variasi  konsentrasi  TiO 2 0,7  %  dengan  0% memiliki perbedaan nilai ketebalan yang signifikan Berdasarkan nilai SNI, kriteria nilai ketebalan <0,25  mm.  Ini  berarti  bahwa  nilai  ketebalan biokomposit  masih  sesuai  dengan  nilai  SNI  yang ditetapkan dan dapat untuk dapat diaplikasikan
F01
F03 F05 F07
Gambar 1. Hasil Sampel Biokomposit dari variasi konsentrasi TiO
2 (%b/v)
dalam  industri  pengemasan  (Marichelvam et  al., 2022). Untuk variasi konsentrasi yang lainnya tidak berbeda  signifikan.  Hal  ini  disebabkan  karena komponen  tidak  terdispersi  dengan  baik  sehingga ada  larutan  yang  tidak  homogen,  bergelembung, berbusa,  warna  tidak  sama,  lengket,  jarak  antar molekul komponen yang tidak beraturan. Sehingga mempengaruhi  nilai  dari  ketebalan  pada  proses pencetakan.  Menurut  Widiatanur et  al.  ( 2020) ketebalan dipengaruhi dari banyaknya penambahan pati, fraksi terlarut dan seberapa kompleks polimer penyusunnya.

## Hasil Uji Kuat Tarik
Pengujian  kuat  tarik  biokomposit  dilakukan untuk  mengetahui  nilai  gaya  tarikan  maksimum pada saat meregang atau memanjang. Nilai uji kuat tariknya akan  semakin meningkat seiring  dengan semakin  banyaknya  konsentrasi TiO 2 yang ditambahkan, seperti terlihat pada Gambar 3. Nilai  uji  kuat  tarik  didasarkan  pada  gambar zig-zag atau osilasi. TiO 2 dengan variasi 0% memiliki nilai  kuat  tarik  yang  lebih  rendah  yaitu  6,385  MPa dibandingkan  dengan  TiO 2 dengan  variasi  0,7% mempunyai  nilai  kuat  tarik  sebesar  8,473  MPa. Keseluruhan  hasil  nilai  uji  kuat  tarik  biokomposit memenuhi SNI sebesar 24,7-302 MPa. Berdasarkan
hasil  analisis  statistik  minitab  one  way  anova, didapatkan nilai p-value variasi TiO 2 0.047 < α; 0.05 dan  nilai  r-square  61,05%,  Hal  ini  menunjukkan bahwa  variasi  TiO 2 berpengaruh  dalam  proses biokomposit  terhadap  nilai  uji  kuat  tarik.  Namun dengan  penambahan  TiO 2 meningkatkan  padatan pada  biokomposit  sehingga  tidak  mudah  rapuh, lengket, dan putus. Sehingga dihasilkan biokomposit  yang  kokoh  dan  dapat  digunakan sebagai kantong belanja.

## Hasil Uji Elongasi
Pengujian  elongasi  dimaksudkan  untuk mengetahui laju pemanjangan biokomposit hingga mencapai  titik  putus  biokomposit  optimum.  Nilai elongasi material biokomposit dengan ditambahkan variasi TiO 2 ditunjukkan pada Gambar 4. Nilai  elongasi  biokomposit  tertinggi  adalah variabel  TiO 2 0%  sebesar  64,05%  sedangkan terendah  terletak  pada  variabel  TiO 2 0,7%  sebesar 42,75%. Semua variasi TiO 2 memenuhi kriteria nilai perpanjangan saat putus menurut SNI untuk plastik yaitu  21-220%  (Wisnawa  P  &  Harsojuwono,  2021). Kemudian,  analisis  yang  didapatkan  dari  minitab nilai p-value variasi TiO 2 0.027 < α; 0.05 dan nilai uji koefesien  determinasi  66,40%  berpengaruh  pada tahapan  proses  biokomposit.  Adanya  amilopektin
yang  meningkatkan  nilai  elongasi.  Namun peningkatan  amilopektin  membuat  konsentrasi biokomposit  yang  dihasilkan  lebih  lengket  dan rapuh  sehingga  dibutuhkan  bahan  penolong  yang bisa  meningkatkan  karakteristik  kompositnya, Biokomposit yang semakin tebal meningkatkan nilai kuat tarik, namun membuat nilai elongasinya menurun.

## Hasil Uji Elastisitas
Pengujian  elastisitas  biokomposit  dilakukan untuk mengetahui nilai elastisitas biokomposit. Hasil
nilai  elastisitas  bioplastik  dengan  penambahan variasi TiO
2 ditunjukkan pada Gambar 5. Nilai elastisitas biokomposit dengan penambahan varian TiO2 (0%, 0,3%, 0,5% dan 0,7%) mempunyai nilai elastisitas yang sesuai (0,0098 MPa, 0,0125  MPa,  0,0132  MPa  dan  0,0185  MPa).  Nilai elastis  ini  akan  meningkat  seiring  dengan penambahan  variabel  TiO 2 .  Namun  hasil  yang diperoleh  tidak  menunjukkan  perbedaan  yang signiﬁkan. Setelahnya, dilakukan analisis anova satu arah minitab didapatkan nilai dari p-value variasi
Gambar 2 . Hasil Uji Ketebalan biokomposit dari variasi konsentrasi TiO 2 (%b/v)
Gambar 3. Hasil Uji Kuat Tarik Biokomposit dari variasi konsentrasi TiO 2 (%b/v)
Gambar 4. Hasil Uji Kuat Tarik Biokomposit dari variasi konsentrasi TiO 2 (%b/v)
Gambar 5. Hasil Uji Kuat Tarik Biokomposit dari variasi konsentrasi TiO 2 (%b/v)
TiO 2 0.041 < α; 0.05 dan nilai r-square 62,42%, yang dapat  diartikan  berpengaruh  signiﬁkan  terhadap nilai  elastisitas  biokomposit  (Yuniastuti,  2021). Berdasarkan  SNI,  kriteria  nilai  perpanjangan  putus adalah  21-220%.  Menurut  Jerman  Institute  For Standarization,  perihal  standar  ISO  527/1B  nilai elastisitas (modulus young) untuk komposit sebesar 6019  MPa.  Hal  ini  memungkinkan,  nilai  elastisitas biokomposit  yang  dihasilkan  dalam  penelitian  ini belum  sesuai  dengan  nilai  elastisitas  berdasarkan standar ISO Jerman Institute. Namun, karena dispersi
partikel TiO 2 yang mengubah matriks dari homogen ke  heterogen  di  lapisan  permukaan  biokomposit. Ketidakaturan  pendistribusian  TiO 2 memberikan hasil  yang  positif  dalam  perbaikan  sifat  mekanik karakteristiknya (Firdaus, 2021).

## KESIMPULAN
Dari  hasil  uji  ketebalan  didapatkan  menurut SNI <0,25 mm dan nilai tertinggi pada variasi TiO 2 0,7% sebesar 0,182 mm. Kemudian dari hasil uji kuat
tarik didapatkan nilai tertinggi pada variasi TiO 2 0,7% sebesar 8,473 MPa, sudah memenuhi SNI 24,7-302 MPa. Adapun hasil uji elongasi kesemua variasi TiO2 memenuhi  kriteria  nilai  SNI,  dengan  nilai  tertinggi pada  variasi  TiO 2 0%  sebesar  64,05%.  Kemudian didapatkan  hasil  uji  elastisitas  variasi  TiO 2 0,7% sebesar 0,0185 MPa, sudah memenuhi SNI 21-220%. Biokomposit  ini  perlu  dilakukan  modiﬁkasi  pati porang  dengan  penambahan  bahan  penguat selulosa  untuk  mencapai  sifat  unggul  karakteristik biokomposit.  Kemudian,  untuk  pengembangan pengujian  pada  tahap  selanjutnya,  perlu  dilakukan pengujian biokomposit seperti: FTIR (untuk menguji senyawa interaksi pada molekul biokomposit).

## DAFTAR PUSTAKA
Arbintarso,  E.S.,  &  Nurnawati,  E.K.  2022.  Peranan Keluarga  dalam  Upaya  Meningkatkan  Kualitas Lingkungan melalui Daur Ulang Limbah Plastik Rumah  Tangga. Jurnal  Berdaya  Mandiri ,  4(3):
300 – 318.
Hazrati, K.Z., Sapuan, S.M., Zuhri, M.Y.M., & Jumaidin,
R.  2021.  Preparation  and  characterization  of starch- based biocomposite ﬁlms reinforced by
Dioscorea  hispida  ﬁbers. Journal  of  Materials
Research  and  Technology ,  15:  1342 – 1355.  DOI:
10.1016/j.jmrt.2021.09.003
Hossain,  N.,  Chowdhury,  M.A.,  Noman,  T.I.,  Rana, M.M.,  Ali,  M.H.,  Alruwais,  R.S.,  Alam,  M.S., Alamry,  K.A.,  Aljabri,  M.D.,  &  Rahman,  M.M. 2022.  Synthesis  and  Characterization  of  Eco- Friendly  Bio-Composite  from  Fenugreek  as  a Natural Resource. Polymers , 14(23): p.5141. DOI:
10.3390/polym14235141
Kemal,  N.,  Siahaan,  M.,  &  Gustiani,  S.  2021.  Studi Pembuatan  Biokomposit  Dari  Limbah  Tepung Manihot  Esculenta  Cranzt  Dengan  Penguat
Serat Batang Semu Pisang. Arena Tekstil, 36(2):
67 – 72.
Lenka, S.P., Kah, M., & Padhye, L.P. 2021. A review of the occurrence, transformation, and removal of poly- and  perﬂuoroalkyl  substances  (PFAS)  in wastewater  treatment  plants. Water  Research ,
199: p.117187. DOI: 10.1016/j.watres.2021.1171 87
Popov, S., Paderin, N., Khramova, D., Kvashninova, E.,
Melekhin, A., & Vityazev, F. 2022. Characterization and Biocompatibility Properties  In  Vitro  of  Gel  Beads  Based  on  the Pectin and κ -Carrageenan. Marine Drugs , 20(2): p.94. DOI: 10.3390/md20020094
Qiu, J., Zhang, Y., Shi, Y., Jiang, J., Wu, S., Li, L., Shao, Y.,  &  Xin,  Z.  2020.  Identiﬁcation  and characterization of a novel phthalate-degrading hydrolase  from  a  soil  metagenomic  library. Ecotoxicology  and  Environmental  Safety ,  190: p.110148. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2019.110148
Scott, J.W., Gunderson, K.G., Green, L.A., Rediske, R.R.,
&  Steinman,  A.D. 2021.  Perﬂuoroalkylated substances (Pfas) associated with microplastics in a lake environment. Toxics , 9 (5): p.106. DOI: 10.3390/TOXICS9050106
Shen,  M.,  Song,  B.,  Zeng,  G.,  Zhang,  Y.,  Teng,  F.,  & Zhou,  C.  2021.  Surfactant  changes  lead adsorption  behaviors  and  mechanisms  on microplastics. Chemical  Engineering  Journal , 405: p.126989. DOI: 10.1016/j.cej.2020.126989 Chang, Q., Zheng, B., Zhang, Y. and Zeng, H., 2021. A comprehensive review of the factors influencing the  formation  of  retrograded  starch. International Journal of Biological Macromolecules , 186: 163-173. Suraji,  R.,  2022.  Edukasi  Pemakaian  Plastik  Sebagai Kemasan  Makanan  Dan  Minuman  Serta Risikonya Terhadap Kesehatan Pada Masyarakat . Jurnal Abdimas Ekonomi dan Bisnis , 2(1): 1-9.
Widiatannur,  U.,  Usman,  T.  &  Rahmalia,  W.,  2020. Sintesis  komposit  berbasis  TiO2-kitosan menggunakan  metode  hidrotemal. Journal  of Chemical Process Engineering , 5(2): 37-43. Wirasasmita, R.H., Arianti, B.D.D., Uska, M.Z.,Kholisho, Y.N.,  Wardi,Z.,  Gunadi,  R.A.A.,  Parlindungan, D.P., Parta Santi, A.U., Aswir, & Aburahman, A. 2020.  Bahaya  Sampah  Plastik  bagi  Kesehatan dan  Lingkungan. ABSYARA:  Jurnal  Pengabdian
Pada  Masyarakat ,  1(2714 – 6286):  1 – 8.  DOI:
10.29408/ab.v1i2.2749
Yuniastuti, R. T. 2021. Sintesis Bioplastik dengan Pati Biji Alpukat, Selulosa Sabut Kelapa, Sorbitol dan CMC  serta  Penambahan  Kitosan.  Repository Politeknik Negeri Jakarta.