## PENDAHULUAN
Microwave  oven merupakan  teknologi pengolahan  pangan  yang  berkembang sangat  pesat  dan  memiliki  aplikasi  yang  luas, misalnya  pengeringan  (Duan et  al. 2011), pasteurisasi-sterilisasi  (Brody  2012), thawing (Rattanadecho  2004), baking (Icoz  2004),  dan berbagai  teknologi  preservasi  pangan  lainnya (Chandrasekaran et  al. 2013). Microwave
oven menjadi  popular  karena  kemampuannya dalam  pemasakan  dengan  penggunaan suhu  yang  tinggi  dan  waktu  yang  singkat (Campanone  dan  Zaritzky  2005),  memiliki tingkat  keseragaman  panas  yang  merata (Knoerzer et  al. 2008),  memiliki  tingkat pengamanan  yang  baik,  kemudahan  dalam penggunaan  serta  tingkat  pemeliharaan  yang rendah  (Lakshmi et  al. 2007).  Dibandingkan

## MATERIAL KEMASAN PENYERAP GELOMBANG MIKRO DARI KOMPOSIT POLIMER KITOSAN-POLIVINIL ALKOHOL

## Microwave Absorbent Packaging Material from Composites Chitosan- Polyvinyl Alcohol Polymer
Bambang Riyanto 1 *, Akhiruddin Maddu 2 , Esa Ghanim Fadhallah 1
1 Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
2 Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga, Jalan Agatis, Bogor 16680 Jawa Barat Telepon (0251) 8622909-8622906, Faks. (0251) 8622915 *Korespondensi: bambangriyanto.ipb@gmail.com Diterima 23 April 2014/Disetujui 1 Agustus 2014

## Abstrak
Material  kemasan  penyerap  gelombang  mikro  saat  ini  mengarah  pada  komponen  alami.  Kitosan merupakan biomaterial dengan sifat polikationik yang digolongkan sebagai material dielektrik. Penelitian bertujuan mengetahui karakteristik material kemasan penyerap gelombang mikro dari komposit polimer kitosan-polivinil  alkohol  (PVA).  Kemampuan  material  kemasan  dalam  menyerap  gelombang  mikro diukur dengan analisis reflection loss. Material kemasan yang dibuat berupa lembaran film tipis transparan berwarna kekuningan, memiliki ketebalan (0,11-0,22) mm dan kekuatan tarik (106,33±2,82-143,00±2,59) kPa.  Analisis  SEM  memperlihatkan  struktur  morfologi  yang  homogen,  yang  ditunjukan  juga  dengan interaksi yang baik antara kitosan dengan PVA oleh FTIR spektrofotometer. Besar daya serap gelombang mikro ditunjukkan dengan makin besarnya nilai reflection loss , nilai optimum diperoleh pada penggunaan konsentrasi kitosan 1% dengan nilai rataan (-31,9289±4,0094) dB.
Kata kunci: gelombang mikro, kitosan, material kemasan, reflection loss
Abstract
Microwave  absorbent  packaging  materials  currently  tend  to  biomaterial.  Chitosan  is  a  dielectric biomaterial  with  polycationic  properties.  The  aim  of  this  study  was  to  analyze  characteristics  of microwave  absorbing  packaging  material  made  from  composite  chitosan-polyvinyl  alcohol  (PVA) polymer.  The  ability  of  the  packaging  material  to  absorb  microwave  was  determined  by  reflection  loss measurement. Formed packaging prototype resembles as a thin transparent yellowish plastic with thickness (0.11-0.22 mm) and the tensile strength (106.33±2.82-143.00±2.59 kPa). SEM analysis showed homogenous structure characterized by interaction between chitosan and PVA. Optimum absorption value was obtained from chitosan concentration of 1%, with average value of reflection loss was (-31.9289±4.0094) dB.
Keywords: chitosan, material packaging, microwave, reflection loss
Material kemasan penyerap gelombang mikro, Riyanto et al.
menentukan besarnya penambahan komponen kimia pada bahan pangan. Perkembangan  aplikasi  kemasan  yang dapat dimakan ( edible ) dan ramah lingkungan dengan  polimer  alami  (karbohidrat,  protein dan lipid) menuntut kajian baru akan kemasan microwave oven (Siracusa et al. 2008). Pemberian plasticizer atau  aditif  lain  dalam  rangka meningkatkan  sifat  fisik,  permeabilitas  serta sifat  fungsional  kemasan  telah  mengakibatkan migrasi  bahan  kemasan  dan  menghasilkan kekhawatiran  akan  keamanan  pangan (Munroa et  al. 2009).  Penelitian  mengenai hubungan  antara  perubahan  struktural  dan migrasi plasticizer pada kemasan berbasis bahan alami selama pemasakan pada microwave oven akan  menjadi  kajian  yang  sangat  penting  di masa yang akan datang.
Gelombang mikro merupakan gelombang elektromagnetik  dengan  frekuensi  300  MHz- 300  GHz.  Peralatan microwave  oven rumah tangga umumnya berkisar pada frekuensi 2,45 GHz (panjang gelombang 12,24 cm), sedangkan untuk  industri  pada  frekuensi  2,45  GHz  atau 915  MHz  (Datta  dan  Anantheswaran  2000). Datta dan Davidson (2000) menyatakan bahwa metode pemasakan terjadi karena kemampuan (sifat dielektrik) bahan pangan untuk menyerap energi  gelombang  mikro  dan  mengubahnya menjadi  panas.  Molekul  bahan  ini  terus berputar (berosilasi) akibat induksi gelombang mikro  dan  mencoba  mensejajarkan  diri kembali karena medan listrik yang dimilikinya. Pergerakan  molekul  inilah  yang  menciptakan gesekan  internal  sehingga  mengakibatkan pemanasan. Basak (2007) menyampaikan bahwa pengetahuan  sifat  dielektrik  sangat  membantu dalam perancangan microwave oven .
Berdasarkan prinsip penyerapan gelombang mikro,  Won-Jun et  al. (2005)  menunjukkan bahwa  cara  dari  suatu  material  menyerap gelombang  elektromagnetik  adalah  melalui konversi gelombang yang masuk menjadi energi panas oleh bahan yang memiliki sifat dielektrik yang  tinggi.  Material  organik  dengan  sifat dielektrik yang tinggi dan telah dikembangkan sebagai  material  penyerap  gelombang
dengan  pengolahan  konvensional,  produk pangan yang dihasilkan memiliki cita rasa dan kualitas gizi yang lebih baik (Stephen et al. 2010). Kajian microwave  oven mengarah  pada tingkat  efektivitas  untuk  menghasilkan produk pangan yang lebih baik (Chandrasekaran et  al. 2013).  Vadivambal dan  Jayas  (2010)  melaporkan  bahwa  distribusi ketidakseragaman  suhu  pada  mutu  produk sangat  dipengaruhi  oleh  bentuk,  ukuran, dan  posisi  dari  bahan  makanan.  Pusat makanan  merupakan  tempat  paling  panas. Das  dan  Rajkumar  (2013)  melaporkan  bahwa kadar  air  dan  lemak  bahan  makanan  sangat mempengaruhi proses pemasakan ini. Teknologi microwave  pasteurization  telah  dikembangkan untuk  menginaktivasi  bakteri  patogen  atau enzim  secara  efektif,  bahkan microwave  oven mulai  dikombinasikan  dengan  teknik  lain untuk menghasilkan karakteristik produk akhir pangan  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan hanya satu teknik atau dengan microwave oven saja (Duan 2011). Permintaan  besar  akan  makanan  siap saji ( ready to eat ) dengan teknologi microwave oven menuntut  pula  bentuk  kemasan (Lorence dan Pesheck 2009). Peraturan kemasan pangan biasanya mengarah pada produk akhir, namun FDA mengeluarkan peraturan kemasan untuk microwave  oven dalam  ketentuan bahan  tambahan  pangan  (BTP)  sekunder (FDA 21 CFR Part 173 tahun 2008), yaitu bahan tambahan pangan sekunder adalah bahan yang tidak digunakan sebagai bahan dalam makanan tetapi  kemungkinan  menjadi  bagian  produk akhir  pangan  selama  proses  dan  kemasan (Risch  2009).  López-Cervantes et  al. (2003) melaporkan  bahwa  migrasi  bahan  kimia kemasan  pada microwave  oven berbeda dengan teknik konvensional lainnya. Guillard et  al. (2010)  melaporkan  bahwa interaksi  bahan  pangan  dan  struktur  kemasan dipengaruhi  oleh  teknik microwave  oven yang  digunakan.  Helmroth et  al. (2002)  juga melaporkan  bahwa  untuk  kemasan  polimer, struktur multi lapis polimer memainkan peran penting  dalam  koefisien  difusi  migrasi  dan
mikro  adalah  polianilin  (Phang et  al. 2008). Karakteristik  polianilin  diduga  karena  muatan positif berupa proton dari atom nitrogen yang banyak  pada  gugus  kimianya.  Kitosan  diduga memiliki struktur kemiripan yang sama dengan polianilin.  Kitosan  merupakan  biopolimer yang  bersifat  polikationik  atau  memiliki banyak muatan positif dari gugus nitrogennya (Wang  1991).  Sifat  polikationik  ini  cenderung menggolongkan kitosan kepada bahan dielektrik (Begum et  al. 2011).  Bahan  dengan  sifat dielektrik yang tinggi akan mampu menyimpan gelombang  yang  terserap  dalam  jumlah  besar (McMeeking  dan  Landis  2005).  Penggunaan kitosan  sebagai  material  kemasan  penyerap gelombang mikro menjadi kajian sangat penting untuk diketahui dan dikembangkan. Penelitian bertujuan  mengetahui  karakteristik  material penyerap  gelombang  mikro  dari  komposit polimer kitosan-polivinil alkohol (PVA).

## BAHAN DAN METODE Bahan dan Alat
Bahan  utama  yang  dipergunakan  adalah kitosan  yang  diperoleh  dari  PT.  Biotech Surindo,  Cirebon  (derajat  deasetilasi  87,5%; kadar  air  8,6%;  kadar  abu  0,6%).  Bahan  lain adalah polivinil alkohol (PVA) 88% hydrolyzed , asam  asetat  (CH 3 COOH)  1%  (pro  analis) dan  akuades.  Alat  yang  digunakan  untuk pembuatan film material  kemasan  antara  lain laboratory hot plate magnetic stirrer HI 190 M-2, laboratory oven merk Yamato DS400 (kapasitas 99 L, akurasi ±10°C), dan cetakan dengan kaca berukuran  30x30x3  cm.  Alat  yang  digunakan untuk pengujian meliputi viskometer Brookfield LV (spindle 3-5, 40-50 rpm), Scanning Electron Microscopy type  SEM  (JEOL  JSM-6510LA electron  probe  microanalyzer ,  menggunakan percepatan tegangan 30 kV), Fourier Transform Infra  Red (FTIR)  spektrofotometer  model Bruker  Tensor  27  dengan  rentang  spektrum (7500-370)  cm-1  dan  dilengkapi  standar  KBr beam  splitter ,  mikrometer  sekrup  ketelitian
0,001 mm, tensile strength and elongation tester
Stograph-Mi  Toyoseiki  ( initial  grip  separation 10 cm, load cells 5 kg, kecepatan crosss head 50 mm per menit) serta Vector Network Analyzer (VNA) model Agilent N5230C (2-port, rentang frekuensi 10MHz-40GHz).
Metode Penelitian Komposisi film material  kemasan  adalah berupa  campuran  larutan  kitosan  dan  PVA, perbandingan 1:1 (50% kitosan : 50% PVA) serta volume akhir campuran 400 mL yang mengacu Liang et  al. (2009).  Konsentrasi  larutan  yang dicobakan  terdiri  atas  kitosan  konsentrasi  1%; 1,5%; 2% dengan PVA konsentrasi 5% (mengacu Iushchenko et  al. 2009).  Konsentrasi  larutan kitosan tersebut dibuat dengan melarutkan 2 g, 3 g, dan 4 g kitosan dalam  200 mL asam asetat 1%,  sedangkan  larutan  PVA  dibuat  dengan melarutkan  10  g  PVA  dalam  200  mL  akuades pada  suhu  90 o C.  Larutan  didiamkan  hingga mencapai  suhu  ±25 o C  dan  dihomogenisasi menggunakan laboratory hot  plate  magnetic stirrer HI  190  M-2  selama  10  menit (Zargarian  dan  Asl-Haddadi  2010).  Pengujian kualitas  larutan  kitosan-PVA  mengacu  Abu- Aiad et  al. (2005)  yang  meliputi  uji  viskositas yang diukur dengan viskometer Brookfield LV (spindle  3-5,  40-50  rpm)  yang  dioperasikan sesuai ASTM D789 2007.
Teknik  pembuatan film material  kemasan mengacu  El-Hefian et  al. (2010),  dimana larutan  yang  telah  homogen  dicetak  pada wadah pencetak (cawan petri diameter 65 mm). Pengeringan dilakukan dengan laboratory oven merk  Yamato  DS400  pada  suhu  60 o C  selama 15 jam, setelah itu disimpan pada suhu ±25 o C selama 1 hari, untuk selanjutnya dilepaskan dari wadah  pencetak.  Karakterisasi film material kemasan  yang  dilakukan  meliputi  ketebalan/ thickness (Δx),  kuat  tarik  ( tensile  strength ) (El-Hefian et  al. 2011),  struktur  morfologi menggunakan Scanning  Electron  Microscopy (SEM) (Tripathi et al. 2009), dan  gugus fungsi menggunakan Fourier Transform Infrared -FTIR spectrofotometer (Costa-Junior et al. 2009).
Material kemasan penyerap gelombang mikro, Riyanto et al.
Pengeringan  menggunakan  laboratory  oven Yamato DS400 (kapasitas 99 L, akurasi ±10°C) suhu  50 o C  selama  15  jam,  untuk  selanjutnya dilepaskan  dari  wadah  cetakan  (mengacu Podlaseck et  al. 1996).  Wang et  al. (2011) melaporkan  bahwa  perluasan  permukaan bertujuan untuk meningkatkan daya penyerapan gelombang mikro.
Karakterisasi kualitas film material kemasan penyerap  gelombang  mikro  yang  dilakukan adalah pengujian reflection loss (Inui et al. 1992), dimana film material kemasan dengan ukuran 30 x 30 x 3 cm ditempatkan pada ruang anti- gema ( anechoic chamber ) dan diletakkan diatas substrat alumunium (Liu et al. 2007). Reflection loss merupakan  nilai  daya  serap  gelombang dengan menggunakan Vector Network Analyzer merk  Agilent-N5230C  pada  rentang  frekuensi 5-10 GHz.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Viskositas Larutan Kitosan-PVA
Viskositas  campuran  larutan  kitosan- PVA  berkisar  (50,00±0,00)  -  (124,00±0,00) cP.  Semakin  tinggi  konsentrasi  kitosan yang  digunakan,  viskositas  larutan  makin meningkat  (Tabel  1).  Wang et  al. (1991) melaporkan  bahwa  di  dalam  suatu  larutan, tingginya  muatan  positif  akan  menghasilkan gaya  tolak  menolak,  yang  membuat  polimer kitosan yang sebelumnya berbentuk gulungan membuka  menjadi  rantai  lurus,  sehingga mengakibatkan  viskositas  larutan  meningkat. Kumar et  al. (2010)  melaporkan  bahwa peningkatan konsentrasi kitosan menimbulkan tautan  silang  dan  terjadinya  peningkatan jumlah  ikatan  hidrogen.  Park et  al. (2002) menambahkan  bahwa  selama  pembentukan film , jumlah ikatan hidrogen pada film kitosan makin meningkat dan peningkatan ini sejalan dengan  meningkatnya  jumlah  gugus  amino dan gugus hidroksil akibat konsentrasi kitosan yang ditambahkan, sehingga viskositas menjadi tinggi. Bahrami et al. (2003) melaporkan bahwa peningkatan  viskositas  dapat  mengakibatkan peningkatkan kuat tarik ( Tensile Strength ) dari suatu film kitosan.
Ketebalan/ thickness (Δx)  diukur  dengan mikrometer  sekrup  (ketelitian  0,001  mm), yang  dioperasikan  sesuai  ASTM  D882  2012. Nilai ketebalan direpresentasikan untuk sampel berukuran  1,5  cm2  yang  diukur  pada  5  titik berbeda. Rataan nilai dilakukan 2 kali ulangan dengan 3 kali pengukuran (triplo). Kuat  tarik  ( tensile  strength )  diukur menggunakan tensile  strength and  elongation tester Stograph-Mi Toyoseiki yang dioperasikan sesuai  ASTM  D882  2012,  dimana  sampel film dengan  lebar  250  mm  dan  panjang  ≥  4  inci dikondisikan  terlebih  dahulu  dalam  ruangan bersuhu 20 o C, RH 50% (menggunakan larutan jenuh  NaBr)  selama  24  jam.  Alat  di  set  pada initial grip separation 10 cm (± 4 inci), kecepatan crosss  head 50  mm/menit.  Pengukuran dilakukan  minimal  5  kali  pengulangan.  Hasil ditampilkan dalam output kurva pada komputer menggunakan software TestXpert Tensile Tester.
Kuat tarik ( tensile strength –TS) dihitung dalam satuan Pascal. Karakteristik struktur morfologi dilakukan dengan  menggunakan Scanning  electron microscopy (SEM)  (JEOL  JXA-840A Electron Probe  Microanalyzer ,  percepatan  tegangan 30  kV)  yang  terlebih  dahulu  sampel  dilapisi dengan emas untuk membuat sampel konduktif elektron.  Pengukuran  dilakukan  dengan perbesaran 1.000 x (Tripathi et al. 2009). Penentuan  gugus  fungsi  dilakukan
dengan menggunakan spektrum penyerapan inframerah (IR)-Fourier Transform  Infrared-FTIR  spectrofotometer (Costa-Junior et  al. 2009).  Sampel  dicampur seragam  dengan  potasium  bromida  (KBr) perbandingan 1:05, yang sebelumnya dikompresi pada tekanan 5 ton selama 5 menit menggunakan  press  hidrolik.  Selanjutnya spektrum  diukur  pada  rentang  panjang gelombang 4000-400 cm -1 . Preparasi film material kemasan dilakukan dengan  perluasan  paparan  permukaan film material  kemasan  dengan  pencetakan menggunakan plat kaca ukuran 30 x 30 x 3 cm (ketinggian  larutan  yang  dituangkan  3  mm).

## Visualisasi Film Material Kemasan Komposit Polimer Kitosan-PVA
Bentuk film material  kemasan  berupa lembaran plastik tipis dan transparan dengan warna sedikit kekuningan (Gambar 1). Secara visual  memperlihatkan  campuran  yang homogen antara kitosan dengan PVA. Warna film material kemasan yang kekuningan diduga karena  pengaruh  konsentrasi  dari  kitosan digunakan. Semakin tinggi konsentrasi kitosan yang digunakan menyebabkan warna larutan menjadi semakin kuning, sehingga dihasilkan warna film material kemasan menjadi kuning gelap. Dallan et al. (2007) melaporkan bahwa peningkatan  konsentrasi  kitosan  dalam larutan akan membuat warna larutan semakin keruh  yang  akan  mempengaruhi  warna film kitosan yang dihasilkan. Mangala et al. (2003) melaporkan  bahwa  semakin  keruh  larutan kitosan  yang  dihasilkan  maka film yang terbentuk akan makin berwarna kuning gelap.
Ketebalan Film Material Kemasan Komposit Polimer Kitosan-PVA
Film material  kemasan  komposit  polimer kitosan-PVA  yang  dihasilkan  memiliki ketebalan  (0,14±0,03)  -  (0,18±0,04)  mm. Nilai  ketebalan film material  kemasan  yang
dihasilkan  cenderung  tidak  berbeda  namun peningkatan  konsentrasi  kitosan  terlihat makin  meningkatkan  ketebalan film material kemasan yang ada (Tabel 1). Portes et al. (2009) melaporkan  bahwa  peningkatan  ketebalan diduga  oleh  banyaknya  ikatan  hidrogen yang  terbentuk  akibat  interaksi  antara  gugus hidroksil dan amino dari kitosan dengan gugus hidroksil  PVA,  sehingga  menyebabkan  kedua bahan  tersebut  terikat  kuat  dan  membentuk suatu  padatan  saat  berubah  menjadi film . Raymond et  al. (2003)  menambahkan  gugus hidroksil  dan  gugus  amina  yang  berinteraksi dalam  ikatan  hidrogen  menjadikan  larutan menjadi lebih sulit menguap dari senyawa lain. Gontard et  al. (1993)  melaporkan  bahwa ketebalan film dipengaruhi oleh jumlah padatan yang  terdapat  pada  larutan.  Semakin  banyak jumlah  padatan  maka film yang  terbentuk semakin  tebal.  Park  dan  Chinnan  (1995) melaporkan hal lain yang dapat mempengaruhi ketebalan film diantaranya luas cetakan, volume larutan, dan jumlah padatan dalam larutan.
Kuat Tarik ( Tensile Strength ) Film Material Kemasan Komposit Polimer Kitosan-PVA Kuat  tarik film material  kemasan  adalah
(106,33±2,82)  -  (143,50±2,59)  kPa.  Semakin
a b c d Gambar  1  Visual film material  kemasan  komposit  polimer  kitosan-PVA  dengan  perbedaan konsentrasi kitosan a) 0% (kontrol);  b) 1%;  c) 1,5% ; d) 2%
Tabel  1  Viskositas  larutan,  ketebalan  dan  kuat  tarik  film  material  kemasan  komposit  polimer kitosan-PVA dengan perbedaaan konsentrasi kitosan Konsentrasi kitosan (%) Viskositas larutan (cP) Ketebalan (mm) Kuat tarik (kPa) 0 50±0,0 0,14±0,03 106,33±2,82 1 50±0,0 0,16±0,04 127,83±2,59 1,5 83±0,0 0,17±0,04 138,83±2,12 2 124±0,0 0,18±0,04 143,50±2,59
Material kemasan penyerap gelombang mikro, Riyanto et al.
JPHPI 2014, Volume 17 Nomor 2
tinggi  konsentrasi  kitosan  yang  diberikan dapat  meningkatkan  kekuatan  tarik film material  kemasan  yang  dihasilkan  (Tabel  1). Peningkatan nilai kuat tarik diduga disebabkan interaksi antara gugus OH dan NH 2 dari kitosan dengan gugus OH dari PVA yang membentuk ikatan hidrogen yang kuat (Leceta et al. 2012). El-Hefian et  al. (2011)  melaporkan  bahwa semakin tinggi konsentrasi kitosan maka jumlah ikatan  hidrogen  yang  terbentuk  akan  semakin banyak sehingga kuat tarik akan semakin besar. Rinaudo  (2006)  melaporkan  juga  bahwa  kuat tarik dapat dipengaruhi oleh derajat deasetilasi kitosan,  derajat  deasetilasi  yang  tinggi  maka jumlah  gugus  NH 2 akan  semakin  banyak sehingga ikatan hidrogen yang terbentuk akan semakin  banyak  sehingga  meningkatkan  kuat tarik.
Analisis Scanning  Electron  Microscopy (SEM)  Film  Material  Kemasan  Komposit Polimer Kitosan-PVA
Film material  kemasan  komposit  polimer kitosan-PVA  secara  umum  tampak  halus dan  homogen  serta  terdapat  butir-butir  halus yang  seragam  yang  terdapat  pada  permukaan (Gambar  2).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa kitosan  dan  PVA  tercampur  dengan  baik atau  kemungkinan  terjadi  interaksi  antara
kitosan  dengan  PVA.  El-Hefian et  al. (2010) melaporkan  bahwa  pembentukan  campuran yang homogen dari kitosan dan PVA sebagian besar  disebabkan  oleh  interaksi  antara  kitosan dengan PVA. Koyano et al. (2000) melaporkan bahwa  interaksi  kitosan  dengan  PVA  adalah berupa  pembentukan  ikatan  hidrogen  antara gugus  amina  (NH 2 )  pada  kitosan  yang bermuatan  positif  dengan  gugus  hidroksil (OH)  pada  PVA  yang  bermuatan  negatif. Muzzarelli  dan  Rocchetti  (1985)  melaporkan bahwa ikatan hidrogen membuat kedua bahan bercampur  dengan  baik  dan  menghasilkan homogenitas pada permukaan film .
Fourier  Transform  Infrared (FTIR)  Film Material  Kemasan  Komposit  Polimer Kitosan-PVA
Analisis FTIR digunakan untuk penentuan keberadaan gugus fungsi yang berada pada film material  kemasan  komposit  polimer  kitosan- PVA.  Spektra  gugus  yang  terlihat  pada film material  kemasan  kitosan  0%  menunjukkan bilangan  gelombang  pada  3435,31  cm -1 dan 1732,62  cm -1 yang  merupakan  gugus  fungsi dari  hidroksil  (OH)  dan  keton.  Hasil  tersebut tidak  jauh  berbeda  dengan  yang  disampaikan oleh  El-Hefian et  al. (2011)  yang  menyatakan spektra  dari  gugus  OH  berada  pada  bilangan
a b
c d
Gambar  2  Hasil analisis SEM film material kemasan komposit polimer kitosan-PVA dengan perbedaan konsentrasi kitosan (a) 0% (kontrol); (b) 1%; (c) 1,5%; (d) 2%.
gelombang  3439  cm -1 dan  gugus  keton  pada 1736  cm -1 .  Perubahan  bilangan  gelombang gugus OH pada setiap konsentrasi disebabkan oleh terbentuknya ikatan hidrogen antara gugus hidrogen dari kitosan dan PVA. Hal ini terlihat pada  spektra  dari  gugus  CH  yang  bervariasi pada  bilangan  gelombang  2360,62  cm -1 , 2159,77  cm -1 ,  2142,91  cm -1 ,  dan  2362,51  cm -1 (Gambar  3).  Chen et  al. (2007)  melaporkan bahwa  gugus  NH  pada  kitosan  terdapat  pada bilangan  gelombang  1653  cm -1 . Film material kemasan  kitosan  1%  dan  1,5%  belum  terlihat spektra  dari  gugus  NH,  namun  pada film material  kemasan  kitosan  2%  terlihat  spektra gugus  NH  pada  bilangan  gelombang  1632,91 cm -1 .  Hasil  tersebut  diduga  pada film material kemasan  kitosan  1%  dan  1,5%  konsentrasi kitosan  masih  rendah  sehingga  belum  terlihat gugus  NH,  tetapi  spektra  dari  gugus  keton (1723,80 cm -1 dan 1750,77 cm -1 ) masih terlihat,
namun  pada  konsentrasi  2%  gugus  NH  mulai terlihat. Hasil ini didukung El-Hefian et al. (2010) yang  melaporkan  bahwa  dengan  peningkatan konsentrasi PVA dapat menghilangkan spektra dari  gugus  NH  dan  terjadi  meningkatkan intensitas  gugus  CH.  Zhang et  al. (2007) melaporkan  juga  bahwa  perubahan  bilangan gelombang dapat terjadi akibat interaksi antara gugus-gugus dari kitosan dengan PVA.
Reflection  Loss  Film Material  Kemasan Komposit Polimer Kitosan-PVA
Analisis reflection  loss dilakukan  untuk mengetahui  besarnya  daya  serap  gelombang elektromagnetik oleh material yang telah dibuat. Film material  kemasan  dengan  konsentrasi kitosan  1%  menghasilkan  nilai reflection  loss paling  tinggi  pada  setiap  frekuensi  cupliknya yaitu dengan kisaran angka (-28,3127 - 38,8229) dB dan nilai rata-rata (-31,9289 ± 4,0094) dB.
Tabel  2 Reflection  loss  film material  kemasan  komposit  polimer  kitosan-PVA  penyerap gelombang mikro dengan perbedaan konsentrasi kitosan
Frekuensi cuplik Reflection loss (-dB) pada konsentrasi kitosan 0% 1% 1,5% 2% 5 GHz 27,3986 28,3127 28,1721 27,8372 6 GHz 27,7089 28,8366 28,6897 28,3084 7 GHz 29,0035 29,9801 29,8330 29,5362 8 GHz 30,5171 31,2517 31,1049 30,8908 9 GHz 33,9246 34,3695 34,2043 34,2142 10 GHz 38,5156 38,8229 38,6587 38,7125 Rata-rata 31,1780±4,3097 31,9289±4,0094 31,7771±4,0001 31,5832±4,1755
Gambar 3  Spektra film material kemasan komposit polimer kitosan-PVA dengan perbedaan konsentrasi kitosan (a)  0%          ,  (b) 1%          ,   (c) 1,5%           ,  (d) 2%
Material kemasan penyerap gelombang mikro, Riyanto et al. JPHPI 2014, Volume 17 Nomor 2
Hasil pengukuran nilai reflection loss pada film material  kemasan  penyerap  gelombang  mikro disajikan pada Tabel 2.
Penambahan  konsentrasi  kitosan  terlihat meningkatkan daya serap dibandingkan dengan tanpa  kitosan,  namun  seiring  peningkatan konsentrasi  kitosan  terlihat  penurunan  daya serap  gelombang,  hal  ini  diduga  peningkatan konsentrasi  kitosan  dapat  menurunkan  nilai permitivitas  dielektrik  yang  berkaitan  dengan kemampuan  dalam  penyimpanan  energi (Mc Meeking dan Landis 2005). Lima et al. (2006) menambahkan bahwa peningkatan konsentrasi kitosan  dalam film kitosan-kolagen  dapat menurunkan  nilai  permitivitas  dielektrik  dari 2,41 menjadi 2,05, sehingga diduga peningkatan konsentrasi  kitosan  dalam film menyebabkan jumlah energi dari gelombang elektromagnetik yang  terserap  menjadi  semakin  sedikit  karena terdapat penurunan nilai permitivitas dielektrik, sehingga  pada film material  kemasan  dengan konsentrasi  kitosan  1%  mampu  menyerap gelombang lebih banyak. Won-Jun et  al. (2005)  melaporkan  bahwa suatu  material  dapat  menyerap  gelombang elektromagnetik  melalui  dua  cara,  yaitu dengan  mengubah  gelombang  yang  masuk menjadi  energi  panas  oleh  bahan  dielektrik dan  dengan  menyerap  medan  magnetik  oleh material  magnetik.  Kitosan  yang  merupakan bahan dielektrik mampu mengubah gelombang  elekromagnetik  menjadi  energi panas  dikarenakan  pengaruh  gelombang elektromagnetik  yang  menyebabkan  mobilitas ion-ion  pada  material  saling  bertumbukan dan  pada  akhirnya  menimbulkan  panas. Qadariyah et  al. (2009)  melaporkan  bahwa
timbulnya  panas  berasal  dari  medan  listrik gelombang elektromagnetik yang memaksa ion- ion pada bahan dielektrik untuk berputar dan pindah  dari  respon  lambat  mengikuti  medan listrik yang cepat.
Film material  kemasan  yang  telah  dibuat, gugus amina pada kitosan dan gugus hidroksil pada  PVA  yang  merupakan  gugus  aktif  yang berotasi dan bergetar untuk menyerap energi dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan. Wu et al. (2003) menyatakan bahwa rotasi dan getaran  molekul  disebabkan  oleh  kesamaan frekuensi gelombang yang dipancarkan dengan frekuensi getar dari molekul pada suatu bahan.
Film material  kemasan  yang  dihasilkan dalam  penelitian  ini  dapat  digunakan  sebagai material  penyerap  gelombang  mikro.  Nilai reflection  loss yang  dihasilkan  memiliki  nilai rata-rata  -31,9289  dB.  Pembandingan  nilai reflection  loss dari film material  kemasan  hasil penelitian dengan material lain disajikan dalam Tabel 3. Nilai reflection  loss (RL)  dari  hasil penelitian  memiliki  nilai  yang  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  penelitian  lain  yang menggunakan  material  dengan  bahan  dasar kolagen  berbasis  serat,  karbon  dan  besi karbonil.  Faktor  yang  mempengaruhi  daya serap  gelombang  elektromagnetik  adalah  jenis bahan  yang  digunakan  dan  ketebalan  bahan. Renata et al. (2011) melaporkan bahwa ketebalan dari  material  yang  digunakan  mempengaruhi besar kecilnya daya serap gelombang. Material yang  digunakan  berupa  barium  heksaferit dengan  ketebalan  2  mm,  4  mm,  dan  6  mm. Semakin  tebal  bahan  yang  digunakan  maka kapasitas  untuk  melakukan  penyerapan
Tabel 3 Pembandingan nilai reflection loss film material kemasan komposit polimer kitosan-PVA dengan sumber lain Jenis bahan Nilai reflection loss (dB) Kitosan-PVA 1 -31,928 Serat berbasis kolagen 2 -4,730 Serat karbon 3 -25,000 Besi karbonil 4 -23,060
gelombang akan semakin banyak. Peningkatan daya  serap  gelombang  elektromagnetik seiring  bertambahnya  ketebalan  material  yang terbentuk, yaitu berkisar dari (-13 - 10) dB.

## KESIMPULAN
Material  kemasan  komposit  penyerap gelombang mikro dapat dibuat dengan bahan dasar  polimer  kitosan  dan  polivinil  alkohol (PVA).  Daya  serap  gelombang  mikro  paling tinggi  dengan  kisaran  nilai reflection  loss (-28,3127 - 38,8229) dB dihasilkan dari material kemasan komposit dengan konsentrasi kitosan 1%.

## DAFTAR PUSTAKA
Abu-Aiad THM, Abd-El-Noura KN, Hakima IK, Elsabeeb MZ. 2005. Dielectric and interaction behavior  of  chitosan/polyvinyl  alcohol  and chitosan/polyvinyl  pyrrolidone  blends  with some antimicrobial activities. Polymer 47(1):
379-389.
Basak  T.  2007.  Role  of  metallic,  ceramic  and composite  plates  on  microwave  processing of  composite  dielectric  materials. Materials Science and Engineering A 457(1-2): 261-274. Bahrami SB, Kordestani SS, Mirzadeh H, Mansoori
P. 2003. Poly(vinyl alcohol)-chitosan blends: preparation,  mechanical  and  physical properties. Iranian Polymer Journal 12(2):39-
146. Begum AA, Radhakrishnan R, Nazeer KP. 2011. Study  of  structure-property  relationship  on sulfuric acid crosslinked chitosan membranes. Malaysian Polymer Journal 6(1):27-38. Brody AL. 2012. The coming wave of microwave sterilization  and  pasteurization. Food Technology Magazine 66(3):78–80. Campanone LA, Zaritzky NE. 2005. Mathematical analysis of microwave heating process. Journal
of Food Engineering 69(3):359–368.
Chandrasekaran S, S Ramanathan, T Basak. 2013. Microwave  food  processing-A  review. Food Research International 52(1):243–261. Costa-Junior  ES,  Barbosa-stancioli  EF,  Mansur
AAP,  Vasconcelos  WL.  2009.  Preparation and  characterization  of  chitosan/poly  (vinyl
alcohol)  chemically  crosslinked  blends for  biomedical  applications. Journal  of Carbohydrate Polymers 76(3):472–481. Dallan PRM, Moreira PL, Petinari L, Malmonge SM, Beppu MM, Genari SC, Moraes AM. 2007. Effects of chitosan solution concentration and incorporation of chitin and glycerol on dense chitosan  membrane  properties. Journal  of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials 80(2):394-405. Das AK, Rajkumar V. 2013. Effect of different fat level  on  microwave  cooking  properties  of goat meat patties. Journal of Food Science and Technology 50 (6):1206-1211 Datta  AK,  Anantheswaran  RC.  2000. Handbook of microwave technology for food applications . New York: Marcel Dekker Inc. Datta  AK,  Davidson  PM.  2000.  Microwave  and radio  frequency  processing. Journal  of  Food Science 65(8): 32–41.
Duan  ZH,  Jiang  LN,  Wang  JL,  Yu  XY,  Wang  T.
2011.  Drying  and  quality  characteristics  of tilapia fish fillets dried with hot air–microwave heating. Food  and  Bioproducts  Processing 89(4): 472-476.
El-Hefian EA, Nasef MM, Yahaya AH. 2010. The preparation and characterization of chitosan/ poly (vinyl alcohol) blended films. Electronic Journal of Chemistry 7(4): 1212-1219. El-Hefian  EA,  Nasef  MM,  Yahaya  AH.  2011. Preparation and characterization of chitosan/ poly (vinyl alcohol) blended films: mechanical, thermal and surface investigations. Electronic
Journal of Chemistry 8(1): 91-96.
Gontard N, Guilbert S, Cuq JL. 1993. Water and glycerol  as  plasticizer  affect  mechanical  and water  vapor  barrier  properties  of  an  wheat gluten  film. Journal  of  Food  Science 58(1): 206–211. Guillard V, Mauricio-Iglesias M, Gontard N. 2010. Effect  of  novel  food  processing  methods on  packaging:  structure,  composition,  and migration properties. Critical Reviews in Food
Science and Nutrition 50(10):969-988. Helmroth E, Rijk R, Dekker M, Jongen W. 2002. Predictive  modelling  of  migration  from packaging  materials  into  food  products  for
Material kemasan penyerap gelombang mikro, Riyanto et al. JPHPI 2014, Volume 17 Nomor 2
regulatory purposes. Trends in Food Science & Technology 13(3):102-109. Icoz  D,  Sumnu  G,  Sahin  S.  2004.  Color  and texture development during microwave and conventional baking of breads. International Journal of Food Properties 7(2):201–213.
Inui T, Hatakeyama K, Yoshiuchi S, Harada T, Kizaki
T.  1992.  Electromagnetic  wave  absorber. United States Patent, US005081455A.
Iushchenko  YP.  Kablov  VF,  Zaikov  GE.  2009. Preparation  and  study  of  chitosan  polymer complexes  with  proteins  and  hydroxylous polymers.  Di  dalam:  Vasile  C,  Gennady  E, editor. Environmentally Degradable Materials Based  on  Multicomponent  Polymeric Systems. Leiden: Koninklijke Brill NV. Knoerzer  K,  Regier  M,  Schubert  H.  2008.  A computational  model  for  calculating temperature distributions in microwave food applications.  Innovative Food  Science  and Emerging Technologies 9(3):374–384. Koyano T, Koshizaki N, Umehara H, Nagura M, Minoura  N.  2000.  Surface  states  of  PVA/ chitosan blended hydrogels. Polymer 41(12): 4461-4465.
Krochta JM, Mulder-Johnstone DC. 1997. Edible and biodegradable polymer films: challenges and opportunities. Food Technology 51(2): 61-
64.
Kumar HMPN, Prabhakar MN, Prasad CV, Rao
KM,  Reddy  TVAK,  Rao  KC,  Subha  MCS. 2010. Compatibility studies of chitosan/PVA blend in 2% aqueous acetic acid solution at 30 o C. Carbohydrate Polymers 82:251-255. Lakshmi  S,  Chakkaravarthi  A,  Subramanian R,  Singh  V.  2007.  Energy  consumption  in microwave cooking of rice and its comparison with  other  domestic  appliances. Journal  of Food Engineering 78(2):715–722. Leceta I, Guerrero P, de la Caba K. 2012. Functional properties of chitosan-based films. Journal of Carbohydrate Polmers 93(1):339–346. Liang S, Liu L, Huang Q, Kit LY. 2009. Preparation of single or double-network chitosan/poly(vinyl alcohol)  gel  films  through  selectively  cross- linking  method. Carbohydrate  Polymers
77(4):718-724.
Lima  CGA,  de  Oliveira  RS,  Figueiro  SD, Wehmann CF, Goes JC, Sombra ASB. 2006.
DC conductivity and dielectric permittivity of collagen-chitosan  films. Journal  of  Materials Chemistry and Physics 99(2-3): 284-288.
López-Cervantes J, Sánchez-Machado DI, Simal-
Lozano J, Paseiro-Losada P. 2003. Migration of  ethylene  terephthalate  oligomers  from roasting bags into olive oil. Chromatographia 58(5-6):321-326.
Lorence MW, PS Pesheck. 2009. Development of packaging and products for use in microwave ovens.  Woodhead  Publishing  Limited  and CRC Press LLC.
Mangala E, Kumar TS, Baskar S, Rao KP. 2003. Development of chitosan/poly (vinyl alcohol) blend membranes as burn dressings. Journal of Trends Biomaterial Artificial Organs 17(1):
34-40. McMeeking RM, Landis CM. 2005. Electrostatic forces  and  stored  energy  for  deformable dielectric  materials. Journal  of  Applied Mechanics 72(4):581-590.
Munroa  IC,  Haightona  LA,  Lyncha  BS.  2009.
Technological  challenges  of  addressing  new and  more  complex  migrating  products from  novel  food  packaging  materials. Food Additives  and  Contaminants :  Part  A  26(12): 1534-1546.
Muzzarelli  RAA,  Rocchetti  R.  1985.  The determination  of  the  degree  of  acetylation of  chitosan  by  first  derivative  ultraviolet spectrophotometry.  J ournal  of  Carbohydrate Polymers 5(6):461-472.
Park HJ, Chinnan MS. 1995. Gas and water vapour barrier properties of edible films from protein and  cellulose  materials. Journal  of  Food Engineering 25(4):497–507.
Park SY, Marsh KS, Rhim JW. 2002. Characteristics of different molecular weight chitosan films affected  by  the  type  of  organic  solvents. Journal of Food Science 67(1):194-197.
Phang SW, Tadokoro M, Watanabe J, Kuramoto N.  2008.  Synthesis,  characterization  and microwave  absorption  property  of  doped polyaniline  nanocomposites  containing TiO 2 nanoparticles  and  carbon  nanotubes.
Synthetic Metals 158(6):251-258. Podlaseck  S,  Shumaker  GP,  Rimer  PD. 1996.Electromagnetic-attenuating coating  materials.  United  States  Patent, US005545474A. Portes E, Gardrat C, Castellan A, Coma V. 2009. Environmentally  friendly  films  based on  chitosan  and  tetrahydrocurcuminoid derivatives  exhibiting  antibacterial  and antioxidative  properties. Journal  of Carbohydrate Polymers 76(4):578-584. Qadariyah  L,  Mahfud,  Novita  D,  Cempaka  DS. 2009.  Konversi  gliserol  dengan  gelombang mikro secara batch. Jurnal Teknik Kimia 4(1):
281-286.
Rattanadecho  P.  2004.  Theoretical  and experimental  investigation  of  microwave thawing  of  frozen  layer  using  a  microwave oven  (effects  of  layered  configurations  and layer thickness). International Journal of Heat and Mass Transfer 47(5):937–945.
Raymond EA, Tarbuck TL, Brown MG, Richmond GL.  2003.  Hydrogen-bonding  interactions at  the  vapor/water  interface  investigated  by vibrational  sum-frequency  spectroscopy  of HOD/H 2 O/D 2 O  mixtures  and  molecular dynamics  simulations.
Journal  of  Physics
Chemistry B 107(2):546-556. Renata  A,  Widyastuti,  Purwaningsih  H.  2011. Pengaruh presentasi berat barium heksaferrite (BAFe 12 O 19 )  dan  ketebalan  lapisan  terhadap reflection loss pada komposit radar absorbent material  (RAM).
Jurnal  Teknik  Material dan  Metalurgi ,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember:1-7.
Rinaudo M. 2006. Chitin and chitosan: properties and applications. Journal of Progress in Polymer Science 31(7):603–632. Risch  S.  2009.  Regulatory  issues  in  microwave packaging in Lorence MW, PS Pesheck. 2009. Development  of  packaging  and  products for  use  in  microwave  ovens.  Woodhead
Publishing Limited and CRC Press LLC.
Siracusa V, Rocculi P, Romani S, Rosa MD. 2008.
Biodegradable polymers for food packaging: a review. Trends in Food Science and Technology
19(12):634-643.
Stephen NM, Shakila JR, Jeyasekaran G, Sukumar
D.  2010.  Effect  of  different  types  of  heat processing  on  chemical  changes  of  tuna. Journal  of  Food  Science  and  Technology 47: 174–181.
Tripathi  S,  Mehrotra  GK,  Dutta  PK.  2009.
Physicochemical  and  bioactivity  of  cross- linked  chitosan  film  for  food  packaging applications. International Journal of Biological
Macromolecules 45(4):372-376. Vadivambal  R,  Jayas  DS.  2010.  Non-uniform temperature  distribution  during  microwave heating of food materials-A review. Food and
Bioprocess Technology 3(2):161–171. Wang W, Bo S, Li S, Qin W. 1991. Determination of  the  Mark-Houwink  equation  for chitosans  with  different  degrees  of deacetylation. International Journal of Biology Macromolecular 13(5):281-285. Wang Y, Li T, Zhao L, Hu Z, Gu Y. 2011. Research progress on nanostructured radar absorbing materials. Energy and Power Engineering 3(4):
580-584.
Won-Jun L, Sang-Eui L, Chun-Gon K. 2005. Tensile &  electrical  properties  of  polypyrrole/epoxy composites  for  radar  absorbing  materials. The  Proceedings  of  the  5 th Korea-Japan  Joint Symposium on Composite Materials 5:25-26. Wu  DY,  Hayashi  M,  Shiu  YJ.  2003.  Theoritical calculations  on  vibrational  frequencies  and absorption  spectra  of  S1  and  S2  states  of pyridine. Journal  of  the  Chinese  Chemical Society 50(3B):735-744.
Zargarian SS, Asl-Haddadi V. 2010.A nanofibrous composite  scaffold  of  PCL/hydroxyapatite- chitosan/PVA  prepared  by  electrospinning. Iranian Polymer Journal 19(6):457-468.