EISSN: 2407-7690 https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jmr

## Sifat Fisik dan Mekanik Bioplastik Komposit dari Alginat dan Karagenan

## Khusnul Khotimah*, Ali Ridlo, Chrisna Adi Suryono
Departemen Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Soedarto S.H, Tembalang, Semarang, Jawa Tengah 50275 Indonesia Corresponding author, e-mail: chusnul.khtm@gmail.com
ABSTRAK: Sampah  plastik  di  Indonesia  mencapai  64  juta  ton  setiap  tahunnya  dan  3,2  juta  ton diantaranya  dibuang  ke  laut,  sehingga  perlu  dilakukan  penelitian  untuk  menciptakan  plastik  yang ramah lingkungan (bioplastik). Alginat dan karagenan merupakan polisakarida yang dihasilkan dari rumput  laut  yang  berpotensi  sebagai  bahan  pembuat  bioplastik.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  pengaruh  karagenan  terhadap  karakteristik  bioplastik  komposit  alginat-karagenan dengan pemlastis gliserol. Alginat diperoleh dari ekstraksi Sargassum sp. dan karagenan diperoleh dari ekstraksi Kappaphycus sp. yang berasal dari Jepara, Jawa Tengah. Bioplastik dibuat dengan cara mencampurkan 1 gram alginat dan berbagai konsentrasi karagenan (1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 gram) dalam 100 ml akuades yang diaduk dengan magnetic stirer selama 30 menit pada suhu 90 o C. Gliserol sebanyak  10  ml  ditambahkan  ke  dalam  campuran  dan  dihomogenkan  kembali  selama  15  menit. Bioplastik dicetak dengan pelat kaca dan dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C selama 18 jam, kemudian  dilepaskan  dari  cetakan  dan  dicelupkan  ke  dalam  larutan  CaCl2  2%.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi karagenan berpengaruh (p<0,05) terhadap sifat mekanik (kuat tarik dan elongasi) dan sifat fisik (ketebalan, keburaman dan biodegradabilitas), tetapi tidak berpengaruh (p>0,05) pada ketahanan air bioplastik. Konsentrasi karagenan terbaik bioplastik komposit alginat- karagenan adalah 1,5 gram karena memiliki sifat fisik dan mekanik yang telah memenuhi Japanese Industrial Standard dan SNI 7188.7:2016 kecuali pada ketahanan airnya.
Kata kunci: Bioplastik; Alginat; Karagenan; Gliserol

## Physical and Mechanical Properties of Alginate and Carrageenan Composite Bioplastics
ABSTRACT: Plastic waste in Indonesia reaches 64 million tons annually and 3.2 million tons of them are  dumped  into  the  sea,  so  research  is  needed  to  create  environmentally  friendly  plastics (bioplastics). Alginate and carrageenan are polysaccharides produced from seaweed that have the potential to be used as bioplastics. This study aims to determine the effect of carrageenan on the bioplastic characteristics of alginate-carrageenan composites with glycerol as a plasticizer. Alginate obtained  from  the  extraction  of  Sargassum  sp.  and  carrageenan  obtained  from  the  extraction  of Kappaphycus sp. from Jepara, Central Java. Bioplastics were made by mixing 1 gram of alginate and various concentrations of carrageenan (1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5 grams) in 100 ml of distilled water which was stirred with a magnetic stirrer for 30 minutes at 90oC. 10 ml of glycerol was added to the mixture and homogenized again for 15 minutes. The bioplastic was molded on a glass plate and dried in an oven at 50oC for 18 hours, then removed from the mold and immersed in a 2% CaCl2 solution. The results  showed  that  carrageenan  concentration  had  an  effect  (p<0.05)  on  mechanical  properties (tensile strength and elongation) and physical properties (thickness, opacity and biodegradability), but had  no  effect  (p>0.05)  on  water  resistance  of  bioplastics.  The  best  carrageenan  concentration  of alginate-carrageenan  composite  bioplastic  is  1.5  grams  because  it  has  physical  and  mechanical properties  that  meet  the  Japanese  Industrial  Standard  and  SNI  7188.7:2016  except  for  its  water resistance.

## Keywords: Bioplastic; Alginate; Carrageenan; Glycerol

## PENDAHULUAN
Plastik  adalah  bahan  yang  tersusun  atas  polimer  sintetis  dengan  berat  molekul  yang  tinggi. Plastik berperan penting untuk melindungi produk atau bahan pangan dengan tujuan memperpanjang umur simpan serta mencegah kontaminasi (Nasution et al ., 2019). Sampah plastik yang dihasilkan Indonesia mencapai 64 juta ton setiap tahunnya dan 3,2 juta ton diantaranya dibuang ke laut (BPS, 2020). Sampah plastik yang telah terfragmentasi masih dapat menyebabkan kontaminasi perairan karena  mengalami  perubahan  wujud  menjadi  partikel  yang  dikenal  dengan  mikroplastik,  sehingga mudah tertelan oleh organisme yang ada di laut dan terakumulasi di dalam tubuh organisme tersebut (Mardiyana dan Kristiningsih, 2020; Veerasingam et al., 2021). Permasalahan tersebut mendorong pentingnya dilakukan penelitian untuk menemukan plastik yang ramah lingkungan dan mudah terurai (bioplastik). Bioplastik merupakan kelompok plastik yang dapat terurai secara hayati (Sagnelli et al., 2017). Rumput laut dapat dikembangkan sebagai bahan dasar bioplastik,   diantaranya: Sargassum sp.  dan Kappaphycus  alvarezii ,  karena  menghasilkan  kelompok  polisakarida  hidrokoloid  seperti alginate,  agar  dan  karagenan.  Polisakarida  ini  berpotensi  sebagai  bahan  pembuatan  bioplastik karena dapat membentuk bioplastik yang kuat, mudah terurai serta ramah lingkungan (Necas dan Bartosikova,  2013).  Bioplastik  yang  terdiri  dari  1  jenis  polimer  alam  memiliki  kelemahan  pada karakteristik, sifat fisik seperti kuat tarik dan elongasi, ketebalan, keburaman dan ketahanan terhadap air. Hal ini dapat diatasi dengan penambahan atau kombinasi dengan bahan lain seperti selulosa dan etilen glikol (Khalil et al., 2017). Bioplastik yang terbuat dari hidrokoloid alginat memiliki kelemahan yaitu tingkat resistensi terhadap air yang rendah, karena banyaknya kandungan gugus hidroksil (- OH) dalam molekulnya. Untuk mengatasi hal tersebut perlu ditambahkan karagenan yang merupakan polimer hidrofilik alami dengan rantai linier galaktan sulfat yang dapat membentuk matriks polimer yang  kuat dan meningkatkan kuat tarik  antar molekul (Rusianto et al .,  2020).  Penggunaan  alginat sebagai bahan bioplastik dan pencelupan dengan CaCl2 mampu meningkatkan resistensi bioplastik terhadap air (Langit et al., 2019). Penambahan karagenan dan gliserol dalam pembuatan bioplastik mampu meningkatkan kuat tarik dan water barrier (Paula et al., 2015). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui  pengaruh  konsentrasi  karagenan  terhadap  sifat  fisik  dan  mekanik  bioplastik  komposit alginat dan karagenan dengan pemlastis gliserol.

## MATERI DAN METODE
Materi yang digunakan adalah alginat yang diekstraksi dari rumput laut Sargassum sp. dan karagenan  yang  diekstraksi  dari  rumput  laut Kappaphycus sp.  yang  diperoleh  dari  perairan Karimunjawa, Kabupaten Jepara, Jawa Tengah.
Sargassum sp. dan Kappaphycus sp . kering direndam selama 24 jam dengan air tawar, dicuci hingga bersih menggunakan air tawar mengalir untuk menghilangkan garam dan kotoran.  kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari selama ± 3 hari, dikemas dalam plastik dan disimpan ditempat kering agar terhindar dari pertumbuhan jamur (Langit et al., 2019). Proses ekstraksi alginat mengacu pada metode oleh (Husni et al., 2012). Sebanyak 100 gram sampel direndam dengan HCL 1% selama 1 jam kemudian dicuci dengan air tawar hingga pH netral. Kemudian diekstraksi dengan pelarut Na 2 CO 3 3% sebanyak 3 liter (1:30 w/v) pada suhu 60 o C-70 o C selama 2 jam, lalu disaring dengan kain belacu. NaOCl 4% 1 liter (1:2 v/v) ditambahkan ke dalam filtrat  dan  didiamkan  selama  30  menit  hingga  berwarna  kuning  gading.  Konversi  asam  alginat dilakukan  dengan  penambahan  HCl  5%  sambil  diaduk  hingga  terbentuk  gel  alginat  kemudian disaring dan ditambahkan dengan NaOH 1% hingga pH netral. Filtrat yang dihasilkan ditambahkan isopropil alkohol 3 liter (1:3 v/v) hingga membentuk serat alginat. Serat alginat disaring dan dijemur di bawah sinar matahari hingga kering, lalu diblender hingga menjadi serbuk. Alginat yang dihasilkan diuji kualitasnya meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, dan viskositasnya.
Ekstraksi  karagenan  mengacu  pada  metode  Distantina et  al. (2012)  dengan  modifikasi. Rumput laut Kappaphycus sp sebanyak 50 gram direndam dalam 350 ml aquades selama 30 menit. Setelah itu disaring kemudian direndam dalam larutan KOH 5% selama 24 jam. Rumput laut dicuci hingga  bersih.  Sebanyak  2  liter  akuades  dipanaskan  hingga  suhu  90 o C  kemudian  rumput  laut
dimasukkan  kedalam  akuades  dan  direbus  selama  3  jam.  Hasil  ekstraksi  disaring  dengan  kain belacu.  Filtrat  dituang  ke  dalam  300  ml  isopropil  alkohol  hingga membentuk  serat  lalu  didiamkan selama 30 menit. Serat yang terbentuk disaring dan dikeringkan di bawah sinar matahari kemudian diblender  hingga  menjadi  serbuk,  lalu  disaring  dan  disimpan  dalam  toples  yang  tertutup  rapat. Karagenan yang dihasilkan diuji rendemen, kadar air, kadar abu dan viskositasnya.
Pembuatan bioplastik mengacu pada metode Ban et al. (2006) dan Zaky et al. (2021) dengan modifikasi. Alginat sebanyak 1 gram dimasukkan dalam aquades 100 ml, kemudian ditambahkan karagenan dengan berbagai konsentrasi (1,5; 2,0; 2,5; 3,0; dan 3,5 gram). Campuran dihomogenkan menggunakan magnetic stirrer pada  suhu  90 o C  selama  30 menit. Gliserol  10 ml  ditambahkan  ke dalam  campuran kemudian dihomogenkan selama 15 menit. Setelah itu, campuran dituang pada cetakan  plat  kaca  dan  diratakan  permukaannya  menggunakan silinder  stainless  steel lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 50 o C selama 18 jam. Selanjutnya bioplastik dicelupkan ke dalam larutan CaCl 2 2% selama 5 menit dan dikeringkan pada suhu ruang selama 10 jam.

## Uji Kualitas Bioplastik
Morfologi  permukaan  bioplastik  diamati  dengan Scanning  Electron  Microscope (SEM)  pada titik tertentu dengan perbesaran yang berbeda. Sampel dipotong + 3x4 mm lalu ditempelkan pada carbon  tape di  atas  spesimen  holder.  Sampel  kemudian  dilakukan coating Au  pada auto  coater . Sampel ditembakkan electrone dengan probe level tertentu. Topografi permukaan sampel kemudian diamati.
Analisis  FTIR  bertujuan  untuk  mengetahui  gugus  fungsi  dan  interaksi  antar  komponen penyusun bioplastik . Analisis dilakukan pada panjang gelombang 4000 - 600 cm -1 . Sebanyak 1 mg bioplastik ditambahkan 100 mg KBr dan digerus sampai homogen. Hasil campuran divakum untuk menghilangkan airnya dan ditekan pada 8 – 20 psi selama 10 menit. Selanjutnya pelet diletakkan pada alat spektrofotometer untuk dianalisis.
Uji  kuat  tarik  ( tensile  strength) dan  elongasi  ( elongation  at  break) didasarkan  pada  metode yang  dilakukan  Rifaldi et  al. (2017).  Bioplastik  dipotong  sesuai  standar  ASTM  D882.  Pengujian dilakukan  dengan  cara  menjepit  kedua  ujung  bioplastik  pada  mesin  penguji.  Selanjutnya  dicatat panjang awal dan ujung tinta pencatat diposisikan pada grafik 0. Knob start dinyalakan dan alat akan menarik sampel bioplastik hingga terputus, kemudian dicatat gaya kuat tariknya (F). Uji kuat tarik dihitung sebagai berikut:
Kuat Tarik (MPa) = Perpanjangan putus (Lebar awal)(tebal awal)
Persen elongasi ditentukan dengan rumus:
% Elongation = Panjang putus (cm)-Panjang awal (cm)
Panjang awal (cm) x 100%
Uji  ini  dilakukan  menurut  metode  Alam et  al. (2018),  bioplastik  diukur  ketebalannya menggunakan jangka sorong pada tiga titik yang berbeda dan dihitung rata-ratanya. Uji ketahanan air  dilakukan  menurut  Anggarini et  al. (2013),  bioplastik  yang  telah  disimpan  dalam  desikator dipotong 1 cm x 3 cm selanjutnya ditimbang (W1).  setelah ditimbang bioplastik direndam kedalam cawan petri yang berisi 10 mL akuades selama 1 menit, air di permukaan plastik diserap dengan tisu, selanjutnya ditimbang berat akhirnya (W). Ketahanan air bioplastik dihitung dengan rumus:
Ketahanan air plastik = 100% - Air yang diserap (%)
Air yang diserap (%) = W − W1 W 𝑥 100%
Keterangan: W1 = berat sampel awal (g); W = berat sampel akhir (g)
Journal of Marine Research Vol 11, No.3 Agustus 2022, pp. 409-419
Uji biodegradasi dilakukan dengan metode Soil Burial Test (Anggarini et al., 2013). Bioplastik dipotong  2x3  cm,  kemudian  dimasukkan  dalam  desikator  selama  24  jam,  lalu  ditimbang  (W1). Sampel dimasukkan ke dalam tanah pada kedalaman 5 cm selama 6 hari. Setelah 6 hari, sampel diambil dan dicuci dengan akuades, dikeringkan dengan tisu dan disimpan dalam desikator selama 24 jam dan ditimbang (W 2 ). Kehilangan berat bioplastik dihitung dengan persamaan:
Biodegradabilitas (%) = W1-W2 W1 x 100%.
Keterangan: W1 = berat sampel sebelum ditanam (g); W2: berat sampel sesudah ditanam (g)
Uji  keburaman  ( opacity) berdasarkan  metode  Brandelero et  al. (2016).  Nilai opacity merupakan  intensitas  radiasi  cahaya  yang  terhalang  oleh  bioplastik.  Keburaman  bioplastik ditentukan menggunakan Lux meter (Lutron, LX-103). Bioplastik diletakkan di atas sensor lux meter untuk mengukur intensitas cahaya yang melintasi bioplastik ( Lux f) . Intensitas cahaya lingkungan diukur sebagai Lux i. pengukuran keburaman dihitung dengan persamaan:
Keburaman (%) = Lux i-Lux f Lux i x 100
Keterangan:  Lux  i  =  Intensitas  cahaya  lingkungan;  Lux  f= Intensitas  cahaya  yang  terhalang  oleh bioplastik
Data yang diperoleh diuji statistik meliputi uji normalitas, uji homogenitas dan uji Analysis of Varian (ANOVA) untuk membandingkan antar perlakuan dengan menggunakan SPSS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen  alginat  dipengaruhi  oleh  jenis  rumput  laut  dan  metode  ekstraksi  yang  digunakan (Husni et al. , 2012). Ekstraksi alginat dengan penambahan HCl dapat memisahkan alginat dalam bentuk yang  sangat  halus  sehingga  lolos  dalam  penyaringan.  Tingginya  kadar  air  pada  alginat  dikarenakan proses penjemuran yang kurang optimal. Kadar abu alginat yang cukup tinggi diduga oleh penambahan NaOH pada proses penetralan pH alginat setelah  diberi perlakuan dengan  HCl (pembentukan asam alginat).  Menurut  Rifandi et  al. (2017),  kadar  abu  dipengaruhi  konsentrasi  HCl.    Semakin  tinggi konsentrasi HCl, maka diperlukan alkali dalam jumlah lebih banyak. Kandungan NaOH yang tinggi dapat meningkatkan jumlah garam dari ion Na + sehingga kadar abu semakin besar. Viskositas alginat yang diperoleh relatif rendah, diduga karena kadar abu yang tinggi. Selain itu viskositas, alginat dipengaruhi oleh suhu ekstraksi. Semakin tinggi suhu ekstraksi maka viskositasnya akan menurun karena polimer rantai  panjang  alginat  mudah  terdegradasi  pada  suhu  tinggi,  sehingga  rantai  panjang  alginat terdegradasi menjadi rantai pendek (Jayanudin et al., 2014).Kualitas alginat hasil ekstraksi ditampilkan pada selengkapnya pada Tabel 1.
Tabel 1. Kualitas Alginat Hasil Ekstraksi Sargassum sp.
Parameter Hasil Standar Mutu* Rendemen (%) 21,53+1,36 >18% Kadar Air (%) 16+0,67 <15% Kadar Abu (%) 35,3+1,33 18-27% Viskositas (cP) 2,10+0,55 10-5000 cP *Food Chemical Codex
Journal of Marine Research Vol 11, No.3 Agustus 2022, pp. 409-419
Tingginya rendemen  yang dihasilkan pada  penelitian  ini karena  penggunaan aquades sebagai pelarut  ekstraksi.  Menurut  Distantina et  al. (2012),  air  suling  merupakan  pelarut  yang  efisien  untuk mendapatkan  rendemen  yang  tinggi  dibandingkan  dengan  penggunaan  pelarut  alkali,  baik  KOH maupun NaOH. Kadar air yang tinggi diduga karena proses pengeringan yang kurang optimal. Hal ini sesuai  dengan  pernyataan  Pamungkas et  al. (2013),  bahwa  kadar  air  yang  melebihi  standar  mutu dipengaruhi oleh teknik pengeringan alginat yang dilakukan. Menurut Diharmi et al. (2020), kadar abu karagenan  dipengaruhi  oleh  konsentrasi  KOH,  semakin  tinggi  konsentrasi  KOH  maka  kadar  abu karagenan  semakin  tinggi.  Hal  ini  disebabkan  adanya  larutan  KOH  telah  menyebabkan  kation  K + bereaksi dengan karaginan sehingga menghasilkan kadar abu yang tinggi. Nilai viskositas karagenan hasil ekstraksi Kappaphycus sp. telah memenuhi standar mutu viskositas minimum karagenan menurut Food  and  Agriculture  Organization sebesar  5  cP.  Karagenan  yang  diperoleh  dari  hasil  ekstraksi Kappaphycus sp. Hasil selengkapnya disajikan pada Tabel 2. Hasil  analisis  morfologi  permukaan  bioplastik  dengan Scanning  Electrone  Microscope (SEM) menunjukkan  bahwa  penambahan  karagenan  ke  dalam  bioplastik  berpengaruh  pada  perbedaan struktur permukaan bioplastik (Gambar 1).
Bioplastik komposit alginat-karagenan dengan konsentrasi karagenan 1,5 gram menunjukkan permukaan yang lebih rata dibandingkan dengan konsentrasi 2,5 gram dan tampak adanya agregat atau butiran-butiran pada permukaan bioplastik yang diduga merupakan alginat atau karagenan yang belum larut sempurna.
Spektra alginat dan karagenan menunjukkan –puncak –OH pada bilangan gelombang 3356 dan 3357 lebih tinggi dibanding bioplastik yang puncak –OH pada bilangan gelombang 3317. Peregangan gugus  C-H  (alkana)  ditunjukkan  pada  bilangan  gelombang  2942,03  cm -1 .  Vibrasi  pada  bilangan gelombang  1643,62  cm -1 menunjukkan  adanya  gugus  C=O.  Gugus  C-H bending ditunjukkan  pada bilangan gelombang 1419,41 cm -1 . Vibrasi pada bilangan gelombang 1218,45 cm -1 menunjukkan
Tabel 2. Kualitas Karagenan Hasil Ekstraksi Kappaphycus sp.
Parameter Hasil Standar Mutu* Rendemen (%) 30,3+4,72 >25% Kadar Air (%) 14+0,11 < 12% Kadar Abu (%) 21,84+1,57 15-40% Viskositas (cP) 27,53+2,36 >5 cP *Sumber: Food and Agriculture Organization (FAO)
Gambar 1.  Scanning  Electron  Microscope Permukaan  Bioplastik  Alginat-Karagenan  Perbesaran x1000. Konsentrasi Karagenan: (a) 1,5 g; (b) 2,5 g.
adanya gugus S=O sulfat ester. Vibrasi pada bilangan gelombang 1034,35 cm -1 menunjukkan gugus C- OH (Halim et al., 2010). Menurut Pereira et al. (2009), vibrasi pada bilangan gelombang 921,81 cm -1 menunjukkan  gugus  C-O  dari  3,6-anhidrogalaktosa . Vibrasi  pada  bilangan  gelombang  845,58  cm -1 menunjukkan gugus C-O-SO 4 pada C 4 dari galaktosa . Penambahan karagenan pada bioplastik komposit alginat-karagenan membentuk spektra FTIR dengan transmitansi yang lebih rendah serta gelombang yang terbentuk lebih tajam, hal ini disebabkan oleh peningkatan gugus O-H yang berasal dari karagenan (Gambar  2).  Konsentrasi  karagenan  yang  ditambahkan  dalam  bioplastik  komposit  alginat-karagenan tidak mempengaruhi Spektra FTIR pada seluruh perlakuan.
Penambahan konsentrasi karagenan menunjukkan penurunan nilai kuat tarik bioplastik, kecuali pada  konsentrasi  3,5  gram.  Nilai  kuat  tarik  terbesar  dihasilkan  pada  bioplastik  dengan  penambahan konsentrasi  karagenan  3,5  gram  sebesar  2,89+0,14  Mpa,  sedangkan  kuat  tarik  terendah  pada konsentrasi  karagenan  3  gram  sebesar  1,95+0,05 MPa.  Penggunaan  CaCl 2 sebagai crosslinker juga mempengaruhi nilai kuat  tarik, karena CaCl 2 akan memperkuat ikatan hidrogen antar molekul alginat sehingga bioplastik alginat akan semakin kaku dan kuat. Penambahan pemlastis dapat meningkatan elongasi dan membuat bioplastik lebih fleksibel, tetapi menurunkan kuat tarik (Khalil et al., 2017).
Gambar 2. Spektra  FTIR  Bioplastik  Komposit  alginat-karagenan  pada  konsentrasi  karagenan  yang berbeda. (A) 1,5 g;(B) 2,0 g; (C) 2,5 g; (D) 3,0 g; (E) 3,5 g. (F) Karagenan dan (G) Alginat.
Gambar 3. Pengaruh Konsentrasi Karagenan terhadap Nilai Kuat Tarik Bioplastik. Huruf yang berbeda menunjukkan  perbedaan  nyata  (p<0,05)  berdasarkan  Uji  Tukey  HSD’s  dan  Uji one  way ANOVA
bc
ab a a c 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 1.5 2 2.5 3
3.5
K ua t T arik ( M P a)
Karagenan (g)
Nilai  kuat  tarik  yang  dihasilkan  dari  keseluruhan  bioplastik  komposit  alginat-karagenan  telah memenuhi Japanese  Industrial  Standard >0,3  MPa.  Kuat  tarik  bioplastik  komposit  alginat-karagenan pada  penelitian  ini  lebih  rendah  dibandingkan  dengan  kuat  tarik  bioplastik  komposit  karagenan  dan minyak biji anggur pada penelitian Shojaee-Aliabadi et al. (2014) sebesar 10,34-26,29 MPa. Konsentrasi  karagenan  berpengaruh  terhadap  nilai  elongasi  bioplastik  (p<0,05).  Peningkatan konsentrasi  karagenan  cenderung  meningkatkan  elongasi,  kecuali  pada  konsentrasi  karagenan  2,5 gram dan 3,5 gram. Nilai elongasi terbesar dihasilkan pada bioplastik dengan konsentrasi karagenan 3 gram  (52,75+1,23%),  sedangkan  elongasi  terendah  pada  konsentrasi  karagenan  1,5  gram (28,67+2,21%). Nilai elongasi yang dihasilkan dari keseluruhan bioplastik komposit alginat-karagenan telah memenuhi SNI 7188.7:2016 sebesar 21-220%.
Peningkatan  konsentrasi  karagenan  mengakibatkan  peningkatan  padatan  terlarut  dalam bioplastik,  sehingga  membentuk  rantai  polimer  yang  kuat  dan  mengurangi  gerakan  molekul  yang mengakibatkan  bioplastik  menjadi  kaku.  Menurut  Zaky et  al. (2021),  besar  kecilnya  nilai  elongasi dipengaruhi oleh pemlastis yang digunakan. Penggunaan pemlastis gliserol dapat meningkatkan nilai elongasi dan meningkatkan fleksibilitas bioplastik (Kumoro dan Purbasari, 2014).
Penambahan konsentrasi karagenan menunjukkan kecenderungan peningkatan nilai ketebalan bioplastik  komposit  alginat-karagenan,  kecuali  pada  konsentrasi  karagenan  2,5  gram.  Hasil  uji menunjukkan bahwa nilai ketebalan terbesar dihasilkan pada bioplastik dengan konsentrasi 3,5 gram sebesar  0,0453+0,008  cm,  sedangkan  ketebalan  terendah  pada  bioplastik  dengan  konsentrasi karagenan 1,5 gram sebesar 0,0147+0,003 cm (Gambar 5).
Gambar 4. Pengaruh Konsentrasi Karagenan terhadap Nilai Elongasi Bioplastik. Huruf yang berbeda menunjukkan perbedaan nyata (p<0,05)
Gambar 5. Pengaruh Konsentrasi Karagenan terhadap Nilai Ketebalan Bioplastik. Huruf yang berbeda menunjukkan perbedaan nyata (p<0,05)
a bc b d c 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 1.5 2 2.5 3
3.5
E lon g asi ( %) Karagenan (g) a b a b b 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 1.5 2 2.5 3
3.5
K etebal an ( cm )
Karagenan (g)

## Journal of Marine Research
Vol 11, No.3 Agustus 2022, pp. 409-419
Konsentrasi karagenan 2 gram menunjukkan peningkatan ketebalan sebesar 0,0313+0,004 cm, konsentrasi 3 gram menunjukkan nilai ketebalan sebesar 0,038+0,005 cm. Penurunan ketebalan terjadi pada bioplastik dengan konsentrasi karagenan 2,5 gram sebesar 0,0167+0,005 cm. Ketebalan bioplastik diduga  dipengaruhi  oleh  konsentrasi  karagenan,  karena  karagenan  termasuk  dalam  padatan  terlarut pada  campuran  bioplastik.  Menurut  Rhim  (2012),  ketebalan  bioplastik  dipengaruhi  oleh  kandungan padatannya.  Semakin  tinggi  konsentrasi  karagenan,  semakin  tebal  bioplastik  yang  dihasilkan.  Nilai ketebalan  bioplastik  komposit  alginat-karagenan  yang  telah  memenuhi  standar Japanese  Industrial Standard (<0,025 cm) adalah pada konsentrasi karagenan 1,5 dan 2,5 gram.
Ketahanan  air  bioplastik  komposit  alginat-karagenan  tidak  mengalami  peningkatan  maupun penurunan  yang  signifikan  oleh  penambahan  karagenan  (p>0,05).  Nilai  ketahanan  air  dari  bioplastik komposit  alginat-karagenan  berkisar  antara  51-59%.  Nilai  ketahanan  air  tertinggi  dihasilkan  oleh bioplastik  dengan  konsentrasi  karagenan  2  gram  sebesar  59,3+0,07%,  sedangkan  ketahanan  air terendah  dihasilkan  oleh  bioplastik  dengan  konsentrasi  karagenan  3  gram  sebesar  51,3+0,03% (Gambar 6).
Ketahanan bioplastik dapat dilihat dari penambahan berat bioplastik saat terjadinya difusi air ke dalam bioplastik. Ketahanan air yang rendah diduga adanya penambahan alginat dan karagenan yang merupakan  hidrofilik  koloid  (hidrokoloid).  Penambahan  konsentrasi  karagenan  tidak  berpengaruh terhadap ketahanan air bioplastik karena karagenan bersifat hidrofilik sehingga mudah larut dalam air. Menurut Rhim (2004), ketahanan air dipengaruhi oleh penambahan agen crosslinker seperti kalsium klorida  (CaCl 2 ).  Nilai  ketahanan  air  yang  dihasilkan  dari  keseluruhan  bioplastik  komposit  alginat- karagenan belum memenuhi standar SNI 7188.7:2016 (99%).
Gambar 6. Pengaruh  Konsentrasi  Karagenan  terhadap  Nilai  Ketahanan  Air  Bioplastik.  Huruf  yang berbeda menunjukkan perbedaan nyata
Gambar 7. Pengaruh  Konsentrasi  Karagenan  terhadap  Nilai  Biodegradasi  Bioplastik.  Huruf  yang berbeda menunjukkan perbedaan nyata
a a a a a 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 1.5 2 2.5 3 3.5 K eta ha na n ai r (%) Karagenan (g) b a b b ab 0% 20% 40% 60% 80% 100% 1.5 2 2.5 3
3.5
B erat hi lan g ( %)
Karagenan (g)
Gambar 8. Pengaruh  Konsentrasi  Karagenan  terhadap  Nilai  Keburaman  Bioplastik.  Huruf  yang berbeda menunjukkan perbedaan nyata
Gambar 9. Perbandingan  Keburaman  Bioplastik  Komposit  Alginat-Karagenan  antar  Perlakuan Konsentrasi Karagenan yang Berbeda dengan Objek Gambar
Konsentrasi karagenan berpengaruh terhadap nilai biodegradabilitas bioplastik (p<0,05).  Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai biodegradabilitas terbesar pada bioplastik dengan konsentrasi karagenan 1,5  gram  sebesar  67,9+0,07%  sedangkan  nilai  biodegradabilitas  terendah  pada  bioplastik  dengan konsentrasi karagenan 2 gram sebesar 48,3+0,04%.
Proses biodegradasi dipengaruhi oleh bakteri pendegradasi serta komponen penyusun bioplastik. Alginat dan karagenan merupakan polimer alami yang bersifat hidrofilik sehingga mudah menyerap air baik dari tanah maupun udara di sekitarnya, sehingga mudah terdegradasi. Menurut Khalil et al. (2017), bioplastik terdegradasi melalui katabolisme oleh mikroorganisme seperti bakteri, jamur dan ganggang menjadi  karbondioksida  dan  air.  Nilai  biodegradabilitas  yang  dihasilkan  dari  keseluruhan  bioplastik komposit alginat-karagenan telah memenuhi standar SNI 7188.7:2016 (>60%), kecuali pada bioplastik dengan konsentrasi karagenan 2 gram.
Bioplastik yang dihasilkan memiliki tingkat keburaman ( opacity) yang relatif tinggi yaitu sekitar 9- 19% (Gambar 8). Penambahan konsentrasi karagenan cenderung meningkatkan keburaman bioplastik dan  penambahan  konsentrasi  karagenan  berpengaruh  terhadap  nilai  keburaman  (p<0,05). Nilai
a b b b ab 0% 5% 10% 15% 20% 25% 1.5 2 2.5 3 3.5 O pa ci ty ( %)
Karagenan (g)
keburaman  terbesar  dihasilkan  oleh  bioplastik  dengan  konsentrasi  karagenan  2,5  gram  sebesar 19+0,03%,  sedangkan  nilai  keburaman  terendah  dihasilkan  oleh  bioplastik  dengan  konsentrasi karagenan 1,5 gram sebesar 9,3+0,005%.
Tingkat  keburaman  ( opacity) yang  tinggi  pada  bioplastik  komposit  alginat-karagenan  diduga dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti kadar garam yang tinggi pada alginat dan warna karagenan hasil  ekstraksi yang  cenderung  buram.  Menurut Rhim (2012), nilai warna dan transmitansi bioplastik komposit  bervariasi  tergantung  pencampuran.  Nilai  keburaman  bioplastik  tersebut  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  nilai  keburaman  bioplastik  dari  pati  dan  alginat  (Brandelero et  al. ,  2016)  yang berkisar  9,8-11,82%.  Perbandingan  tingkat  keburaman  bioplastik  komposit  alginat  dan  karagenan dengan penambahan konsentrasi karagenan yang berbeda dapat dilihat lebih lengkap pada Gambar 9.

## KESIMPULAN
Peningkatan konsentrasi karagenan berpengaruh terhadap sifat mekanik bioplastik yaitu kuat tarik dan elongasi; berpengaruh terhadap sifat fisik bioplastik seperti ketebalan dan keburaman ( opacity) , tetapi  tidak  berpengaruh  pada  ketahanan  airnya  serta  berpengaruh  terhadap  biodegradabilitas bioplastik  komposit  alginat  dan  karagenan.  Konsentrasi  karagenan  terbaik  yang  menghasilkan bioplastik komposit yang memenuhi Japanese Industrial Standard dan SNI 7188.7:2016 adalah 1,5 gram.

## DAFTAR PUSTAKA
Alam, M., Kumalasari, N., Nurmalasari & Illing, I. 2018. Pengaruh Komposisi Kitosan Terhadap Sifat Biodegradasi  dan  Water  Uptake  Bioplastik  dari  Serbuk  Tongkol  Jagung. Jurnal  Al-Kimia., 6(1):24-33. DOI: 10.24252/al-kimia.v6i1.4778
Anggarini, F., Latifah & Miswandi, S.S. 2013. Aplikasi Plasticizer Gliserol pada Pembuatan Plastik Biodegradable dari Biji Nangka. Indonesian Journal of Chemical Science ., 2(3): 173-178. Ban, W., Song, J., Argyropoulos,  D.S.  & Lucia, L.A. 2006. Improving The Physical And Chemical Functionality Of Starch ‐ Derived Films With Biopolymers. Journal of Applied Polymer Science ., 100(3): 2542-2548. DOI 10.1002/app.23698 Brandelero,  R.P.H.,  Brandelero,  E.M.  &  Almeida,  F.M.D.  2016.  Biodegradable  Bioplastics  of Starch/PVOH/Alginate In Packaging Systems For Minimally Processed Lettuce ( Lactuca sativa L.). Ciência e Agrotecnologia ., 40: 510-521. DOI: 10.1590/1413-70542016405010516 Diharmi,  A.,  Rusnawati  &  Irasari,  N.  2020.  Characteristic  Of  Carrageenan  Eucheuma  Cottonii Collected From The Coast Of Tanjung Medang Village And Jaga Island, Riau. IOP Conference Series:  Earth  and  Environmental  Science. ,  404(1):1-9.  DOI:  10.1590/1413-70542016405 010516
Distantina, S., Rochmadi, W. & Fahrurrozi, M. 2012. Mekanisme Proses Tahap Ekstraksi Karagenan Dari Eucheuma Cottonii Menggunakan Pelarut Alkali. Agritech ., 32(4):397-402.
Halim, A., Zilfia, Z. & Octavia, M.D., 2010. Karakterisasi Alginat Dari Ganggang Coklat (Sargassum crassifolium Mont.) Hasil Proses Isolasi Menggunakan CaCl2 8%. Jurnal Farmasi Higea , 2(2): 119-126.
Husni, A., Subaryono., Pranoto, Y.T. & Ustadi. 2012. Pengembangan Metode Ekstraksi Alginat dari Rumput Laut Sargassum sp. Sebagai Bahan Pengental. Jurnal Agritech , 32(1): 1-8.
Jayanudin,  J.,  Lestari,  A.Z.,  &  Nurbayanti,  F.  2014.  Pengaruh  Suhu  dan  Rasio  Pelarut  Ekstraksi terhadap Rendemen dan Viskositas Natrium Alginat dari Rumput Laut Cokelat ( Sargassum sp). Jurnal Integrasi Proses , 5(1):51-55.
Khalil , H.P.S.A., Tye, Y.Y., Saurabh, C.K., Leh, C.P., Lai, T.K., Chong, E.W.N., Nurul, M.R., Fazita, Mohd H.J., Banerjee, A. & Syakir, M.I. 2017. Biodegradable Polymer Bioplastics from Seaweed Polysaccharides:  A  Review  On  Cellulose  As  A  Reinforcement  Material. eXPRESS  Polymer Letters . 11(4):244 –265. DOI: 10.3144/expresspolymlett.2017.26
Kumoro, A.C. & Purbasari, A. 2014. Sifat Mekanik dan Morfologi Plastik Biodegradable Dari Limbah Tepung  Nasi  Aking  dan  Tepung  Tapioka  Menggunakan  Gliserol  sebagai  Plasticizer. Jurnal Teknik Kimia , 35(1):8-16. DOI: 10.14710/teknik.v35i1.6238
Langit,  N.  T.  P.,  Ridlo,  A.  &  Subagiyo,  S.  2019.  Pengaruh  Konsentrasi  Alginat  Dengan  Gliserol Sebagai Plasticizer Terhadap Sifat Fisik Dan Mekanik Bioplastik. Journal of Marine Research , 8(3):314-321. DOI: 10.14710/jmr.v8i3.25256 Mardiyana,  M.  &  Kristiningsih,  A.  2020.  Dampak  Pencemaran  Mikroplastik  di  Ekosistem  Laut terhadap  Zooplankton. Jurnal  Pengendalian  Pencemaran  Lingkungan, 2(1):29-36.  DOI: 10.35970/jppl.v2i1.147 Nasution,  R.S.,  Harahap,  M.R.  &  Yahya,  H.  2019.  Edible  Bioplastik  dari  Karagenan  (Eucheuma cottonii)  Asal  Aceh,  Indonesia:  Karakterisasi  dengan  FTIR  dan  SEM. Elkawnie: Journal  of Islamic Science and Technology., 5(2):188-197. DOI: 10.22373/ekw.v5i2.5567 Necas, J. & Bartosikova, L. 2013. Carrageenan: a review. Veterinarni medicina , 58(4):187 –205. Pamungkas,  T.  A.,  Ridlo,  A.  &  Sunaryo,  S.  2013.  Pengaruh  Suhu  Ekstraksi  Terhadap  Kualitas Natrium Alginat Rumput Laut Sargassum sp. Journal of Marine Research , 2(3):78-84. Paula, G.A., Benevides, N.M., Cunha, A.P., de Oliveira, A.V., Pinto, A.M., Morais, J.P.S., & Azeredo,
H.M.  2015.  Development  a nd  Characterization  Of  Edible  Bioplastics  From  Mixtures  of  κ- carrageenan,  ι-carrageenan,  and  Alginate. Food  Hydrocolloids ,  47:140-145.  DOI:  10.1016/ j.foodhyd.2015.01.004
Pereira, L., Amado, A.M., Critchley, A.T., Van de Velde, F. & Ribeiro-Claro, P.J. 2009. Identification Of Selected Seaweed Polysaccharides (Phycocolloids) By Vibrational Spectroscopy (FTIR-ATR and FT-Raman). Food Hydrocolloids , 23(7):1903-1909. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2008.11.014 Rhim,  J.W.  2004.  Physical  And  Mechanical  Properties  Of  Water  Resistant  Sodium  Alginate Bioplastics. LWT-Food science and technology , 37(3): 323-330 Rhim, J.W. 2012. Physical ‐ Mechanical Properties Of Agar/Κ ‐ Carrageenan Blend Film And Derived Clay  Nanocomposite  Film. Journal  of  Food  Science ,  77(12):N66-N73.  DOI:  10.1111/j.1750- 3841.2012.02988
Rifaldi, A., Hs, I., & Bahruddin, B. 2017. Sifat dan Morfologi Bioplastik Berbasis Pati Sagu dengan Penambahan Filler Clay dan Plasticizer Gliserol. Jom Fteknik , 4(1):1-7.
Rifandi, R.A., Santosa, G.W., & Ridlo, A. 2014. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida (HCl) Terhadap Mutu Alginat Rumput Laut  Coklat Sargassum sp. dari Perairan Teluk Awur  Kab. Jepara Dan Poktunggal Kab. Gunungkidul. Journal of Marine Research ., 3(4):676-684.
Rusianto, T., Yuniwati, M. & Wibowo, H. 2020. Effect Carrageenan to Biodegradable Plastic from Tubers. Jurnal Bahan Alam Terbarukan ., 8(2):148-155. DOI: 10.15294/jbat.v8i2.22975
Sagnelli, D., Hooshmand, K., Kemmer, G.C. Kirkensgaard, J.J.K., Mortensen, K., Giosafatto, C.V. L.,  Holse,  M.,  Hebelstrup,  K.H.,  Bao,  J.,  Stelte,  W.,  Bjerre  A.B.  &  Blennow,  A.  2017.  Cross- Linked Amylose Bio-Plastic: A Transgenic-Based Compostable Plastic Alternative. International Journal of Molecular Sciences., 18(10):1-12. DOI: 10.3390/ijms18102075 Shojaee-Aliabadi, S., Hosseini, H., Mohammadifar, M.A., Mohammadi, A., Ghasemlou, M., Hosseini, S.M., & Khaksar, R. 2014. Characterization Of Κ-Carrageenan Bioplastics Incorporated Plant Essential Oils With Improved Antimicrobial Activity. Carbohydrate polymers., 101:582-591. DOI: 10.1016/j.carbpol.2013.09.070
Veerasingam,  S.,  Ranjani,  M.,  Venkatachalapathy,  R.,  Bagaev,  A.,  Mukhanov,  V.,  Litvinyuk,  D., Mugilarasan,  M.,  Gurumoorthi,  K.,  Guganathan,  L.,  &  Vethamony,  P.,  2021.  Contributions  of Fourier  transform  infrared  spectroscopy  in  microplastic  pollution  research:  a  review. Critical Reviews in Environmental Science and Technology,
51(22):2681-2743. DOI: 10.1080/10643389.2020.1807450
Zaky, M. A., Pramesti, R.  & Ridlo,  A. 2021. Pengolahan Bioplastik Dari Campuran Gliserol, CMC Dan Karagenan. Journal of Marine Research., 10(3):321-326. DOI : 10.14710/jmr.v10i3.28491