## UJI MEKANIK FILMCHITOSAN-PVA-ANTOSIANIN BERAS MERAH

## Fita Widiyatun
Informatika, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Indraprasta PGRI Fita.wdy@gmail.com
Abstrak
Penelitian tentang pembuatan film sudah banyak dilakukan di Indonesia, terutama tentang edible film , degradable film, dll. Penelitian ini adalah membuat film dari Chitosan, PVA (Polyvinyl Alcohol), dan Antosianin dari beras merah kemudian  mengujinya secara mekanik. Penelitian ini merupakan bagian dari  penelitian  tentang  membuat  film  yang  akan  digunakan  sebagai  indikator  minuman  susu.  Uji mekanik  yang  dilakukan  adalah tensile  strength dan elongation .  Metode  yang  digunakan  untuk mengukur tensile strength dan elongation menggunakan ASTM D882. Dari hasil pengujian, diperoleh nilai tensile strenght sebesar 109,62 kgf/cm 2 . Sedangkan hasil dari uji elongation adalah 30,71 %. Kata Kunci : antosianin, chitosan, elongation, tesile strenght, PVA

## Abstract
Researches on film-making, especially on edible films, degradable films, etc. have been often conducted in Indonesia. The research is part of research on the production of films to be used as milk drinks indicators. The aim of the research is to  produce a film from Chitosan, PVA (Polyvinyl Alcohol) and Anthocyanin from red rice. The film will be then tested mechanically. Mechanical tests used include tensile strength and elongation testing. The method applied to measure  tensile  strength  and  elongation  is  ASTM  D882. The  test  results  show  the  tensile strength value of 109.62 kgf / cm 2 and the elongation value of 30.71%.
Keywords : Anthocyanin, chitosan, elongation, tensile strength, PVA

## 1. PENDAHULUAN
Beras  merupakan  makanan  pokok  di Indonesia.  Dari  sekian  banyak  jenis  beras di Indonesia, beras merah merupakan salah satu jenis beras yang  mempunyai nilai gizi yang  sangat tinggi. Hanya saja, jenis beras ini  kurang  mendapatkan  perhatian  dari masyarakat Indonesia [14]. Di dalam beras merah  terkandung  pigmen  antosianin  [8], yang membuatnya berwarna merah. Antosianin  merupakan  pigmen  pewarna alami  yang  mempunyai  banyak  manfaat. Pigmen  ini  tidak  hanya  terdapat  pada perikarp,  tetapi  bisa  terdapat  pada  setiap gabah  bahkan  kelopak  daun.  Selain  di dalam  beras  merah,  antosianin  juga  dapat ditemukan di dalam beras ketan hitam [16]. Antosianin merupakan pewarna alami yang terdapat  di  dalam  tumbuhan,  baik  dalam buah  maupun  sayuran.  Penelitian  tentang antosianin  telah  banyak  dilakukan,  begitu pula  pemanfaatan  dan  pengembangannya.
Dalam  hal  pengembangan,  antosianin  juga dapat  dikembangkan  sebagai  pewarna alami  untuk  makanan  dan  minuman [10][12],  meskipun  pewarna  alami  ini tidaklah  stabil.  Manfaat  dari  antosianin sendiri sangatlah besar, diantaranya sebagai  antioksidan[12]  dan  anti  inflamasi dan hepatoprotektif [6].
Chitosan  merupakan  hasil  dari  proses deasetilasi  senyawa  kitin  yang  terdapat pada kulit udang atau kepiting[7]. Chitosan merupakan  polimer biodegradable yang tidak beracun. Penelitian tentang pemanfaatan chitosan telah banyak dilakukan,  diantaranya  chitosan  sebagai penyerap  lemak  [7],  chitosan  juga  bersifat sebagai antibakteri dapat juga dimanfaatkan sebagai  bahan pengawet  [2]. Di  bidang  kedokteran,  chitosan  digunakan sebagai penurun
kolesterol dan mengurangi  berat  badan  [15].  Dalam pembuatan film bioplastik, chitosan
dimanfaatkan sebagai campuran pembuatannya [3][4[9][1]. PVA (Polyvinyl Alcohol) berbentuk serbuk  berwarna  putih  dan  merupakan polymer  yang  larut  dalam  air.  PVA  juga mempunyai sifat yang tidak beracun. PVA dapat  diperoleh  secara  komersil  dan  telah digunakan  dalam  bidang  industri,  farmasi, dll[11][17].
Penelitian  ini  adalah  membuat  film  yang terbuat dari chitosan, PVA, dan antosianin yang diekstrak dari beras merah.Salah satu parameter yang dapat menunjukkan kualitas  dari  suatu  bioplastik  adalah dengan melakukan pengujian terhadap sifat mekaniknya[13]. Oleh karena  hal tersebut, tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  sifat  mekanik  dari  film chitosan-PVA-antosianin dari beras merah. Sifat  mekanik  tersebut  meliputi  kuat  tarik ( tensile strength ) dan elongasi.

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  dilakukan  pada  bulan  Mei  – Agustus  2018.  Pembuatan  sampel  lapisan tipisnya dilakukan di Universitas
Indraprasta  PGRI  Jakarta.  Sedangkan pengujian  terhadap  mekanik  (kekuatan tarik  dan  elongasi)  dilakukan  di  Balai Besar  Kimia  dan  Kemasan,  Ciracas, Jakarta Timur.

## Alat dan Bahan Penelitian
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah  beras  merah,  air,  alcohol,  HCl (Hidrogen klorida), NaOH (Natrium hidroksida), akuades, asam asetat, chitosan,  polyvinyl  alchohol  (PVA),  dll. Sedangkan alat yang digunakan antara lain blender,  toples/wadah,  alumunium  foil, sendok pengaduk, timbangan, frezer, dll.

## Pembuatan  Larutan  Antosianin  dari Beras Merah
Beras  merah  dicuci  menggunakan  air sampai bersih, kemudian di rendam kurang lebih 10  jam.  Setelah  itu,  beras tersebut di
blender  dengan  dicampur  air  dan  alcohol. Perbandingan air dan alcohol adalah 3 :  7. Sedangkan  perbandingan  antara  beras merah  dan  dengan  campuran  air  dan alcohol  adalah  1  :  2.  Beras  tersebut  di blender  kurang  lebih  selama  3  menit  atau sampai  halus.  Setelah  halus,  adonan  beras di  tuang  ke  dalam  toples  yang  sudah dilapisin  dengan  alumunium  foil.  Adonan tersebut  dibuat  menjadi  pH  2  dengan menambahkan  HCl.  Setelah  itu,  simpan adonan pada suhu 5 o C selama kurang lebih 24 jam.Setelah itu, saring adonan menggunakan  kertas  whatman.  Larutan hasil  saringan  kemudian  ditambahkan dengan NaOH hingga pH menjadi 7.
Pembuatan Film Chitosan-Polyvinyl

## Alcohol-antosianin beras merah
Chitosan  yang digunakan dalam penelitian diperoleh dari Balai Penelitian Bioteknologi  dan  Perkebunan.  Chitosan dimiling  selama  30 jam,  kemudian ditimbang  sebanyak  3  gram.  Kemudian ditambahkan akuades  96,3 gram dan asam asetat 0,7 gram. Diaduk sampai halus.Sama halnya dengan PVA, sebanyak 3  gram  ditambahkan  dengan  akuades  dan asam  asetat  dan  di  aduk  sampai  halus. Larutan  chitosan  kemudian  ditambahkan dengan  larutan  PVA  dengan  perbandingan 3 : 7 [18].
Larutan chipo (chitosan-polyvinyl alcohol) dicampurkan  dengan  larutan  antosianin dari  beras  merah.  Perbandingan  campuran yaitu 3 : 1. Larutan hasil campuran tersebut kemudian  di  timbang  dengan  ukuran  50 gram  dan  di  tuangkan  di  atas  akrilik berukuran 23 x 23 cm. didiamkan sekitar 2 hari  atau  sampai  kering  pada  suhu  kamar. Setelah  kering  lapisan  tipis  tersebut kemudian di kelupas dari akrilik.

## Uji  Kekuatan  Tarik  (Tensile  Strength) dan Pemanjangan (Elongation)
Uji  kekuatan  tarik  dan  pemanjangan dilakukan  di  Balai  Besar  Kimia  dan Kemasan,  Ciracas,  Jakarta  Timur.Metode
uji yang digunakan untuk kuat tarik dan uji pemanjangan adalah ASTM D882.
Kuat  putus  suatu  material  dapat  dihitung dengan persamaan [9]:
F A  
Dengan ρ adalah  kuat  putus    (Mpa),  F adalah  beban  saat  putus  (N)  dan  A  adalah luas  penampang  (mm 2 ).    Sedangkan pemanjangan dapat dihitung
dari
persamaan:
L x100%
L0   
Dengan ε adalah  perpanjangan  saat  putus, ∆L  adalah  selisih  panjang,  dan  L0  adalah panjang mula-mula.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  dari  uji  mekanik,  baik  kuat  tarik maupun  pemanjangan,  sangat  dipengaruhi oleh  bahan  dasar  penyusun  dari  film tersebut.  Dalam  hal  ini,  film  dibuat  dari chitosan,  PVA  dan  antosianin  ekstrak  dari beras  merah.PVA  mempunyai  sifat  yang elastic/plastis, dengan pencampuran chitosan  dan  antosianin  diharapkan  dapat mengurangi  sifat  tersebut.pada  pembuatan bioplastik  berbahan  dasar  pati  [5],  dengan penambahan  kitosan  dapat  mengurangi sifat  hidrofilik  pati  sehingga  mempunyai ketahanan air yang baik. Selain itu, dengan memberikan kandungan kitosan yang lebih banyak  daripada  pati  dapat  memberikan kekutatan tarik  yang  lebih optimal.Dengan penambahan  kitosan  dapat  meningkatkan affinitas,  sehingga  berpengaruh  terhadap sifat mekanik.
Pada  penelitian  ini,  film  dibuat  bukan dengan  pati  melainkan  larutan  antosianin hasil  dari  ekstraksi  beras  merah  yang dicampurkan  dengan  chitosan  dan  PVA. Hasil lapisan tipis yang telah dibuat seperti terlihat pada Gambar 1.

## Sumber : Dokumentasi peneliti
Gambar 1. Film Chitosan-PVA- antosinianin dari Ekstrak Beras Merah
Hasil  pengukuran  dari  uji  kuat  tarik terhadap film beras merah, seperi ditunjukkan pada Gambar  2. Nilai uji kuat tarik sekitar 99,89 – 131, 11 kgf/cm 2 . Dari tujuh  kali  pengambilan  data,  diperoleh nilai  rata-rata  sebesar  109,62  kgf/cm 2 (Tabel 1).

## Sumber : Dokumentasi peneliti
Gambar 2. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tarik terhadap Lapisan Tipis Chitosan-

## PVA-antosianin Beras Merah
Sedangkan,  nilai  hasil  dari  uji  elongasi untuk  film  chitosan-PVA-antosianin  beras merah,    ditunjukkan  seperti  pada  Gambar 3.  Nilai  uji  elongasi  berkisar  25  –  40  %, dengan nilai rata-rata 30,71% (Tabel 1).

## Sumber : Dokumentasi peneliti
Gambar 3. Grafik Hasil Pengujian Kuat Tarik terhadap Lapisan Tipis Chitosan- PVA-antosianin Beras Merah
Nilai  rata-rata  hasil  uji  kuat  tarik  dan pemanjangan  dapat  dilihat  seperti  pada tabel 1, berikut ini:

## Tabel 1. Penulisan Tabel
No Parameter uji Nilai 1. Kekuatan tarik 109,62(Kgf/cm 2 ) 2. elongasi 30,71 % Sumber : Dokumentasi peneliti
Darni pernah melakukan penelitian tentang bioplastik  berbahan  dasar  pati  dengan campuran kitosan [5], diperoleh besar kuat tariknya  6,97  Mpa  dan  dan  pemanjangan sebesar 16,48 %. Besar kuat tarik ini  lebih kecil  dari  hasil  kuat  tarik  dari  penelitian yang  telah  diperoleh.  Besar  nilai  dari 109,62 Kgf/cm2 apabila di konversi setara dengan  10,75  Mpa.  Sedangkan  nilai pemanjangan  tersebut  di  atas,  juga  lebih rendah  daripada  nilai  pemanjangan  yang diperoleh  dari  hasil  penelitian  yaitu 30,71%

## 4. SIMPULAN
Film  yang  dibuat  dari  chitosan-PVA- antosianin  beras  merah, diperoleh  hasil uji kuat tarik adalah 109,62 kgf/cm 2 . Sedangkan  hasil  uji  pemanjangan  dari lapisan tipis tersebut adalah 30,71 %.

## UCAPAN  TERIMAKASIH
Apresiasi dan terima kasih kepada Direktorat
Riset
dan Pengabdian
Masyarakat,  Dirjen  Penguatan  Riset  dan Pengembangan, Kementerian Riset, Teknologi  dan  Pendidikan  Tinggi  yang telah membiayai kegiatan penelitian kompetitif  nasional  Penelitian  Strategi Nasional  Institusi  Tahun  2018  dengan judul:  “Karakterisasi  dan  Analisis  Smart
Packaging  ChiPoA  Sebagai  Indikator Minuman  Susu  Layak  Konsumsi”.  Terima kasih  juga  kepada  Kopertis  Wilayah  III Jakarta  dan  Lembaga  Penelitian  dan Pengabdian Masyarakat Universitas Indraprasta  PGRI  yang  telah  membantu kegiatan  penelitian  ini  melalui  Kontrak Penelitian  032/KM/PNT/2018,  Tanggal  06 Maret  2018.  Dan  Surat  Perjanjian/Kontrak Penelitian UNINDRA Nomor
:0288/SKP.LT/LPPM/UNINDRA/III/2018
, Tanggal 12 Maret 2018.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Afif,  Muhammad,  et  al.  Pembuatan dan  Karakterisasi Bioplastik dari Pati- Biji Alpukat –Kitosan dengan Plasticizer Sorbitol. Indonesian
Journal  of  Chemical  Science 7  (2):
102-109. 2018.
[2] Agustina, D., et al.Isolasi dan
Karakterisasi Bakteri pada Ikan Kembung  (Rastrelliger  sp.)  Asin berkitosan. Biospecies 6  (1):  15-19.
2013.
[3] Alam,  Muhammad  N.,  et  al.  Efek Penambahan Kitosan
Terhadap Karakteristik  Fisika  Kimia  Bioplastik Pati  Batang  Kelapa  Sawit. Indonesian
Journal  of  Fundamental  Science (IJFS) 4 (1): 39 – 44. 2018.
[4] Alam, Muhammad N., et al.  Pengaruh Komposisi  Kitosan  Terhadap  Sifat Biodegradasi dan Water Uptake Bioplastik dari Serbuk Tongkol
Jagung. AL-Kimia 6(1): 24-33. 2018.
[5] Darni,  Y.,  &  Utami,  H.  Studi Pembuatan  dan  Karakteristik  Sifat Mekanik dan Hidrofobisitas Bioplastik dari  Pati  Sorgum. Jurnal  Rekayasa
Kimia  dan  Lingkungan 7  (4):  88  -93. 2010.
[6] Dewi, L.P.M.K.Stabilitas pH Antosianin Terhadap Profil Fingerprint  Umbi  Ubi  Jalar  Ungu (Ipomoea  Batatas  L.). Jurnal  Farmasi Udayana 3(2):49 – 52. 2014.
[7] Hargono,  et  al..  Pembuatan  Kitosan dari  Limbah  Cangkang  Udang  Serta
Aplikasinya dalam Mereduksi Kolesterol  Lemak  Kambing. Reaktor 12 (1): 53-57. 2008.
[8] Indrasari, Siti D., et al. Evaluasi  mutu fisik,  mutu  giling,  dan  kandungan antosianin kultivar beras merah. Jurnal  Tanaman  Pangan ,  PP29/01:
(56-62). 2010.
[9] Munandar, et al. Pembuatan Bioplastik dari  Kitosan  dan  Pati  Labu  Kuning (Cucurbita  Moschata)  dengan  Minyak Jarak  (Castor  Oil)  Sebagai  Pemlastis. Jurnal  Ilmiah  Mahasiswa  Pendidikan Kimia(JIMPK) 2(3):238-247. 2017.
[10] Mustofa, A., & Suhartatik, N. Stabilitas Minuman Isotonik Antosianin Beras Ketan Hitam dengan Senyawa Kopigmentasi Ekstrak Bunga Belimbing (Averrhoa Carambola). 2018. Agritech 38 (1):1 –
6. 2018.
[11] Pudjiastuti,  W.,  Listyarini,  A.,  & Supeni,  G.  Sifat  Mekanik  Dan  Sifat Barrier  Campuran  Polivinil  Alkohol Dan  Kitosan. Jurnal  Sains  Materi Indonesia , 17 (3): 97. 2018.
[12] Samber, Loretha N., et al.Karakteristik Antosianin  Sebagai  Pewarna  Alami. Prosiding  Seminar  Biologi  :  Seminar Nasional  X  Pendidikan  Biologi  FKIP
UNS: 10 (3).2013.
[13] Sinaga,  Renaldi  F.,  et  al.  Pengaruh penambahan
Gliserol Terhadap Kekuatan Tarik dan Pemanjangan Saat Putus Bioplastik dari Pati Umbi Talas.
Jurnal Teknik Kimia USU , 3(2). 2014.
[14] Suardi K., D. 2015. Padi Beras Merah: Pangan  Bergizi  yang  Terabaikan. Warta  Penelitian  dan  Pengambangan
Pertanian  Indonesia 27  (4):  1-3,. 2015. http://pustaka.litbang.pertanian.go.id/p ublikasi/wr274051.pdf .
[15] Suarsana,  I  Nyoman.  2009.  Pengaruh Pemberian  Kitosan  Terhadap  Kadar Mineral dan Kolesterol Serum Kelinci. Majalah  Ilmiah  Peternakan 12(3).
2009.
[16] Suhartatik,  Nanik,  et  al.  Aktivitas Antioksidan  Antosianin  Beras  Ketan Hitam  Selama  Fermentasi. J.  Teknol.
Dan  Industri  Pangan 24  (1):115-119
2013.
[17] Suliwarno,  A.  Karakteristik  Hidrogel Selulosa/polivinil Alkohol Untuk
Absorpsi  Logam  Berat. Jurnal  Sains Materi Indonesia , 18 (2), 55. 2018.
[18] Widiyatun, F., et al.. Analisis Perubahan  Berat  Terhadap  Kenaikan Suhu  ChiPo  untuk  Bahan  Smart Packaging  Menggunakan  TGA. Ethos : Jurnal  Penelitian  dan  Pengabdian ,  6 (1):114-120. 2018.