## Jurnal Sains dan Teknologi
Volume 12 Number 2, Tahun 2023, pp. 335-343 P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570 Open Access: https://doi.org/10.23887/jstundiksha.v12i2.52469

## A R T I C L E   I N F O
Article history: Received September 21, 2022 Revised September 24, 2022 Accepted April 30, 2023 Available online July 25, 2023
Kata Kunci: Bioplastik, mikroselulosa, tandan kosong kelapa sawit, uji biodegradabilitas,  uji mekanik

## Keywords:
Bioplastic, biodegradability test, cellulose, mechanical test, oil palm empty fruit bunch
This is an open access article under the CC BY-SA license.
Copyright © 2023 by Author. Published by Universitas Pendidikan Ganesha.

## Peningkatan  Biodegradabilitas  dan  Penyerapan  Air  Akibat Penambahan  Mikroselulosa  Hasil  Isolasi  Tandan  Kosong Kelapa Sawit dalam Bioplastik
Berlian Sitorus 1 *, Icha Novianti 2 , Adhitiyawarman 3 , Antonius 4
1,2.3,4 Program Studi Kimia, Universitas Tanjungpura, Pontianak, Indonesia

## A B S T R A K
Bioplastik adalah jenis bahan yang cakupannya luas, meliputi plastik berbasis bio (bio-based)  tetapi  tidak  harus  biodegradabel  ataupun  plastik  berbahan  dasar petrokimia dan bio yang dianggap bersifat biodegradable. Penggunaan bioplastik diharapkan dapat mengurangi pencemaran lingkungan yang diakibatkan sampah plastik  konvensional.  Namun  seringkali  sifat  fisik  dari  bioplastik  belum  sesuai dengan  yang  diinginkan,  sehingga  perlu  ditingkatkan,  misalnya  dalam  hal kekuatan  mekanik.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh penambahan  mikroselulosa  hasil  isolasi  dari  tandan  kosong  kelapa  sawit terhadap  sifat  bioplastik  komposit  dari  PVA-selulosa-asam  sitrat-pati-gliserol. Adapun tahapan metode yang dilakukan: preparasi serat, delignifikasi, hidrolisis asam,  pembuatan film tipis  bioplastik,  serta  karakterisasi  mikroselulosa  dan plastik yang dihasilkan. Mikroselulosa hasil isolasi memiliki derajat kristalinitas 39%  dan  diameter  serat  ±  8,5  μm.  Bioplastik  dengan  lima variasi  penambahan massa  mikroselulosa:  masing-masing  diuji  kekuatan  mekanik,  biodegradabilitas dengan metode soil burial test, dan penyerapan air. Hasil pengujian menunjukkan pengaruh  penambahan  mikroselulosa  terhadap  bioplastik,  yaitu  dalam  hal peningkatan kekuatan tarik dari bioplastik menjadi 7 - 8 MPa dan persen elongasi 10-16%.  Biodegradabilitas  dan  penyerapan  air  dari  bioplastik  semakin  tinggi seiring dengan penambahan jumlah mikroselulosa dalam bioplastik.

## A B S T R A C T
Bioplastics  are  a  wide  range  of  materials,  including  bio-based  plastics  but  not  necessarily  biodegradable  or petrochemical and bio-based plastics which are considered biodegradable. The use of bioplastic is expected to reduce the use of conventional plastics and environmental pollution due to plastic waste. However, mostly the physical properties of bioplastics  need  to  be  improved,  for  example,  its  mechanical  strength.  This  study  aims  to  determine  the  effect  of  the amount of microcellulose isolated from oil palm empty fruit bunches added to the bioplastic properties of composites of PVA-cellulose-citric acid-starch-glycerol. The methods used consisted of several steps: fiber preparation, delignification, acid  hydrolysis,  casting  bioplastic  thin  films,  and  characterization  for  microcellulose  and  bioplastics.  The  isolated microcellulose  had  a  degree  of  crystallinity  of  39%  and  a  fiber  diameter  of  ±  8.5  m.  Bioplastics  made  with  five  mass variations of micro cellulose added were tested in terms of mechanical, biodegradability by soil burial test method, and water absorption. The results of the tensile strength test of bioplastics show that the addition of cellulose increased the tensile  strength  up  to  7  -  8  MPa  and  the  percent  elongation  was  10  -  16%.  Based  on  the  biodegradability  and  water absorption test, it was concluded that the higher the cellulose content in the bioplastic, the higher the biodegradability and water absorption ability of the bioplastic. The biodegradability and water absorption of bioplastics also increase as more microcellulose is used in the bioplastics.

## 1. PENDAHULUAN
Pencemaran  akibat  sampah  plastik  saat  ini  telah  menjadi  masalah  utama  dunia,  seperti  yang disebutkan  dalam  deklarasi United  Nation  Environmental  Assembly (Perrez,  2020) . Sifat  dari  plastik konvensional yang tidak dapat didegradasi  ( nondegradable ) selama puluhan sampai ratusan tahun telah menjadi penyebab meningkatnya penumpukan sampah plastik. Pada tahun 2025, diperkirakan sekitar 11 miliar  ton  plastik  akan  terakumulasi  di  tempat  pembuangan  sampah  dan  lingkungan  alam  dan menyebabkan pencemaran lingkungan yang parah (Brahney et al., 2020) . Data Badan Pusat Statistik (BPS) 2021  menyebutkan  limbah  plastik  Indonesia  mencapai  66  juta  ton  per  tahun  dan  Lembaga  Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) di tahun 2018 memperkirakan sekitar 0,26 - 0,59 juta ton plastik mengalir ke laut  karena  sifatnya  yang  ringan  sehingga  mudah  terbawa  oleh  air  dan  angin (Moenawar,  2019). Bioplastik adalah jenis bahan yang cakupannya luas, meliputi plastik berbasis bio ( bio - based ) tetapi tidak
harus  biodegradabel  ataupun  plastik  berbahan  dasar  petrokimia  dan  bio  yang  dianggap  bersifat biodegradabel (Lambert  &  Wagner,  2017) .  Bioplastik  telah  diusulkan  untuk  menggantikan  plastik konvensional  yang  berbahan  baku  petrokimia  yang  tidak  biodegradabel  untuk  mengatasi  krisis  yang diakibatkan  oleh  plastik  konvensional  tersebut (Zhu  et  al.,  2016) . Tandan  kosong  kelapa  sawit  (TKKS) merupakan  produk  samping  berupa  padatan  dari  industri  pengolahan  kelapa  sawit  yang  banyak ditemukan  di  Indonesia  namun  belum  digunakan  secara  optimal. Laju  perkembangan  industri  kelapa sawit  yang  semakin  pesat  membutuhkan  perhatian  yang  besar  terutama  dampak  dari  jumlahnya  yang besar terhadap lingkungan sekitarnya, membuat TKKS akan menjadi masalah serius jika tidak ditangani. TKKS lebih banyak dibakar, dibuang di tempat pembuangan sampah ataupun dikomposkan menjadi pupuk organik,  dan  masih  sedikit  dimanfaatkan  sesuai  dengan  kandungan  kimia  di  dalamnya.  K andungan selulosa  yang  cukup  tinggi  dalam  TKKS,  yakni  36%,  membuat  TKKS  dapat  dimanfaatkan  untuk menghasilkan  bioplastic (Isroi  et  al.,  2017) . Selulosa  dari  TKKS  dapat  diisolasi  hingga  menjad mikropartikel  kristalin  yang  mencapai  ukuran  mikro  (mikroselulosa). Ekstraksi  mikroselulosa  dari berbagai  macam  varietas  pertanian  yang  mengandung  lignoselulosa  telah  dilakukan  oleh  beberapa peneliti. Hasil isolasi mikroselulosa dari daun kelapa sawit dan menghasilkan mikroselulosa dengan luas permukaan 5,6 m 2 .g -1 , yang lebih tinggi dibandingkan dengan selulosa asal, yakni 2 m 2 .g -1 (Hussin et al., 2016). Pemanfaatan TKKS sebagai sumber untuk mendapatkan mikroselulosa juga telah dilaporkan oleh penelitian lain,  namun umumnya melalui  hidrolisis menggunakan asam kuat  dengan konsentrasi tinggi. Contohnya, terdapat penelitian terdahulu yang menggunakan asam sulfat dengan konsentrasi 55%  untuk mengisolasi mikroselulosa dari batang pohon palem yang memperoleh indeks kristalinitas tinggi sebesar 82,2% (Xiang et al., 2016) .
Hidrolisis  TKKS  dengan  asam  sulfat  konsentrasi  64%  menghasilkan  MCC  dengan  index kristalinitas 58% (Ching & Ng, 2014) . Peneliti lain mengisolasi  mikroselulosa dengan H 2 SO 4 konsentrasi 45,  55  dan  65%  dan  memperoleh  mikroselulosa  dengan  kristalinitas  tertinggi  menggunakan  H 2 SO 4 konsentrasi  55% (Pujiasih  et  al.,  2018) . Penambahan  mikroselulosa  ke  dalam  bahan  baku  dalam pembuatan  bioplastik sebagai penguat telah  dilaporkan dapat mengatasi kekurangan dari sifat  mekanik bioplastik yang sudah ada. Sebagai contoh adalah mikroselulosa bakteri sebagai penguat pada komposit bioplastik  untuk  meningkatkan  sifat  fisik  dan  mekanik  plastik (Maryam  et  al.,  2019) , mikroselulosa sebagai  penguat  dalam  komposit  poliasamlaktat (Khaw  et  al.,  2019) . Pada  penelitian  ini  mikroselulosa diisolasi  dari  serat  TKKS  dan  digunakan  sebagai  bahan  aditif  dalam  menghasilkan  bioplastik  dan selanjutnya dilakukan karakterisasi dan pengujian. Proses isolasi mikroselulosa dilakukan menggunakan asam klorida dalam hidrolisis  asam, dan  mikroselulosa yang diperoleh  dicampurkan dengan  bahan lain untuk  pembuatan  bioplastik  yang  dicetak  sebagai film tipis  melalui  metode casting .  Secara  khusus dilakukan  penambahan  mikroselulosa  dalam  jumlah  yang  bervariasi  ke  dalam  campuran  bahan pembuatan bioplastik, untuk mempelajari pengaruh jumlah mikroselulosa terhadap sifat bioplastik yang diperoleh.  Keterbaruan dalam penelitian ini adalah pada cara isolasi selulosa dari TKKS yang dilakukan dalam kondisi tekanan dan temperatur yang tidak tinggi.  Jika dibandingkan dengan yang dilaporkan oleh peneliti lain, dengan sumber selulosa yang sama yaitu dari TKKS namun memerlukan tekanan tinggi,  dan NaOCl  dalam  konsentrasi  yang  lebih  tinggi,    misalnya  oleh (Isroi  et  al.,  2017) .  Selain  itu,  hidrolisis dilakukan  menggunakan  asam  dengan  konsentrasi  yang  rendah,  yaitu  HCl  0,1  M,  sedangkan  umumnya hidrolisis pada ekstraksi mikroselulosa dilakukan menggunakan asam dengan konsentrasi tinggi (Ching & Ng, 2014; Pujiasih et al., 2018; Xiang et al., 2016) .

## 2. METODE
Proses  isolasi  selulosa  dari  TKKS  diawali  dengan  delignifikasi  menggunakan  1  L  campuran larutan HNO 3 3,5% dan 10 mg NaNO 2 ke dalam 75 g serbuk TKKS. Proses delignifikasi dilakukan dengan pemanasan pada temperatur 90°C selama 2 jam yang kemudian disaring, dan residu dicuci menggunakan akuades sampai pH filtrat netral. Residu tersebut selanjutnya   didelignifikasi kembali menggunakan 750 mL  larutan  NaOH  2%  dan  Na 2 SO 3 2%  dengan  temperatur  50°C  selama  1  jam.  Campuran  ini  kemudian disaring dan residu dicuci menggunakan akuades sampai pH filtrat netral. Proses delignifikasi dilanjutkan dengan bleaching (pemutihan)  menggunakan  NaOCl  1,75%  pada  temperatur  70°C  selama  30  menit. Selulosa yang diperoleh kemudian disaring dan dicuci menggunakan akuades sampai pH filtrat netral.
Selulosa  hasil  isolasi  dari  TKKS  dicampurkan  ke  dalam  500  mL  larutan  NaOH  17,5%  pada temperatur  80°C  selama  30  menit.  Selulosa  yang  telah  murni  kemudian  dibleaching  dengan  H 2 O 2 10% pada  temperatur  60°C.  Selanjutnya  disaring  dan  dicuci  menggunakan  akuades  sampai  pH  filtrat  netral, dan  dikeringkan  pada  temperatur  60°C.  Proses  dilanjutkan  dengan  hidrolisis  12,5  g  selulosa menggunakan 2 mL HCl 0,1 M pada temperatur 55°C selama 1 jam. Selulosa hasil hidrolisis didinginkan dan  ditambahkan  25  mL  akuades  yang  selanjutnya  didiamkan  satu  malam  sampai  terbentuk  suspensi.
Selulosa  tersuspensi  kemudian  disentrifugasi  dengan  kecepatan  3000  rpm  selama  20  menit,  sehingga diperoleh mikroselulosa yang kemudian dianalisis gugus fungsi (FTIR), kristalinitas (XRD) dan morfologi dengan scanning  electron  microscope (SEM).  Untuk  membuat  bioplastik,  sejumlah  2,5  g  PVA  dilarutkan dalam  25  mL  akuades  pada  temperatur  90°C  sambil  diaduk  menggunakan magnetic  stirrer .  Pada  gelas beaker yang berbeda, pati-asam sitrat-gliserol dicampur dan dilarutkan juga dalam aquadest. Campuran tersebut  kemudian  ditambahkan  ke  dalam  larutan  PVA  dan  diaduk  selama  ±  10  menit  untuk  memulai terjadinya crosslinking .  Mikroselulosa  hasil  isolasi  selanjutnya  ditambahkan  ke  dalam  campuran  PVA- pati-asam sitrat-gliserol dan diaduk selama 50 menit sehingga diperoleh larutan yang kental. Campuran dituang  dengan  metode casting ke  atas  permukaan  kaca  akrilik  untuk  mendapatkan  lapisan film berukuran 20 x 25 cm dan ketebalan ± 0,23 mm, dikeringkan dalam oven temperatur 50°C selama 12 jam kemudian dikeringkan selama 72 jam sehingga diperoleh film bioplastik (Maryam et al., 2019).
Tabel 1 . Variasi Massa Komponen Pembuatan Bioplastik
Variasi Bioplastik Massa Selulosa (g)  Pati (g)  Asam Sitrat (g)  PVA (g)  Gliserol (mL) BP1 0 2,5 1,25 2,5 1 BP2 0,25 2,5 1,25 2,5 1 BP3 0,50 2,5 1,25 2,5 1 BP4 0,75 2,5 1,25 2,5 1 BP5 1,00 2,5 1,25 2,5 1
Bioplastik yang dianalisis adalah bioplastik yang dibuat dengan lima variasi penambahan jumlah mikroselulosa  ke  dalam  campuran  selulosa-pati-asam-PVA-gliserol,  dan  diberikan  label  seperti ditunjukkan  pada Tabel  1 .  Sifat  bioplastik  yang  dihasilkan dianalisis  melalui  uji  sifat  mekanik, biodegradabilitas dan penyerapan air, selain morfologi dan kristalinitasnya. Uji sifat mekanik dilakukan menggunakan Universal Testing Machine berdasarkan pada ASTM D638 ( Standard Test Method for Tensile Properties  of  Plastic ).  Tegangan,  regangan,  modulus  elastisitas  (Young)  dan  persentase  elongasi film bioplastik yang dibuat dari bahan aditif selulosa TKKS dihitung berdasarkan persamaan (1) – (4).
Tegangan (σ) = F max Luas Area Bioplastik (1) Regangan (ℇ) = Panjang bioplastik setelah ditarik −   Panjang bioplastik sebelum ditarik Panjang bioplastik sebelum ditarik (2) Modulus Elastisitas (E) = σ ε (3)
Persentase Elongasi (E) =  E × 100%          (4)
Uji biodegradabilitas dan penyerapan air dilakukan dengan memotong bioplastik menjadi ukuran 2  x  2  cm  yang  kemudian  ditimbang  sampai  diperoleh  massa  konstan  (MB 0 ).  Uji  biodegradabilitas dilakukan dengan menanam  bioplastik tersebut ke dalam tanah  dan diamati setiap tujuh hari selama 8 minggu. Setiap minggu,  masing-masing variasi bioplastik dibersihkan dan ditimbang sehingga diperoleh massa konstan (MB 1 ). Persentase kehilangan massa bioplastik dihitung berdasarkan Persamaan  (5). Uji penyerapan air dilakukan dengan merendam bioplastik yang telah dipotong sebelumnya ke dalam wadah berisi akuades selama 24 jam dan ditimbang. Bioplastik tersebut kemudian direndam kembali ke dalam akuades selama 10 detik dan ditimbang kembali (MB 2 ). Persentase penyerapan air dihitung menggunakan Persamaan (6).
Persentase Kehilangan Massa = MB 0 − MB 1 MB 0 × 100%          (5)
Persentase Penyerapan Air = MB 2 −   MB 0 MB 0 × 100%          (6)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Uji mekanik dilakukan untuk mengetahui bagaimana  bahan tersebut  bereaksi terhadap tarikan, disebut  juga  sebagai  kekuatan  tarik,  dan  untuk  mengetahui  sejauh  mana  material  tersebut  bertambah panjang  atau  persen  elongasi.  Perubahan  nilai  kekuatan  tarik  bioplastik  terhadap  massa  mikroselulosa dari TKKS dapat dilihat pada Tabel 2 .
Tabel 2. Hasil Analisis Kuat Tarik dan Elongasi Bioplastik
Variasi Bioplastik Kuat Tarik (MPa) Elongasi (%) BP1 7,0 6,7 BP2 7,4 9,3 BP3 8,0 10,0 BP4 7,9 11,6 BP5 7,7 16,0
Perubahan  nilai  kuat  tarik  yang  tidak  selalu  meningkat  dengan  meningkatnya  jumlah  selulosa dalam  bioplastik  seperti  yang  ditunjukkan  oleh  bioplastik  pada  studi  ini  kemungkinan  disebabkan  oleh terjadinya flokulasi serat selulosa dalam bioplastik. Hal yang serupa juga dilaporkan oleh (Sun et al., 2014) pada pembuatan komposit PVA dengan selulosa mikrokristalin hasil yang berasal dari limbah kain katun, dimana  kekuatan  tarik  tidak  meningkat  atau  kadang-kadang  menurun  walaupun  jumlah  mikroselulosa yang ditambahkan meningkat.
Analisis  X- Ray  Difraction (XRD)  digunakan  untuk  mengetahui  kristalinitas  mikroselulosa  serat TKKS. Difraksi sinar X dapat memberikan informasi keadaan amorf dan kristalin mikroselulosa. Sebagai pembanding,  analisis  dengan  XRD  dilakukan  juga  terhadap  mikroselulosa  komersial,  dan  tiga  variasi bioplastik,  yatu  bioplastik  tanpa  penambahan  mikroselulosa  (BP1)  dibandingkan  dengan  bioplastik dengan  jumlah  mikroselulosa  terendah,  0,25  g  (BP2)  dan  bioplastik  dengan  jumlah  mikroselulosa tertinggi (BP5) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 .
Gambar 1. Hasil Analisis XRD dari (a) Mikroselulosa Komersial, (b) Mikroselulosa Hasil Hidrolisis, (c) Bioplastik Tanpa Mikroselulosa (BP1), (d) Bioplastik dengan Mikroselulosa 0,25 g (BP2), dan (e)

## Bioplastik dengan Mikroselulosa 1 g (BP5)
Morfologi  permukaan  dari  mikroselulosa  maupun  bioplastik  diperoleh  dari  mikrograf  yang dihasilkan  oleh Scanning  Electron  Microscopy (SEM),  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar  2. Berdasarkan Gambar  2  (a) ,    terlihat  permukaan  bioplastik  yang  terlihat  tidak  rata.  Selain  itu,  terdapat bagian  dari  bioplastik  yang  menggumpal  dan  ada  benang-benang  fibril  dari  selulosa  yang  berasal  dari TKKS.  Keadaan  tersebut  dapat  disebabkan  karena  antara  matriks  pati  dengan  serat  selulosa  kurang homogen.  Kurangnya  homogenitas  dari  bioplastik  akan  menyebabkan  melemahnya  ikatan  antar  muka
dari permukaan serat dengan matriks dan berpotensi menurunkan sifat mekanik bioplastik. Berdasarkan Gambar  2  (b) , dapat dilihat permukaan  bioplastik terdapat untaian serat  panjang.  Hal ini menunjukkan mikroselulosa dari TKKS telah berhasil dimasukkan ke dalam bioplastik.
Gambar 2. Morfologi Permukaan dari: a) Bioplastik BP1; b) Bioplastik BP5 ; c) Mikroselulosa dari TKKS
Uji biodegradasi bertujuan untuk mengetahui seberapa cepat plastik biodegradable terdegradasi oleh mikroorganisme di suatu lingkungan. Media yang digunakan adalah tanah kompos karena di dalam tanah  kompos  terdapat  banyak jenis  mikroorganisme (jamur,  bakteri  maupun alga)  dalam jumlah  yang banyak,  sehingga  akan  menunjang  proses  degradasi  yang  dilakukan  (Haryati  et  al.,  2017).  Hasil  uji biodegradasi  dari  kelima  variasi  bioplastik  berupa  persentase  pengurangan  berat  bioplastik  setelah dikubur  dalam  tanah  per  minggu,  dengan  total  waktu  percobaan  selama  delapan  minggu  dapat  dilihat pada Gambar 3 . Terlihat bahwa dalam jangka waktu delapan minggu bioplastik tanpa mikroselulosa (BP1) mampu  terurai  sebesar  47%,  dan  semakin  tinggi  kandungan  mikroselulosa  dalam  bioplastik,  semakin tinggi juga persen biodegradasi plastik tersebut.
Gambar 3 . Persentase Penurunan Berat Sampel Bioplastik per Minggu
Uji  penyerapan  air  bertujuan  untuk  mengetahui  ketahanan  bioplastik  terhadap  air  dengan melihat  seberapa  besar  air  yang  diserap  sampel  bioplastik.  Adapun  uji  penyerapan  air  mengacu  pada standar  ASTM-D570-98.  Semakin  tinggi  nilai  penyerapan  air  pada film plastik  menunjukan  ketahanan
plastik tersebut  terhadap air  berkurang. Gambar  4 menunjukkan kemampuan penyerapan  air dari lima variasi bioplastik : BP1, BP2, BP3, BP4 dan BP5.
Gambar 4. Uji Penyerapan Air Bioplastik dengan Lima Variasi Massa Mikroselulosa
Pembahasan
Isolasi  mikroselulosa  dilakukan  dengan  metode  delignifikasi  dengan  mencampurkan  HNO 3 dan NaNO 2 ke  dalam  serbuk  serat  TKKS  dengan  pemanasan.  Proses bleaching bertujuan  untuk  membuat warna  selulosa  menjadi  lebih  putih.  Penambahan  larutan  NaOH  pada  proses bleaching berfungsi  untuk menciptakan  suasana  basa  pada  selulosa  sehingga  mencegah  terjadinya  degradasi.  Selain  itu,  proses bleaching menggunakan NaOCl dapat mendegradasi lignin yang ada pada serat TKKS (Effendi et al., 2018) . Selulosa  TKKS  hasil bleaching menggunakan  NaOCl  1,75%  menghasilkan  warna  selulosa  yang  putih, namun  selulosa  hasil  isolasi  tersebut  masih  terdapat  selulosa- α,  β  dan  γ.  Oleh  karena  itu,  dilakukan pemisahan  α - selulosa  dari  β,  dan  γ -selulosa  menggunakan  larutan  NaOH  17,5%.  Konsentrasi  NaOH tersebut  dapat  melarutkan  β  dan  γ - selulosa,  namun  tidak  untuk  α -selulosa  sehingga  akan  membentuk endapan (Rahmah  Harun,  2020) .  α -selulosa  yang  diperoleh  kemudian  dihidrolisis  menggunakan  asam klorida  (HCl)  untuk  memotong  rantai  hemiselulosa,  lignin  dan  zat  pengotor  yang  masih  terdapat  pada selulosa. Proses hidrolisis dilanjutkan dengan sentrifugasi 3000 rpm selama 20 menit untuk memisahkan sisa asam dengan pulp selulosa.  Hasil SEM menunjukkan mikroselulosa  hasil  hidrolisis memiliki bentuk untaian serat panjang yang tidak beraturan dengan diameter re rata ± 8,54 μm. Penelitian terdahulu telah mengisolasi  dan  mengkarakterisasi  selulosa- α  dari  jerami  padi dengan  diameter  5-10  µm (Rivai  et  al., 2018) .  Seperti  halnya  pada  penelitian  ini,  hasil  dari  penelitian  tersebut  juga  menunjukkan  bahwa interkoneksi antara fibril masih terjadi. Hal tersebut dapat disebabkan oleh proses hidrolisis asam yang belum  dapat sepenuhnya memotong bagian-bagian selulosa menjadi ukuran yang lebih  kecil. Gambar  1 menunjukkan bahwa mikroselulosa TKKS dan mikroselulosa komersial bersifat semikristalin. Salah  satu  puncak  dengan  intensitas  yang  cukup  tinggi  pada  difraktogram  XRD  selulosa  TKKS yaitu pada 2θ = 22 -23°. Hal ini sesuai dengan puncak terkuat pada mikroselulosa yaitu 22,7° (Ciolacu et al., 2011). Perbedaan terlihat pada difraksi mikroselulosa komersial ( Gambar 1a ), yang memiliki puncak pada nilai 2θ = 15° dan 22° sedangkan pada pola difraksi kristalin mikroselulosa dari TKKS Gambar 1(b) didapatkan nilai 2θ = 12,09°; 22 -23°. Puncak difraksi yang didapatkan pola kisi kristal dari mikroselulosa yaitu  pada  2θ  =  12,09°;  21,99°.  Hasil  perhitungan  menggunakan  metode  ketinggian  puncak    diperoleh indeks  kristalinitas  ( Cristallinity  Index :  CI)  mikroselulosa  dari  TKKS  adalah  sebesar  39%,  sedangkan mikroselulosa komersial mempunyai derajat kristalinitas sebesar 73%. Pola difraksi XRD yang dihasilkan dari  mikroselulosa  yang  berasal  dari  TKKS  serta  mikroselulosa  komersial  menunjukan  mikroselulosa yang  didapatkan  bersifat  semikristalin (Abral  et  al.,  2021;  Razali  et  al.,  2017) .  Berdasarkan  hasil perhitungan indeks kristalinitas BP1, BP2 dan BP5 secara berurutan diperoleh 26, 24 serta 16%. Hal ini menunjukkan  semakin  banyak  massa  selulosa  yang  dimasukkan  ke  dalam  bioplastik  dapat  mengurangi kristalinitas dari bioplastik yang dihasilkan. Hasil kuat tarik bioplastik yang diperoleh paling tinggi yaitu 8 MPa pada konsentrasi penambahan  mikroselulosa  sebanyak  0,5 gram  (BP3),  sedangkan nilai kuat tarik yang  paling  rendah  yaitu  7  MPa  pada  BP1  yakni  bioplastik  tanpa  penambahan  mikroselulosa.  Material dapat  dikatakan  memenuhi  sifat  mekanik  golongan moderate  properties jika  memiliki  nilai  kuat  tarik dalam rentang 10-100 MPa dan persen elongasi sekitar 10-20 % (Purwanti, 2010) .  Dari hasil kedua uji, dapat  disimpulkan  bahwa  hampir  seluruh  variasi  selain  BP2,  telah  memenuhi  sifat moderate  properties
dalam hal persen elongasi, yaitu 10-16 MPa. Komposisi yang memberikan hasil uji tarik terbesar adalah bipolastik  BP3  dengan  kandungan  0,5  gram  mikroselulosa  yaitu  8,0  MPa,  sedangkan  elongasi  terbesar dimiliki  oleh  BP5  (1  gram  mikroselulosa).  Persentase  penguraian  bioplastik  terkecil  terdapat  pada bioplastik dengan  massa  mikroselulosa 0,25 g (BP2)  yaitu sebesar (47%) dan nilai persentase tertinggi terdapat  pada  plastik  yang  mengandung  1  gram  mikroselulosa  (BP5)  yaitu  sebesar  (80%).  Hal  ini menunjukkan  bahwa  selulosa    memiliki  sifat  lebih  mudah  terdegradasi  akibat  adanya  campuran  yang dapat  terdegradasi  di  dalam  tanah.  Akan  tetapi  dari  segi  bentuk  atau  fisik  pada film bioplastik  sudah mengalami perubahan seperti retak, kasar, ditumbuhi jamur dan tampak tanah yang bisa masuk kedalam rongga-rongga bioplastik. Setelah uji biodegradabilitas maka bioplastik berlubang yang akan berpengaruh pada matriks polimer dan mengakibatkan bioplastik menjadi rapuh (Khoramnejadian, 2011) . Hal ini akan menyebabkan  gaya  antar  polimer  yang  terbentuk  melemah.  Pengurangan  massa  pada  bioplastik disebabkan komposisi bioplastik adalah bahan alam yang mudah terurai. Laju degradasi pada bioplastik yang  cepat  juga  disebabkan  karena  adanya  bantuan  aktivitas  mikroorganisme  (bakteri)  yang  terdapat dalam media tanah. Berdasarkan standar mutu bioplastik untuk biodegradasi yaitu 100% dalam waktu 60 hari (Haryati et al., 2017) . Persentase kehilangan massa dari bioplastik yang tertinggi  dimiliki oleh BP5, yakni sebesar 80% pada hari ke-56. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan mikroselulosa sebanyak 1 gram membuat film plastik lebih mudah terdegradasi di dalam tanah dibandingkan variasi lainya. Hasil  uji  biodegradsi  yang  dilakukan  oleh  penelitian  terdahulu  terhadap  bioplastik  berbahan dasar pati dari ubi  dengan penambahan , dengan pengujian selama 21 hari, seperti yang diharapkan juga menunjukkan bahwa plastik yang mempunyai konsentrasi selulosa mikrokristalin yang tinggi mempunya kecepatan  degradasi  yang  lebih  tinggi  juga (Abdullah  et  al.,  2020) .      Bioplastik  tertutup  lebih  dari  60% dalam  21  hari  pengujian,  yang  ditunjukkan  oleh  pertumbuhan  mikroba  yang  tinggi  pada  bioplastik. Demikian juga dengan kesimpulan hasil penelitian bahwa bioplastik dengan kadar selulosa mikrokristalin yang  tinggi,  mengalami  degradasi  yang  lebih  cepat  terjadi (Dawam  Abdu  et  al.,  2018) .  Hal  tersebut kemungkinan  disebabkan  oleh  peningkatan  sumber  karbon  dalam  bioplastik  ketika  mikroselulosa ditambahkan  ke  dalamnya  sehingga  memicu  peningkatan  laju  biodegradasi.  Peningkatan  persentase kadar air dari yang tertinggi hingga terendah dapat disusun berdasarkan rasio mikroselulosa pada sampel BP5,  (115%)  >  BP4  (92%)  >  BP3  (60%)  >  BP2  (44%)  dan  BP1,  bioplastik  tanpa  mikroselulosa  33%. Terlihat  bahwa  persentase  kadar  air  tertinggi  dimiliki  oleh  bioplastik  dengan  massa  mikroselulosa tertinggi.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  kadar  air  menurun  seiring  dengan  penurunan  konsentrasi mikroselulosa dalam bioplastik. Hal tersebut diperkuat oleh penelitian yang menunjukkan nilai ketahanan air  tertinggi  sebesar  63,2%  diperoleh  pada  bioplastik  dengan  konsentrasi  0%  senyawa Carboxymethyl Cellulose (CMC) (Erni  Puryati  et  al.,  2019) .  Hal  tersebut  menjelaskan  bahwa  dengan  meningkatnya konsentrasi  CMC  yang  ditambahkan  pada film ,  maka film tersebut  akan  lebih  mudah  menyerap  air sehingga  menyebabkan  plastik  mudah  rusak  atau  rapuh.  Jika  dibandingkan  dengan  standar  ASTM Internasional  untuk  plastik  konvensional,  maka  nilai  serapan  air  dari  bioplastik  yang  dihasilkan  masih sangat  tinggi.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  ketahanan  terhadap  airnya  masih  rendah  jika  dibandingkan dengan plastik sintetik komersial.

## 4. SIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  sudah  dilakukan  dapat  disimpulkan  bahwa  isolasi  mikroselulosa dari TKKS telah berhasil dilakukan. Keberadaan mikroselulosa yang bersumber dari TKKS mempengaruhi sifat-sifat  dari  bioplastik  jika  dibandingkan  bioplastik  yang  tidak  mengandung  mikroselulosa.  Secara keseluruhan dapat  dikatakan  bahwa penambahan mikroselulosa akan meningkatkan kekuatan mekanik dari  bioplastik  yang  dihasilkan,  meningkatkan  biodegradabilitas  dan  mengurangi  ketahanan  air  dari bioplastik. Bioplastik yang dihasilkan dalam  penelitian ini menawarkan peluang baru untuk biomaterial yang terdegradasi dengan lebih baik. Berdasarkan temuan ini dapat dikatakan bahwa TKKS dapat menjadi pilihan  yang  baik  dan  berguna  sebagai  campuran  dalam  produksi  bioplastik.  Selain  itu  juga  dapat meningkatkan nilai tambah dari TKKS sekaligus mengurangi masalah pencemaran lingkungan.

## 5. UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada  Fakultas  MIPA  Universitas  Tanjungpura  yang membantu  pembiayaan  penelitian  melalui  Dana  DIPA  FMIPA  UNTAN  tahun  2022  (SP  DIPA- 023.17.2.677517/2022).

## 6. DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, A. H. D., Putri, O. D., Fikriyyah, A. K., Nissa, R. C., & Intadiana, S. (2020). Effect of microcrystalline cellulose  on  characteristics  of  cassava  starch-based  bioplastic. Polymer-Plastics  Technology  and Materials , 59 (12). https://doi.org/10.1080/25740881.2020.1738465.
Abral, H., Chairani, M. K., Rizki, M. D., Mahardika, M., Handayani, D., Sugiarti, E., Muslimin, A. N., Sapuan, S.
M., & Ilyas, R. A. (2021). Characterization of compressed bacterial cellulose nanopaper film after exposure to dry and humid conditions. Journal of Materials Research and Technology , 11 , 896 – 904. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.01.057.
Brahney,  J.,  Hallerud,  M.,  Heim,  E.,  Hahnenberger,  M.,  &  Sukumaran,  S.  (2020).  Plastic  rain  in  protected areas of the United States. Science , 368 (6496). https://doi.org/10.1126/science.aaz5819. Ching,  Y.  C.,  &  Ng,  T.  S.  (2014).  Effect  of  preparation  conditions  on  cellulose  from  oil  palm  empty  fruit bunch fiber. In BioResources (Vol. 9, Issue 4). https://doi.org/10.15376/biores.9.4.6373-6385. Ciolacu, D., Ciolacu, F., & Popa, V. I. (2011). Amorphous cellulose - Structure and characterization. Cellulose Chemistry and Technology , 45 (1 – 2).
Dawam  Abdu,  A.  H.,  Pudjirahar,  S.,  Karina,  M.,  Dwi  Putri,  O.,  &  Fauziyyah,  R.  H.  (2018).  Fabrication  and Characterization  of  Sweet  Potato  Starch-based  Bioplastics  Plasticized  with  Glycerol. Journal  of Biological Sciences , 19 (1). https://doi.org/10.3923/jbs.2019.57.64.
Effendi,  F.,  Elvia,  R.,  &  Amir,  H.  (2018).  Preparasi  Dan  Karakterisasi  Mikrokristalin  Selulosa  (MCC) Berbahan  Baku  Tandan  Kosong  Kelapa  Sawit  (TKKS). Alotrop , 2 (1),  52 – 57. https://doi.org/10.33369/atp.v2i1.4672.
Erni  Puryati,  N.,  Ariyani,  D.,  &  Sunardi,  S.  (2019).  Pengaruh  Penambahan  Carboxymethyl  Cellulose Terhadap Karakteristik Bioplastik Dari Pati Ubi Nagara (Ipomoea batatas L.). Indo. J. Chem. Res. , 7 (1), 77 – 85. https://doi.org/10.30598//ijcr.2019.7-sun.
Haryati,  S.,  Rini,  A.  S.,  &  Safitri,  Y.  (2017).  Pemanfaatan  Biji  Durian  Sebagai  Bahan  Baku  Plastik Biodegradable dengan Plasticizer Giserol dan Bahan Pengisi CaCO 3 . Jurnal Teknik Kimia , 23 (1), 1 – 8.
Hussin, M. H., Pohan, N. A., Garba, Z. N., Kassim, M. J., Rahim, A. A., Brosse, N., Yemloul, M., Fazita, M. R. N., & Haafiz,  M.  K.  M.  (2016).  Physicochemical  of  microcrystalline  cellulose  from  oil  palm  fronds  as potential  methylene  blue  adsorbents. International  Journal  of  Biological  Macromolecules , 92 . https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2016.06.094.
Isroi, Cifriadi, A., Panji, T., Wibowo, N. A., & Syamsu, K. (2017). Bioplastic production from cellulose of oil palm  empty  fruit  bunch. IOP  Conference  Series:  Earth  and  Environmental  Science , 65 (1). https://doi.org/10.1088/1755-1315/65/1/012011.
Khaw, Y. Y., Chee, C. Y., Gan, S. N., Singh, R., Ghazali, N. N. N., & Liu, N. S. (2019). Poly(lactic acid) composite films reinforced with microcrystalline cellulose and keratin from chicken feather fiber in 1-butyl- 3-methylimidazolium chloride. Journal of Applied Polymer Science , 136 (24). https://doi.org/10.1002/app.47642.
Khoramnejadian,  S.  (2011).  Converting  non-biodegradable  plastic  to  biodegradable  by  using  natural polymer  to  help  environment  conservation. Journal  of  Food,  Agriculture  and  Environment , 9 (2), 477 – 479.
Lambert, S., & Wagner, M. (2017). Environmental performance of bio-based and biodegradable plastics: The road ahead. In Chemical Society Reviews
(Vol. 46, Issue 22). https://doi.org/10.1039/c7cs00149e.
Maryam,  M.,  Rahmad,  D.,  &  Yunizurwan,  Y.  (2019).  Sintesis  Mikro  Selulosa  Bakteri  Sebagai  Penguat (Reinforcement) Pada Komposit Bioplastik Dengan Matriks PVA (Poli Vinil Alcohol). Jurnal Kimia Dan Kemasan , 41 (2), 110. https://doi.org/10.24817/jkk.v41i2.4055. Moenawar,  M.  G.  (2019).  Seminar  Nasional  Sosial  Ekonomi  2019.  In Manajemen  Inovasi  Mendukung Transformasi  Pembangunan  Agribisnis  Kerakyatan  dan  Penyuluhan  di  Era  Revolusi  Industri  4.0 (Issue July 2019).
Perrez,  F.  X.  (2020).  The  role  of  the  United  Nations  Environment  Assembly  in  emerging  issues  of international environmental law. Sustainability (Switzerland) , 12 (14), 20 – 21. https://doi.org/10.3390/su12145680.
Pujiasih, S., Kurnia, Masykur, A., Kusumaningsih, T., & Saputra, O. A. (2018). Silylation and characterization of  microcrystalline  cellulose  isolated  from  indonesian  native  oil  palm  empty  fruit  bunch. Carbohydrate Polymers , 184 . https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2017.12.060. Purwanti,  A.  (2010).  Analisis  Kuat  Tarik  dan  Elongasi  Plastik  Kitosan  Terplastisasi  Sorbitol. Jurnal Teknologi , 3 (2). Rahmah Harun. (2020). Sintesis Karboksimetil Selulosa (CMC) dari Selulosa Pelepah Salak (Salacca Zalacca) Sebagai Flokulan . UIN Alauddin Makassar.
Razali, N., Hossain, M. S., Taiwo, O. A., Ibrahim, M., Nadzri, N. W. M., Razak, N., Rawi, N. F. M., Mahadar, M. M.,  &  Kassim,  M.  H.  M.  (2017).  Influence  of  acid  hydrolysis  reaction  time  on  the  isolation  of cellulose nanowhiskers from oil palm empty fruit bunch microcrystalline cellulose. BioResources , 12 (3). https://doi.org/10.15376/biores.12.3.6773-6788.
Rivai,  H.,  Hamdani,  A.  S.,  Ramdani,  R.,  Lalfari,  R.  S.,  Andayani,  R.,  Armin,  F.,  &  Djamaan,  A.  (2018). Production  and  Characterization  of  Alpha  Cellulose  Derived  from  Rice  Straw  (Oryza  sativa  L.).
International Journal of Pharmaceutical Review and Research , 52 (1), 45 – 48. https://doi.org/10.9734/bpi/tipr/v3/1698c.
Sun, X., Lu, C., Liu, Y., Zhang, W., & Zhang, X. (2014). Melt-processed poly(vinyl alcohol) composites filled with  microcrystalline  cellulose  from  waste  cotton  fabrics. Carbohydrate  Polymers , 101 (1). https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2013.09.088.
Xiang,  L.  Y.,  Mohammed,  M.  A.,  &  Samsu  Baharuddin,  A.  (2016).  Characterisation  of  microcrystalline cellulose  from  oil  palm  fibres  for  food  applications. Carbohydrate  Polymers , 148 . https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.04.055.
Zhu, Y., Romain, C., & Williams, C. K. (2016). Sustainable polymers from renewable resources. In Nature (Vol. 540, Issue 7633). https://doi.org/10.1038/nature21001.