http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon

## Sintesis Dan Karakterisasi Bioplastik Berbasis Pati Sagu- Kitosan Berisi Pelepah Sawit Dan
Plastizier Gliserol
Yuli Andriani 1 , Rahmadini Syafri 2,* , Wirdati Irma 3 , Prima Yane Putri 4 , Annisa Nadia Putri 5 , Siti Nuriana 6 , Diar Veronika 7 1,2,4,5,6,7 Chemistry Departments, Mathematics, Science and Health Faculty, Universitas Muhammadiyah Riau, Pekanbaru, Indonesia
3 Biology Departments, Mathematics, Science and Health Faculty, Universitas Muhammadiyah Riau,
Pekanbaru, Indonesia
* Correspondence emails : rahmadini@umri.ac.id

## Abstract
Bioplastic or biodegradable plastic is an alternative to conventional plastic that is harmful to the environment.
Biodegradable plastics have the same uses as synthetic plastics but are friendly to the environment because of their properties that can be decomposed by the activity of decomposing microorganisms. Chitosan is used as a biopolymer to improve its mechanical properties because it can form hydrogen bonds between chains with amylose and amylopectin in starch. One of the basic ingredients of biodegerdable plastic is starch. Starch is one of the most widely distributed polysaccharides in nature. Chitosan has amine functional groups, primary and secondary hydroxyl groups. The presence of these functional groups causes chitosan to have high chemical reactivity because it can form hydrogen bonds, so chitosan is an ideal mixing material. In addition, chitosan is the most abundant chitin derivative on earth after cellulose, is hydrophobic and can form good sheets and membranes.  This  research  focuses  more  on  the  effect  of  adding  cellulose  from  palm  midrib  fiber  to  the bioplastic characteristics of sago-chitosan starch with the addition of glycerol plasticizer. The purpose of this study was to determine the best variation of sago-chitosan starch bioplastic with palm midrib fiber filler and glycerol  plasticizer  which  was  optimal  for  the  characteristics  of  the  resulting  bioplastic  with  several parameters, namely tensile strength test, biodegradation test, analysis of functional groups in bioplastics using the  FTIR  instrument  (  Fourier  Transform-Infra  Red),  Scanning  Electron  Microscopy  (SEM)  and  water resistance test.
Keywords: Bioplastic, sago starch, chitosan, cellulose, glycerol

## Abstrak
Bioplastik  atau  plastik  biodegradble  merupakan  salah  satu  alternatif  pengganti plastik konvesional yang membahayakan  bagi  lingkungan.  Plastik  biodegradable  memiliki  kegunaan  yang  sama  dengan  plastik sintetik tetapi ramah terhadap lingkungan karena sifatnya yang dapat terurai oleh aktivitas mikroorganisme pengurai.  Kitosan  digunakan  sebagai  biopolimer  untuk  meningkatkan  sifat  mekanik  karena  dapat membentuk ikatan hidrogen antar rantai dengan amilosa dan amilopektin pada pati. Salah satu bahan dasar plastik biodegerdable yaitu pati. Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar dialam. Kitosan memiliki gugus fungsi amin, gugus hidroksil primer dan sekunder. Keberadaan gugus fungsi tersebut mengakibatkan kitosan memiliki kereaktifan kimia yang tinggi karena dapat membentuk ikatan hidrogen,
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon sehingga kitosan merupakan bahan pencampur yang ideal. Selain itu kitosan merupakan turunan kitin yang paling banyak di bumi setelah selulosa, bersifat hidrofobik serta dapat membentuk lembaran dan membran yang baik. penelitian ini yang lebih berfokus pada pengaruh penambahan selulosa dari serat pelepah sawit terhadap karakteristik bioplastik dari pati sagu- kitosan dengan penambahan plasticizer gliserol. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui variasi terbaik  bioplastik pati sagu-kitosan dengan  pengisi serat pelepah kelapa sawit dan plasticizer gliserol yang optimum terhadap karakteristik bioplastik yang dihasilkan dengan beberapa parameter yaitu uji kuat tarik, uji biodegradasi, analisis gugus fungsi pada bioplastik menggunakan alat instrument FTIR (Fourier Transform-Infra Red), Scaning Electron  Microscopy (SEM) dan uji ketahanan air.
Kata kunci : Bioplastik, pati sagu, kitosa, selulosa, gliserol

## 1. Introduction
Bioplastik atau plastik biodegradable merupakan salah satu alternatif pengganti plastik konvesional yang membahayakan bagi lingkungan (Novriyani, 2019). Plastik biodegradable memiliki kegunaan yang sama dengan  plastik sintetik tetapi ramah terhadap lingkungan karena sifatnya yang dapat terurai oleh aktivitas mikroorganisme pengurai. Plastik biodegradable adalah material polimer yang mempunyai berat molekul yang  rendah  yang  hampir  seluruh  komponen penyusunnya  berasal  dari  bahan  dari  alam  yang  dapat diperbaharui.  Salah  satu  bahan  alam  yang  dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku  plastik biodegradable adalah pati yang berasal dari sagu (Said, 2018).
Salah satu bahan dasar plastik biodegerdable yaitu pati. Pati adalah salah satu jenis polisakarida yang amat luas tersebar dialam. Pati disimpan sebagai cadangan makanan bagi tumbuhan di dalam biji (padi, jagung), didalam umbi (ubi kayu, ubi jalar, dan pada batang (sagu, aren). Tanaman sagu termasuk dalam keluarga Palmae dari genus Metroxylon. Potensi tanaman sagu terutaman di wilayah Sulawesi Tenggara mencapai 5.912  Hektar  yang  berpusat  pada  Kecamatan  Angata  Kabupaten  Konawe  Selatan,  Kecamatan  Soropia Kabupaten Konawe dan Kecamatan Puuwatu Kota Kendari (Muhidin, 2012). Dengan komposisi pati sagu sebesar  75,88%  sangat  baik  untuk  digunakan  sebagai  bahan  utama  pembuatan  plastik  biodegradable. Penelitian yang dilakukan oleh Yuniarti (2014) dengan mensintesis dan memodifikasi bioplastik berbahan pati  sagu dengan asam asetat dan gliserol menghasilkan bioplastik yang dapat terdegradasi secara alami dengan media pasir dan miroba EM4 selama 24 hari. Dilihat dari potensi sagu di Sulawesi Tenggara yang melimpah dan dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka peneliti menggunakan sagu sebagai sumber pati bahan baku pembuatan plastik biodegradable.
Kitosan digunakan sebagai biopolimer untuk meningkatkan sifat mekanik karena dapat membentuk ikatan hidrogen  antar  rantai  dengan  amilosa  dan  amilopektin  pada  pati.  Kitosan  memiliki  gugus  fungsi  amin, gugus hidroksil primer dan sekunder. Keberadaan gugus fungsi tersebut mengakibatkan kitosan memiliki kereaktifan  kimia  yang  tinggi  karena  dapat  membentuk  ikatan  hidrogen,  sehingga  kitosan  merupakan bahan  pencampur  yang  ideal.  Selain  itu  kitosan  merupakan  turunan  kitin  yang  paling  banyak  di  bumi setelah selulosa, bersifat hidrofobik serta dapat membentuk lembaran dan membran yang baik.
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon
Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Pamilia Coniwanti (2014) kitosan dapat meningkatkan nilai kuat tarik film plastik biodegradable dari bahan pati jagung, selanjutnya semakin tinggi konsentrasi kitosan akan menyebabkan rongga-rongga film plastik semakin sedikit yang akan memperkuat film plastik. Pemberian kitosan  akan  meningkatkan  ketahanan  air  dari  film  plastik biodegradable ,  kemudian  dengan penambahan  jumlah  konsentrasi  dari  kitosan  akan  meningkatkan  kemampuan  degradasi  film  plastik dalam  tanah  (Said,  2018).  Beberapa  pengembangan  bioplastik  menggunakan  bahan-bahan  alam  yang mengandung pati dan selulosa alami. Kedua bahan tersebut dikompositkan dan dilakukan perbandingan perlakuan  untuk  mengetahui  karakterisasi  dan  fisikokimiawi komposit film tersebut memperbaiki sifat fisik dan mekanik plastik (Septiosari et al. 2014). Dengan pemanfaatan selulosa dari pelepah kelapa sawit sebagai  filler  pada  pembuatan  bioplastik  untuk  memperkuat  fisik  dari  bioplastik  yang  dihasilkan  dari selulosa (Rasli, 2017).
Berdasarkan latar belakang dan referensi penelitian sebelumnya  diatas, maka dilakukanlah penelitian ini yang lebih berfokus pada pengaruh penambahan selulosa dari serat pelepah sawit terhadap karakteristik bioplastik dari pati sagu- kitosan dengan penambahan plasticizer gliserol. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui  variasi  terbaik  bioplastik  pati  sagu-kitosan  dengan  pengisi  serat  pelepah  kelapa  sawit  dan plasticizer gliserol  yang  optimum  terhadap  karakteristik  bioplastik  yang  dihasilkan  dengan  beberapa parameter yaitu uji kuat tarik, uji biodegradasi, analisis gugus fungsi pada bioplastik menggunakan alat instrument FTIR ( Fourier Transform-Infra Red ), Scaning Electron  Microscopy (SEM) dan uji ketahanan air.

## 2. The Methods

## 2.1 Alat/Bahan/Material
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  diantaranya  alat – alat  gelas, hotplate  stirrer ,  oven, desikator, neraca, cawan petri, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) dan Scanning Microscop Electron (SEM).  Bahan-bahan  yang  digunakan  pati  sagu,  kitosa,  gliserol,  selulosa,  asam  asetat,  natrium hipoklorit, dan aqua DM. Bahan yang digunakan diperoleh dari Kabupaten di Provinsi Riau, Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Riau dan Laboratorium Kimia Fisik Universitas Riau.

## 2.2 Prosedur Penelitian

## 2.2.1 Pembuatan Pati Sagu
Sagu ditambahkan air dengan perbandingan 500 gr sagu dan 250 ml air. Kemudian disaring dengan menggunakan  kain  kasa  sampai  diperoleh  ampas  dan  filtrat.  Selanjutnya  filtrat  pati  yang  diperoleh dimasukkan ke dalam wadah plastik dan diendapkan filtratnya selama 24 jam. Setelah 24 jam terbentuk dua lapisan yaitu lapisan air dan endapan pati. Air hasil endapan dibuang sehingga diperoleh endapan pati basah. Selanjutnya dicuci kembali dengan air sampai air  cucian jernih kemudian diendapkan lagi sampai diperoleh endapan pati yang bersih. Kemudian pati dikeringkan dengan cara menjemurnya di bawah sinar matahari  selama  2  hari  untuk  mendapatkan  pati  kering  lalu  dihaluskan  dengan  menggunakan  soft belender sampai halus selanjutnya diayak  dengan menggunakan ayakan dengan 100 mesh.
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon

## 2.2.2 Penyediaan Larutan Kitosan
Larutan kitosan 3% dibuat dengan cara menimbang sebanyak 3 gram kitosan dan dimasukkan ke dalam  beaker  glass  250  ml.  Selanjutnya  dilarutkan  dengan  asam  asetat  1%  sampai  volume  100  ml, kemudian diaduk menggunakan magnetic stirrer selama 25 menit dengan cara pemanasan diatas hot plate pada suhu 80 o C sampai terbentuk larutan homogen dan membentuk larutan kental. Perlakuan pembuatan larutan kitosan diulangi untuk konsentrasi 4% dan 5%.

## 2.2.3 Penyediaan Serat Pepelah Sawit
Sampel  pelepah  kelapa  sawit  sebanyak  50  gram  ditambahkan  1000  ml natrium hidroksida 4%
(b/v)  pada  suhu  70˚C  selama  2  jam.  Kemudian  dicuci dengan  aquades  sampai  pH  netral.  Setelah  itu dilakukan proses pemutihan dengan menggunakan 1000 ml natrium hipoklorit 1,7 % (v/v) pada suhu 70˚C selama 4 jam. Kemudian dicuci dengan aquades sampai pH netral.Kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 70˚C selama 8 jam. Kemudian dihaluskan menggunakan blender. Sehingga diperoleh serbuk kering selulosa.

## 2.2.4 Pembuatan Plastik Biodegredable
Pada  pembuatan  bioplastik  variasi  yang  dilakukan  adalah  penambahan larutan  kitosan  sebanyak 3%,  4%,  5%.  Mula-mula  disiapkan  pati  sagu  sebanyak  10  gram  kemudian  ditambahkan  serbuk  kering pelepah  kelapa  sawit  yang  telah  dibuat  sebanyak  5  gram.  Setelah  itu  kemudian  ditambahkan  gliserol sebanyak 3 gr dan sambil menambahkan aquades 250 mL. Setelah itu dilakukan pengadukan dengan strirer dengan  kecepatan  4  rpm  sambil  dipanaskan  dengan  su hu  120˚C selama  35  menit  hingga  larutan membentuk  gelatin.  Campuran  kemudian  dicetak  dan  dikeringkan  pada  suhu 70˚C dalam oven selama 14 jam.

## 3. Result and Discussion
3.1 Hasil Uji Ketebalan ( Thickness ) Pengujian ketebalan film dilakukan di Laboratorium Research and Development PT. Indah Kiat Pulp & Paper , Perawang. Hasil uji ketebalan dari beberapa variasi konsentrasi kalsium laktat ditunjukkan oleh data berikut.
Tabel 1 . Hasil Uji Ketebalan
Keterangan: Nilai standar baku diperoleh dari Japanese Industrial Standart 2-1707 3.2 Hasil Uji Kuat Tarik ( Tensile )
Hasil pengujian kuat tarik dari beberapa variasi konsentrasi larutan kitosan 3%, $%, dan 5%  diperoleh hasil sebagai berikut :
Kitosan (%)
Ketebalan (mm)
Rata-rata RPD (%) standar I II 3 0,28 0,34 0,302 4,83 Maks. 0,25 mm 4 0,25 0,32 0,274 6,14 5 0,23 0,27 0,256 4
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon Tabel 2. Hasil Uji Kuat Tarik ( Tensile )
Keterangan: Nilai standar diperoleh dari SNI 7818 : 2014 3.3 Hasil Uji persen pemanjangan ( Elongation )
Hasil pengujian kuat tarik dari beberapa variasi konsentrasi larutan kitosan 3%, $%, dan 5% diperoleh hasil sebagai berikut.
Tabel 3. Hasil Uji Persen Pemanjangan ( Elongation )
Keterangan: Nilai standar diperoleh dari SNI 7818 : 2014
3.4 Hasil Uji kelarutan ( Absorbable )
Hasil pengujian kelarutan dari beberapa variasi konsentrasi larutan kitosan 3%, $%, dan 5% diperoleh hasil sebagai berikut.
Tabel 4. Hasil Uji Kelarutan ( Absorbable )
Kitosan (%)
Kuat Tarik (MPa)
Rata-rata RPD (%) standar I II 3 38,92 38,01 38,465 0,591 24,7 – 302 MPa 4 43,20 43,11 43,155 0,052 5 51,69 51,50 51,595 0,092 Kitosan (%) Elongasi (%) Rata-rata RPD (%) standar I II 3 24,53 24,13 24,33
0,41 21 – 220%
4 22,90 22,80 22,85 0,10 5 21,47
21,13 21,30 0,39
Kitosan (%) Swelling (%) I 3 2,82 4 3,59 5 3,07
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon 3.5 Hasil uji FTIR ( Fourier Transform-Infra Red ) 3.5.1  Selulosa
Gambar 1. Spektrum FTIR selulosa

## 3.5.2  Pati Sagu

## Gambar 2. Spektrum FTIR pati sagu

## 4. Conclusion
Bioplastik berupa lembaran tipis transparan berbahan dasar pati sagu-kitosan berbasis pelepah sawit dan plastizier gliserol telah berhasil dibuat. Hasil pengujian sifat mekaniknya menunjukkan bahwa komposisi terbaik bioplastik adalah pada variasi larutan kitosan 5% dengan nilai kuat tarik 51,95 Mpa.

## Acknowledgement
Terimakasih  diucapkan  kepada  Ditjen  Belmawa  Dikti  ristek  atas  pendanaan  PKM-RE  penelitian  ini,
Laboratorium  FTIR  Uniersitas  Riau,  dan  seluruh  teman-teman  prodi  kimia  UMRI  yang  bersedia berpartisipasi dalam penelitian ini.

## References
Ahmad,  M.,  Islamia,  J.  M.  and  Ahmed,  S.  2015.  Adsorption  of  heavy  metal ions : Role  of  chitosan  and cellulose for water treatment. International Journal of Pharmacognosy . 2(6):280-89.
375 450 525 600 675 750 825 900 975 1050 1200 1350 1500 1650 1800 1950 1/c m -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 %T 133 9,62 131 9,37 115 8,30 115 0,59 107 0,54 992 ,42 898 ,87 434 ,97 Selulosa 450 750 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000 3300 3600 3900 4200 4500 1/c m -0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 %T 298 6,90 294 4,46 289 0,45 271 9,75 268 3,10 257 0,26 246 0,31 161 7,38 133 9,62 123 9,32 114 9,62 106 6,68 991 ,45 926 ,84 863 ,18 Kitosan
http://ejurnal.umri.ac.id/index.php /photon
Harjanti, R, S. 2014. Kitosan dari Limbah Udang sebagai Bahan Pengawet Ayam Goreng. Jurnal Rekayasa Proses . 8(1):12 – 19.
Ihwan, R. 2017. Pembuatan Asam Oksalat Dari Pelepah Kelapa Sawit (Elaeis Guineensis) Melalui Reaksi Oksidasi Asam Nitrat. Skripsi . Universitas Sumatra Utara.
Jumadil,  K.  2020.  Pengaruh  Variasi  Penambahan  Selulosa  Pelepah  Kelapa  Sawit  Pada  Bioplastik  Dari Tepung Maizena Dan Tepung Tapioka. Skripsi. Universitas Muhammdiyah Riau.
Lismawati. 2017. Pengaruh Penambahan Plasticizer Gliserol Terhadap Karakteristik Edible Film Dari Pati Kentang (Solanum Tuberosum L.). Skripsi. Universitas Islam Negri Makassar.
Muhidin, S. L. 2012. Pengaruh Perbedaan Karakteristik Iklim Terhadap Produksi Sagu. Jurnal Agroteknos, 190-194.
Nahir,  N.  2017.  Pengaruh  Penambahan  Kitosan  Terhadap  Karakteristik  Bioplastik Dari  Pati  Biji  Asam (Tamarindus Indica L.). Skripsi. Universitas Islam Negri Makassar.
Novriyani, V., Utami, S, P., dan Bahruddin. 2019. Pembuatan Bioplastik Berbasis Pati Sagu Menggunakan Modifikator  Asam  Sitrat  Dengan  Microcrystalline  Cellulose  (MCC)  Sebagai  Filler  dan  Sorbitol Sebagai  Plasticizer.  6(1):1 – 5.  Pamilia  Coniwanti,  L.  L.  2014.  Pembuatan  Film  Plastik Biodegredabel  dari  Pati.
Jagung dengan Penambahan Kitosan dan Pemplastis Gliserol. Jurnal Teknik Kimia No.4 Vol. 20 : 22-30.
Putra, R. H. 2020. Pemanfaatan Limbah Pelepah Kelapa Sawit Sebagai Bahan Baku Alternatif Pembuatan Kertas Dengan Metode Kraft. Skripsi. Universitas Muhammadiyah Riau.
Rasli, S. A. M., Ahmad, I., Lazim, A. M., Hamzah, A. 2017. Pengekstarkan dan pencirian selulosa daripada bahan buangan pertanian – pelepah kelapa sawit. Malaysian Journal of Analytical Science. 21(5) : 1065-1073.
Ritonga,  F.  S.  2018  .Bioplastik  Dari  Pati  Biji  Durian  Berpengisi  Kitosan  (Menggunakan  Pelarut  Asam Format Dan Plasticizer Gliserol) Sebagai Plastik Pengemas Minyak. Skripsi . Universitas Sumatera Utara.
Said, A. 2018. Sintesis Plastik Biodegradable Berbahan Komposit Pati Sagu- Kitosan Sisik Ikan Katamba ( Lethrinus lentjam ). Jurnal Inovasi Pendidikan Sains . 9(1):23 – 30.
Septiosari. A., Latifah., Kusumastuti. E. 2014. Pembuatan dan karakterisasi bioplastik limbah biji mangga dengan penambahan selulosa dan gliserol. Indonesia Journal of Chemical Science , 2(3).