Syntax Literate : Jurnal Ilmiah Indonesia – ISSN : 2541-0849 e-ISSN : 2548-1398 Vol. 2, No 11 November 2017

## SINTESIS MASKER GEL NANOSELULOSA DARI BAHAN DAUN UBI JALAR MERAH
Ahmad Fikri Universitas Islam Al-Ihya Kuningan ahmadfikric4@gmail.com

## Abstrak
Provinsi  Jawa  Barat  dan  Kabupaten  Kuningan  banyak  memproduksi  ubi  jalar. Produksi yang banyak akan menghasilkan limbah pertanian. Limbah pertanian ubi jalar  adalah  daun,  batang  dan  akar.  Daun  ubi  jalar  memiliki  nilai  karbohidrat sebanyak  8,82%.  Karbohidrat  bisa  diektraksi  menjadi  selulosa  dan  dihidrolisis menjadi  nanoselulosa.  Nanoselulosa  bisa  diaplikasikan  sebagai  material  masker gel.  Kajian  awal  ini  fokus  terhadap  sintesis  material  untuk  aplikasi  masker  gel nanoselulosa  yang  diharapkan  bisa  digunakan  sebagai  pengontrol  pelepasan  zat aktif. Tahapan penelitian ini adalah isolasi selulosa, hidrolisis selulosa, pembuatan masker  gel,  karakterisasi  kekuatan  bahan,  SEM  dan  UV-VIS.  Hidrolisis  selulosa menggunakan  H 2 SO 4 dengan  pemanasan  dan  stirring.  Penggunaan  PVA  15% digunakan  sebagai  bahan  utama  sintesis  masker  gel.  Hasil  pengujian  tarik menunjukan  kekuatan  tarik  yang  meningkat  seiring  dengan  penambahan  jumlah nanoselulosa.  Karakterisasi  UV-Vis  menunjukan  cahaya  visible  diserap  dan dipantulkan dipermukaan. SEM menunjukan morfologi masker gel yang tertutup.
Kata Kunci: Nanoselulosa, Ubi Jalar

## Pendahuluan
Salah  satu  komoditi  pangan  Indonesia  adalah  ubi  jalar.  Indonesia  mampu memproduksi  ubi  jalar  merah  sebanyak  2.397.634  ton  pada  tahun  2015.  Tanaman  ubi jalar  merah  ini  tersebar  diberbagai  provinsi.  Provinsi  Jawa  Barat  adalah  provinsi  yang paling  banyak  memproduksi  ubi  jalar.  Provinsi  Jawa  Barat  mampu  memproduksi  ubi jalar sebanyak 456.176 ton pada tahun 2015. Jumlah produksi pada tahun 2015 ini lebih tinggi  dibandingkan  dengan  Provinsi  Papua  dan  Provinsi  Jawa  Timur  yaitu  sebanyak 446.925 ton dan 350.516 ton.
Produksi ubi jalar di Provinsi Jawa Barat tersebar di berbagi kota dan kabupaten. Kabupaten  Kuningan  pada  tahun  2015  mampu  memproduksi  ubi  jalar  terbesar dibandingkan  kota  dan  kabupaten  lainnya.  Kabupaten  Kuningan  pada  tahun  2015 mampu  memproduksi  137,296  ton  Jumlah  produksi  ubi  jalar  tersebut  lebih  tinggi
dibandingkan  dengan  Kabupaten  Garut  dan  Bogor.  Kabupaten  Garut  dan  Bogor  pada tahun 2015 mampu memproduksi 98,444 ton dan 72.144 ton. Produksi yang melimpah tersebut  menunjukan  bahwa  ubi  jalar  merupakan  identitas  lokal  bagi  Provinsi  Jawa Barat dan Kabupaten Kuningan.
Produksi  ubi  jalar  yang  banyak  tentu  akan  menghasilkan  limbah  pertanian. Limbah  pertanian  ubi  jalar  biasanya  dalam  bentuk  daun,  batang  dan  akar  ubi  jalar. Pemanfaatan  limbah  tersebut  masih  tradisional.  Biasanya  petani  lokal  Kabupaten Kuningan  menggunakan  limbah  tersebut  untuk  pakan  ternak.  Selain  itu  jika  produksi terlalu banyak dan musim hujan, limbah ubi jalar tersebut hanya dibiarkan di pematang sawah dan menghalangi irigasi sawah.
Data  memunjukan  adanya  nilai  nutrisi  pada  ubi  jalar.  Tabel  1  di  bawah  ini menunjukan  nilai  nutrisi  dari  limbah  ubi  jalar.  Karbohidrat  menunjukan  nilai  nutrisi sebanyak  8,82  gr.  Karbohidrat  tersebut  bisa  ekstraksi  menjadi  selulosa.  Selulosa memiliki  rantai  glukosa  yang  panjang.  Selulosa  tersebut  bisa  dihidrolisis  menjadi nanoselulosa . Nanoselulosa adalah  molekul  selulosa  yang  memiliki  ukuran  dimenasi kurang dari 100 nm.
Tabel 1 Nilai Nutrisi Akar dan Daun Ubi Jalar Proximate Parameter Nutritional Value per 100 g Root tuber Leaf Water 77,28 86,81 Engery (kcal) 86 42 Carbohydrates 20,12 8,82 Protein 1,57 2,49 Total fiber 3 5,3 Total lipid 0,05 0,51
Nanoselulosa memiliki  beberapa  aplikasi  dalam  bidang  kesehatan.  Aplikasi tersebut  adalah  kultur  jaringan  ( cellular  culture ),  pengantar  obat  ( drug  delivery ), penyembuhan luka ( wound healing ), material antibakteri dan masker gel.
Secara  umum,  nanoselulosa  sendiri  adalah  bentuk  paling  sederhana  dari selulosa.  Selulosa  adalah  ikatan  beberapa  glukosa  yang  tersusun  atas  rantai  linear, dimana  pada  fase  ini,  keberadaan  C-1  pada  setiap  glukosa  berikatan  dengan  C-4  pada glukosa  yang  lain  (Moon,  dkk:  2011).  Nanoselulosa  sendiri  adalah  materi  jenis  baru yang  berasal  dari  jenis  selulosa.  Kemunculan  nanoselulosa  ditandai  dengan  adanya
peningkatan  kristanilitas,  aspek  rasio,  luas  permukaan  juga  kemampuan  dispersi  serta biodegresi  (Devi  Bentia,  E  dkk:  2015 ). Kemampuan-kemampuan  yang  dijelaskan  di atas  memungkinkan  nanoselulosa  untuk filler yang  berguna  sebagai  penguat  polimer, adiktif  untuk  beberapa  jenis  produk bogredeble, menguatkan  membran,  sebagai pengental untuk keperluan dispersi, serta media pembawa obat serta implan (Loelovich: 2012).

## Gambar 1
Aplikasi nanoselulosa dalam bidang kesehatan
Aplikasi  material  untuk  perawatan  wajah  menunjukan  nilai  ekonomis  yang tinggi. Tahun 1998 di Amerika Serikat nilai penjualan biomaterial dan healthcare untuk perawatan wajah mencapai nilai $ 3.700.000.000. Hal ini menunjukan industri kosmetik menjadi industri yang menguntungkan. Potensi tersebut menjadikan penelitian ini fokus terhadap  pemanfaatan nanoselulosa sebagai  masker  gel  untuk  perawatan  kulit  wajah. Hal  ini  disebabkan  kurangnya  pemanfaatan  kurangnya  pemanfaatan  nanoselulosa  dari bahan  daun  ubi  jalar  merah  untuk  aplikasi  masker  gel  yang  memiliki  karakteristik mendekati produk komersil yang ada. Oleh karena itu judul penelitian ini adalah sintesis masker gel dari bahan daun ubi jalar merah. Penggunaan daun ubi jalar merah sebagai bahan sampel dikarenakan ubi jalar merah merupakan ubi jalar yang memiliki nilai jual yang  rendah.  Nilai  jual  yang  rendah  ini  diharapkan  mampu  ditingkatkan  dengan penggunaan nanoselulosa dari bahan daun ubi jalar merah untuk aplikasi masker gel.
Sifat  mekanik  masker  gel nanoselulosa yang ada dipasaran di  tunjukan dengan tensile  modulus dan  regangan.  Masker  gel nanoselulosa menunjukan tensile  modulus
dalam  keadaan  basah  dan  kering  adalah  30,84  N/mm 2 dan  11,23  N/mm 2 .  Regangan pada  masker  gel  dalam  keadaan  basah  dan  kering  menunjukan  nilai  32,89  %  dan 67,03%.  Data  tersebut  merupakan  masker  gel  yang  bersumber  dari  bakteri  ( bacterial nanocellulose ).  Masker  gel nanoselulosa menunjukan tensile  modulus dalam  keadaan basah  dan  kering  adalah  30,84  N/mm 2 dan  11,23  N/mm 2 .  Regangan  pada  masker  gel dalam keadaan basah dan kering menunjukkan nilai 32,89% dan 67,03%. Data tersebut merupakan masker gel yang bersumber dari bakteri.

## Metodologi Penelitian
Penelitian  ini  bermetodekan  pra  eksperimen one-shot  case  study. Dalam pengertian  yang  diutarakan  oleh  Sukmadinata  (2012),  metode  penelitian  ini memungkinkan  peneliti  melakukan  penelitian  serupa  eksperimen,  namun  pada pelaksanaannya,  eksperimen  yang  dilakukan  tidak  sebagaimana  eksperimen  pada umumnya,  sebab  eksperimen  yang  digunakan  kali  ini  tidaklah  menggunakan  variabel kontrol. Mengamini hal tersebut, Sugiyono (2013) pun menuturkan bahwa metode jenis ini bukanlah metode eksperimen murni, sebab tidak digunakannya variabel kontrol dan pemilihan  sampel  pun  tidak  dilakukan  secara  random.  Dengan  demikian,  pra eksperimen one-shot  case  study adalah  sebuah  metode  eksperimen  yang  berlainan dengan metode eksperimen, yang merupakan metode penelitian yang dilakukan dengan kesengajaan  untuk  menimbulkan  kejadian  tertentu  untuk  kemudian  diteliti  dan  dikaji sebab akibatnya (Yusup: 2014).
Di  samping  metode  penelitian  di  atas,  peneliti  juga  memberlakukan  studi literatur  untuk membantu memudahkan proses penelitian. Studi literatur sendiri adalah metode penelitian yang memungkinkan peneliti untuk mendapat informasi dan data dari beberapa sumber literasi yang dimiliki dan dibaca  oleh peneliti.
Lokasi penelitian ini berada di laboratorium yang terletak di Kampus Universitas Islam Al-Ihya Kuningan yang terletak di Jalan Mayasih Nomor 11Kecamatan Cigugur Kabupaten Kuningan  - Jawa Barat 45552.
Untuk  lebih  jelas  terkait  sampel  dan  definisi  operasional,  berikut  peneliti terjemahkan terjemahkan dalam gambar di bawah ini:
Gambar 2

## Definisi Operasional

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Penelitian

## 1. Hasil uji karbohidrat
Hasil  uji  karbohidrat  ditunjukan  pada  tabel  2.  Nilai  kadar  karbohidrat  dan protein pada daun ubi jalar merah menunjukan nilai 3,59% dan 8,10%. Nilai kadar karbohidrat  lebih  rendah  jika  dibandingkan  dengan  nilai  kadar  karbohidrat  pada daun ubi jalar lainnya. Namun nilai tersebut tidak begitu jauh berbeda (Tabel 1).
Tabel 2 Hasil pengujian daun ubi jalar merah No. Parameter Hasil Pemeriksaan 1 Protein 3,59% 2 Karbohidrat 8,10%

## 2. Karakterisasi FTIR
Hasil  FTIR  sampel  selulosa  ditunjukan  pada  gambar  3.  Gambar  3 menunjukan adanya gelombang pada bilangan gelombang 3414 cm -1 dan 1066 cm -
1 . Bilangan gelombang 3414 cm -1 dan 1066 cm -1 ditunjukan oleh lingkaran merah.
Bilangan  gelombang  3414  cm -1 dan  1066  cm -1 pada  sampel  menunjukan  adanya gugus  fungsi  –OH  dan  C-O.  Selulosa  memiliki  tiga  gugus  fungsi  –OH  dan  C-O. Hal tersebut menunjukan selulosa berhasil diisolasi dari daun ubi jalar merah.
Gambar 3 Hasil karaterisasi FTIR setelah isolasi selulosa
Gambar  3  menunjukan  adanya  gelombang  pada  bilangan  gelomang  1614 cm -1 dan  dilingkari  warna  hijau.  Robert  M.  Silversatin  (2005)  menunjukan Data base nomor  gelombang  untuk  setiap  gugus  fungsi,  pada  nomor  gelombang  1614 cm -1 bisa  dimiliki  oleh  gugus  fungsi  aromatik  dan  asam  karboksilat  (-COOH).
Proses  isolasi  selulosa  pada  daun  ubi  jalar  merah  menggunakan  teknik bleaching sebanyak  dua  kali.  Tahap  pertama  menggunakan  asam  asetat  dan  tahap  kedua menggunakan  NaOCl.  Asam  asetat  memiliki  gugus  fungsi  –COOH.  Hal  ini dimungkinkan adanya gugus fungsi asam karboksilat yang terbawa pada saat FTIR selulosa.

## 3. Karakterisasi TEM
Hasil    TEM    ditunjukan    pada    gambar    4.  Hasil  TEM  menunjukan morfologi nanoselulosa yang  cenderung kristalin .  Morfologi nanoselulosa ini disebabkan putusnya rantai amorp pada rantai selulosa. Rantai polimer terdiri dari bagian  yang amorp dan kristalin .  Bagian amorp adalah  bagian  yang  tidak  teratur ( random ). Bagian kristalin adalah bagian yang teratur. Ion H + dari H 2 SO 4 berikatan dengan unsur O sehingga menjadikan unsur O menjadi tidak stabil. Ketidakstabilan unsur  O  menyebabkan  rantai  pada  bagian amorph putus  dan  membentuk nanoselulosa kristalin (NC).
Gambar 4 Hasil TEM nanoselulosa perbesaran 15.000x

## 4. Karakterisasi SEM
Gambar  5  dan  6  menunjukan  hasil  karakterisasi  SEM  masker  gel nanoselulosa pada  perbesaran  5000x  dan  10.000x. Perbesaran  5000x  dan  10.000x pada masker gel nanoselulosa menunjukan permukaan yang halus dan tertutup. Hal ini  disebabkan nanoselulosa telah  menempel  di  dalam  PVA. Nanoselulosa dan
PVA memiliki gugus –OH sehingga mampu membentuk ikatan hidrogen sehingga nanoselulosa menempel  pada  PVA.  Menurut  Abdulkhani,  dkk  (2013)  film nanoselulosa dengan  matrix  PVA  menunjukan  permukaan  yang  halus.  Hal  ini disebabkan nanoselulosa menempel  kuat  pada  matrix  PVA.  Hal  tersebut  karena interaksi yang kuat antara PVA dengan nanoselulosa .
Gambar 5 Hasil karakterisasi SEM masker gel dengan perbesaran 5000x
Gambar 6
Hasil karakterisasi SEM masker gel dengan perbesaran 10.000x

## 5. Hasil Uji Tarik
Gambar  7  dan  8  menunjukan  nilai  kekuatan  tarik  dan  elongasi  yang menurun  dari  0%  NC  ke  3%  NC.  Penurunan  nilai  kekuatan  tarik  dan elongasi ini disebabkan  oleh  ikatan  intermolekul  antara  PVA  dengan Nanoselulosa .
Peningkatan  nilai  kekuatan  ditunjukan  pada  3%  NC  sampai  7%  NC.  Hal  ini disebabkan  ikatan  intramolekul  selulosa  yang  banyak. Nanoselulosa membentuk ikatan  hidrogen.  Bertambahnya  jumlah nanoselulosa menjadikan  ikatan  hidrogen
yang  terbentuk  menjadi  lebih  banyak  sehingga  kekuatannya  meningkat.  Menurut Sun-Young Lee, gaya intermolekul dan intramolekul memperngaruhi nilai kekuatan pada PVA film.
Gambar 7 Kekuatan tarik pada masker gel

## Gambar 8 Grafik elongasi padamasker gel.
Gambar 9 menunjukan nilai modulus elastisitas yang meningkat dari sampel 0%  NC  sampai  7%  NC.  Hal  ini  disebabkan  karena nanoselulosa yang  digunakan cenderung kristalin .  Struktur kristalin merupakan  film  menyebabkan modulus elastisitas  meningkat. Hal  tersebut  menjadikan nanoselulosa kristalin memiliki modulus elastisitas yang meningkat.
Gambar 9 Nilai Modulus Elastisitas Masker Gel

## 6. Hasil UV-VIS
Hasil  karakterisasi  UV-Vis  pada  sampel  dengan nanoselulosa ditunjukan pada  gambar  10.  Hasil  tersebut  menunjukan  nilai  transmitansi  yang  pada  sampel NC  3%,  NC  5%  dan  NC  7%.  Nilai  transmitansi  cahaya visible yang  paling  tinggi dimiliki  oleh  NC  5%  dan  yang  paling  rendah  dimiliki  oleh  NC  3%.  Selain  itu, grafik  menunjukan  pola  yang  fluktuatif  dan  merata  pada  panjang  gelombang  400 nm sampai 800 nm.
Sampel NC 3% merupakan sampel dengan jumlah nanoselulosa yang paling sedikit.  Hal  ini  menyebabkan  cahaya visible seharusnya  lebih  mudah  melewati sampel.  Namun,  hasil  UV-Vis  menunjukan  nilai  tansmitansi  paling  redah dibandingkan  sampel  lainnya.  Hal  ini  bisa  disebabkan  oleh  penyebaran  fiber nanoselulosa yang  terlokalisasi  atau  tidak  merata.  Fiber nanoselulosa yang  tidak merata  bisa  menyebabkan  cahaya  yang  melalui  sampel  lebih  sedikit  sehingga menghasilkan  nilai transmitansi yang  kecil.  Sampel  NC  5%  menunjukan  nilai transmitansi yang menurun jika dibandingkan dengan NC 7%.
Hal  ini  disebabkan  jumlah  fiber nanoselulosa yang  lebih  banyak  sehingga menyebabkan cahaya visible lebih banyak terhalangi oleh fiber nanoselulosa . Fiber nanoselulosa akan  menyebabkan  penyerapan  ( absropsi )  dan scattering cahaya visible pada sampel. Selain banyaknya jumlah fiber nanoselulosa , penyebaran fiber nanoselulosa yang merata menyebabkan nilai transmitansi lebih kecil.
Pola grafik pada sampel NC 3%, NC 5% dan NC 7% menunjukan pola yang fluktuatif. Hal ini disebabkan oleh tonjolan pada permukaan sampel. Tonjolan pada sampel  dan  ketebalan  sampel  yang  berbeda  menunjukan  nilai  tranmitansi  menjadi fluktuatif.  Permukaan  sampel  yang  tidak  rata  ditunjukan  pada  karakterisasi permukaan dengan menggunakan SEM.
Gambar 10
Tansmitansi cahaya visible pada sampel masker gel dengan nanoselulosa

## B. Pembahasan
Sintensis  masker  gel  nanoselulosa  yang  dilakukan  dalam  penelitian dinyatakan  berhasil.  Sintesis  pada  penelitian  ini  sendiri  melibatkan  bahwa  berupa daun  ubi  jalar  merah  dengan  kuantitas  100  gr.  Selain  melibatkan  ubi  jalar, penelitian ini juga melibatkan 100 ml aquadest.
Morfologi  permukaan  masker  gel  nanoselulosa  menunjukkan  permukaan yang halus dan tertutup. Hal itu diartikan bahwa, masker gel dari nanoselulosa telah dinyatakan  mirip  dengan  banyak  masker  lain  yang  memiliki  permukaan  yang  rata dan halus.
Sifat  optik menunjukan  nilai  transmitansi  tertinggi  ditunjukan  pada  sampel NC  5%.  Nilai  transmitansi  dipengaruhi  banyaknya  fiber  nanoselulosa,  penyebaran fiber  nanoselulosa  dan  tonjolan  pada  permukaan  sampel.  Nilai  modulus elastisitas yang  optimum  ditunjukan  pada  NC  7%  yaitu  2,60  N/mm 2 .  Nilai  tersebut  masih rendah jika dibandingkan dengan produk masker gel komersial yaitu 11,23 N/mm 2 .

## Kesimpulan
Dari  hasil  dan  pembahasan  yang  telah  dijabarkan  di  atas,  penulis  menemukan beberapa kesimpulan seperti:
1. Sintesis  masker  gel  nanoselulosa  dari  bahan  daun  ubi  jalar  merah  berhasil dilakukan;
2. Morfologi  permukaan  masker  gel  nanoselulosa  menunjukan  permukaan  yang halus dan tertutup;
3. Sifat  optik  menunjukan nilai  transmitansi tertinggi  ditunjukan  pada  sampel  NC 5%.  Nilai  transmitansi  dipengaruhi  banyaknya  fiber  nanoselulosa,  penyebaran fiber nanoselulosa dan tonjolan pada permukaan sampel;
4. Nilai  modulus  elastisitas  yang  optimum  ditunjukan  pada  NC  7%  yaitu  2,60 N/mm 2 .  Nilai  tersebut  masih  rendah  jika  dibandingkan  dengan  produk  masker
gel komersial yaitu 11,23 N/mm 2 .

## BIBLIOGRAFI
Abdulkhani, A., dkk. 2013. Prevaration of cellulose/polyvinyl alcohol biocomposite film  using  1-n-butyl-3-methylimidazplium  chloride .  Journal  Biological Macromolecules. 379-386.
Effendi, Devi Bentia, dkk. 2015. Review: Sintesis Nanoselulosa. Jurnal Integrasi Proses Vol. 5, No. 2 (Juni 2015) 61 –  74.  Tersedia  online  di https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved =0ahUKEwimlOuOvsDXAhVH6Y8KHarKARkQFgg0MAI&url=https%3A%2
F%2Fjurnal.untirta.ac.id%2Findex.php%2Fjip%2Farticle%2Fdownload%2F199 %2F124&usg=AOvVaw3uvYxd__UFEwNZnN7Lyq9_
Lee,  Moon  Soo,  dkk.  2011. Assesment  of  the    Type  D  Personality  Construct  in  The Korean  Populatio:  A  Validation  Study  of  the  Korean  DS14. Journalof  Korea Science. Diakses November 2017.
Loevich,  M.  2012. Optimal  Condition  for  Isolation  of  Nanocrystalline  Cellulose Particles. Journal Nano Science and Nanotechnology 2 (2), 9 – 13.
Muri  A.  Yusuf.  2014. Metodologi  Penelitian  Kuantitatif,  Kualitatif  &  Penelitian Gabungan. Jakarta: Prenada Media Grup.
Sugiyono.  2013. Metode  Penelitian  Kuantitatif,  Kualitatif  dan  R  &  D. Bandung: Alfabeta
Sukmadinata,  Nana  Syaodih.  2013. Metode  Penelitian  Pendidikan. Bandung:  PT Remaja Rosdakarya.