## ANALISIS UJI MEKANIK BIOPLASTIK BERBAHAN PATI TEPUNG SAGU- KITOSAN DAN SORBITOL
Niken Ayu * , Ety Jumiati, Miftahul Husnah Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi,UIN Sumatera Utara Medan, Jl. Lap. Golf, Kp Tengah, Kec. Pancur Batu, Kabupaten Deli Serdang, Sumatera Utara 20353, Indonesia.
* email: nikenayu6309@gmail.com

## ABSTRAK
Telah  dilakukan  penelitian  pembuatan  plastik  biodegradable  sebagai  upaya  pncegahan  pencemaran  sampah  plastik  pada lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakterisasi mekanik bioplastik pati tepung sagu dapat dijadikan bioplastik. Penelitian ini menggunakan bahan kitosan, pati tepung sagu dan dengan sorbitol sebesar 50%. Variasi komposisi pati tepung sagu dan kitosan pada sampel A (40% : 60%), B (50% : 50%), dan C (60% : 40%). Pengujian sifat mekanik pada penelitian ini meliputi uji kuat tarik, uji elastisitas (elongasi), dan uji modulus elastisitas. Data hasil pengujian diperoleh nilai kuat tarik 2,7015 MPa, 2,4936 MPa dan 2,3393 MPa dan telah memenuhi ASTM E8-13a, nilai elastisitas diperoleh sebesar 6,6998%, 10,6998%$ dan 11,9220% dan telah memenuhi standar ASTM D882-12, dan nilai modulus elastisitas diperoleh sebesar 0,4032 MPa, 0,2330 MPa dan 0,1962 MPa.
Kata Kunci: Bioplastik;  Pati tepung sagu; Kitosan;  Plasticizer Sorbitol.

## ABSTRACT
[Title: Analysis Of Mechanical Tests Of Bioplastic With Sago Flour, Chitosan And Sorbitol Starch] Research on the manufacture of biodegradable plastic has been carried out as an effort to prevent plastic waste pollution in the environment. This establishment alms to determine the mechanical characterization of bioplastic from sago starch which can be used as bioplastic. This study used impression materials, sago starch and 50% sorbitol. variation the composition of sago starch and cinnamon on sampels A (40%:60%), B (50%:50%) dan C (60%:40%). Test for mechanical properties in this study included a tensile test, a lestates test and a modulus of elasticity test. The date obtained from the test results obtained tensile strength values of 2,7015 MPa, 2,4936 MPa and 2,3395 MPa and complied with ASTM E8-13a, the ductility values obtained were 6,6998%, 10,6998% and 11,9220% and were ASTM D882- 12 and the elastic modulus values obtained are 0,4032 MPa, 0,2330 MPa and 0,1962 MPa.
Keywords: Bioplastics;  Sago flour starch; Chitosan; Plasticizer Sorbitol.

## PENDAHULUAN
Sampah plastik merupakan masalah global di seluruh  dunia  karena  setiap  tahun  jutaan  ton  dari plastik  dikemas  dan  digunakan  disektor  industri. Jumlah  sampah  plastik  ini  kemungkinan  akan menyebabkan  masalah  serius  terhadap  lingkungan. Upaya  untuk  mengatasi  pencemaran  sampah  plastik adalah  dengan  membuat  bioplastik.  Bioplastik umumnya dikenal sebagai plastik sintesis, khususnya plastik  yang  sebagian  komponennya  terbuat  dari material  yang  dapat  diperbarui.  Biasanya  plastik sintesis diartikan sebagai kemasan plastik dapat didaur ulang,  ramah  lingkungan  dan  dapat  mengubah struktur kimianya (Khairunnisa, 2017).
Bahan yang dapat dijadikan bioplastik adalah pati. Pati merupakan  jenis  karbohidrat  yang  dapat  dibagi menjadi  dua  bagian  yaitu  amilosa  dan  amilopektin. Pati yang dapat dipisah dalam air dengan suhu tinggi dan  dapat  bercampur  dengan  air  adalah  amilosa sedangkan bagian yang tidak dapat bercampur dengan air adalah amilopektin (Syahputra et al., 2022). Penelitian ini mengunakan pati tepung sagu sebagai bahan dasar bioplastik. Menurut Dewi (2021) tepung  sagu  mengandung  amilosa  28%  dan amilopektin 73%, kesetabilan bioplastik dipengaruhi oleh  amilopektin,  sedangkan  amilosa  berpengaruh terhadap kekompakannya. Pati dengan kadar amilosa yang tinggi akan menghasilkan bioplastik yang lentur dan kuat karena struktur amilosa dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul glukosa penyusunnya
selama  pemanasan  yang  membentuk  jaringan  yang dapat merangkap air sehingga menghasilkan gel yang kuat.
Bioplastik dengan bahan dasar pati memiliki sifat  mekanik  yang  rendah.  Sifat  mekanik  bioplastic dapat diperbaiki dengan cara menambahkan kitosan.
Isra Syura (2020) dalam penelitiannya, mengemukakan  bahwa  banyaknya  kitosan  yang digunakan,  maka  semakin  besar  sifat  mekanis  dan ketahanannya dalam pembuatan bioplastik.
Bioplastik berbahan dasar pati-kitosan masih memiliki kekurangan yaitu nilai elastisitasnya rendah. Nilai  elastisitas  yang  rendah  ini  dapat  diperbaiki dengan  cara  menambah  plasticizer.  Plasticizer berguna  untuk  menambahkan  elastisitas  dan fleksibilitas dari salah satu zat pembentuk bioplastik hidrofilik  (Khairunnisa,  2017).  Penambahan plasticizer  sangat  membantu  dalam  mengatasi kelemahan,  mudah  patah  dan  tidak  memiliki elastisitas.  Selain  itu,  plasticizer  dapat  mengurangi gaya antarmolekul dan meningkatkan keserbagunaan plastik  dengan  memperluas  ruang  kosong  molekul dan  melemahkan  ikatan  rantai  polimer  hidrogen (Anugrah, dkk, 2017).

## METODE
Adapun alat yang digunakan pada penelitian ini adalah ayakan 100 mesh, kertas saring, spatula, pipet skala,  gelas  ukur,  cetakan  bioplastik,  hot  plate, magnetic stirrer, neraca, oven dan mesin kuat tarik. Bahan-bahan  yang  digunakan  meliputi  pati  tepung sagu, aquades, kitosan, sorbitol dan asam asetat 1%.

## A.Proses Pembuatan Pati Tepung Sagu
Ektraksi pati dari tepung sagu dilakukan dengan merendam tepung sagu dengan air kemudian disaring dan endapan kemudian dikeringkan pada suhu 50oC selama  1  jam,  selanjutnya  dilakukan  pengayakan menggunakan ayakan 100 mesh.

## B. Proses Pembuatan Bioplastik
Pembuatan  bioplastik  dilakukan  dengan  rasio massa pati:kitosan yaitu 40% :60%, 50% :50% dan 60%  :  40%.  Pati  dilarutkan  dalam  aquades, sedangkan kitosan dilarutkan dalam asam asetat 1%. Dan larutan sorbitol dengan jumlah 50% dari berat pati:kitosan.  Larutan  kitosan  ditambahkan  kedalam campuran  pati  dan  aquades.  Pencampuran menggunakan  magnetic  stirrer  dengan  waktu  25 menit.  Lalu  ditambahkan  larutan  sorbitol  sebanyak 2,5  ml  pada  larutan  pati  dan  kitosan,  lalu  diaduk menggunakan  magnetic  stirrer  selama  15  menit. Magnetic  stirrer  dimatikan.  Lalu  larutan  dimasukan sebanyak 100 ml ke dalam cetakan, kemudian di oven pada suhu 60o C selama 24 jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bioplastik hasil sintesis selanjutnya dilakukan pengujian  sifat  mekanik  (kuat  tarik,  elastisitas,  dan modulus  elastisitas).  Pengujian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  rasio  massa  pati:  kitosan  yang  optimal dari  bioplastik  dengan  karakteristik  sifat  mekanik terbaik.  Pengaruh  rasio  massa  pati:kitosan  terhadap karakteristik bioplastik disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh rasio massa pati:kitosan terhadap karakteristik bioplastik.
Sampel Pati : Kitosan (%) Kuat Tarik (Mpa) Elastisitas (%) Modulus Elastisitas (Mpa) A 40:60 2,7015 6,6998 0,4032 B 50:50 2,4936 10,6998 0,2330 C 60:40 2,3393 11,9220 0,1962

## 1. Uji Kuat Tarik
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  masing-masing nilai kuat tarik pada sampel A, B dan C dengan nilai kuat  tarik  sebesar  2,7015  MPa,  2,4936  MPa  dan 2,3393  MPa.  Dan  telah  memenuhi  standard  ASTM E8-13a dengan nilai standar rata-rata 1,35-2,32 MPa.
Gambar 1. Grafik Uji Kuat Tarik
Salah  satu  penyebab  nilai  kuat  tarik  berbeda-  beda pada biolastik yaitu pada besarnya massa pati: kitosan. Semakin banyak kitosan yang ditambahkan maka nilai kuat  tarik  bioplastik  semakin  meningkat.  Hal  ini dikarenakan  semakin  banyak  intraksi  antara  pati- kitosan  dengan  membentuk  ikatan  hidrogen  dalam bioplastik.  Ikatan  hidrogen  antar  rantai  ini  akan semakin kuat dan sulit untuk diputus sifat bioplastik yang  dihasilkan  menjadi  lebih  rapat  dan  lebih  kaku (Afif et al., 2018).
2. Uji Elastisitas (elongasi)
Tabel  1  menunjukkan  bahwa  masing-masing nilai elastisitas pada sampel A, B dan C dengan nilai elastisitas  sebesar  6,6998%,  10,6998%  dan 11,9220%. Sampel B dan C telah memenuhi standard ASTM D882-12 dengan nilai standar minimal 10%.
Gambar 2. Grafik Uji elastisitas (elongasi)
Gambar 2 terlihat bahwa elongasi berbanding terbalik  dengan  kuat  tarik.  Nilai  persen  elastisitas semakin menurun karena bertambahnya konsentrasi kitosan. Menurut penelitian Afif et al (2018) bahwa jumlah kitosan yang ditambahkan dapat menyebabkan jarak ikatan antar molekul menurun. Penurunan jarak ini  disebabkan  oleh  meningkatnya  jumlah  ikatan hidrogen yang terbentuk antara molekul pati-kitosan. Hal tersebut membuat nilai persen elongasi semakin kecil dan bioplastik yang dihasilkan semakin kaku dan kurang elastis.
3. Uji Modulus Elastisitas/ Modulus Young
Dari  Tabel  1  terlihat  bahwa  masing-masing nilai  modulus  elastisitas/  modulus  young      pada sampel A, B dan C dengan nilai sebesar 0,4032 MPa, 0,2330 MPa dan 0,1962 MPa.
Gambar 3. Grafik Uji Modulus Elastisitas/Modulus Young
Pada  Gambar  3  menjelaskan  data  dari  nilai modulus  elastisitas,  dimana  terjadi  pengaruh  berat kitosan dengan pati terhadap modulus elastisitas/young.  Hal  ini  dapat  terjadi  dikarenakan dengan tingginya kekuatan kuat tarik serta sedikitnya
sorbitol  yang  diberikan  pada  sampel  yang mengakibatkan elongasinya tidak seberapa, sehingga nilai modulus young tinggi ( Wahyudi et al., 2020). Salah  satu  hal  yang  mempengaruhi  nilai  modulus elastisitas  adalah  massa  pati  :  kitosan.  Komponen penyusun bioplastik pati tepung sagu-kitosan sebagai campuran  biopolimer  dan  sorbitol  sebagai plasticizernya berpengaruh  nyata  terhadap  sifat mekanik  bioplastik  yang  dihasilkan.  Pada  gambar  3 menunjukkan  bahwa  kuat  tarik  berbanding  lurus dengan  modulus  elastisitas  dan  berbanding  terbalik (tidak  sebanding)  dengan  nilai  elastisitasnya ( elongasi ).

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil  karakterisasi  bioplastik  pada  pengaruh penambahan  kitosan  dan  pati  tepung  sagu  pada pembuatan  bioplastik  menggunakan  plasticizer sorbitol diperoleh nilai kuat tarik maksimum 2,7015 MPa, nilai elastisitas (elongasi) maksimum 11,922%, nilai  modulus  elastisitas/modulus  young maksimum 0,4032 MPa. Formulasi variasi komposisi dengan hasil yang optimum  diperoleh  pada  sampel  C  karena  nilai  uji kuat  tarik  telah  memenuhi  ASTM  E8-13a  yaitu sebesar  2,3393  MPa  dan  nilai  uji  elastisitas  telah memenuhi  standar  ASTM  D882-12  yaitu  sebesar 11,9220%

## DAFTAR PUSTAKA
Afif,  Muhammad,  et  al.  2018.  Pembuatan  dan Karakterisasi  Bioplastik  dari  Pati  Biji Alpukat-Kitosan
dengan Plasticizer Sorbitol: Universitas Negeri Semarang.
Anugrah,  Dwi  Putra.  2017.  Penambahan  Sorbitol
Sebagai Plasticizer Dalam Pembuatan Edible
Film  Pati  Sukun.  Pekan  Baru:  Universitas Riau.
Dewi, Rozanna, dkk. 2021. Perbaikan Sifat Mekanik dan  Laju  Tramisi  Uap  Air  Edible  Film Bioplastik Menggunakan Minyak Sawit dan Plasticizer  Gliserol  Berbasis  Pati  Sagu. Aceh:  Jurnal  Teknik  Teknologi  Kimia Unimal.
Isra Syura. 2020. Pembuatan dan Karakterisasi Film Bioplastik  Pati  Porang  (Amorphophallus, SP) dan Kitosan dengan Plasticizer Sorbitol. Skripsi.  Medan:  Universitas  Sumatera Utara.
Khairunnisa.  2017.  Studi  Pengaruh  Kandungan Amilosa  dan  Amilopektin  Umbi-Umbian Terhadap  Karakteristik  Fisik  Plastik Biodegradable  Dengan  Plasticizer  Gliserol. Banda Aceh: UIN Ar-Raniry.
Syahputra et al., 2022. Kuat Tarik Edible Film Bahan Dasar  Pati  Sagu  dengan  Penambahan Sorbitol  Sebagai  Plasticizer.  Jurnal  Teknik Pertanian: Universitas Syiah Kuala. Wahyudi, B., Kasafir, M, B., & Hidayat, M. R.2020. Sintesis  Dan  Karakterisasi  Bioplastik  Pati Talas Dengan Tandan Kosong Kelapa Sawit. Teknik Kimia UPN, 1-12.