## Mikroselulosa dari Serat Kulit Pinang sebagai Bahan Pengisi pada Bioplastik

## Microcellulose from Betel Husk Fiber as Filler in Bioplastic
Ratmi Kuswariyah, Berlian Sitorus *) , Adhitiyawarman, Antonius Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Unversitas Tanjungpura *E-mail: berlian.sitorus@chemistry.untan.ac.id

## ABSTRACT
Betel nut husk fiber has a reasonably high cellulose content. Meanwhile, bioplastics nowadays are mostly made of Poly Vinyl Alcohol (PVA), with one of its limitations being tensile strength and other properties regarding mechanical. Thus, this study aims to isolate microcellulose from areca nut  fiber  and  use  the  fiber  as  a  filler  in  bioplastic,  where  cellulose  is  combined  with  PVA.  The intention is to understand the effect of adding microcellulose from betel nut fibers on the properties, including the biodegradability of PVA-based bioplastic films. This research has three steps: isolating cellulose  from  betel  nut  peel  fibers  by  delignification,  pulping,  and  bleaching.  The  next  step  is hydrolysis to obtain microcellulose. The last is the preparation of bioplastic films using the solution casting method, with five different ratios of microcellulose content in the bioplastic. The cellulose characterization from FTIR spectra shows the absorption of several peaks, such as O-H, C-H, and C-O functional groups. The mechanical testing results on the variation of bioplastic show that the bioplastic with the best characteristics was PL 5 , which has the highest microcellulose content, 8 MPa and 10.2% for tensile strength and elongation, respectively. The biodegradation test for bioplastic variation (PL 5 ) was 82% within eight weeks, while in Indonesian National Standard (SNI) number 7188.7:2016, it is 100% within 60 days.
Keywords: Betel nut husk fiber, Bioplastic, Cellulose, Delignification, Microcellulose.

## PENDAHULUAN
Saat  ini,  bahan  yang  umum  digunakan  dalam industri plastik adalah polimer yang dihasilkan dari  senyawa  turunan  minyak  bumi  karena ketersediaannya
dan
fungsionalitasnya.
Terdapat  beberapa  masalah  penting  terkait dengan  penggunaan  polimer  tersebut,  seperti bahan baku yang tidak dapat diperbaharui, biaya pembuatan yang tinggi dan potensi polusi yang dapat  mereka  hasilkan.  Selain  itu,  waktu degradasi  yang  sangat  lama  dan  akumulasi residu  yang  dihasilkan  dari  bahan  plastik  jenis ini juga merupakan penyebab utama pencemaran  lingkungan  (Hahladakis et  al ., 2018).  Karena  itu  diharapkan  terdapat  suatu bahan polimer generasi baru untuk mengurangi ketergantungan  industri  plastik  pada  minyak bumi,  sehingga  menciptakan  alternatif  bahan yang penggunaannya lebih berkelanjutan (Rujnić-Sokele & Pilipović, 2017; Thakur et al ., 2014).  Selain  itu  biaya  pembuatan  plastik biodegradable  juga  seharusnya  lebih  murah karena menggunakan bahan dari alam dan bisa diperbaharui (Flury & Narayan, 2021).
Poli  Vinil  Alkohol  (PVA)  merupakan material yang umum digunakan dalam pembuatan bahan kemasan yang dapat didegradasi  oleh  mikroorganisme.  Hal  ini dikarenakan  PVA  memiliki  sifat  antara  lain: mudah dibentuk menjadi film , tidak
membahayakan kesehatan dan dapat didegradasi  oleh  mikroorganisme.  Selain  itu, PVA  juga  bersifat  kompatibel  jika  kepadanya ditambahkan  bahan  pengisi  seperti  selulosa. Penambahan  ini  akan  menghasilkan  komposit dengan sifat mekanis yang mirip dengan palstik konvensional dan ramah lingkungan (Haque & Naebe, 2021).
Alternatif  bahan  yang  dapat  digunakan sebagai  penguat  dalam  komposit  adalah  serat alam seperti selulosa, yang dapat diperoleh dari tumbuhan. Material komposit yang mengandung  serat  alam  umumnya  memiliki keunggulan  seperti  modulus  dan  kekuatan spesifik yang tinggi, dapat didaur ulang densitas kecil  serta  harga  terjangkau  (Dynanty  & Mahyudin, 2018). Serat selulosa dapat digunakan  dalam  pembuatan  komposit,  karena mikro  ataupun  serat  berukuran  nano  memiliki luas  permukaan  yang  besar  sehingga  dapat terdistribusi secara merata dan mudah dikompositkan  karena  mobilitas  molekulernya berubah.  Komposit  yang  dihasilkan  juga  akan bersifat  lebih  fleksibel  sehingga  tahan  akan panas dan listrik (Alashwal et al ., 2020).
Serat  dari  kulit  buah  pinang,  merupakan serat  alam  yang  dapat  dimanfaatkan  untuk mendapatkan  bahan  pengisi pada  material komposit.  Serat  pinang  mempunyai  beberapa senyawa  kimia  seperti  selulosa,  hemiselulosa,
lignin,  pektin  dan  protopertin  (Kencanawati et al ., 2018). Serat pinang terdiri dari selulosa (35 - 68,5%), lignin (13 - 26%) , pektin (1,5 - 3,6%), protopektin (1,5 - 2,1%). Tingginya kandungan selulosa dan ketersediaannya yang melimpah di alam,  menyebabkan  serat  pinang  berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai filler pada material komposit.  Pemilihan  serat  pinang  sebagai penguat komposit karena memiliki keunggulan diantaranya  densitas  rendah,  terbarukan,  biaya yang  murah,  memiliki  panjang  serat  sekitar  4 cm  dimana  nilai  panjang  seratnya  lebih  kecil daripada serat lain dan serat pinang mudah dan murah untuk didapatkan (Pratiwi et al ., 2017). (Tamiogy et  al .,  2019)  telah  melakukan fabrikasi bioplastik dengan memanfaatkan kulit buah  pinang  sebagai  sumber  selulosa  sebagai bahan  pengisi.  Dalam  penelitiannya  tentang perubahan  sifat  mekanik  dan  biodegradabilitas komposit sebagai akibat dari perbedaan ukuran serat  dari  kulit  buah  pinang,  (Dynanty  & Mahyudin,  2018)  memperoleh  nilai  kuat  tarik optimum  (11,02  MPa)  ada  pada  serat  dengan panjang  3  mm.  Selain  itu,  juga  diperoleh  nilai modulus elastisitas optimum (134,52 MPa) ada pada  serat  dengan  panjang  12  mm.  Nilai regangan  (10%)  dan  kuat  impak  optimum (0,0052  J/mm 2 )  diperoleh  pada  serat  dengan panjang  9  mm.  Perbedaan  penelitian  yang pernah  dilakukan  yaitu  pada  pembuatan bioplastik  dimana  PVA  dikompositkan  dengan variasi selulosa dari serat kulit buah pinang.
Penelitian
ini difokuskan untuk
mendapatkan selulosa dalam ukuran mikro dan membuat  film  bioplastik  dari  gabungan  PVA, pati, gliserol dan asam sitrat dengan mikroselulosa dari serat kulit buah pinang.

## METODE
Selulosa  diisolasi  dari  kulit  pinang  melalui delignifikasi,  bleaching  dan  hidrolisis.  Komposit dibuat berdasarkan metode casting solution , dimana larutan  PVA  dicampur  dengan  lima  variasi konsentrasi selulosa dari serat kulit buah pinang (0%, 3%,  6%,  9%  dan  12%)  dan  gliserol.  Penelitian  ini melakukan  karakterisasi  berupa  kekuatan  mekanik, gugus fungsi, kristalinitas dan morfologi.

## Peralatan dan Bahan yang digunakan
Dalam  penelitian  ini,  digunakan  bebrapa  peralatan, diantaranya:  ayakan,  blender,  batang  pengaduk, cetakan,  peralatan  gelas  laboratorium  yang  umum, hotplate-stirrer ,  neraca,  oven,  pipet  ukur,  peralatan untuk  refluks,  dan centrifuge  (Oregon) .  Instrumen yang  digunakan  untuk  karakterisasi  terdiri  dari: Fourier  Transform  Infra-red (FTIR)  dari  Shimadzu IRPrestige-21, Universal  Testing  Machine , X-ray Diffractometer (XRD) spesifikasi Bruker D2 Phaser,
dan Scanning  Electron  Microscope (SEM)-Phenom ProX.
Kulit  buah  pinang  berasal  dari  Desa  Air  Putih, Kabupaten  Kubu  Raya,  Kalimantan  Barat.  Bahan- bahan  kimia  yang  digunakan  umumnya  adalah produk  dari  Merck,  yaitu:  asam  nitrat  (HNO 3 ), gliserol,  H 2 O 2 ,  asam  klorida  (HCl),  natrium hidroksida  (NaOH),  natrium  hipoklorit  (NaClO) teknis,  natrium  nitrit  (NaNO 2 ),  natrium  sulfit (Na 2 SO 3 ),  kecuali  akuades,  asam  sitrat  (Loba Chemie), PVA (Sigma Aldrich).

## Isolasi  dan  pengujian  kadar  selulosa  dari  serat buah pinang
Sebanyak 37,5 gram serbuk serat kulit buah pinang, didelignifikasi  menggunakan  500  mL  larutan  yang diperoleh  dengan  mencampurkan  NaNO 2 sebanyak 10  mg  ke  dalam  HNO 3 3,5.  Proses  delignifikasi dilakukan pada temperatur 90 o C selama 2 jam. Hasil delignifikasi  tersebut  kemudian  disaring  dan  residu dibilas  menggunakan  akuades  sampai  netral.  Proses delignifikasi  dilanjutkan  dengan  menambahkan  350 mL  larutan  yang  terdiri  dari  NaOH  dan  Na 2 SO 3 masing-masing  dengan  konsentrasi  2%  ke  dalam residu  selama  60  menit  pada  temperatur  50 o C. Dilakukan  penyaringan  terhadap  hasil  delignifikasi, dan  residu  dibilas  menggunakan  akuades  sampai netral.  Residu  yang  telah  netral  tersebut  selanjutnya dilakukan bleaching selama  30 menit  menggunakan 125  mL  NaOCl  dengan  konsentrasi  ±1,75%  suhu 70 o C. Hasil bleaching kemudian disaring dan residu dibilas  kembali  menggunakan  akuades  hingga mencapai pH netral.
Pemurnian  hasil bleaching untuk  mendapatkan selulosa  dilakukan  melalui  pemanasan  selama  30 menit  dalam  250  mL  larutan  NaOH  17,5%    suhu 80 o C, dilanjutkan dengan penyaringan dan penetralan. Kemudian ke dalam residu ditambahkan 10%  H 2 O 2 bersuhu 60 o C,  disaring  kemudian  dibilas hingga  pH  netral.  Residu  selanjutnya  dipanaskan dalam  oven  temperatur  60 o C  sehingga  diperoleh selulosa. Selulosa hasil isolasi kemudian dihidrolisis dengan 250 mL HCl 0,1 M sebanyak selama 1 jam. Selulosa  didinginkan  dan  ditambahkan  akuades sebanyak  25  mL  dan  suspensi  yang  terbentuk dilakukan  sentrifugasi  20  menit  dengan  kecepatan 3.000 rpm.
Selulosa hasil hidrolisis kemudian diuji kadar hemiselulosa,  selulsoa  dan  ligninnya  dengan prosedur  sebagai  berikut.  Selulosa  direfluks  pada temperatur 100 o C selama 2 jam, disaring dan dibilas hingga  netral,  kemudian  residu  dipanaskan  pada temperatur  105 o C  sampai  massa  yang  diperoleh konstan (a) .  Residu  kering (a) direfluks  pada temperatur 100 o C selama 60 menit menggunakan 150 mL  H 2 SO 4 1  N,  disaring  dan  dinetralkan menggunakan  akuades,  dan  kembali  dikeringkan sampai  massa  yang  diperoleh  konstan (b) .  Residu kering (b) selanjutnya direndam selama 4 jam dalam 10 mL H 2 SO 4 konsentrasi 72%. Tahapan selanjutnya ditambahkan  H 2 SO 4 konsentrasi  1  N  sebanyak  150 mL  dan  dipanaskan  2  jam  pada  temperatur  100 o C,
dilakukan penyaringan dan pencucian menggunakan akuades sampai netral. Residu selanjutnya dikeringkan  sampai  massa  yang  diperoleh  konstan
(c) .  Residu (c) kemudian  keringkan  di  dalam  tanur selama 6 jam temperatur 600 o C (d) .
𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐻𝑒𝑚𝑖𝑠𝑒𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑎 = 𝑎  −  𝑏 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 × 100 (1) 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝑆𝑒𝑙𝑢𝑙𝑜𝑠𝑎 = 𝑏  −  𝑐 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 × 100            (2) 𝐾𝑎𝑑𝑎𝑟 𝐿𝑖𝑔𝑛𝑖𝑛 = 𝑐 − 𝑑 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 × 100                (3)

## Pembuatan Film Bioplastik
Prosedur  pembuatan  film  bioplastik  diadaptasi  dari (Nugroho et  al .,  2020) sebanyak  2,5  g  PVA dilarutkan  dalam  25  ml    akuades  bersuhu  90 o C kemudian diaduk dengan magnetic stirrer. Pada gelas beaker  yang  terpisah,  pati,  asam  sitrat  dilarutkan dengan akuades sebanyak 25 mL dan ditambahkan 1 ml  gliserol.  Campuran  ini  ditambahkan  ke  dalam larutan PVA dan kembali diaduk selama ± 10 menit untuk  memulai  terjadinya  crosslinking.  Setelah  itu, selulosa hasil hidrolisis ditambahkan ke keseluruhan campuran, dan diaduk ±50 menit sehingga diperoleh larutan  kental.  Campuran  kemudian  dituangkan secara merata ke atas permukaan kaca aklirik dengan metode  casting.  Film  bioplastik  dengan  ketebalan  ± 0,23  mm  dan  berukuran  20×25  cm  cm,  dilanjutkan dengan pengeringan selama 12 jam dalam oven suhu 50 o C dan dikering-anginkan selama 72 jam.

## Karakterisasi
Karakterisasi  yang  dilakukan  dalam  penelitian  ini menggunakan  instrumen  FTIR,  XRD  dan  SEM. Analisis  FT-IR  dilakukan  pada  bilangan  gelombang 4.000-400  cm -1 ,  sedangkan  analisis  SEM  dilakukan pada  temperatur  ruang  dengan  energi  100  keV, dimana sampel diletakkan di dalam film karbon yang ada  di  atas  kisi  tembaga.  Analisis  XRD  dilakukan pada potensial listrik 40,0 kV dengan arus 40 mA dan menggunakan  radiasi  CuK  (  =  1,54060  Å)  serta rotasi  sampel  5,000°/menit.  Intensitas  radiasi  yang diukur berada pada 2  dengan rentang 10-100°.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bioplastik  berbahan  pengisi  selulosa  dari serat kulit buah pinang
Selulosa  yang  diperoleh  dari  serat  kulit  buah pinang  dicampurkan  dengan  PVA  yang berfungsi sebagai polimer, kemudian PVA-pati dicampurkan  dengan  gliserol  yang  berfungsi sebagai plasticizer ,  asam  sitrat  berfungsi sebagai  pereaksi  cross-linking  (Atmaka  & Lestariana,  2017).  Variasi  persentase  massa selulosa  dilakukan  dalam  campuran  bioplastik menggunakan  presentase  massa  selulosa  yaitu 0%  selulosa  untuk  variasi  (PL 1 ),  3%  selulosa untuk  variasi  (PL 2 ),  6%  selulosa  untuk  variasi (PL 3 ), 9% selulosa untuk variasi (PL 4 ) dan 12% selulosa  untuk  variasi  (PL 5 ).  Adapun  jumlah
PVA, pati, asam sitrat dan gliserol dibuat tetap, yakni 1g PVA; 2,5 g pati, 1,25 g asam sitrat dan gliserol sejumlah 1 g.
Pembuatan  bioplastik  dari  serat  kulit  buah pinang  ini  menggunakan  metode solution casting ,  semua  bahan  dicampurkan  dan dilarutkan hingga homogen, larutan yang sudah tercampur  dituangkan  ke  atas  kaca  akrilik  dan dikeringkan  dalam  oven  selama  12  jam, komposisi  pembuatan  bioplastik  dapat  dilihat pada  Tabel  1.  Bioplastik  yang  dihasilkan berbentuk  lembaran  tipis,  lentur,  berwarna bening dan memiliki ketebalan 0,23 mm.
Tabel  1.  Variasi  massa  komponen  dalam pembuatan bioplastik
Variasi film Selulosa (g) % selulosa terhadap komposisi bioplastik PL 1 0 0 PL 2 0,25 3 PL 3 0,5 6 PL 4 0,75 9 PL 5 1 12 Keterangan PL 1 : film bioplastik  tanpa selulosa PL 2 : film bioplastik dengan massa selulosa 3% PL 3 : film bioplastik dengan massa selulosa 6% PL 4 : film bioplastik dengan massa selulosa 9% PL 5 : film bioplastik dengan massa selulosa 12%

## Isolasi  Mikroselulosa  dari  Serat  Kulit  Buah Pinang
Preparasi  serat  kulit  dari  buah  pinang  diawali oleh  pemisahan  serat  dengan  tempurung  buah pinang  dimana  proses  ini  akan  mendapatkan serat kulit buah pinang. Serat kulit buah pinang dicuci  untuk  menghilangkan  pengotor  di  serat tersebut,  kemudian  serat  dikering  anginkan. Ukuran  dari  serat  kulit  buah  pinang  kemudian diperkecil  untuk  membuat  luas  permukaannya lebih  besar.  Kemudian  serat  yang  sudah dipotong  dioven  pada  suhu  105 o C  selama  24 jam  untuk  mengeringkannya  dan  selanjutnya ukuran  serat  diperkecil  hingga  menghasilkan menghasilkan serbuk dan dilakukan pengayakan  menggunakan  ayakan  80  mesh untuk  membuat  partikel  yang  dihasilkan memiliki keseragaman ukuran.
Serbuk  serat  kulit  buah  pinang  kemudian didelignifikasi untuk menghilangkan kandungan lignin
dan hemiselulosa menggunakan  campuran  HNO 3 3,5%  dan NaNO 2 dengan  pemanasan.  Lignin  merupakan suatu  zat  fenolik  yang  tidak  beraturan  dan dengan  adanya  penambahan  HNO 3 3,5%  dan NaNO 2 akan mengubah  lignin menjadi
nitrolignin  yang  larut  dalam  air.  Asam  nitrat bertujuan untuk
mengoksidasi
dan
menghidrolisis  lignin  sehingga  mudah  larut, berwarna kuning kecokelatan akibat pemutusan gugus  kromofor  pada  lignin  dan  hemiselulosa (Khairunnisah,  2019).  Delignifikasi  dilakukan selama  2  jam  dengan  suhu  90 o C  akan mempercepat  proses  pemutusan  ikatan  rantai lignin  dan  hemiselulosa  pada  serat  kulit  buah pinang (Lismeri et al ., 2019). Penggunaan NaOH pada proses delignifikasi dapat  merusak struktur lignoselulosa sehingga lignin  dapat  larut  dan  terpisah  dari  serat  kulit pinang  (Heradewi,  2017).  Temperatur  50 o C dipilih  karena  hemiselulosa  dan  lignin  dapat larut lebih banyak sehingga menyebabkan kadar selulosa meningkat. Waktu delignifikasi yaitu 1 jam,  dipilih  karena  diharapkan  dalam  waktu tersebut  akan  mengakibatkan  pemutusan  lebih banyak  rantai  dari  senyawa  berantai  panjang, yaitu  hemiselulosa  dan  lignin.  Namun  jika proses delignifikasi yang dilakukan lebih lama, dikhawatirkan akan mengurangi jumlah selulosa  yang  didapatkan  karena  selulosa  yang diperoleh malah mengalami degradasi (Lismeri et  al .,  2019;  Wang et  al .,  2018).  Senyawa Na 2 SO 3 berperan  untuk  mendegradasi  lignin dan  menghasilkan  pulp  berwarna  kuning kehitaman. Tahap selanjutnya, bleaching dengan  larutan  NaOCI  1,75  %.  NaOCI merupakan  salah  satu  reagen  yang  umum digunakan  sebagai  pemutih. Bleaching dalam penelitian  ini  dimaksudkan  untuk  melarutkan sisa senyawa lignin  melalui pemotongan rantai lignin  yang  panjang,  sehingga  ketika  residu dibilas  dengan  akuades,  lignin  akan  larut, seperti yang dinyatakan oleh (Hu et al ., 2021). Tahap  selanjutnya  ditambahkan  larutan NaOH  17,5%  untuk  mengikat  lignin  yang  ada pada  serat  kulit  buah  pinang  karena  NaOH berfungsi  untuk  memisahkan  lignin  dari selulosa. Pemutihan menggunakan larutan H 2 O 2 10 % sebagai senyawa oksidator kuat. Senyawa H 2 O 2 akan  mudah  terurai  menjadi  anion peroksida dan air,  jika dilarutkan  dengan basa. Sebagai  nukleofilik,  anion  peroksida  (HOO - ) memiliki  peran  dalam  proses  penghilangan gugus kromofor lignin, dengan cara menyerang gugus  karbonil dan  etilena,  sehingga terbentuk spesi yang tidak berkromofor (Jufrinaldi, 2018).
Hidrolisis  selulosa  umumnya  dilakukan dengan  asam-asam  kuat,  karena  jenis  asam  ini dapat dapat menyerang bagian amorf dari rantai selulosa sehingga kristalinitas selulosa meningkat.  Pembuatan  mikrokristal  selulosa
menggunakan  asam  klorida  (HCI)  karena mempunyai kereaktifan yang lebih baik selama proses hidrolisis jika dibandingkan dengan asam lain. Rendemen selulosa yang diperoleh sebesar 5,64%.  Selulosa  hasil  hidrolisis  berupa  serbuk berwarna putih seperti Gambar 1.

## Gambar 1. Selulosa hasil hidrolisis

## Kadar Lignin, Hemiselulosa dan Selulosa
Hasil  pengujian  kadar  hemiselulosa,  selulosa dan  lignin  yang  diperoleh  pada  penelitian  ini ditunjukkan pada Tabel 2.
Tabel 2. Kadar lignin, hemiselulosa dan selulosa dari serat kulit buah pinang Lignin (%) Hemiselu- losa (%) Selulosa (%) Serat  kulit buah pinang awal 1,8 20,15 38,9 Selulosa serat  kulit buah pinang hasil hidrolisis 0,05 4,5 82,4 Dari  Tabel  2  terlihat  bahwa  delignifikasi berhasil menurunkan kadar hemiselulosa  15%, dan lignin  1,75% dari serat kulit pinang awal    sedangkan  kadar  selulosa  meningkat sejumlah  43%.  (Huntley et  al .,  2015) menjelaskan bahwa pemutusan ikatan hidrogen akan  semakin  mudah  jika  kekuatan  asam meningkat  karena  mampu  masuk  ke  dalam bagian amorf dan kristalin selulosa.

## Sifat Mekanik dari Bioplastik
Sifat  mekanik  dari  bioplastik  yang  dianalisis dalam  penelitian  ini  adalah  elongasi  dan kekuatan  tarik.  Pengujian  elongasi  dilakukan untuk  mengetahui  tingkat  elastisitas film , dimana  nilai elongasi  berbanding lurus dengan elastisitas.  Menurut  (Setiani et  al ., 2013),  nilai elongasi yang baik adalah jika melebihi 50%.
Nilai  elongasi  dari  kelima  variasi film bioplastik ditunjukkan pada Gambar 2. Terlihat bahwa  nilai  elongasi  terkecil  dimiliki  oleh bioplastik dengan kandungan selulosa tertinggi,
yakni PL 5 , dengan nilai sebesar 10,3% dan nilai elongasi yang paling tinggi adalah pada variasi bioplastik  tanpa  selulosa,  PL 1 ,  yang  memiliki nilai sebesar  14%. (Panjaitan et al ., 2017) dari penelitiannya juga menyimpulkan bahwa persen elongasi  semakin  berkurang  jika  kandungan selulosa  di  dalam  bioplastik  bertambah. Berdasarkan SNI 7188.7:2016 nilai
perpanjangan  bioplastik  seharusnya  ada  pada rentang  21  -  220%  (Simarmata et  al .,  2020). Nilai  perpanjangan  saat  putus  pada  seluruh variasi massa selulosa pada penelitian ini belum memenuhi  standar  plastik  SNI  7188.7:2016 karena  pada  penelitian  ini  nilai  elongasi  dari bioplastik yang diperoleh adalah 10,2 - 14 %.
Gambar  2.  Nilai  persen  elongasi  (%)  film bioplastik
Pengujian  kuat  tarik  bioplastik  dilakukan untuk menentukan  besarnya  gaya yang diberikan  untuk  mendapatkan  tarikan  yang maksimum  per  satuan  luas  area  bioplastik  saat memanjang.  Hasil  data  yang  menunjukkan pengaruh kekuatan tarik dari bioplastik dengan penambahan selulosa ditunjukkan pada sebagai diagram pada Gambar 3.
Gambar  3.  Nilai  kekuatan  tarik  dari film bioplastik
Gambar 3 memperlihatkan bahwa kekuatan tarikan  terendah  dimiliki  bioplastik  PL 4 yaitu 7,3  MPa.  Hasil  dari  penelitian  ini  berbeda dengan penelitian Sulistyo dan Ismiyati (2012)
yang  menyatakan  bahwa  bioplastik  yang diberikan filler selulosa  akan  meningkatkan nilai  kuat  tariknya.  Pada  penelitian  ini  terlihat bahwa  penambahan  selulosa  tidak  terlalu mempengaruhi  kekuatan  tarik  dari  film bioplastik. Hal tersebut kemungkinan disebabkan  penyebaran  selulosa  dalam  film tidak  merata.  Berdasarkan  SNI  7188.7:2016, nilai kuat tarik plastik berkisar 24,7 - 302 MPa.
Hasil Uji Water Uptake Pengujian water  uptake dilakukan  dengan menambahkan persentase berat polimer menggunakan  air  sehingga  dapat  diketahui ikatan dalam plastik. Tabel  3.  Pengaruh  massa  selulosa  terhadap hidrofobitas Variasi Hidrofobisitas (%) PL 1 PL 2 PL 3 PL 4 PL 5
66,4 85 79 78 58
Bioplastik  yang  dibuat  pada  penelitian  ini diharapkan memiliki daya serap air yang sangat rendah.  Komponen  penyusun  bioplastik  (pati dan plasticizer ) akan  menentukan  sifatnya dalam menyerap air. Daya serap air yang tinggi akan mempercepat kerusakan bioplastik sehinga kualitasnya menurun dan kemampuannya dalam melindungi produk akan berkurang.
Berdasarkan  Tabel  3,  diketahui  bahwa dalam hal ketahanan dari bioplastik terhadap air, adalah PL 2 > PL 3 > PL 4 > PL 1 > PL 5 . Hasil uji water  uptake dapat disimpulkan jika bioplastik yang  tahan  terhadap  air  adalah  variasi  (PL 2 ) dimana pada PL 2 memiliki massa selulosa yang lebih sedikit dibandingkan dengan variasi yang lain, namun dengan penambahan massa selulosa yang  cukup  banyak  akan  membuat  bioplastik tidak  tahan  terhadap  air  yaitu  pada  variasi bioplastik  (PL 5 ).  Hal  ini  terjadi  karena  gugus hidroksil pada selulosa akan  membentuk ikatan hidrogen  intramolekul  dengan  air  (Panjaitan et al . 2017). Berdasarkan SNI, tingkat hidrofobitas plastik konvensional mencapai 99% (Anggraini et al ., 2013), sehingga jika dibandingkan maka bioplastik  dengan  ketahanan  air  tertinggi  ada pada  PL 2 (84%).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa ketahanan  terhadap  air  bioplastik  tersebut memiliki nilai yang berdekatan dengan SNI.

## Hasil Uji Biodegradabilitas
Analisis  biodegradabilitas  dilakukan  untuk menentukan persentase degradasi film
13.92 12.89 12.79 12.00 10.26 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 PL1 PL2 PL3 PL4 PL5 Variasi Bioplastik El o n ga si ( % ) 7.91 7.58 7.94 7.35 8.39 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 PL1 PL2 PL3 PL4 PL5 Variasi Bioplastik K e ku at an t ar ik ( M p a)
bioplastik. Pengujian biodegradasi film bioplastik dilakukan menggunakan metode soil- burial  test .  Metode  ini  dilakukan  dengan  cara mengubur  sampel  bioplastik  ke  dalam  tanah sehingga dapat diketahui kemampuan degradasi dari  tiap-tiap  sampel.  Bioplastik  dikubur  di dalam  tanah  selama  8  minggu  dengan kedalaman  10  cm  dan  diamati  secara  berkala setiap  seminggu  sekali.  Hasil  pengamatan massa film bioplastik yang sesudah mengalami degradasi setelah delapan minggu dapat dilihat pada Gambar 4.
Disimpulkan  pada  minggu  ke-8,  yang memiliki  nilai  degradasi  tertinggi  adalah  film bioplastik dengan kandungan selulosa tertinggi (PL 5 ) yaitu 82%. Pengamatan dalam hal bentuk dan fisik dari bioplastik menunjukkan perubahan seperti retak, kasar, kekuningan dan adanya tanah yang masuk ke dalam plastik yang diujikan. Semakin tinggi  massa selulosa,  maka bentuk atau fisik plastik tersebut akan semakin berubah,  semakin  tinggi  kandungan  selulosa berbanding  lurus  dengan  lamanya  waktu  yang diperlukan dalam degradasi plastik.
Gambar 4. Persentase penurunan berat bioplastik  pada  minggu  ke-8 (%)
Analisis  Menggunakan X-Ray  Difraction (XRD) Analisis menggunakan XRD dilakukan terhadap  lima  material,  untuk  membandingkan indeks kristalinitas dari selulosa dari serat buah pinang,  maupun  bioplastik  yang  mengandung selulosa  dalam  rasio  tertentu.  Kelima  sampel tersebut  yaitu  :  (i)  selulosa  komersial,  (ii) selulosa  dari  serta  kulit  buah  pinang,  dan  tiga variasi  bioplastik:  (iii)  PL 1 ,  bioplastik  tanpa penambahan  selulosa,    (iv)  PL 2 bioplastik dengan  penambahan  selulosa  konsentrasi terendah  dan  (v)  PL 5 ,  yaitu  bioplastik  dengan penambahan selulosa konsentrasi tertinggi.
Berdasarkan  difraktogram  dari  selulosa komersial, Gambar 5(i), terlihat adanya puncak
yang  muncul  dengan  intensitas  tinggi  dan memiliki puncak tajam dengan sudut 2θ=22,5 o . Gambar 5(ii), yaitu difraktogram XRD selulosa serat  kulit  buah  pinang  menunjukkan  adanya dua  puncak  yang  muncul  dengan  intensitas tinggi yang tidak terlalu tajam pada sudut 2θ 20- 22 o .  Difraktogram  pada  Gambar  5(iii),  yakni bioplastik  variasi  PL 1 ,  menunjukkan  puncak yang muncul dengan intensitas tinggi dan tajam dengan  sudut  2θ=12,3 o .  Pada  (iv)  hasil difraktogram  XRD  bioplastik  variasi  PL 2 menunjukkan  adanya  puncak  yang  muncul dengan  intensitas  tinggi  dan  memiliki  puncak tajam dengan sudut 2θ 17,5 o . Pada Gambar 5(v), bioplastik  variasi  PL 5 menunjukkan  adanya puncak  yang  muncul  dengan  intensitas  tinggi dan  memiliki  puncak  tajam  dengan  sudut 2θ=19,7 o .
Gambar  5  (iii),  (iv)  dan  (v)  puncak  yang muncul  terlihat  adalah  puncak  yang  berbentuk lebar.  Hal  tersebut  berhubungan  dengan keberadaan PVA, asam sitrat, pati, gliserol dan selulosa di dalam bioplastik. Menurut Ciolacu et al . (2011) puncak difraktogram pada mikroselulosa  yaitu  22,7 o .  Kharismi et  al . (2018) menyatakan bahwa puncak difraksi yang tajam  menunjukkan  sifat  kristalin  standar  nilai dari  2θ  yaitu  22,5 o dan  puncak  lebar  yang menunjukkan  sifat  amorf  standar  nilai  dari  2θ yaitu 15,6 o .
Gambar  5.  Difraktogram  dari  :  (i)  selulosa komersial;  (ii) selulosa serat kulit buah pinang;  (iii) PL 1 ; (iv) PL 2 ; (v) PL 5
Untuk  melihat  perubahan  kristalinitas  dari material,  selulosa  maupun  dalam  bentuk bioplastik,  maka  analisis  XRD  dilakukan  juga terhadap  mikroselulosa  komersial.  Selain  itu, analisis  juga  dilakukan  terhadap  tiga  variasi bioplastik,  yaitu  bioplastik  tanpa  penambahan mikroselulosa  (PL 1 )  dibandingkan  dengan bioplastik dengan jumlah mikroselulosa terendah,  (PL 1 )  dan  bioplastik  dengan  jumlah
54.3 59.2 73.7 77.9 82 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Pe n u ru n an b er at b io p la st ik m in gg u k e -8 (% ) PL 1 PL 2 PL 3 PL 4 PL 5
mikroselulosa  tertinggi  (PL 5 )  seperti  yang terlihat pada Gambar 5(i) – 5(v). Hasil analisis kristalinitas ditunjukkan oleh Tabel 4.
Tabel  4.  Indeks  kristalinitas  dari  selulosa  dan
bioplastik yang dihasilkan Jenis material (kode) Indeks kristalinitas Selulosa komersial  (i) 53 Selulosa serat kulit buah pinang (ii) 44,0 PL 1 (iii) 21 PL 2 (iv) 24 PL 5 (v) 27
Kristalinitas dari material (ii), yaitu selulosa yang  merupakan  hasil  isolasi  dari  kulit  buah pinang lebih rendah dibanding dengan selulosa komersial  (Gambar  5(i).  Diantara  ketiga bioplastik  yang  diperoleh,  terlihat  bahwa bioplastik dengan selulosa tertinggi, yakni 12% (PL 5 )  memiliki  kristalinitas  yang  lebih  tinggi dibanding  dua  bioplastik  lainnya, yaitu bioplastik tanpa penambahan selulosa (PL 1 ) dan bioplastik dengan kadar 3% (PL 2 ).

## Analisis FTIR Mikroselulosa dan Bioplastik
Gambar  6  merupakan  gabungan  dari  spektra FTIR  dengan  baseline.  Berdasarkan  Gambar  6 pada  spektrum  terdapat  beberapa  puncak  yang merupakan indikasi dari gugus fungsi O-H, C-H dan  C-O,  yang  pada  Gambar  6(a)  ditunjukkan oleh  puncak  pada  terlihat  di  bilangan gelombang 3352 cm -1 , 2899 cm -1 dan 1028 cm -1 secara berurutan.
Pada Gambar 6(a) dan (b), munculnya gugus O-H  berasal  dari  selulosa  dimana  selulosa memiliki gugus hidroksi (OH), sedangkan pada gambar (c) munculnya gugus O-H diperkirakan juga  karena  adanya  beberapa  kemungkinan sumber  yang  memiliki  gugus  (OH),  seperti
PVA, asam sitrat memiliki gugus hidroksi, pati, gliserol  dan  selulosa,  sehingga  membuat intensitas  yang  tinggi  untuk  gugus  O-H  dan membuat puncaknya terlihat.
Gambar  6.  Spektrum  FTIR  dari:  (a)  selulosa murni komersial, (b) selulosa serat kulit pinang, (c) bioplastik
Serapan  gugus  fungsi  O-H  pada  penelitian ini  muncul  di  bilangan  gelombang  3352  cm -1 untuk  selulosa  komersial,  3446  cm -1 untuk selulosa  serat  kulit  buah  pinang  dan  pada bilangan  gelombang    3448  cm -1 untuk bioplastik. Ketiga bilangan gelombang tersebut mirip  dengan  hasil  penelitian  dari  Wiradipta (2017) dan Anugraini et al (2018), dimana pita uluran  O-H  muncul  pada  bilangan  gelombang 3446  dan 3331 cm -1 .
Gugus  C-O,  C-H  dan  C=O  memiliki intensitas  yang  rendah  sehingga  membuat puncaknya tidak terlalu nampak. Pada Gambar 6(b)  terdapat  pita  dari  gugus  fungsi  O-H,  C-H dan C-O yang terdapat pada bilang gelombang 3446, 2897 dan 1026 cm -1 dan pada Gambar (c) terdapat  serapan  gugus  fungsi  O-H,  C-H,  C-O yang terlihat di bilangan gelombang 3448, 2856 dan1024 cm -1 .

## Morfologi
Morfologi dari tigas jenis sampel dimuat pada Gambar 7.
Gambar 7. Morfologi (a) serat kulit buah pinang (b) bioplastik variasi PL 1 bioplastik variasi tanpa selulosa (c) bioplastik dengan selulosa tertinggi, PL 5
(b) (c)
Gambar  7(a),  menunjukkan  bahwa  hasil SEM yang diperoleh berbentuk benang-benang fibril yang kurang seragam dengan diameter ± 4 -  8 𝜇 m.  Nasution et  al .  (2017)  menyatakan bentuk selulosa yang tidak seragam dikarenakan hemiselulosa  yang  tidak  larut  dengan  baik dalam  poses  perlakuan.  Rival et  al .  (2018) menyatakan  selulosa  dari  jerami  padi  diameter sebesar  5-10 𝜇 m.  Pada  Gambar  7(b)  terlihat bahwa  permukaan  bioplastik  membentuk aglomerat yang kemungkinan adalah PVA.
Pada Gambar 7(c) terlihat bahwa permukaan bioplastik  tidak  rata,  selain  bagian  dari bioplastik yang menggumpal serta ada benang- benang  fibril  dari  selulosa  serat  kulit  buah pinang. Kondisi tidak meratanya permukaan ini kemungkinan adalah karena ketidakhomogenan antara  pati  sebagai  matriks  dengan  selulosa sebagai filler .  Hal  tersebut  juga akan menyebabkan  ikatan  dari  permukaan  fiber dengan  matriks  menjadi  lemah  dan  dapat mengurangi kekuatan mekanik dari bioplastik.

## KESIMPULAN
Bioplastik  yang  memiliki  karakteristik  terbaik adalah  bioplastik  dengan  penambahan  selulosa 12%  (PL 5 );  dengan  nilai  kekuatan  tarikan sebesar  8  MPa  dan  elongasi  sebesar  10,2  %, water  uptake  58%.  Variasi  PL 5 juga  memiliki sifat  biodegradabilitas  yang  tinggi,  yakni sebesar 82% setelah delapan minggu, dan  nilai ini  mendekati  SNI  7188.7:2016  yaitu  100% dalam waktu 60 hari.

## DAFTAR PUSTAKA
Alashwal BY, Saad Bala M, Gupta A, Sharma S &  Mishra  P.  2020.  Improved  Properties  of
Keratin-Based  Bioplastic  Film  Blended With Microcrystalline Cellulose: A
Comparative Analysis. Journal of King Saud University - Science . 32 (1): 853-857.
Atmaka  W  &  Lestariana  S.  2017.  Studi Karakteristik  Pati  Singkong  Utuh  Berbasis Edible  Film  Dengan  Modifikasi  Cross- Linking  Asam  Sitrat. Jurnal  Teknologi Pertanian . 18 (2): 143-152.
Dynanty SDP & Mahyudin A. 2018. Pengaruh
Panjang  Serat  Pinang  Terhadap  Sifat Mekanik  dan  Uji  Biodegradasi  Material Komposit Matriks Epoksi dengan Penambahan  Pati  Talas. Jurnal  Fisika Unand . 7 (3): 233-239.
Flury  M  &  Narayan  R.  2021.  Biodegradable Plastic as An Integral Part of The Solution to Plastic Waste Pollution of The Environment.
Current  Opinion  in  Green  and  Sustainable Chemistry . 30 (100490): 1-7.
Hahladakis JN, Velis CA, Weber R, Iacovidou
E  &  Purnell  P.  2018.  An  Overview  of
Chemical  Additives  Present  in  Plastics: Migration, Release, Fate And Environmental  Impact  During  Their  Use, Disposal  and  Recycling. Journal  of
Hazardous Materials . 344 : 177-199.
Haque  ANMA  &  Naebe  M.  2021.  Flexible Water-Resistant  Semi-Transparent  Cotton Gin Trash/Poly (Vinyl Alcohol) Bio-Plastic for  Packaging  Application:  Effect  of Plasticisers  on  Physicochemical  Properties. Journal  of  Cleaner  Production . 303 : 126983.
Hu C, Battampara P, Guna V & Reddy N. 2021. Effect of Alkali Treatment on the Structure and  Properties  of  Natural  Cellulose  Fibers from  Areca  Cathechu  Shells. Journal  of Natural Fibers . 19 (14): 9754-9764.
Huntley  CJ,  Crews  KD,  Abdalla  MA,  Russell
AE & Curry ML. 2015. Influence of Strong Acid Hydrolysis Processing on The Thermal
Stability  and  Crystallinity  of  Cellulose Isolated  From  Wheat  Straw. International Journal  of  Chemical  Engineering . 2015 : 658163. Jufrinaldi.  2018.  Isolasi  Selulosa  Dari  Bagas Tebu Melalui Pemanasan Iradiasi Gelombang  Mikro. Jurnal  Ilmiah  Teknik
Kimia . 2 (2): 36-46. Kencanawati CPK, Sugita IKG, Suardana N & Suyasa  IWB.  2018.  Pengaruh  Perlakukan Alkali  terhadap  Sifat  Fisik,  dan  Mekanik Serat Kulit Buah Pinang. Jurnal Energi Dan Manufaktur. 11 (1): 6-10. Khairunnisah. 2019. Karakterisasi Bionanokomposit  Pati  Sukun/PVA  yang Diinkorporasi  dengan  Nanoserat  Selulosa dan Aloe Vera [Tesis]. Universitas Sumatera Utara .
Lismeri L, Darni Y, Sanjaya MD & Immadudin MI.  2019.  Pengaruh  Suhu  Dan  Waktu Pretreatment  Alkali  Pada  Isolasi  Selulosa Limbah Batang Pisang. Journal of Chemical Process Engineering . 4 (1): 18-22.
Nugroho FG, Nizardo NM & Saepudin E. 2020. Synthesis  of  Citric  Acid  Crosslinked PVA/Tapioca  Starch  Bioplastic  Reinforced With  Grafted  Cellulose. AIP  Conference Proceedings . 2242 : 040040.
Panjaitan  R.  Marthin,  Irdoni  &  Bahruddin. 2017. Pengaruh Kadar dan Ukuran Selulosa Berbasis Batang Pisang Terhadap Sifat dan
Morfologi  Bioplastik  Berbahan  Pati  Umbi Talas. Universitas Riau . 4 (1): 1-7. Pratiwi  P,  Fahmi  H  &  Saputra  F.  2017.
Pengaruh Orientasi Serat Terhadap Redaman Suara Komposit Berpenguat Serat Pinang. Simetris :  Jurnal  Teknik  Mesin, Elektro dan Ilmu Komputer . 8 (2): 813-818. Rujnić-Sokele  M  &  Pilipović  A.  2017.
Challenges and Opportunities of
Biodegradable  Plastics:  A  Mini  Review. Waste  Management  and  Research . 35 (2): 132-140.
Setiani  W,  Sudiarti  T  &  Rahmidar  L.  2013. Preparasi  Dan  Karakterisasi  Edible  Film Dari  Poliblend  Pati  Sukun-Kitosan. Jurnal Kimia Valensi . 3 (2): 100-109.
Simarmata EO, Hartiati A & Harsojuwono BA.
2020.  Karakteristik  Komposit  Bioplastik Dalam  Variasi  Rasio  Pati  Umbi  Talas
( Xanthosoma sagittifolium )-Kitosan. Jurnal Ilmiah  Teknologi  Pertanian  Agrotechno .
5 (2): 75-80.
Tamiogy WR, Kardisa A, Hisbullah H & Aprilia
S. 2019. Pemanfaatan Selulosa dari Limbah Kulit  Buah  Pinang  Sebagai  Bahan  Baku Pembuatan  Bioplastik. Jurnal  Rekayasa Kimia & Lingkungan . 14 (1): 63-71.
Thakur VK, Thakur MK, Raghavan P & Kessler
MR.  2014.  Progress  in  Green  Polymer Composites from Lignin for Multifunctional Applications:  A  Review. ACS  Sustainable Chemistry  and  Engineering . 2 (5):  1072-
1092.
Wang  Q,  Xiao  S,  Shi  SQ  &  Cai  L.  2018.  The Effect  of  Delignification  on  The  Properties of Cellulosic Fiber Material. Holzforschung .
72 (6): 443-449.
100                                                Mikroselulosa dari Serat …                             (Kuswariyah, dkk)