EISSN: 2407-7690 https://ejournal3.undip.ac.id/index.php/jmr
Karakteristik Bioplastik Berbahan Karagenan-Alginat-Gliserol dengan Penambahan BaCl 2 sebagai Crosslinker

## Dinda Ayuniar Zanjabila*, Ali Ridlo, Endang Supriyantini
Departemen Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Jacub Rais Tembalang,Semarang, Jawa Tengah 50275 Indonesia *Corresponding author, e-mail: dinda.zanjabila@gmail.com
ABSTRAK: Bioplastik  adalah  plastik  berbahan  dasar  polimer  organik  alami  (biopolimer),  dapat digunakan  seperti  plastik  pada  umumnya  akan  tetapi  lebih  mudah  diuraikan.  Penelitian  mengenai bioplastik  diperlukan  untuk  mendapatkan  plastik  yang  ramah  lingkungan.  Karagenan  dan  alginat adalah polisakarida dari rumput laut yang berpotensi sebagai bahan bioplastik. Resistensi bioplastik karagenan-alginat-gliserol  terhadap  air  dapat  ditingkatkan  dengan  proses crosslink menggunakan logam  divalen.  Kation  divalen  akan  bereaksi  dengan  asam  guluronat  alginat  membentuk  interaksi yang kuat ( egg-box ). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan crosslinker BaCl 2 terhadap karakteristik (ketebalan, ketahanan air, dan biodegradabilitas) bioplastik karagenan- alginat-gliserol. Karagenan diperoleh dari ekstraksi Kappaphycus alvarezii dan alginat diperoleh dari ekstraksi Sargassum sp  yang  berasal  dari  Jepara,  Jawa  Tengah.  Bioplastik  dibuat  dengan  1,5  g karagenan dan 0,5 g alginat yang dicampur dalam 146 mL akuades pada suhu 90ºC selama 45 menit. Gliserol  sebanyak  2  mL  ditambahkan  pada  suhu  70ºC  selama  15  menit,  kemudian  dicetak  dan dikeringkan dalam oven bersuhu 50ºC selama 18 jam. Bioplastik direndam pada larutan BaCl 2 (1%; 2%; 3% dan 4%) selama 5 menit dan dikeringkan pada suhu ruang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa  konsentrasi crosslinker berpengaruh  (p<0,05)  terhadap  ketebalan,  ketahanan  air  dan biodegradabilitas  bioplastik.  Peningkatan  konsentrasi crosslinker meningkatkan  ketahanan  air  dan biodegradabilitas,  namun  menurunkan  ketebalan.  Bioplastik  terbaik  pada  penelitian  ini  adalah bioplastik  dengan  perendaman  BaCl 2 4%  karena  memenuhi  standar  ketebalan  (0,008  cm), mendekati standar ketahanan air (52,25%) dan biodegradabilitas (25,68%).
Kata kunci: Bioplastik; Karagenan; Alginat; Crosslink; BaCl 2
Characteristics of Bioplastic Made from Carrageenan-Alginate-Glycerol with Addition of BaCl 2 as Crosslinker
ABSTRACT: Bioplastics are plastics based on natural  organic polymers (biopolymers) and are easier  to  decompose.  Research  on  bioplastics  is  needed  to  obtain  environmentally  friendly plastics. Carrageenan and alginate are polysaccharides from seaweed that have the potential to be bioplastic materials. The resistance of carrageenan-alginate-glycerol bioplastics to water can be  improved  by  a  crosslinking  process  using  divalent  metals.  Divalent  cations  will  react  with alginic guluronic acid forming a strong interaction (egg-box). This study aims to determine the effect of the addition of  BaCl 2 crosslinkers on  the characteristics (thickness,  water resistance, and  biodegradability)  of  carrageenan-alginate-glycerol  bioplastics.  Carrageenan  was  obtained from the extraction of K. alvarezii and alginate was obtained from the extraction of Sargassum sp from Jepara, Central Java. Bioplastics were prepared with 1.5 g of carrageenan and 0.5 g of alginate mixed in 146 mL of aqueous at 90ºC for 45 min. 2 mL of glycerol 2 mL is added at 70ºC for 15 minutes, then molded and dried in a 50ºC oven for 18 hours. Bioplastics were soaked in BaCl 2 solution (1%; 2%; 3% and 4%) for 5 minutes and dried at room temperature. The results showed  that  crosslinker  concentrations  had  an  effect  (p<0.05)  on  the  thickness,  water resistance,  and  biodegradability  of  bioplastics.  Increased  crosslinker  concentration  increases water resistance and biodegradability, but decreases thickness. The best bioplastics in this study were  bioplastics  with  4%  BaCl 2 immersion  because  they  met  thickness  standards  (0.008  cm), close to water resistance standards (52.25%), and biodegradability standards (25.68%).
Keywords: Bioplastic; Carrageenan; Alginate; Crosslink; BaCl 2
Journal of Marine Research Vol 12, No. 2 Mei 2023, pp. 167-176

## PENDAHULUAN
Plastik merupakan jenis makromolekul yang terbentuk melalui proses penggabungan beberapa monomer dengan proses kimia. Plastik digunakan dalam kehidupan sehari-hari karena dinilai murah dan  praktis.  Sifatnya  yang  sulit  didegradasi  oleh  mikroorganisme  menyebabkan  plastik  bertahan hingga  bertahun-tahun  dan  akhirnya  menimbulkan  penimbunan  sampah  plastik  (Purwaningrum, 2016). Menurut Data Asosiasi Industri Plastik Indonesia (INAPLAS) dan Badan Pusat Statistik (BPS), Indonesia  menghasilkan  64  juta  ton  sampah  plastik  tiap  tahunnya,  menduduki  peringkat  kedua penghasil sampah plastik terbanyak di dunia.
Penggunaan  plastik  menimbulkan  banyak  dampak  negatif  sehingga  mendorong  adanya penelitian mengenai bahan alternatif pengganti plastik. Bioplastik dapat menjadi alternatif pengganti karena  mempunyai  fungsi  seperti  plastik  namun  mudah  terurai  oleh  mikroorganisme.  Bioplastik tersusun  dari  tiga  komponen  utama  yaitu  matriks,  pemlastis  dan  penguat.  Bahan  pembuatan bioplastik diantaranya adalah pati, lignin, pektin dan selulosa. Bahan tersebut berasal dari sumber daya alam yang dapat diperbarui dan mudah didapatkan (Maneking et al. , 2020).
Rumput  laut  merupakan  sumber  daya  laut  yang  berpotensi  besar  untuk  dikelola  dan dimanfaatkan  karena  mengandung  polisakarida  dalam  jumlah  banyak.  Polisakarida  adalah karbohidrat  yang  tersusun  dari  banyak  monosakarida  dan  dihubungkan  dengan  ikatan  glikosida. Rumput  laut  merah Kappaphycus  alvarezii dan  rumput  laut  coklat Sargassum sp.  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  bioplastik  (Lim et  al., 2018;  Nurhabibah  &  Kusumaningrum,  2021) . Hasil ekstraksi K. alvarezii adalah κ-karagenan, sedangkan hasil ekstraksi Sargassum sp. adalah alginat. κ-karagenan tersusun dari α(1,3)-D-galaktosa-4-sulfat dan β(1,4)-3,6-anhidro-D-galaktosa. Karagenan  jika  dilarutkan  dalam  air  dapat  membentuk  gel  dan  bersifat  mengentalkan (Peranginangin et  al., 2013).  Alginat  merupakan  suatu  kopolimer  linier  yang  terdiri  dari  dua  unit monomeric, asam  D-manuronat  dan asam L-guluronat.  Alginat merupakan salah satu hidrokoloid yang  banyak  digunakan  sebagai  pengental  dan  pembentuk  film.  Karagenan  dan  alginat  sudah pernah  diteliti  sebagai  bahan  pembuatan  biofilm  yang  menggunakan  alginat, κ-karagenan  dan  ι- karagenan sebagai bahan utamanya (Paula et al ., 2015). Bioplastik berbahan karagenan-alginat digolongkan ke dalam kategori plastik hydrocolloidal . Kekurangan plastik jenis ini yaitu sedikit rapuh dan memiliki tingkat resistensi yang rendah terhadap air (Fransiska et al. , 2018). Resistansi bioplastik terhadap air dapat diperkuat dengan penambahan ion divalen seperti Ca 2+ , Mg 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ yang bereaksi crosslink dengan alginat sehingga ketahanan airnya  meningkat  (Rhim,  2004). Crosslink (metode  tautan  silang)  merupakan  ikatan-ikatan  yang saling  menghubungkan  rantai  polimer  satu  dan  lainnya,  dapat  digunakan  untuk  meningkatkan ketahanan air bioplastik yang bersifat hidrofilik (Wahyuningtyas et al. , 2019).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  penambahan  logam  divalen  BaCl 2 terhadap karakteristik (ketebalan, ketahanan air, dan biodegradabilitas) bioplastik karagenan-alginat- gliserol.  Bioplastik  karagenan-alginat-gliserol  dengan  penambahan  BaCl 2 sebagai crosslinker diharapkan dapat memperbaiki karakteristik bioplastik.

## MATERI DAN METODE
Metode penelitian ini terbagi menjadi dua, yaitu ekstraksi karagenan dan alginat yang dilakukan secara eksploratif, sedangkan pembuatan bioplastik menggunakan metode eksperimental laboratorium, Alat yang digunakan dalam penelitian ini diantaranya neraca analitik, thermometer, hot plate stirrer , oven , furnace , jangka sorong, desikator, spektroskopi FT-IR, Brookfield viscometer, gelas ukur, gelas beaker, erlenmeyer, cetakan kaca, kain  belacu, blender , cawan  porselen, cawan petri dan kertas pH. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Kappaphycus alvarezii , Sargassum sp,, KOH 5%, HCl 1%, HCl 5%, Na 2 CO 3 3%, NaOCl 4%, NaOH 1%, IPA, Gliserol, BaCl 2 , akuades dan tanah. Preparasi bahan baku  karagenan  dan  alginat  mengacu  pada  Langit et  al. (2019). K.  alvarezii dan Sargassum sp. direndam  dengan air tawar selama 24 jam, selanjutnya dicuci 3-4 kali menggunakan air mengalir lalu dikeringkan di bawah sinar matahari selama ± 4 hari.
Ekstraksi karagenan mengacu pada Distantina et al. (2012) dengan modifikasi waktu ekstraksi dan  volume  pelarut. K.  alvarezii kering  sebanyak  100  g  direndam  akuades  selama  30  menit, kemudian direndam dalam KOH 5% sebanyak 2 L selama 24 jam. K. alvarezii dicuci menggunakan air tawar hingga pH netral, kemudian dihaluskan dengan blender. K. alvarezii yang telah dihaluskan dimasukkan kedalam akuades sebanyak 3 L yang telah dipanaskan pada suhu 85-90ºC, kemudian diaduk  selama  3  jam.  Setelah  itu,  filtrat  disaring  menggunakan  kain  belacu.  Filtrat  karagenan diendapkan  menggunakan  larutan  isopropil  alkohol  sebanyak  3  L,  kemudian  diaduk  sampai terbentuk  serat  karagenan.  Serat  karagenan  disaring,  dicetak  dengan  cetakan  silikon  dan dikeringkan di bawah sinar matahari selama 3-4 hari. Karagenan yang sudah kering diblender dan diayak menggunakan saringan hingga menjadi bubuk halus.
Ekstraksi  alginat  mengacu  pada  Husni et  al. (2012)  dengan modifikasi  waktu  ekstraksi  dan konsentrasi larutan. Sargassum sp. kering sebanyak 100 g direndam dalam 1 L HCl 1% selama 1 jam, kemudian dicuci dengan air tawar hingga pH netral. Sargassum sp. ditambahkan Na 2 CO 3 3% sebanyak 3 L dan dipanaskan pada suhu 60-70ºC. Setelah 2 jam, filtrat disaring dengan kain belacu. Filtrat  ditambahkan  NaOCl  4%  dengan  perbandingan  1:2,  didiamkan  30  menit  hingga  warnanya berubah menjadi kuning gading. Asam alginat diendapkan dengan HCl 5% sebanyak 1,5 L hingga didapatkan  gel  alginat,  kemudian  ditambahkan  NaOH  1%  hingga  pH  nya  netral,  selanjutnya ditambahkan 3 L larutan isopropil alkohol hingga membentuk serat. Serat alginat disaring, dicetak dengan cetakan silikon dan dikeringkan di bawah sinar matahari selama 3-4 hari. Alginat yang sudah kering diblender dan diayak menggunakan saringan hingga menjadi bubuk halus.
Pembuatan  bioplastik  mengacu  pada  Langit et  al. (2019)  dengan  modifikasi  waktu penghomogenan  dan  campuran  bioplastik  yang  digunakan.  1,5  g  karagenan  dan  0,5  g  alginat ditambahkan kedalam akuades sebanyak 146 mL, dipanaskan menggunakan hot plate stirrer pada suhu 90ºC selama 45 menit. Gliserol sebanyak 2 mL ditambahkan pada suhu 50ºC selama 15 menit. Campuran disaring dengan kain belacu, filtrat dituang ke plat kaca lalu dikeringkan menggunakan oven suhu 50ºC selama 18 jam. Setelah itu, bioplastik didinginkan dan diangkat dari cetakan kaca, kemudian  dilakukan  proses crosslink .  Bioplastik  direndam  (metode soaking )  dalam  larutan crosslinker BaCl 2 (1%, 2%, 3% dan 4%)  selama 5 menit, kemudian dikeringkan pada suhu ruang selama 6 jam. Penghitungan rendemen berdasarkan metode Food Marine Colloids Corp. (1977):
Rendemen ( % ) = W t W 0 x 100%
Keterangan: W t = Bobot hasil akhir ekstraksi (g); W 0 = Bobot awal rumput laut kering (g)
Analisis kadar  air mengacu pada metode SNI 01-2354.2-2006, cawan porselen dikeringkan dalam  oven  selama  2  jam  kemudian  diletakkan  dalam  desikator  selama  30  menit.  Berat  kosong cawan porselen ditimbang, kemudian karagenan/alginat ditimbang seberat 1,5 g. Cawan porselen berisi karagenan/alginat dikeringkan dalam oven suhu 105ºC selama 3 jam, setelah itu didinginkan dalam desikator selama 30 menit.
Analisis kadar abu mengacu pada metode SNI 01-2354.1-2006, cawan porselen dikeringkan dalam oven selama 2 jam kemudian diletakkan dalam desikator selama 30 menit. Cawan porselen ditimbang,  kemudian  karagenan/alginat  ditimbang  seberat  1,5  g.  Cawan  porselen  yang  berisi karagenan/alginat  dimasukkan  ke  dalam  oven  bersuhu  105ºC  selama  ±3  jam,  kemudian dipindahkan ke dalam furnace dan disetting pada suhu 550ºC selama 5 jam. Setelah 5 jam, furnace dimatikan  dan  ditunggu  18  jam  hingga  suhunya  turun.  Cawan  porselen  dimasukkan  kedalam desikator selama 30 menit, kemudian ditimbang beratnya.
Analisis  viskositas  pada  karagenan/alginat  menurut  metode Food  Marine  Colloids  Corp. (1977),  sebanyak  1,5%  karagenan/alginat  dipanaskan  dalam waterbath sambil  diaduk  hingga suhunya  mencapai  80ºC,  kemudian  didinginkan  hingga  suhunya  55ºC.  Pengukuran  viskositas menggunakan viscometer  brookfield dengan  cara  larutan  sampel  diaduk  pada kecepatan  60  rpm menggunakan jarum spindle no. 2. Pengujian dilakukan hingga angka viskositas yang tertera stabil. Viskositas dinyatakan dalam satuan cP ( centipoises ).
Tabel 1. Formulasi Bioplastik Karagenan-Alginat-Gliserol
Formula BKA BBA1 BBA2 BBA3 BBA4 Karagenan (g) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Alginat (g) 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Gliserol (mL) 2 2 2 2 2 Akuades (mL) 146 146 146 146 146 Crosslink BaCl 2 (%) 0 1 2 3 4
Keterangan: BKA = Bioplastik tanpa perlakuan crosslink; BBA1= Bioplastik dengan crosslinker BaCl 2 1%; BBA2 = Bioplastik dengan crosslinker BaCl 2 2%; BBA3 = Bioplastik dengan crosslinker BaCl 2 3%; BBA4 = Bioplastik dengan crosslinker BaCl 2 4%
Analisis  gugus  fungsi  dilakukan  dengan Fourier  Transform  InfraRed (FTIR), mengacu  pada metode  Wei  dan  McDonald  (2016).  Pengujian  ketebalan  mengacu  pada  metode  Norhayati et  al. (2021), menggunakan jangka sorong. Pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali pengulangan pada titik berbeda.  Pengujian  ketahanan  air  bioplastik  mengacu  pada  metode  Anggarini et  al. (2013), bioplastik dipotong ukuran 2 cm x 3 cm sebanyak 3 pengulangan masing-masing sampel, kemudian diletakkan dalam desikator selama 24 jam. Bioplastik dimasukkan ke dalam cawan petri yang berisi akuades selama 1 menit, kemudian diangkat dan dikeringkan dengan tissue hingga air yang berada di permukaan bioplastik terserap.
Uji biodegradabilitas ( soil burial test ) mengacu pada metode Anggarini et al. (2013), bioplastik dipotong ukuran 2 cm x 3 cm sebanyak 3 pengulangan masing-masing sampel, kemudian diletakkan dalam  desikator  selama  24  jam.  Bioplastik  ditanam  dalam  media  tanah  di  gelas  plastik  dengan kedalaman  ±5  cm.  Uji  biodegradabilitas  dilakukan  selama  6  hari,  setelah  itu  bioplastik  diambil, dibersihkan dengan akuades, dikeringkan dengan tissue dan disimpan dalam desikator selama 24 jam. Seluruh data uji ketebalan, ketahanan air dan biodegradabilitas selanjutnya dilakukan analisis statistik dengan uji normalitas, uji homogenitas, dan uji Analysis of Varian (ANOVA) menggunakan software IBM SPSS 25.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karagenan yang digunakan untuk pembuatan bioplastik diperoleh dari ekstraksi rumput laut Kappaphycus  alvarezii ,  kualitas  karagenan  disajikan  dalam  Tabel  2.  Karagenan  hasil  ekstraksi berwarna  putih  kecoklatan.  Rendemen  yang  didapatkan  sudah  memenuhi  baku  mutu  rendemen karagenan  menurut  SNI.  Jenis  pelarut  ekstraksi  berpengaruh  terhadap  kadar  rendemen  yang dihasilkan. Ekstraksi dengan pelarut akuades menghasilkan rendemen yang lebih tinggi dibanding pelarut  alkali.  Rendemen  yang  rendah  pada  ekstraksi  dengan  pelarut  alkali  disebabkan  oleh pemecahan polimer oleh alkali, sehingga produk dengan berat molekul yang  rendah tidak dapat diendapkan oleh alkohol (Distantina et al., 2010).
Kadar  air  karagenan  pada  penelitian  ini  belum  memenuhi  standar  mutu  kadar  air  yang ditetapkan oleh Food and Agricultural Organization (FAO 2007). Kadar air yang tinggi disebabkan oleh proses pengeringan yang kurang tepat, pada penelitian ini pengeringan hanya mengandalkan panas  matahari.  Proses  pengeringan  karagenan  yang  tepat  yaitu  menggunakan  oven  suhu  80 ℃ selama 4 jam. Pengeringan karagenan dengan oven menghasilkan kadar air <4% (Lukman, 2017). Lama  waktu  ekstraksi  juga  berpengaruh  terhadap  kadar  air  karagenan,  penelitian  Gerung et  al. (2019) menyebutkan bahwa semakin lama waktu ekstraksi, menyebabkan jumlah air yang menguap semakin  banyak  sehingga  kadar  air  yang  dihasilkan  semakin  rendah.  Kadar  air  dengan  waktu ekstraksi 10 jam (1,90%) lebih rendah dibanding waktu ekstraksi 7 jam (3,06%).
Kadar abu karagenan pada penelitian ini telah memenuhi standar mutu Food and Agricultural Organization (FAO  2007).  Kadar  abu  karagenan  terbentuk  dari  garam  dan  mineral  rumput  laut. Kadar abu yang tinggi dipengaruhi oleh garam dan mineral yang masih menempel pada rumput laut.
Pencucian  berulang  rumput  laut  yang  dilakukan  sebelum  diekstraksi  sangat  penting  untuk menghilangkan  garam  dan  mineral  tersebut.  Pada  penelitian  ini  proses  pencucian  rumput  laut dilakukan sebanyak 4 kali pengulangan untuk mendapatkan kadar abu karagenan yang rendah.
Viskositas  pada  penelitian  ini  juga  telah  memenuhi  standar  mutu  viskositas Food  and Agricultural Organization (FAO 2007). Viskositas yang tinggi disebabkan oleh suhu ekstraksi yang tepat yaitu pada suhu 85-90ºC. Semakin tinggi suhu ekstraksi maka nilai viskositas yang dihasilkan akan semakin tinggi, tetapi pada suhu tertentu nilai viskositas akan mengalami penurunan. Semakin suhu  bertambah  maka  interaksi  molekul  akan  terputus.  Suhu  yang  digunakan  pada  penelitian Harumarani et al. (2016) adalah 65 dan 85ºC, hasil menunjukkan suhu ekstraksi 85ºC mendapatkan viskositas yang lebih tinggi.
Analisis gugus fungsi karagenan dilakukan dengan spektra FTIR (Gambar 1). Puncak pada bilangan  gelombang  3357,80  cm -1 menunjukkan  adanya  regangan  ikatan  hidroksil  (-OH).  Vibrasi regangan  ikatan  C-H  ditunjukkan  pada  bilangan  gelombang  2959,05  cm -1 dan  ikatan  glikosidik ditunjukkan pada puncak 1035,10 cm -1 (Nasution et al., 2019). Bilangan gelombang 1218,45 cm -1 menunjukkan  ikatan  ester  sulfat  (O-SO 3 - )  dan  bilangan  gelombang  843,29  cm -1 mengindikasikan galaktosa-4-sulfat  sebagai  penanda κ-karagenan.  Puncak  bilangan  gelombang  1636,12  cm -1 mengindikasikan vibrasi regangan C-O dan pada puncak 923,79 cm -1 menunjukkan gugus C-O dari 3,6-anhidrogalaktosa (Gómez-Ordóñez dan Rupérez, 2011).
Alginat  yang  digunakan  sebagai  bahan  pembuatan  bioplastik  berasal  dari  ekstraksi  rumput laut Sargassum sp., kualitas alginat hasil ekstraksi disajikan dalam Tabel 2. Alginat berwarna putih gading  karena  penambahan  NaOCl  untuk  pemucatan  alginat.  Rendemen  yang  dihasilkan  telah memenuhi  standar  rendemen  alginat  dalam Food  Chemical  Codex (FCC  2004).  Nilai  rendemen dipengaruhi  oleh  suhu  ekstraksi,  adapun  suhu  yang  optimal  untuk  ekstraksi  alginat  adalah  60ºC. Suhu yang terlalu tinggi dapat menyebabkan struktur alginat terdegradasi (Jayanudin et al. , 2014). Kadar  air  alginat  belum  memenuhi  standar  mutu  kadar  air Food  Chemical  Codex (FCC 2004).  Kadar  air  yang  belum  memenuhi  standar  diduga  karena  proses  pengeringan  alginat  yang belum optimal. Pada penelitian Sukma et al. (2017), pengeringan alginat menggunakan oven pada suhu 65ºC selama 24 jam dapat menurunkan kadar air menjadi 10-13%.
Kadar abu alginat pada penelitian ini belum memenuhi standar mutu Food Chemical Codex (FCC 2004). Tingginya kadar abu menunjukkan tingginya kandungan mineral dalam suatu bahan. Penambahan  Na 2 CO 3 pada  proses  ekstraksi  meningkatkan  kadar  abu  karena  natrium  karbonat dalam konsentrasi tinggi dapat menyumbang mineral Na dalam alginat (Tamaheang et al. , 2017). Viskositas alginat yang dihasilkan masih di bawah standar mutu Food Chemical Codex (FCC 2004).  Besarnya  viskositas  dipengaruhi  oleh  kemurnian  dan  panjang  rantai  polimer  alginate. Semakin  panjang  rantai  polimer  maka  semakin  besar  berat  molekul  dan  nilai  viskositasnya (Laksanawati et  al., 2017).  Suhu  ekstraksi  yang terlalu tinggi  dapat  mendegradasi rantai  panjang alginat menjadi rantai pendek. Viskositas yang rendah pada penelitian ini diduga karena suhu yang kurang stabil pada saat proses ekstraksi.
Gambar 1. Spektra FTIR karagenan hasil ekstraksi K. Alvarezii
Analisis  gugus  fungsi  alginat  dilakukan  dengan  spektra  FTIR  (Gambar  2).  Bilangan gelombang  3356,22  cm -1 menunjukkan  rengangan  ikatan  hidroksil  (-OH),  puncak  1299,76  cm -1 menunjukkan adanya gugus C=O (Daemi dan Barikani, 2012). Puncak bilangan gelombang 1026,31 cm -1 mengindikasikan  adanya  gugus  karboksil  (-COOH).  Puncak  1412,13  cm -1 mengindikasikan gugus  COO-  simetris,  kemudian  puncak  bilangan  gelombang  813,84  cm -1 dan  903,60  cm -1 menunjukkan sidik jari manuronat dan guluronat (Maharani et al. , 2018).

## Kualitas Bioplastik
Crosslinker yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  BaCl 2 (barium  klorida)  dengan  4 konsentrasi (1%,2%, 3%, 4%). BaCl 2 telah digunakan dalam penelitian Lawrie et al. (2007) sebagai crosslinker bioplastik alginat-kitosan, selain itu pada penelitian Pinpru dan Woramongkolchai (2020), BaCl 2 digunakan  sebagai  agen crosslink bioplastik  alginat-CMC.  Bioplastik  karagenan-alginat- gliserol  dalam  penelitian  ini  berwarna  putih  bening,  secara  kasat  mata  terlihat  bahwa  bioplastik kontrol  (BKA)  lebih  transparan  dibanding  bioplastik  dengan  perlakuan crosslink (Gambar  3). Bioplastik  dengan  perlakuan crosslink memiliki  permukaan  yang  sedikit  kasar  dan  tidak  sehalus bioplastik kontrol, kejadian serupa juga diamati oleh Rhim (2004).
Ketebalan bioplastik pada penelitian ini adalah 0,008-0,013 cm (Tabel 3). Analisis sidik ragam menunjukkan  bahwa  perbedaan  konsentrasi  BaCl 2 sebagai crosslinker berpengaruh  terhadap ketebalan bioplastik (p<0,05). Bioplastik dengan ketebalan tertinggi adalah bioplastik kontrol (BKA), sedangkan bioplastik dengan ketebalan terendah adalah bioplastik dengan perendaman BaCl 2 4% (BBA4).  Nilai  ketebalan  menunjukkan  penurunan  yang  stabil  seiring  dengan  penambahan konsentrasi crosslinker .  Penurunan  ketebalan  setelah  penambahan crosslinker terjadi  karena pelarutan  permukaan  film,  semakin  tinggi  konsentrasi crosslinker maka  nilai  ketebalan  semakin menurun (Choi et al., 2022). Kelima sampel bioplastik telah memenuhi standar ketebalan bioplastik oleh Japanese Industrial Standard (JIS) yaitu sebesar ≤0,025 .
Tabel 2. Kualitas Karagenan dan Alginat Hasil Ekstraksi
Parameter Hasil Karagenan Standar Mutu Karagenan Hasil Alginat Standar Mutu Alginat Rendemen (%) 30,33±4,72 >25* 21,53±1,36 >18*** Kadar air (%) 15,55±0,39 <12** 16,00±0,67 <15*** Kadar abu (%) 21,84±1,58 15-40** 35,32±1,34 18-27*** Viskositas (cP) 27,53±2,36 >5** 2,10±0,55 >27*** Keterangan:  *Standar  Nasional  Indonesia  (SNI);  ** Food  Agriculture  Organization (FAO);  *** Food Chemical Codex (FCC)
Gambar 2. Spektra FTIR alginat hasil ekstraksi Sargassum sp.
(a) (b) (c) (d) (e) Gambar 3 . Hasil bioplastik karagenan-alginat-gliserol.
(a) Bioplastik kontrol; (b) Bioplastik+BaCl 2 1%; (c) Bioplastik+BaCl 2 2%; (d) Bioplastik+BaCl 2 3%; (e) Bioplastik+BaCl 2 4%.
Tabel 3. Kualitas Bioplastik Karagenan-Alginat-Gliserol
Kode Sampel Ketebalan (cm) Ketahanan Air (%) Biodegradasi (%) BKA (Kontrol) 0,013±0,001 b 34,07±0,029 a 71,45±0,009 BBA1 (BaCl 2 1%) 0,012±0,002 ab 34,53±0,017 a 10,22±0,005 a BBA2 (BaCl 2 2%) 0,011±0,001 ab 42,86±0,018 b 15,24±0,003 b BBA3 (BaCl 2 3%) 0,009±0,001 ab 48,18±0,008 c 20,99±0,007 c BBA4 (BaCl 2 4%) 0,008±0,002 a 52,25±0,012 c 25,68±0,013 d Standar Bioplastik ≤0,025* 99** >60**
Keterangan:Data merupakan rerata dari tiga pengulangan ± standar deviasi; Data pada kolom yang sama  dan  diikuti  huruf  superscript  yang  berbeda  menunjukkan  perbedaan  nyata  (p<0,05); * Japanese Industrial Standard (JIS) ; **SNI 7188:7:2016
Ketahanan  air  bioplastik  pada  penelitian  ini  berkisar  antara  34-52%  (Tabel  3).  Perbedaan konsentrasi crosslinker berpengaruh  terhadap  nilai  ketahanan  air  bioplastik  (p<0,05).  Bioplastik dengan ketahanan air terendah adalah bioplastik kontrol (BKA), sedangkan ketahanan air tertinggi adalah  bioplastik  dengan  perendaman  BaCl 2 4%  (BBA4).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  nilai ketahanan air meningkat seiring dengan bertambahnya konsentrasi crosslinker . Kation divalen pada crosslinker (Ba 2+ ) mengikat blok guluronat alginat dan membentuk struktur egg-box . Gugus karboksil (COOH - )  pada  alginat  mengikat  kation  divalen  sehingga  menurunkan  kemampuan  rantai  polimer alginat  untuk  mengikat  molekul  H 2 O  (Costa et  al. ,  2018).  Karagenan  juga  mengalami crosslink dengan kation divalen melalui proses gelasi ionik. Interaksi karagenan dengan Ba 2+ terjadi melalui tarikan  elektrostatik  yang  membentuk  jembatan  intramolekular  antara  oksigen  dari  endoeter  dan gugus OSO 3 - dari karagenan (Annisa et al, , 2021). Nilai ketahanan air bioplastik dapat ditingkatkan dengan  alginat  yang  memilliki  viskositas  tinggi  karena  memiliki  rantai  polimer  yang  panjang. Semakin  panjang  rantai  polimer,  maka  semakin  banyak  kation  divalen  yang  berikatan  dengan guluronat dan ketahanan air meningkat (Rhim, 2004). Sampel bioplastik pada penelitian ini belum memenuhi standar ketahanan air plastik oleh Standar Nasional Indonesia yaitu sebesar 99%.
Nilai  biodegradabilitas  bioplastik  (persen  berat  hilang)  pada  penelitian  ini  berkisar  10-71% (Tabel 3). Perbedaan crosslinker berpengaruh terhadap nilai biodegradabilitas bioplastik (p<0,05). Bioplastik  kontrol  (BKA)  menunjukkan  perbedaan  persen  berat  hilang  yang  signifikan  dibanding bioplastik  dengan  perlakuan crosslink .  Semakin tinggi  konsentrasi crosslinker ,  bioplastik  semakin mudah terdegradasi. Proses biodegradasi plastik terjadi karena aktivitas mikroorganisme, beberapa mikroorganisme  tersebut  memproduksi  enzim.  Garam  seperti  Co 2+ ,  Ca 2+ ,  Zn 2+ ,  Ba 2+ ,  Fe 2+ dapat meningkatkan aktifitas enzim sehingga plastik lebih mudah terdegradasi (Asiandu et al. , 2020; Sari et  al. ,  2020).  Kedua  pernyataan  tersebut  membuktikan  bahwa  semakin  tinggi  konsentrasi crosslinker , maka semakin tinggi konsentrasi garam sehingga proses biodegradasi lebih cepat.
Gambar  4. Perbandingan  FTIR  Bioplastik.  (A)  Bioplastik  kontrol;  (B)  Bioplastik+BaCl 2 1%;  (C) Bioplastik+BaCl 2 2%; (D) Bioplastik+BaCl 2 3%; (E) Bioplastik+BaCl 2 4%.
sampel  bioplastik  pada  penelitian  ini  belum  memenuhi  SNI  biodegradabilitas  bioplastik  (>60%) kecuali bioplastik kontrol. Bioplastik kontrol mudah didegradasi karena materi penyusun bioplastik bersifat hidrofilik.
Perbandingan spektra FTIR karagenan, alginat dan bioplastik yang ditunjukkan pada Gambar 4  menunjukkan range bilangan  gelombang  yang  hampir  sama,  akan  tetapi  terdapat  beberapa perbedaan  pada  puncak  gelombang.  Puncak  gugus  karboksil  (3281-3353  cm -1 )  bioplastik  kontrol lebih tajam daripada bioplastik dengan perlakuan crosslink , semakin tinggi konsentrasi crosslinker puncaknya  semakin  landai.  Hal  ini  menandakan  intensitas  gugus  hidroksil  semakin  berkurang dengan  bertambahnya  konsentrasi  BaCl 2 Pada  bilangan  gelombang  1260-1210  cm -1 yang menunjukkan  adanya  ikatan  ester  sulfat  (O-SO 3 - )  hanya  terdeteksi  pada  FTIR  bioplastik  dan karagenan.  Puncak  bilangan  gelombang  903,6 cm -1 yang  menunjukkan sidik  jari  guluronat  hanya ditemukan pada FTIR alginat. Range bilangan gelombang 850-810 cm -1 yang mengindikasikan sidik jari manuronat dan galaktosa-4-sulfat (850-840 cm -1 ) terdeteksi pada semua spektrum FTIR yaitu pada 846-843 cm -1 , sedangkan pada FTIR alginat ditemukan pada 813,84 cm -1 . Hal ini menunjukkan bahwa  bioplastik  cenderung  menunjukkan  keberadaan  galaktosa-4-sulfat.  Hasil  spektra  FTIR bioplastik  cenderung  mirip  dengan  karagenan  karena  perbandingan  karagenan  dalam  formulasi bioplastik  lebih  besar  dibanding  alginat  (3:1).  Alginat-karagenan  cenderung  bekerja  independen, dibuktikan dengan tidak adanya interaksi struktural yang nyata pada FTIR (Paula et al ., 2015).

## KESIMPULAN
Peningkatan  konsentrasi crosslinker BaCl 2 berpengaruh  (p<0,05)  terhadap  nilai  ketebalan, ketahanan  air dan biodegradabilitas bioplastik karagenan-alginat-gliserol. Peningkatan konsentrasi crosslinker meningkatkan  ketahanan  air  dan  biodegradabilitas,  namun  menurunkan  ketebalan. Bioplastik memenuhi JIS untuk parameter ketebalan, sedangkan ketahanan air dan biodegradabilitas belum memenuhi  SNI. Bioplastik terbaik pada penelitian ini adalah bioplastik dengan perendaman BaCl 2 4%  (BBA4)  karena  memenuhi  standar  ketebalan  (0,008  cm),  paling  mendekati  standar ketahanan  air  (52,25%)  dan  biodegradabilitas  (25,68%).  Perlu  dilakukan  metode  ekstraksi  yang lebih tepat untuk mendapatkan alginat dengan viskositas tinggi agar membentuk formasi “ egg-box ” yang  lebih  sempurna  sehingga  dapat  meningkatkan  karakteristik  bioplastik.  Penelitian  lanjutan masih diperlukan untuk mendapatkan bioplastik yang lebih baik dari segi kualitas dan biaya produksi sebelum diproduksi secara masal dan menjadi pengganti plastik konvensional.

## DAFTAR PUSTAKA
Anggarini, F., Latifah., & Miswadi, S.S. 2013. Aplikasi Plasticizer Gliserol pada Pembuatan Plastik Biodegradable dari Biji Nangka. Indonesian Journal of Chemical Science , 2(3):173 –178. DOI: 10.1007/978-3-642-41714-6_21579
Annisa, V., Sulaiman, T.N.S., Nugroho, A.K., & Nugroho, A.E. 2021. Review Sinergisitas Kombinasi Polimer Alami Serta Pemanfaatan dalam Formulasi Obat. Majalah Farmasetika , 6(5):436-461. DOI: 10.24198/mfarmasetika.v6i5.35935 Asiandu,  A.P.,  Wahyudi,  A.,  &  Sari,  S.W.  2020.  A  Review:  Plastics  Waste  Biodegradation  Using Plastics-Degrading  Bacteria. Journal  of  Environmental  Treatment  Techniques ,  9(1):148 –157. DOI: 10.47277/jett/9(1)157
Choi,  I.,  Lee,  Y.,  Lyu,  J.S.,  Lee,  J.S.,  &  Han,  J.  2022.  Characterization  of  Ionically  Crosslinked Alginate  Films:  Effect  of  Different  Anion-Based  Metal  Cations  on  the  Improvement  of  Water- Resistant Properties. Food Hydrocolloids , 131:1-9. DOI:10.1016/j.foodhyd.2022.107785 Costa,  M.J.,  Marques,  A.M.,  Pastrana,  L.M.,  Sillankorva,  S.M.,  &  Cerqueira,  M.A.  2018.
Physicochemical  Properties  of  Alginate- Based  Films :  Effect  of  Ionic  Crosslinking  and Mannuronic and Guluronic Acid Ratio. Food Hydrocolloids , 81:442 –448.  DOI: 10.1016/j.foodhyd.2018.03.014
Daemi, H., & Barikani, M. 2012. Synthesis and Characterization of Calcium Alginate Nanoparticles,
Sodium  Homopolymannuronate  Salt  and  its  Calcium  Nanoparticles. Scientia  Iranica ,  19(6): 2023 –2028. DOI: 10.1016/j.scient.2012.10.005
Distantina,  S.,  Fadilah., Rochmadi.,  Fahrurrozi, M.,  &  Wiratni.  2010.  Proses  Ekstraksi  Karagenan dari Eucheuma cottonii. Seminar Rekayasa Kimia Dan Proses , Semarang, 4-5 Agustus. Distantina,  S.,  Rochmadi.,  Wiratni.,  &  Fahrurrozi,  M.  2012.  Mekanisme  Proses  Tahap  Ekstraksi Karagenan dari Eucheuma cottonii Menggunakan Pelarut Alkali. Agritech , 32(4):397 –402. Fransiska,  D.,  Giyatmi.,  Irianto,  H.E.,  Darmawan,  M.,  &  Melanie,  S.  2018.  Karakteristik  Film  k- karaginan  dengan  Penambahan  Plasticizer  Polietilen  Glikol. Jurnal  Pascapanen  Dan Bioteknologi Kelautan Dan Perikanan , 13(1):13-20. DOI: 10.15578/jpbkp.v13i1.504 Gerung, M.S., Montolalu, R.I., Lohoo, H.J., Dotulong, V., Taher, N., Mentang, F., & Sanger, G. 2019.
Pengaruh Konsentrasi Pelarut dan Lama Ekstraksi pada Produksi Karagenan. Media Teknologi Hasil Perikanan , 7(1):25-31. DOI:10.35800/mthp.7.1.2019.23908
Gómez-Ordóñez,  E.,  &  Rupérez,  P.  2011.  FTIR-ATR  Spectroscopy  as  a  Tool  for  Polysaccharide Identification in Edible Brown and Red Seaweeds. Food Hydrocolloids , 25(6):1514 –1520. DOI:
10.1016/j.foodhyd.2011.02.009
Harumarani, S., Ruf, W., & Romadhon, R. 2016. Pengaruh Perbedaan Konsentrasi Gliserol pada Karakteristik  Edible  Film  Komposit  Semirefined  Karagenan Eucheuma  cottoni dan  Beeswax. Jurnal Pengolahan Dan Bioteknologi Hasil Perikanan , 5(1):101 –105.
Husni,  A.,  Subaryono,  Pranoto,  Y.,  Tazwir.,  &  Ustadi.  2012.  Pengembangan  Metode  Ekstraksi Alginat dari Rumput Laut Sargassum sp. sebagai Bahan Pengental. Agritech , 32(1):1 –8. DOI: 10.22146/agritech.9649
Jayanudin.,  Lestari,  A.Z.,  &  Nurbayanti,  F.  2014.  Pengaruh  Suhu  dan  Rasio  Pelarut  Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Viskositas Natrium Alginat dari Rumput Laut Cokelat ( Sargassum sp). Jurnal Integrasi Proses , 5(1):51-55.
Laksanawati,  R.,  Ustadi,  U.,  &  Husni,  A.  2017,  Development  of  Alginate  Extraction  Method  from Seaweed Turbinaria ornata . Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia , 20(2):362-369. DOI: 10.17844/jphpi.v20i2.18104
Langit,  N.T.P.,  Ridlo,  A.,  &  Subagiyo,  S.  2019.  Pengaruh  Konsentrasi  Alginat  dengan  Gliserol Sebagai Plasticizer Terhadap Sifat Fisik dan Mekanik Bioplastik. Journal of Marine Research , 8(3):314 –321. DOI:10.14710/jmr.v8i3.25256
Lawrie, G., Keen, I., Drew, B., Chandler-Temple, A., Rintoul, L., Fredericks, P., & Grøndahl, L. 2007. Interactions Between Alginate and Chitosan Biopolymers Characterized using FTIR and XPS. Biomacromolecules , 8(8):2533 –2541. DOI:10.1021/bm070014y
Lim, J. Y., Hii, S.L., Chee, S.Y., & Wong, C.L. 2018. Sargassum siliquosum J. Agardh Extract as Potential Material for Synthesis of Bioplastic Film. Journal of Applied Phycology , 30(6):3285 – 3297. DOI: 10.1007/s10811-018-1603-2
Lukman,  L.H.  2017.  Karakteristik  Karagenan  Dari  Berbagai  Jenis  Rumput  Laut  yang  Diproses Dengan Berbagai Bahan Ekstraksi. Jurnal Teknologi Pangan , 11(1).
Maharani,  A.A.,  Husni, A.,  &  Ekantari,  N.  2018.  Effect  of  Extraction Methods  on  Characteristic  of
Sodium Alginate from Brown Seaweed Sargassum fluitans . Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia , 20(3):478-487. DOI:10.17844/jphpi.v20i3.19768 Maneking,  E.,  Sangian, H.F.,  &  Tongkukut,  S.H.J.  2020.  Pembuatan  dan  Karakterisasi  Bioplastik Berbahan  Dasar  Biomassa  dengan  Plasticizer  Gliserol. JURNAL  MIPA ,  9(1):23 –27.  DOI:
10.35799/jmuo.9.1.2020.27420
Nasution, R.S., Yahya, H., & Harahap, M.R. 2019. Pengaruh Karaginan dari Rumput Laut Merah ( Eucheuma cottonii ) Asal Provinsi Aceh sebagai Edible Coating terhadap Ketahanan Buah. Al- Kimia , 7(2):101-112. DOI:10.24252/al-kimia.v7i2.6385 Norhayati,  S.,  Melati,  M.,  &  Jumsurizal,  J.  2021.  Pengaruh  Penambahan  Tanaman  Beruas  Laut ( Scaevola  taccada )  dalam  Pembuatan  Bioplastik  dari Kappaphycus  alvarezii . Marinade , 4(1):24 –31. DOI:10.31629/marinade.v4i01.3414
Nurhabibah,  S.A.,  &  Kusumaningrum,  W.B.  2021.  Karakterisasi  Bioplastik  dari  K-Karagenan Eucheuma  cottonii Terplastisasi  Berpenguat  Nanoselulosa. Jurnal  Kimia  Dan  Kemasan , 43(2):82 –94. DOI:10.24817/jkk.v42i2.6808
Paula,  G.A.,  Benevides,  N.M.B.,  Cunha,  A.P.,  de  Oliveira,  A.V.,  Pinto,  A.M.B.,  Morais,  J.P.S.,  & Azeredo, H.M.C. 2015. Development and Characterization of Edible Films from Mixtures of κ- Carrageenan,  Ι-Carrageenan,  and  Alginate. Food  Hydrocolloids ,  47:140 –145.  DOI: 10.1016/j.foodhyd.2015.01.004
Peranginangin, R., Sinurat, E., & Darmawan, M. 2013. Memproduksi Karaginan dari Rumput Laut. Penebar Swadaya Grup, Yogyakarta. Retrieved from Pinpru, N., & Woramongkolchai, S. 2020, Crosslinking Effects on Alginate/Carboxymethyl Cellulose Packaging Film Properties. Chiang Mai Journal of Science , 47(2):712 –722.
Purwaningrum, P. 2016. Upaya Mengurangi Timbulan Sampah Plastik di Lingkungan. Jurnal Teknik Lingkungan , 8(2):141 –147. DOI: 10.25105/urbanenvirotech.v8i2.1421 Rhim, J.W. 2004. Physical and Mechanical Properties of Water Resistant Sodium Alginate  Films. LWT - Food Science and Technology , 37(3):323 –330. DOI: 10.1016/j.lwt.2003.09.008 Sari, D.P., Amir, H., & Elvia, R. 2020. Isolasi Bakteri dari Tanah Tempat Pembangan Akhir (TPA) Air Sebakul sebagai Agen Biodegradasi Limbah Plastik Polyethylene. Alotrop , 4(2):98 –106. DOI:
10.33369/atp.v4i2.13833
Sukma,  I.W.A.,  Harsojuwono,  B.A.,  &  Arnata,  I.W.  2017.  Pengaruh  Suhu  dan  Lama  Pemanasan Ekstraksi Terhadap Rendemen dan Mutu Alginat dari Rumput Laut Hijau Sargassum sp. Jurnal Rekayasa Dan Manajemen Agroindustri , 5(1):71 –80.
Tamaheang,  T.,  Makapedua,  D.M.,  &  Berhimpon,  S.  2017.  Kualitas  Rumput  Laut  Merah ( Kappaphycus alvarezii ) dengan Metode Pengeringan Sinar Matahari dan Cabinet Dryer, serta Rendemen  Semi-Refined  Carrageenan  (SRC). Media  Teknologi  Hasil  Perikanan ,  5(2):58-63. DOI:10.35800/mthp.5.2.2017.14925 Wahyuningtyas,  D.,  Sukmawati,  P.D.,  &  Al,  M.  2019, Optimasi  Pembuatan  Plastik  Biodegradable dari  Pati  Kulit  Singkong  dengan  Penambahan  Asam  Sitrat  Sebagai Crosslinking Agent . Prosiding Seminar Na sional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia Untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia , Yogyakarta, 25 April.
Wei,  L.,  &  McDonald,  A.G.  2016.  Accelerated  Weathering  Studies  on  The  Bioplastic,  Poly(3- hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). Polymer  Degradation  and  Stability ,  126:93 –100.  DOI:
10.1016/j.polymdegradstab.2016.01.023