Corresponding author: Nanik Hendrawati Diterima: 03 Juli 2020 Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang Disetujui: 26 Agustus 2020 Jl. Soekarno Hatta No. 9, Malang 65141, Indonesia © 2020 Politeknik Negeri Malang
E-mail: nanik.hendrawati@polinema.ac.id

## Biodegradable Foam dari Pati Sagu Terasitilasi dengan Penambahan Blowing Agent NaHCO 3

## Nanik Hendrawati*, Agung Ari Wibowo, Rosita Dwi Chrisnandari
Jurusan Teknik Kimia, Politeknik Negeri Malang, Jl. Soekarno Hatta 9 Malang
*E-mail: nanik.hendrawati@polinema.ac.id

## ABSTRAK
Biodegradable foam berbahan  dasar  pati merupakan  kemasan  alternatif  pengganti Styrofoam. Namun  foam berbahan  pati  mempunyai  sifat  rapuh,  sensitive  terhadap  air  dan  membutuhkan  tambahan  perlakuan  untuk meningkatan  kekuatan,  fleksibilitas  dan  ketahanan  terhadap  air  untuk  bisa  diaplikasikan  secara  komersial. Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  penambahan  NaHCO 3 dan  asam  sitrat  pada  pembuatan biodegradable foam dari pati sagu alami dan terasetilasi. Proses modifikasi dilakukan dengan cara asetilasi yang bertujuan meningkatkan  kemampuan termoplastis dan sifat hidrofobik. Proses pembuatan biodegradable foam menggunakan  metode baking  process .  Variabel  yang  digunakan  yaitu  konsentrasi blowing  agent dengan perbandingan NaHCO 3 dan asam sitrat (1,3:1). Variabel yang digunakan mulai 0; 10; 12; 15; s/d 18 % w/w dari pati sagu. Hasil pengujian biodegradable foam dari pati sagu terasetilasi didapatkan nilai water absorbtion , kuat tarik, dan densitas lebih rendah dan sebaliknya pada uji biodegradability mempunyai nilai yang lebih tinggi dari pati sagu alami . Analisa SEM dilakukan pada biodegradable foam dengan penambahan blowing agent sebesar 12%,  didapatkan  bentuk  morfologi closed  cell dengan  rata-rata  ukuran  partikel  sebesar  32,02  μm  pada biodegradable foam dari pati sagu alami dan 39,34 μm pada biodegradable foam dari pati sagu terasetilasi. Analisa FT-IR pada pati terasetilasi menghasilkan gugus C=O karbonil dengan bilangan gelombang sebesar 1650 cm -1
Kata  kunci : Biodegradable  Foam,  Pati  Sagu  Terasetilasi,  Asam  Asetat,  Natrium  Bikarbonat,  Asam  Sitrat, Blowing Agent

## ABSTRACT
Biodegradable foam  based on starch is an alternative packaging for styrofoam.  However foams made from starch are  brittle,  sensitive  to  water  and  require  further  treatments  to  improve  their  strength,  flexibility,  and  water resistance for commercial applications.  The objective of this research to determine the effect of NaHCO 3 and citric acid  addition to produce biodegradable foam from natural and acetylated sago starch. The modification process  is  carried  out  by  acetylation,    the  aim  of  modification  to  improve  thermoplastic  capabilities  and hydrophobic properties. Biodegradable foam production is carried out by using the baking process method. The variables used were the concentration of blowing agent with  a ratio of NaHCO 3 and citric acid (1.3: 1).  The various concentration were used  0; 10; 12; 15;  18% w / w of sago starch.  The results showed that biodegradable foam based acetylated sago starch have lower of water absorption , tensile strength,   density ,    however have higher biodegradability value than natural sago starch. SEM analysis was carried out on biodegradable foam with the addition of blowing agent by 12%, obtained closed cell morphology with an average particle size of 32.02 μm on biodegradable foam from native sago starch and 39.34 μm in biodegradable foam from acetylated sago starch. The FT-IR analysis of the acetylated starch produced a group C = O carbonyl with a wave number of 1650 cm-1.
Keywords : Biodegradable Foam, Acetylated Sago Starch, Acetic Acid, Sodium Bicarbonate, Citric Acid, Blowing Agent

## 1.  PENDAHULUAN
Ketergantungan  manusia  terhadap  kemasan plastik termasuk styrofoam dalam  kehidupan sehari-hari  semakin  tinggi.  Terbukti  pada tahun 2015 jumlah produksi plastik di dunia
mencapai  350  juta  ton  dan  masih  terus bertambah [1]. Mengingat luasnya penggunaan styrofoam dan besarnya dampak negatif dari penggunaanya, maka diperlukan bahan  substitusi  untuk  menggantikannya. Bahan alami yang mempunyai prospek untuk
pembuatan biodegradable  foam adalah  pati. Salah  satu  sumber  pati  yang  potensial  di Indonesia  adalah  tanaman  sagu.  Pati  sagu memiliki  nilai  kadar  amilopektin  paling tinggi yaitu 76,06% dan kadar amilosa paling rendah  yaitu  23,94%  dibandingkan  dengan pati jagung dan singkong[2]. Semakin tinggi kadar amilopektin membuat produk biodegradable foam memiliki pori-pori yang lebih kecil serta densitias yang lebih rendah. Namun  demikian,  produk  yang  dihasilkan dari  pati  tersebut  umumnya  bersifat  rapuh, kaku,  dan  hidrofilik  maka  harus  dilakukan penambahan  beberapa  bahan  aditif  untuk menghasilkan produk kemasan sesuai dengan karakteristik  yang  diinginkan.  Hal  ini didukung  dengan  penelitian  Glenn  dkk (2001),  bahwa  tidak  hanya  ketahanan terhadap air yang rendah melainkan biodegradable foam dari bahan pati memiliki sifat mekanis yang rendah. Karakteristik sifat mekanis  pati  dapat  ditingkatkan  dengan melakukan  modifikasi  pati[3].  Berdasarkan penelitian  terdahulu  yang  dilakukan  oleh Hendrawati dkk (2018), modifikasi hidrolisis asam  dan  penambahan  bahan  aditif  yaitu PVOH  mampu  memperbaiki  sifat  mekanik dari  produk biodegradable  foam yang dihasilkan, seperti terjadinya penurunan daya serap  air,  penurunan  kemampuan  degradasi, peningkatan nilai kuat tarik, penurunan nilai densitas,  dan  peningkatan  kemampuan ekspansi  dibandingkan  pati  alami.  Namun dari  hasil  yang  diperoleh  ternyata  masih memiliki  kekurangan,  yaitu  nilai  densitas yang  tinggi  1,2  g/cm 3 ,  sedangkan  standar densitas  untuk Styrofoam komersial  sebesar 1,04 – 1,1 gr/cm 3 [4].
Upaya  untuk  memperbaiki  karakteristik biodegradable foam dapat dilakukan dengan metode  modifikasi  pati  secara  asetilasi. Asetilasi  merupakan  salah  satu  jenis modifikasi pati yang dilakukan secara kimia dan  tergolong  pada  proses  esterifikasi. Penambahan  reagen  atau  bahan  kimia tertentu yaitu asam asetat bertujuan mengganti  gugus  hidroksil  pada  pati. Modifikasi ini bertujuan untuk meningkatkan karakteristik  termoplastik  pati,  seperti  sifat
hidrofobik  dan  kristalinitas.  Pati  terasetilasi memiliki  nilai  DS  (derajat  substitusi)  yang beragam.  DS  adalah  nilai  yang  digunakan untuk mengetahui berapa banyak gugus asetil yang  tersubsitusi  ke  dalam  pati  sagu terasetilasi. Umumnya untuk produk pangan dibutuhkan  DS  yang  rendah  berkisar  0,01- 0,2.  Namun,  untuk  aplikasi  sebagai  bahan kemasan dibutuhkan pati asetat dengan nilai DS  yang  cukup  tinggi.  Menurut  Guan  dkk (2004), pati asetilasi bernilai DS tinggi (>1) umumnya bersifat hidrofobik sehingga dapat digunakan  sebagai  bahan  kemasan  seperti biofoam[5].
Upaya lain untuk memperbaiki karakteristik biodegradable foam adalah dengan penambahan  natrium  bikarbonat  (NaHCO 3 ) sebagai blowing agent yang  mampu melepaskan  gas  karbon  dioksida  selama reaksi dekomposisi dan menghasilkan rongga udara  untuk  meningkatkan  nilai swelling power pada biodegradable  foam yang dihasilkan.  Menurut  Najib  dkk  (2009), konsentrasi  natrium  bikarbonat  sebagai blowing agent bervariasi untuk menghasilkan morfologi dan sifat biodegradable foam yang diinginkan[6]. Dalam penelitiannya konsentrasi natrium bikarbonat terbaik  yaitu 12%  terhadap  jumlah  pati.  Penelitian  yang dilakukan  Lansing  (2016),  bersama  natrium bikarbonat,  asam  sitrat  dapat  dimasukkan sebagai aktivator untuk membantu meningkatkan  hasil  gas.  Penambahan  asam sitrat dalam pembuatan biodegradable foam dapat  menghasilkan  dua  kali  lebih  banyak gas CO 2 [7].
Berdasarkan  uraian  di  atas,  dapat  diketahui bahwa  produk biodegradable  foam yang dihasilkan  masih  mempunyai  kelemahan baik  ketahan  terhadap  air,  kemampuan mengembang,  dan  densitasnya,  sehingga pada  penelitian  ini  akan  dipelajari  pengaruh penambahan NaHCO 3 sebagai blowing agent pada pembuatan biodegradable foam dengan bahan baku utama pati sagu dimodifikasi dan tidak  dimodifikasi.  Modifikasi  dilakukan dengan metode asetilasi dengan asam asetat. Modifikasi  secara  asetilasi  memberikan
keuntungan  yaitu  harga  asam  asetat  yang jauh lebih murah dibandingkan dengan harga HCl pada metode hidrolisis. Selain itu, HCl merupakan larutan asam kuat yang memiliki tingkat  bahaya  lebih  tinggi  dari  pada  asam asetat.
Penelitian ini diharapkan menghasilkan biodegradable
foam mempunyai  sifat  mekanis  yang  baik  yaitu ketahanan  terhadap  air  yang  baik  dan ekspansi foam yang baik.

## 2.  METODE PENELITIAN
2.1. Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
a. Modifikasi  Pati  sagu  :  pati  sagu  (lokal), Asam  asetat  glasial  (Smartlab),  NaOH 0.5  M  (Merck),  HCl  0.5  M  (Merck), Etanol(Merck),KOH 0.5M(Merk), Indikator pp(Merck), Aquades.
b. Pembuatan  Biodegradable  Foam:  Pati sagu (local), Gliserol (Merck), Aquades, Magnesium stearate (Macron),
Kitosan(lokal),  Karagenan(lokal),  Isolat protein (lokal), PVOH(Merck), NaHCO 3 (Pudak  Scientific,  99%),  Asam  sitrat( MultiChem).

## 2.2. Modifikasi Pati Sagu Metode Asetilasi
Pembuatan  pati  asetat  dengan  melarutkan 300  gram  pati  sagu  ke  dalam  900  ml aquadest.  pH  larutan  diatur  8  menggunakan NaOH 0,5 M disertai pengadukan salama 20 menit  [3].  Setelah  itu  larutan  asam  asetat ditambahkan  dalam  larutan  tersebut  hingga nilai  DS    mencapai  1,5.    Kemudian  larutan dipanaskan  hingga  suhu  45 0 C  selama  90 menit  di  dalam water  bath [8].  Pada  suhu ruang pati tidak dapat larut  dan membentuk suspensi. Proses ini membutuhkan waktu 90 menit  agar  gugus  asetil  yang  menggantikan gugus hidroksil terjadi secara maksimal dan pH  dikembalikan  dari  3  ke  5  dengan menggunakan  NaOH  0,5  M.  Kemudian larutan difiltrasi dengan menggunakan kertas saring  dan vakum  filter . Slurry yang tertinggal dicuci dengan aquadest sebanyak 4
kali.  Endapan  pati  tersebut  kemudian dikeringkan  pada  suhu  40ᴼC.  Kemudian disimpan dalam plastik dan dimasukan dalam desikator  sampai  digunakan.  Kemudain dilakukan uji DS dan uji FT-IR.

## 2.3. Pembuatan Biodegradable Foam
Pati  sagu  termodifikasi  dan  pati  sagu  alami yang  akan  digunakan  pada  pembuatan biodegradable foam dikeringkan dalam oven dengan  suhu  80 0 C  selama  24  jam  untuk menghilangkan  kandungan  air  dalam  pati, setelah  itu  diletakkan  dalam  desikator. Selanjutnya dapat dilakukan proses pembuatan biodegradable  foam .  Isolat protein  murni  ditimbang  sebanyak  30% (w/w) dari berat pati. 20 %  kitosan ditimbang dan  dilarutkan  dalam  asam  asetat  pekat. Larutan  diaduk  hingga  homogen.  Larutan kitosan,  5,56%  magnesium  stearat,  2,08% karagenan,  16,67%  gliserol,  30%  polivinil alkohol (PVOH), blowing agent (campuran NaHCO 3 dan  Asam  sitrat  )  dimasukkan dalam  satu  wadah  kemudian  dilakukan pengadukan  cepat  menggunakan mixer . Adonan  ditunggu hingga mengembang. Pati sebanyak  36  gram  yang  telah  kering dimasukkan  kedalam  adonan dan  dilakukan pengadukan lambat selama 20 menit. Setelah semua  tercampur  rata,  adonan  dituang kedalam  loyang  hingga  memenuhi  setengah loyang.  Adonan  di  oven    pada  suhu  125 O C selama 1 jam. Setelah itu, didinginkan dalam suhu ruang dan disimpan di dalam desikator. Selanjutnya    produk biodegradable  foam dilakukan  beberapa  uji,  seperti  uji water absorbtion, uji biodegradibility , uji tarik, uji densitas,  dan  uji  SEM  ( Scanning  Electron Microscopy ).

## 2.4. Analisa Hasil Percobaan
Uji  DS  ( Degree  of  Substitution )  pada  pati sagu teratilisasi
Uji DS digunakan untuk mengetahui berapa banyak  gugus  asetil  yang  tersubsitusi  ke dalam  pati  sagu  terasetilasi.  Pati  terasetilasi ditimbang sebanyak 1 g dan dilarutkan dalam 50  mL  etanol  pada  suhu  50 o C  selama  30
menit. Slurry pati  didinginkan  pada  suhu ruang, ditambahkan 40 mL KOH 0,5 M dan disimpan  selama  72  jam  pada  suhu  ruang. Excess alkali  dititrasi  dengan  0,5  M  HCl dengan menggunakan indikator phenolphthalein . Sampel selanjutnya dititrasi dengan  0,5  M  HCl  dan  dihitung  dengan menggunakan  persamaan  (1)  dan  untuk derajat  substitusi  (DS)  dihitung  dengan persamaan (2) [9].
%𝐴𝑠𝑒𝑡𝑖𝑙 = 𝑉 0 − 𝑉 𝑛 ×𝑁 ×43 𝑚 100% (1)
Keterangan: V 0 = volume HCl untuk titrasi blanko V n = volume HCl untuk titrasi sampel N  = normalitas HCl m = massa sampel kering 43 = berat molekul asetil (CH 3 CO)
𝐷𝑆 = 162 × % 𝐴𝑠𝑒𝑡𝑖𝑙 4300 − (42 × % 𝐴𝑠𝑒𝑡𝑖𝑙) (2)
Keterangan: 162    = berat molekul glukosa (C 6 H 12 O 6 ) 4300  = berat molekul asetil (CH 3 CO) × 100 42        = selisih  antara berat  molekul  gugus asetil dengan gugus OH -
Uji pada Produk Biodegradable Foam
Uji Water Absorbtion
Uji  Water  Absorbtion  mengikuti  acuan standar  ABNT  NBR  NM  ISO  535  (1999) yaitu  sampel biodegradable  foam dipotong dengan ukuran 2,5 x 5 cm. Sampel ditimbang sebagai  berat  awal  kemudian  dicelupkan  ke dalam  air  selama  1  menit  dan  dikeringkan menggunakan tisu untuk menghilangkan sisa air  yang menempel pada permukaan sampel foam.  Sampel  ditimbang  kembali  dan dilakukan  perhitungan  pertambahan  berat sampel  sehingga  didapatkan  %  daya  serap airnya. Persamaan % daya serap  air sebagai berikut:
% 𝑊𝑎𝑡𝑒𝑟 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑡𝑖𝑜𝑛 = 𝑀 1 − 𝑀 0 𝑀 0 × 100%
Keterangan:
M 0 = berat sampel awal (gram) M 1 = berat sampel akhir (gram)

## Uji Kuat Tarik
Analisis  mengacu  pada  standar  ASTM  D- 638, 1991. Uji tarik ini dilakukan menggunakan alat kuat tarik dengan dengan tipe  LY-1066A  yang  memiliki  kemampuan beban  maksimal  ( load )  sebesar  2000  kg dengan kecepatan penarikan sampel ( stroke ) sebesar 0,1 - 500 mm/min. Adapun hasil uji tarik  dapat  diperoleh  dalam  PC  antara  lain beban maksimal  yang diberikan tiap sampel ( max  load ),  pertambahan  panjang  ( elong peak ), dan nilai kuat tarik.
Uji Biodegradability Uji biodegradability yang dilakukan mengikuti penelitian Hendrawati, dkk dengan  memotong  sampel biodegrdable foam masing-masing  berukuran  2,5  x  5  cm lalu ditimbang dengan menggunakan analitycal  balance  Metler(  ketelitian  0.0001 gram) sebagai berat awal sampel. Kemudian sampel biodegradable foam dipendam dalam tanah selama 14, 21, dan 28 hari[10]. Setelah itu  sampel  dibersihkan  dari sisa-sisa  tanah yang  menempel  dan  timbang  berat  akhir sampel. Perhitungan persen kehilangan berat dapat dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:
𝑊𝑒𝑖𝑔ℎ𝑡 𝐿𝑜𝑠𝑠 (%) = 𝑀 0 −   𝑀 1 𝑀 0 × 100%
Keterangan: M 0 = berat awal (gram) M 1 = berat akhir (gram)

## Uji Densitas
Massa  diperoleh  dari  penimbangan  sampel biodegradable foam dengan ukuran 2,5 cm x 2,5  cm  pada  timbangan  analitik.  Volume dihitung  dengan  cara  mengalikan  panjang, lebar,  dan  tebal  sampel  yang  sebelumnya diukur  dengan  jangka  sorong.  Persamaan umum densitas sebagai berikut:
𝜌 = 𝑚 𝑉 Keterangan:
𝜌 = densitas (gram/ cm 3 ) 𝑚 = berat sampel (gram)
𝑉 = volume sampel (cm 3 )

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisa DS (Derajat Substitusi)
Pengujian pada pati sagu teratilisasi diperoleh nilai DS adalah 1,73. Pati tersebut dihasilkan    dari  penambahan  asam  asetat glasial  sebesar  210  ml  ke  dalam  300  gram pati  sagu.  Hal  ini  menunjukan  hasil  uji  DS pada pati sagu terasitilasi  memenuhi standar bahan  baku  kemasan biodegradable  foam yaitu lebih dari satu. Nilai DS mempengaruhi kemampuan  daya  serap  air  pada  pati. Peningkatan nilai DS pati asetat
mengakibatkan peningkatan sifat hidrofobiknya, sehingga mengurangi tingkat kelarutan  pati  asetat  dalam  air.  Sebaliknya, pati alami menunjukkan kemampuan menyerap air relatif lebih besar dikarenakan terdapat gugus hidroksil yang dapat berikatan dengan  molekul  air.  Hal  ini  sejalan  dengan penelitian  Yuliasih  (2008),  bahwa  pada dasarnya penambahan gugus asetil dalam pati yang  dinyatakan  sebagai  derajat  substitusi (DS)  dapat  merubah  sifat  pati  alami  yang tadinya hidrofilik menjadi hidrofobik[11].

## Analisa FT-IR
Gambar 1. Serapan FT-IR Pati Sagu Alami
Gambar 2. Serapan FT-IR Pati Sagu Terasetilasi
Gambar  1 dan 2 menunjukkan serapan FTIR pati sagu alami dan terasitilasi . Puncak baru yang  muncul  pada  pati  terasetilasi  adalah gugus  karbonil. Gugus  C=O  karbonil memiliki  bilangan  gelombang 1600  -1820 cm -1 . Pada pati terasetilasi memiliki bilangan gelombang 1650  cm -1 . Serapan  pada  1650 cm -1 mengindikasikan tersubstitusinya gugus asetil pada granula pati sagu. Jika dibandingkan  dengan  spektra  FT-IR  pati alami,  tidak  terdapat  serapan  khas  gugus karbonil.  Hal  tersebut  sesuai  dengan pendapat Singh dkk (2004) bahwa modifikasi pati Xanthosoma  violaceum pada  tingkat pemberian asetat anhidrida 7,2%
menunjukan terjadi pengaruh serapan molekul  asetat  pada  1733,25  cm -1 -1652,59 cm -1 .  Intensitas  pada  bilangan  gelombang tersebut  merupakan  kelompok  karbonil  dari gugus asetat[12].
Analisa Water Absorbtion
Ketahanan  terhadap  air  pada biodegradable foam dapat diuji kualitasnya dengan uji water absorbtion. Besarnya prosentase  water absorbtion menunjukkan  banyaknya  jumlah air  yang  terserap.    Gambar  3.  menunjukkan nilai % water absorbtion produk biodegradable  foam berkisar  6,2019  - 15,3402 %. Nilai water absorbtion ini masih tinggi  jika  dibandingkan  dengan  standar styrofoam komersial  dengan  nilai  % water absorbtion sebesar  0,02  %[13].  Semakin banyak blowing  agent yang  ditambahkan semakin  besar  daya  serap  airnya.  Hal  ini dikarenakan  penambahan blowing  agent menghasilkan tingginya porositas dan ekspansi  dari biodegradable  foam sehingga meningkatkan daya serap air. Gambar 3.  juga menunjukan bahwa pati alami memiliki nilai % water absorbtion lebih besar dibandingkan pati  terasetilasi.  Hal  ini  dikarenakan  jumlah gugus  hidroksil  dalam  molekul  pati  sangat besar,  sehingga  kemampuan  menyerap  air sangatlah  besar  pula.  Penelitian  Kaisangri dkk, menunjukkan  bahwa biodegradable foam berbasis  pati  alami  sangat  rentan terhadap air karena memiliki sifat hidrofilik.
Selain  itu,  tingkat  hidrofobisitas  pati terasetilasi sangat dipengaruhi oleh nilai DS. pati hasil proses asetilasi dengan nilai DS >1 akan memiliki sifat hidrofobik karena gugus hidroksilnya yang bersifat hidrofilik digantikan dengan gugus asetil yang bersifat hidrofobik [14].
Gambar  3 .  Hubungan  antara  Penambahan Blowing
Agent terhadap % Water Absorbtion
Selain  itu,  reaksi  asetilasi  pada  pati  terjadi dengan  tersubstitusinya  gugus  asetil  pada seluruh  daerah  amorf  yang  memiliki  sifat hidrofilik dan hanya berlangsung pada lamela bagian  luar  dari  daerah  kristalin  dalam granula  pati.  Menurut  Chen dkk ,reaktivitas amilosa  lebih  tinggi  daripada  amilopektin oleh karena amilosa ada di daerah amorf yang memiliki sifat hidrofilik, sedangkan amilopektin adalah penyusun daerah kristalin yang bersifat hidrofobik[9].

## Analisa Tarik
Gambar  4. Hubungan  antara  Penambahan Blowing Agent terhadap Kuat Tarik
0 5 10 15 20 0% 5% 10% 15% 20% Wa ter Ab so rp tio n (% ) Blowing Agent (%) Pati Alami Pati Terasetilasi
0 1 2 0 5 10 15 20 K uat T ar ik (Mp a) Blowing Agent (%) Pati Alami Pati Terasetilasi
Gambar  4.  menunjukkan biodegradable foam dengan  bahan  baku  pati  terasetilasi memiliki  nilai  kuat  tarik  sebesar  0,432  – 2,363  MPa,  sedangkan  dengan  bahan  baku pati  alami  memiliki  nilai  kuat  tarik  sebesar 0,572 – 2,515 MPa.   Jika ditinjau dari nilai kuat  tarik  yang  paling  mendekati  standar foam  komersial (kuat  tarik    0.23-0.34 MPa) adalah  dengan  penambahan  blowing  agent diatas 12 %[15] .
Penurunan  nilai  kuat  tarik  berbanding  lurus dengan meningkatnya jumlah blowing agent yang digunakan seperti terlihat pada Gambar 4. Penambahan blowing agent pada
pembuatan foam berbasis pati akan mendorong  terbentuknya  porositas  pada dinding  sel  sehingga  sel  mudah  mengalami kerusakan  (deformasi)  yang  menyebabkan nilai uji tarik semakin menurun[16]. Gambar 4  juga menunjukan nilai kuat tarik biodegradable  foam pada  pati  terasetilasi lebih  kecil  dibanding  pati  alami.  Hal  ini dikarenakan pembuatan biodegradable foam menggunakan  pati  terasetilasi  menghasilkan struktur biodegradable foam lebih mengembang  dibandingkan  pati  alami. Mengembangnya biodegradable foam karena pada reaksi asetilasi menghasilkan air yang berfungsi sebagai blowing agent alami dan pembentuk  pori  dari biodegradable foam . Pori foam yang terbentuk menyebabkan  bertambahnya  porositas  pada biodegradable foam sehingga  menurunkan sifat  mekanik,  salah  satunya  kekuatan  tarik dari biodegradable  foam .  Hal  ini  sejalan dengan penelitian Iriani [17].
Analisa Biodegradability Gambar 5. menunjukan biodegradable foam dengan bahan baku pati alami memiliki nilai % biodegradability sebesar  62,0408  – 80,2878  %  sedangkan  dengan  bahan  baku pati terasetilasi memiliki nilai % biodegradability sebesar  77,5259  –  94,1076 %.  Biodegradable  foam  pada  penelitian  ini yang  memenuhi  standar    SNI      kemasan biodegradable  yaitu  dengan  penambahan blowing agent  diatas 12 %[18] .
Gambar  5. Hubungan  antara  Penambahan Blowing Agent Terhadap % Biodegradability dengan waktu pemendaman 28 hari.
Gambar 5.  juga menunjukkan kenaikan nilai % biodegradability berbanding lurus dengan meningkatnya  jumlah blowing  agent yang digunakan,  baik biodegradable  foam pati sagu  alami  maupun  yang  terasetilasi. Penambahan blowing agent berfungsi sebagai  pembentuk  pori  pada  sel  sehingga porositas semakin besar. Porositas yang besar memudahkan mikroba untuk masuk ke dalam biodegradable foam sehingga biodegradable foam cepat terdegradasi di dalam tanah.
Penggunaan  pati  terasetilasi  memiliki  % biodegradability yang lebih tinggi dibandingkan  dengan  pati  alami.  Perlakuan modifikasi  pada  pati  menyebabkan  gugus hidroksil  dari  pati  digantikan  oleh  gugus asetil  dari  asam  asetat.  Gugus  asetil menyebabkan  bertambahnya  unsur  karbon dalam  pati  terasetilasi. Biodegradable  foam oleh  mikroba  dipecah  menjadi  molekul- molekul  yang lebih kecil. Pecahan molekul- molekul  ini  cukup  kecil  hingga  karbon dilepas  sebagai  CO 2 ke  alam,  kemudian dilepaskan  ke  atmosfer.  Karbon  dioksida  di atmosfer  merupakan  sumber  karbon  bagi tumbuhan,  terutama  ketika  melakukan fotosintesis dengan bantuan cahaya matahari. Karbon  tersebut  dapat  berpindah  ke  hewan ketika hewan memakan tumbuhan. Selain itu, dekomposer  yang berupa fungi toleran pada kondisi  bahan  organik  yang  asam  sehingga mempercepat proses dekomposisi biodegradable foam [19]
40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 W eig h t lo ss (%) Blowing agent (%) Pati Alami Pati Terasetilasi

## Analisa Densitas
Gambar  6. Hubungan  antara  Penambahan
Blowing Agent Terhadap Nilai Densitas
Gambar 6. menunjukan biodegradable foam dengan bahan baku pati alami memiliki nilai densitas  sebesar  0,6082  –  1,3186  g/cm 3 sedangkan dengan bahan baku pati terasetilasi  memiliki  nilai  densitas  sebesar 0,7314  –  1,2801  g/cm 3 .    Merujuk  pada standar  densitas styrofoam yang  nilainya berada pada rentang 0.9-1,1 g/cm 3 , menunjukan  bahwa biodegradable  foam yang  memenuhi  standar  terjadi  pada  pati terasetilasi penambahan blowing agent 12 % dengan  nilai  densitas  sebesar  1,0675 g/cm 3 [13].
Penurunan  nilai  densitas  terjadi  berbanding lurus  dengan  meningkatnya  jumlah blowing agent yang  digunakan,  baik biodegradable foam yang  berbahan  dasar  pati  sagu  alami maupun  pati  sagu  terasetilasi.  Semakin banyak blowing  agent akan  meningkatkan porositas pada biodegradable foam sehingga nilai  densitas  menjadi  turun.  Hal  ini  sesuai dengan  penelitian biodegrdable  foam yang dilakukan oleh Najib dkk [6].
Hasil biodegradable foam menggunakan pati terasetilasi lebih mengembang dibanding pati alami.  Hal  ini  disebabkan  pada  reaksi asetilasi  menghasilkan  air  yang  berperan sebagai blowing  agent alami  sehingga biodegradable foam yang dihasilkan memiliki  banyak  rongga  dan  densitas  yang rendah. Menurut Cinelli dkk (2006), ekspansi yang  tinggi  akan  menghasilkan  porositas yang  tinggi  dan  nilai  densitas  yang  rendah. Selain  itu,  ikatan  hidrogen  intermolekuler diantara  grup  hidroksil  pada  rantai  yang
berdekatan  di dalam  pati  terasetilasi menghasilkan  pembengkakan  yang  lebih besar dan meningkatkan ekspansi [20].
Analisa SEM (Scanning Electron Microscope)
(a) (b)
Gambar 7. Morfologi Biodegradable Foam Perbesaran  1000x  dengan  Penambahan Blowing Agent 12 % w/w pada (a) Pati Sagu Terasetilasi dan (b) Pati Sagu Alami
Biodegradable  foam yang  dihasilkan  pada penelitian  ini  termasuk closed  cell karena ukuran sel yang terbentuk seragam sehingga terdapat celah antar dinding sel seperti yang ditunjukan  pada  Gambar  7.  Selain  itu, struktur  yang  dihasilkan  dari biodegradable foam ini  bersifat rigid karena  susunan  sel yang terlihat berdekatan dan saat biodegradable  foam diberi  tekanan  tidak mudah kembali ke keadaan semula.
Ukuran  sel  dari  pati  terasetilasi  lebih  besar dibandingkan  dengan  pati  alami.  Hal  ini dikarenakan adanya pengaruh nilai DS. Nilai DS  yang  tinggi  pada  pati  terasetilasi menyebabkan  gugus  modifikasi  (asetil) cenderung    menyebabkan  molekul  pati merenggang satu sama lain dan menurunkan kekuatan ikatan intermolekuler antara amilosa dan amilopektin [21].

## 4.  KESIMPULAN
Metode  asetilasi  dapat  merubah  struktur granula  pati  dari  pati  sagu  alami  yang menyebabkan biodegradable foam berbahan pati  terasetilasi  mempunyai  kemampuan menyerap  air  yang  rendah,  kemampuan degradasi  yang  tinggi,  dan  kemampuan ekspansi  yang  baik  sehingga  memiliki  nilai densitas dan kuat tarik yang lebih rendah dan ukuran  sel  yang  besar  pada  uji  SEM.
0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 5 10 15 20 Den sitas ( g /cm 3 ) Blowing agent (%) Pati Alami Pati Terasetilasi
Peningkatan konsentrasi NaHCO3 dan asam sitrat sebagai blowing agent dalam pembuatan biodegradable
foam
menyebabkan  terjadinya  peningkatan  daya serap air, peningkatan kemampuan degradasi,  penurunan  nilai  kuat  tarik, penurunan  nilai  densitas,  dan  peningkatan kemampuan  ekspansi  pada  biodegradable foam yang dihasilkan. Penambahan blowing  agent pada  pati  sagu teratilasi    sebesar  12%  memberikan  hasil yang terbaik ditinjau dari  nilai biodegrability sebesar 81,3716 %, kuat tarik sebesar 0,541 MPa, densitas sebesar 1,0675 gram/cm 3 dan hasil SEM yang baik dengan rata rata ukuran sel  sebesar  39,34  μm,  namun  nilai  water absorption  yang  masih  jauh  dari    sterofoam komersial

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Politeknik Negeri atas pemberian Hibah Dipa Swadana Riset Terapan yang dibiayai dengan Dana
DIPA Nomor SP DIPA
023.18.2.677606/2020

## DAFTAR PUSTAKA
[1] R.  M.  Ritchie  H.,  Plastic  Pollution. (Online).,
(https://ourworldindata.org/plastic- pollution). , 2008.
[2] N. Hendrawati, Y. I. Lestari, dan P. A. Wulansari,  Pengaruh  Penambahan Kitosan Terhadap Sifat Biodegradable Foam Berbahan Baku Pati The Effect of  Addition  of  Chitosan  on  the Property  of  Biodegradable  Foam Prepared  from  Starch, J.  Rekayasa Kim. dan Lingkung. , vol. 12, no. 1, hal. 1–7, 2017.
[3] G. M. Glenn, W. J. Orts, dan G. A. R. Nobes, Starch, fiber and CaCo3effects on  the  physical  properties  of  foams made by a baking process, Ind. Crops Prod. ,  vol.  14,  no.  3,  hal.  201–212, 2001.
[4] N. Hendrawati, Wulansari, D;
Prasetya  CA,  Pengaruh  Penambahan Polivinil  Alkohol  (PVOH)  pada Pembuatan  Biodegradable  Foam  dari Pati  Sagu  Tidak  Dimodifikasi  dan Termodifikasi.,  Tugas  Akhir,  Jurusan Teknik  Kimia,  Politeknik  Negeri Malang, 2018.
[5] J.  Guan,  Q.  Fang,  dan  M.  A.  Hanna, Functional  properties  of  extruded starch  acetate  blends, J.  Polym. Environ. ,  vol.  12,  no.  2,  hal.  57–63, 2004.
[6] N.  Najib,  Z.  Ariff,  N.  Manan,  A. Bakar,  dan  C.  Sipaut,  Effect  of Blowing  Agent  on  Cell  Morphology and  Acoustic  Absorption  of  Natural Rubber  Foam, J.  Phys.  Sci. ,  vol.  20, no. 1, hal. 13–25, 2009.
[7] B.  J.  Lansing,  Mechanical  and Physical  Characterization  of  Foams made  of  Gelatinized  Starch  and Prepolymer  Polyurethane, Thesis, Dept. of Packaging Science  Rochester Institute  of  Technology,  New  York 2016
[8] P.  A.  Artiani  dan  Y.  R.  Avrelina, Modifikasi  Cassava  Starch  dengan
Proses  Acetylasi  Asam  Asetat  untuk Produk Pangan, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, 2009.
[9] Z.  Chen,  H.  A.  Schols,  dan  A.  G.  J. Voragen,  Differently  sized  granules from  acetylated  potato  and  sweet potato  starches  differ  in  the  acetyl substitution  pattern  of  their  amylose populations, Carbohydr.  Polym. ,  vol.
56, no. 2, hal. 219–226, 2004.
[10]  N.  Hendrawati,  E.  N.  Dewi,  dan  S. Santosa,  Karakterisasi  Biodegradable Foam  dari  Pati  Sagu  Termodifikasi dengan Kitosan Sebagai Aditif, J. Tek. Kim. dan Ling. , vol. 3, no. 1, hal. 47,
2019.
[11]  I.  Yuliasih,  Fraksinasi  dan  Asetilasi Pati  Sagu  (Metroxylon  Sagu  Rottb.) serta  Aplikasi  Produknya  sebagai Bahan  Campuran  Plastik  Sintetik, Disertasi, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 2008.
[12]  N.  Singh,  D.  Chawla,  dan  J.  Singh, Influence  of  acetic  anhydride  on physicochemical,  morphological  and thermal  properties  of  corn  and  potato starch, Food Chem. , vol. 86, no. 4, hal. 601–608, 2004.
[13]  K.  Gooider,  Making  and  Using Expanded Plastic.  New Scientist  240: 706, 2009.
[14]  N. Kaisangsri, O. Kerdchoechuen, dan N.  Laohakunjit,  Characterization  of cassava  starch  based  foam  blended with  plant  proteins,  kraft  fiber,  and palm oil, Carbohydr. Polym. , vol. 110, hal. 70–77, 2014.
[15]  S. Mahajan, Encyclopedia of Materials:  Science  and  Technologye, First  ed.  Pergamon:  Elsevier  Ltd, 2001.
[16]  S. K. Jeoung, Y. J. Hwang, H. W. Lee, S.  B.  Kwak,  I.  S.  Han,  dan  J.  U.  Ha, Polypropylenes  foam  consisting  of thermally expandable microcapsule as blowing  agent,  in AIP  Conference Proceedings , 2016,
[17]  E.  S.  Iriani,  Pengembangan  produk Biodegradable  Foam  Berbahan  Baku Campuran  Tapioka  dan  Ampok, Disertasi, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, 2013.
[18]  SNI  7323.2008,  Plastik  -  Wadah makanan  dan  minuman  -  polystyrene foam. Indonesia.
[19]  P. Lankinen, Ligninolytic Enzymes of
The  Basidiomycetous  Fungi  Agaricu Bisporus  and  Phlebia  Radiata  on Lignocellulose-containing Media, Disertasi,  Department  of  Applied Chemistry and Microbiology,
University  of  Helsinki,  Finlandia, 2004.
[20]  H.  Wattanachant,  Saowakon,  Dalya, K.  Muhammad,  dan  A.  R.  Russly, Suitability of Sago Starch as a Base for Dual-Modification, Songklanakarin J.
Sci. Technol. , vol. 24, no. 3, hal. 431- 438, 2002.
[21]  F.  J.  Polnaya  dan  B.  R.  I.  Puturuhu, Preparasi dan Karakterisasi Pati Sagu Asetil, Bul. Penelit. BIAM , vol. 6, no. 56, hal. 10–13, 2016.