Pengaruh Variasi Rasio Pati dan Kitosan Terhadap  Sifat Fisik Bioplastik Dari Pati Biji Cempedak ( Artocarpus Champeden )
Helda Niawanti

## PENGARUH RASIO PATI DAN KITOSAN TERHADAP SIFAT FISIK BIOPLASTIK DARI PATI BIJI CEMPEDAK
( Artocarpus champeden )

## EFFECT OF STARCH AND CHITOSAN RATIO ON BIOPLASTIC PHYSICAL PROPERTIES FROM CHEMPEDAK SEED STARCH (Artocarpus champeden)
Ari Santoso 1 *, Wemphy Ambalinggi 1 , Helda Niawanti 1
1 Department of Chemical Engineering, Engineering Faculty, Mulawarman University Jl. Sambaliung No. 9, Gunung Kelua, Samarinda, Indonesia
*email : arisantoso480@gmail.com

## Abstrak
Penggunaan  plastik  sintetik  setiap  harinya  semakin  meningkat.  Plastik  sintetik  sulit  terdegradasi  di  alam sehingga diperlukan plastik yang terbuat dari bahan alam yang mudah terdegradasi atau bisa disebut dengan bioplastik.  Salah  satu  bahan  alam  yang  bisa  digunakan  adalah  pati  dan  kitosan.  Pati  yang  digunakan  pada penelitian adalah pati dari biji cempedak. Pembuatan bioplastik dapat dilakukan dengan bahan pati, kitosan, gliserol, asam asetat, dan akuades. Metode pembuatan bioplastik yang digunakan adalah pemanasan selama 30 menit pada suhu 80˚C. Variabel yang digunakan yaitu variasi massa pati dan kitosan 1:1 ; 1:2 ; dan 1:3. Uji  bioplastik  yang  dilakukan  pada  penelitian  ini  antara  lain  uji  daya  serap  air  dan  uji  biodegradasi. Berdasarkan hasil uji daya serap air rasio massa pati dan kitosan 1:1 memiliki daya serap yang paling kecil sebesar  23,94%  dan  untuk  hasil  uji  biodegradasi  rasio  massa  pati  dan  kitosan  1:3  mengalami  degradasi dengan cepat sebesar 35,17%.
Kata Kunci : pati, biji cempedak, kitosan, bioplastik, daya serap air, biodegradasi

## Abstract
The use of synthetic plastics every day is increasing. Synthetic plastic is difficult to be degraded in nature so plastic is needed made from natural materials that are easily degraded or can be called bioplastic. One of the natural ingredients that can be used is starch and chitosan. The starch used in the research is starch from chempedak  seeds.  Bioplastic  manufacturing  can  be  done  with  starch,  chitosan,  glycerol,  acetic  acid,  and distilled water. The bioplastic manufacturing method used is heating for 30 minutes at 80 ° C. The variables used are variations in starch mass and chitosan 1: 1; 1: 2; and 1: 3. Bioplastic tests conducted in this study include water absorption and biodegradation tests. Based on the water absorption test results of starch and chitosan 1:1 mass ratio has the smallest absorption capacity with 23,94% and for biodegradation test results the starch and chitosan 1:3 mass ratio is rapidly degraded with 35,17%..
Keywords : starch, chempedak seeds, chitosan, bioplastic, water absorption, biodegradation

## 1. PENDAHULUAN
Menurut  data  Dinas  Lingkungan Hidup  atau  DLH  Samarinda  tahun  2018, produksi  sampah  harian  Kota  Tepian  adalah 800  ton.  Dalam  setahun,  sampah  -  sampah bisa  mencapai  292  ribu  ton.  Angka  sampah plastik  rata  -  rata  17  hingga  19%  dan  akan lebih  meningkat  setiap  tahunnya.  Hal  ini membuat pemerintah menerbitkan PERWALI NO.1 Tahun 2019
tentang  Pengurangan  Penggunaan  Kantong Plastik.
Salah satu upaya untuk menanggulangi masalah tersebut adalah dengan menggunakan bioplastik. Bioplastik merupakan plastik yang dibuat  dari  bahan  -  bahan  alami  yang  dapat diuraikan menggunakan mikroorganisme, sehingga lebih ramah lingkungan bila
dibandingkan dengan plastik komersial. Bahan  yang  sering  digunakan  dalam  sintesis bioplastik  adalah  pati  dan  kitosan.  Sumber pati  dapat  ditemukan  pada  buah  maupun umbi  -  umbian  seperti  singkong,  ubi,  sagu, jagung,  pisang,  cempedak  dan  lainnya. Cempedak  mempunyai  potensi  produksi cukup  besar  sebagai  bahan  makanan  tetapi untuk  kulit  dan  bijinya  hingga  saat  inibelum termanfaatkan dengan baik. Hal ini memungkinkan biji cempedak dapat dijadikan alternatif  sumber  pati.  Semakin  banyak masyarakat  yang  menyukai  cempedak,  maka volume limbah biji cempedak yang dihasilkan semakin  tinggi.  Oleh  karena  itu,  perlu dilakukan  penelitian  pembuatan  bioplastik berbahan  baku  biji  cempedak  sebagai  solusi pengurangan sampah.
Pemanfaatan  biji  cempedak  dapat mengurangi dampak permasalahan lingkungan serta  meningkatkan  kualitas  dan  fungsi  dari biji buah cempedak.
Penelitian ini mempelajari pengaruh komposisi  kitosan  terhadap  karakteristik  sifat fisik. Semakin banyak kitosan yang ditambahkan  maka  nilai  kuat  tarik  bioplastik cenderung  semakin  meningkat.  Ban  et  al. (2005)  dalam  penelitiannya  mengemukakan bahwa  penambahan  kitosan  ke  dalam  matrik film  dapat  meningkatkan  daya  serap  air. Penelitian  ini  didasarkan  pada  penelitian pembuatan  dan  karakteristik  bioplastik  dari pati biji cempedak - kitosan dengan plasticizer sorbitol  oleh  Afif  dkk  (2018)  dan  penelitian pembuatan  film biodegradable dari  pati  biji cempedak  dan carboxy  methyl  cellulose dengan  penambahan  gliserol  oleh  Elean  dkk (2018).

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
2.1. Pengambilan Pati Biji Cempedak
Langkah awal yang dilakukan adalah pengupasan  kulit  biji  cempedak.  Sortasi  atau pemisahan  biji  dari  biji  yang  baik  dan  yang telah  rusak  atau  busuk.  Biji  dicuci  dengan menggunakan  air  bersih  dan    sebaiknya dengan  air  mengalir.  Pengecilan  ukuran  biji dilakukan  dengan  pisau  atau  dengan  mesin penghancur kasar. Penggilingan biji dilakukan dengan  menggunakan  alat  blender.  Pada proses  ini  ditambahkan  air  kira  -  kira  1  :  1 (kg:L).  Ekstraksi  atau  pemerasan  adalah pengambilan pati dari dalam jaringan. Tahap
ini  dilakukan  dengan  penambahan  air    ke dalam  bubur  biji  dari  tahap  sebelumnya, kemudian  diremas  -  remas  selanjutnya disaring  dengan  kain  saring  dan  diperas. Ampas  dipisahkan,  sedangkan  cairan  yang diperoleh diendapkan selama 12 jam. Endapan pati  yang  diperoleh  secepatnya  dikeringkan untuk  menghindari  terbentuknya  bau  asam. Pengeringan  pati  dengan    alat    pengering (oven)  pada  suhu  50°C  selama  6  jam.  Pati kering biasanya menggumpal dengan gumpalan  besar  maupun  kecil.  Oleh  karena itu,  harus  digiling  dengan  menggunakan blender dan selanjutnya diayak dengan ayakan 100  mesh.  Pengemasan  pati  dalam  wadah kedap  udara,  seperti  kaleng  (dapat  menutup rapat).

## 2.2. Pembuatan Bioplastik
Pembuatan bioplastik dilakukan dengan    rasio  massa  pati:kitosan  yaitu  1:1, 1:2,  dan  1:3.  Pati  dilarutkan  dalam    akuades, sedangkan  kitosan  dilarutkan  dalam  asam asetat  1%  dengan  pengadukan  selama  ±  30 menit.  Konsentrasi  larutan  pati  dan  larutan kitosan  masing  -  masing  4  g/100  mL.  Kedua larutan  tersebut  dicampur  kemudian  diaduk dengan  kecepatan  pengaduk  250  rpm  dan dipanaskan  pada  suhu  70°C  selama  ±  25 menit. Setelah larutan pati homogen, ditambahkan  gliserol  3  mL  dan  dipanaskan dengan menggunakan hot plate with magnetic stirrer pada suhu 70°C selama 5 menit dengan kecepatan  pengadukan  250  rpm  dan  diaduk kembali dengan menggunakan batang pengaduk  selama  30  menit  hingga  mencapai suhu  normal  sekitar  25  –  30°C  agar  larutan tetap  kental.  Larutan  campuran  dituang  ke dalam  cetakan  plastik  kemudian  dikeringkan dengan  menggunakan  oven  pada  suhu  60°C selama  ±  5  jam  hingga  bioplastik  cukup mengering  dan  bisa  dilepas  dengan  mudah dari  cetakan.  Bioplastik  dilepaskan  dari cetakan kemudian diuji daya serap air dan uji degradasi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pengambilan Pati dari Biji Cempedak Berat biji cempedak sebelum dijadikan pati  sebesar  238  gram.  Lalu  dibuat  pati  dari biji  cempedak  dan  didapat  berat  pati  biji cempedak sebesar 23 gram. Yield pati dari biji cempedak didapat sebesar 10,8%.
3.2 Hasil Sintesa Bioplastik
Hasil  pencampuran  kitosan  dan  pati dengan gliserol serta asam asetat menghasilkan    plastik  bening  yang  berwarna terang (cenderung kuning). Penambahan asam asetat menghasilkan bioplastik yang fleksibel, transparan, dan sesuai sebagai bahan pengemas. Plasticizer gliserol berfungsi untuk meningkatkan  elastisitas  dengan  mengurangi derajat  ikatan  hidrogen  dan  meningkatkan jarak  antara  molekul  dari  polimer.  Semakin banyak  penggunaan plasticizer maka  akan
meningkatkan kelarutan terutama yang bersifat hidrofilik akan meningkatkan kelarutan  dalam  air.  Bioplastik  ditambahkan kitosan  agar  bioplastik  memiliki  sifat  yang kuat,  dan  sulit  dirobek  .  Selain  itu,  bioplastik dengan  tambahan  kitosan  mempunyai  nilai permeabilitas gas yang cukup rendah dan bisa diaplikasikan  untuk  meningkatkan  umur simpan produk segar.
Gambar 1. Bioplastik Dari Pati Biji Cempedak dengan Penambahan Kitosan
Tabel 1. Hasil Sintesa Bioplastik
3.3 Uji Ketahanan Terhadap Air
30 20 10
0 1;1 1;2 1;3

## Rasio Pati : Kitosan

## Gambar 2. Pengaruh Rasio Pati:Kitosan Terhadap Daya Serap Air
Hasil daya serap air yang baik adalah bioplastik  dapat  menyerap  air  lebih  sedikit yaitu  nilai  ketahanan  air  lebih  kecil. Berdasarkan  Gambar  1,  penyerapan  tertinggi terjadi pada sampel ketiga dengan variasi pati dan kitosan sebesar 1:3, dan untuk penyerapan terendah  terjadi  pada  sampel  pertama  dengan variasi  pati  dan  kitosan  sebesar  1:1.  Hal  ini disebabkan  kandungan  pati  yang  bersifat hidrofilik  yang  tinggi  sehingga  menyerap  air lebih  banyak  (Darni,  2009).  Hal  ini  juga dikarenakan  kitosan  mengandung  gugus hidroksil (gugus OH) yang bersifat hidrofilik. Gugus  hidroksil  inilah  yang  mendorong serapan  air  pada  bioplastik  menjadi  lebih tinggi.

## 3.4 Uji Biodegradasi
36
35 34 33 32
31
1;1 1;2 1;3 Rasio Pati:Kitosan

## Gambar 3. Pengaruh Rasio Pati:Kitosan Terhadap Uji Biodegradasi Dalam Tanah
Persen  biodegradasi  tertinggi  terjadi pada ratio 1:3 selama 15 hari sebesar 35,17%. Kemudian   pada   ratio   1:2   selama   15  hari sebesar 34,73%. Lalu pada ratio 1:1 selama 15 hari  sebesar  33,45%.  Hal  ini  sesuai  dengan teori  (Selpiana  dkk,2006),  dimana  kitosan memiliki      sifat biodegradability yakni
23.9 4 16.0 2 2.6 9
34.7 3 35.1 7 32.6 8 B iodegr ad as i ( % ) Day a Ser ap Air ( %) Parameter Rasio Pati :
Kitosan Daya Serap Air (%) Uji Degradasi (%) 5 hari 10 hari 15 hari 1:1 2,69 25,67 31,14 32,68 1:2 16,02 11,88 30,62 34,73 1:3 23,94 16,26 29,64 35,17
kemampuan  dalam  mengurangi  sifat  kimia fisik  suatu  bahan  baik  itu  demineralisasi, deproteinasi,  dan  dipigmentasi.  Dan  juga komponen  kitosan  berasal  dari  bahan  alam yaitu  kepiting,  kulit  udang,  lobster  dan serangga  yang  membuat  bioplastik  dapat dengan mudah terdegradasi dalam tanah.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  dilakukan,  dapat disimpulkan  bahwa  perlunya  penambahan kitosan  pada  pembuatan  bioplastik.  Karena kitosan  dapat  membuat  bioplastik  menjadi kuat dan sulit untuk dirobek. Akan tetapi jika penambahan kitosan terlalu banyak, bioplastik menjadi  sangat  tidak  diuntungkan  karena kitosan merupakan bahan yang dapat menyerap air dengan baik sehingga bioplastik yang dihasilkan akan hancur jika terlalu lama terkena air.

## REFERENSI
Ahmad,  R.,  Faizar,  F.,  Aulia,  S.,  2016. Pemanfaatan  biji  cempedak  sebagai alternative pengganti tepung terigu yang bernilai  gizi  tinggi  tanpa  pengawet buatan dikalangan kelompok ibu-ibu RT 14  keluraan  besar  kotabaru  jambi. Fakultas  Teknik.  Universitas  Jambi. Jambi.
Anshari,  H.,  Olenka,  D.,  Marliana,  M.,  2010. Pemanfaatan  Biji  Cempedak  Sebagai
Alternatif  Pengganti  Tepung  Terigu
Dengan  Kualitas  dan  Gizi  Tinggi. Laporan  Penelitian  Program  Kreativitas Mahasiswa. Universitas Negeri Malang. Malang. Astawan.,  2009.  Cempedak  sahabat  mata. Penebar Swadaya. Jakarta. Ban,  W.,  2006,  Journal  of  Applied  Polymer Science. 15, 30-38. Coniwanti, P., Laila, L., Mardiyah, M., 2014. Pembuatan  plastik  biodegradabel  dari pati jagung dengan penambahan kitosan dan  gliserol.  Jurnal  Teknik  Kimia, volume 4(20):22-30 Dutta, P. K., Tripati, S., Mehrotra, G.K., 2009. Physicochemical  and  Bioactivity  of Cross-linked  Chitosan-PVA  Film  for Food  Packaging  Applications.  Journal of Biogical Macromolrcules. 45:72-76
Harnist, R., Darni, Y., 2011. Jurnal Penelitian. Universitas Lampung, Lampung.
Muhammad  Afif,  Nanik  W.,  Sri,  M.,  2018. Pembuatan  dan  Karakterisasi  Bioplastik dari  Pati  Biji  Alpukat-Kitosan  dengan Plasticizer  Sorbitol.  Jurusan  Kimia. Fakultas  MIPA.  Universitas  Negeri Semarang. Semarang. Nadarajah, K., W. Prinyawiwatkul, H.K. No,
S.  Sathivel,  Xu,  Z.,  2006.  Sorption
Behavior  of  crawfish  chitosan  films  as affected by chitosan extraction processses and solvent type
Samuel  E.,  Chairul,  S.,  Noor,  H.,  2018.
Pembuatan  Film  Biodegradable  dari Pati  Biji  Cempedak  Dan  Carboxy Methyl  cellulose  Dengan  penambahan Gliserol. Jurusan Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Mulawarman. Samarinda.
Sanjaya,  I  Gede,  Puspita,  T.,  2011.  Pengaruh Penambahan  Khitosan  dan  Plasticizer Gliserol  Pada  Karakteristik  Plastik Biodegradable  dari  Pati  Limbah  Kulit Singkong.  Laporan  penelitian.  FTI  ITS,
Surabaya.
Sumeru,  A.,  2006.  Meningkatkan  Bebuahan Tropis  Indonesia.  Penebar  Swadaya.
Yogyakarta.
Voight,  R.,  1995.  Buku  Pelajaran  Teknologi
Sediaan Farmasi, UGM-Press, Yogyakarta, 165166.