Karakteristik Bioplastik Berbasis Pati Jagung Termodifikasi dan Antosianin dari Ekstrak Limbah Kulit Buah Naga sebagai Smart Food Packaging

Abstract

Saat ini plastik merupakan material yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari karena praktis dan mudah didapatkan, terutama pada kemasan barang dan makanan. Plastik pengemas sekali pakai ini menjadi masalah bagi bumi, menurut BBC News pada tanggal 20 juli 2017, sampah plastik yang telah diproduksi di Indonesia dari tahun 1950 hingga 2017 mencapai angka 8,3 miliar ton. Menanggapi masalah tersebut, berbagai upaya telah dilakukan dengan menciptakan terobosan baru untuk menghasilkan teknologi yang ramah lingkungan. Usaha yang dapat dilakukan adalah dengan melakukan pengembangan teknologi di bidang material, khususnya material komposit. Salah satu contoh hasil dari bidang material komposit terciptalah bioplastik, atau plastik ramah lingkungan yang mudah terurai. Pada kemasan bioplastik yang akan diciptakan ditambahkan zat antosianin yang berasal dari limbah kulit buah naga, hal ini bertujuan agar bioplastik yang diciptakan dapat menghambat pertumbuhan bakteri, oleh karena itu bioplastik yang diciptakan dapat digolongkan sebagai smart food packaging. Dilakukan karakteristik pada Bioplastik yang telah diciptakan meliputi uji tarik, modulus elastisitas, zona hambat bakteri, degradable, dan daya serap air. Pembuatan bioplastik pada penelitian ini diawali dengan melakukan maserasi limbah kulit buah naga dengan asam sitrat 10% untuk mengambil senyawa antosianin yang terkandung di dalamnya. Selanjutnya pati jagung 4% dari bobot volume total yang digunakan, gliserol sebanyak 10% kadar total pati jagung yang digunakan, karagen 4% dari total pati jagung yang digunakan, ketiga bahan tersebut diaduk menggunakan hot plate magnetc stirer dengan suhu 85 derajat dengan kecepatan 300 rpm dan waktu pengadukan selama 30 menit. Setelah selesai adonan didiamkan hingga suhu 45 derajat setelah itu ditambahkan ekstrak antosianin hasil maserasi dari limbah kulit buah naga. Dibuat 5 jenis sampel dengan kandungan ekstrak antosianin yang berbeda yaitu 0%, 1%, 2%, 3%, dan 4%. Hal ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan karakteristik yang diciptakan. Lalu sampel dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 50 derajat selama 24 jam . Pengujian dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari masing-masing sampel, pengujian pertama dilakukan uji kekuatan tarik sekaligus modulus elastisitas, dari uji yang dilakukan didapatkan hasil bahwa semakin tinggi kandungan antosianin yang diberikan akan meningkatkan kekuatan tarik yang dihasilkan, pada sampel 0% didapat nilai kekuatan tarik sebesar (0,6 – 1,7)MPa, pada sampel 1% didapatkan nilai kekuatan tarik sebesar (2 – 3)MPa, pada sampel 2% didapat nilai kekuatan tarik sebesar (3 – 3,9)MPa. Sampel 3% didapat nilai kuat tarik sebesar (3 – 4,3)MPa. Sampel 4% didapat nilai kekuatan tarik sebesar(4,5 – 4,8 )MPa. Begitu juga dengan modulus elastisitas yang dilakukan berbanding lurus dengan kekuatan tarik, semakin besar konsentrasi antosianin pada sampel maka modulus elastisitas yang didapatkan semakin besar. Dari data yang diperoleh modulus elastisitas mengalami kenaikan , hasil yang diperoleh berkisar 3,36 N/mm2 sampai 14,13 N/mm2. Selanjutnya dilakukan uji zona hambat bakteri untuk mengetahui kemampuan antosianin dalam menghambat bakteri, bakteri yang digunakan pada penelitian ini adalah E. coli. Dari data hasil pengujian didapatkan bahwa pada sampel bioplastik dengan konsentrasi antosianin 0% yaitu sebesar 0 mm yang artinya tidak dapat menghambat bakteri, sampel dengan konsentrasi antosianin 1% mampu menghambat laju pertumbuhan bakteri E. coli sebesar (0 – 0,58) mm, sampel dengan konsentrasi antosianin 2% mampu menghambat laju pertumbuhan bakteri E. coli sebesar (0 – 1,31) mm, sampel dengan konsentrasi antosianin 3% mampu menghambat laju pertumbuhan bakteri E. coli sebesar (6 – 2,73) mm, sampel, dengan konsentrasi antosianin 4% mampu menghambat laju pertumbuhan bakteri E. coli sebesar (3,08 – 3,95) mm, semakin banyak konsentrasi yang diberikan maka semakin baik dalam menghambat pertumbuhan bakteri E. coli. Pengujian degradable dilakukan untuk mengetahui apakah bioplastik mampu terurai dengan baik sehingga tidak menimbulkan masalah lingkungan yang baru, dari hasil pengujian semakin tinggi antosianin yang diberikan maka semakin lama bioplastik terurai, hal ini dikarenakan semakin banyak konsentrasi dalam suatu sampel maka semakin panjang rantai molekul yang terbentuk, dan semakin lama mikroorganisme yang ada di tanah untuk mengurainya. Selanjutnya dilakukan pengujian daya serap air untuk mengetahui kemampuan bioplastik dalam mengikat air. Dari percobaan yang telah dilakukan didapat hasil bahwa semakin tinggi kandungan konsentrasi antosianin maka semakin baik dalam mengikat air, hal ini dikarenakan antosianin merupakan senyawa polar yang memiliki kutub positif dan negatif sehingga dapat mengikat molekul air dengan baik. Dari beberapa uji karakteristik yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa sampel dengan konsentrasi zat antosianin sebanyak 4% merupakan sampel yang paling bagus untuk dikembangkan menjadi smart food packaging