KARAKTERISTIK FISIK DAN MEKANIK PLASTIK BIODEGRADABLE BERBASIS PATI SINGKONG DENGAN PENAMBAHAN WHEY KEJU DAN PLASTISISER GLISEROL

Authors

  • Ardiyan Dwi Masahid Universitas Jember
  • Nur Aniza Aprillia Universitas Jember
  • Yuli Witono Universitas Jember
  • Lailatul Azkiyah Universitas Jember

DOI:

https://doi.org/10.21776/ub.jtp.2023.024.01.3

Keywords:

Gliserol; Pati singkong; Plastik biodegradable; Whey keju

Abstract

          Plastik merupakan kemasan pangan yang umum digunakan namun memiliki sifat sukar dihancurkan sehingga menyebabkan pencemaran lingkungan dan masalah kesehatan. Plastik biodegradable berbasis renewable material seperti singkong, whey keju, dan gliserol dapat menjadi alternatif kemasan yang ramah lingkungan. Whey keju mengandung protein sebesar 0,6 % yang berpotensi menjadi bahan bioplastik dengan penambahan bahan lain seperti hidrokoloid (protein dan polisakarida) untuk memperbaiki karakteristiknya. Plastik biodegradable berbahan baku polisakarida tanaman seperti ubi kayu umumnya bersifat kaku dan rapuh sehingga harus ditambahkan bahan lain. Pembuatan plastik biodegradable memerlukan bahan pemlastis seperti gliserol untuk meningkatkan elastisitas polimer plastik dan mengurangi kerapuhan bioplastik. Tujuan penelitian ini yaitu mengetahui pengaruh perbedaan variasi volume whey keju dan gliserol terhadap karakteristik fisik, mekanik, dan biodegradasi plastik biodegradable. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 3 ulangan dan terdapat 2 faktor perlakuan. Faktor pertama yaitu variasi volume whey keju dan faktor kedua yaitu variasi volume gliserol. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa variasi volume whey keju dan gliserol berpengaruh nyata terhadap kuat tarik, elongasi, elastisitas, daya serap air, dan daya degradasi. Hasil uji efektivitas menunjukkan bahwa formulasi terbaik terdapat pada sampel A1B1 yaitu plastik biodegradable dengan formulasi whey keju 20 ml dan gliserol sebesar 5 ml dengan nilai perbedaan warna (∆E) 15,526 dengan L* (lightness) 85,68, a* (redness) 0,2, b* (yellowness) 8,71, daya serap air sebesar 695,244 %, kuat tarik sebesar 0,00646 MPa, elongasi sebesar 76,36 %, elastisitas sebesar 0,01033 MPa, dan laju degradasi sebesar 12,035 %/hari.

Author Biographies

Ardiyan Dwi Masahid, Universitas Jember

Departemen Teknologi Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian

Nur Aniza Aprillia, Universitas Jember

Departemen Teknologi Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian

Yuli Witono, Universitas Jember

Departemen Teknologi Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian

Lailatul Azkiyah, Universitas Jember

Departemen Teknologi Hasil Pertanian - Fakultas Teknologi Pertanian

References

Afifah, -N., Sholichah, -E., Indrianti, -N., Darmajana, D, -A. 2018. Pengaruh kombinasi platicizer terhadap karakteristik edible film dari karagenan dan lilin lebah. Biopropal Industri. 9(1), 49-60. http://ejournal.kemenperin.go.id/biopropal/article/view/3765/3006

Anita, -Z., Akbar, -F., Harahap, -H. 2013. Pengaruh penambahan gliserol terhadap sifat mekanik film plastik biodegradasi dari pati kulit singkong. Jurnal Teknik Kimia USU. 2(2), 37-41. https://doi.org/10.32734/jtk.v2i2.1437

Anker, -M., Standing, -M., Hermanson. -A. 2000. Relationship between the microstructure and the mechanical and barrier properties of whey protein films. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 48, 3806-3816. https://doi.org/10.1021/jf000040m

Awwaly, K, U, -A., Manab, - A., Wahyuni, -E. 2010. Pembuatan edible film protein whey: Kajian rasio protein dan gliserol terhadap sifat fisik dan kimia. Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Ternak. 5(1), 45-56. https://jitek.ub.ac.id/index.php/jitek/article/view/156/149

Cuq, -B., Gontard, -N., Cuq, J, -L., Guilbert, -S. 1997. Selected functional of fish myofibrillar protein-based films as affected by hydrophilic plasticizer. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 45(3), 622-626. https://doi.org/10.1021/jf960352i

Darni, -Y., Utami, -H. 2009. Studi pembuatan dan karakteristik sifat mekanik dan hidrofobisitas bioplastik dari pati sorgum. Jurnal Rekayasa Kimia dan Lingkungan. 7(4), 88-93. https://jurnal.usk.ac.id/RKL/article/view/79/73

Fatma, Malaka, -R., Taufik, -M. 2015. Karakteristik edible film berbahan whey dangke dan agar menggunakan gliserol dengan persentase berbeda. Jurnal Ilmu dan Teknologi Peternakan. 4(2), 63-69. https://doi.org/10.20956/jitp.v4i2.812

Galietta, -G., Di Gioia, -L., Guilbert, -S., Cuq, B. 1998. Mechanical and thermomechanical properties of films based on whey proteins as affected by plasticizer and crosslinking agents. Journal of Dairy Science. 81(12), 3123-3130. https://doi.org/10.3168/jds.S0022-0302(98)75877-1

Handayani, RM. 2004. Pemanfaatan Whey untuk Produk Nata de whey (Kajian Konsentrasi Starter dan Lama Inkubasi. Thesis. Universitas Muhammadiyah, Semarang.

Hidayati, -S., Zuidar, A, -S., Ardiani, -A. 2015. Aplikasi sorbitol pada produksi biodegradable film dari nata de cassava. Reaktor. 15(3), 196-204. https://doi.org/10.14710/reaktor.15.3.195-203

Hudha, -I., Dewi, -K., Fitri, -J., Ayu, -N. 2020. Potensi limbah keju (whey) sebagai bahan pembuatan plastik pengemas yang ramah lingkungan. Jurnal Teknik : Media Pengembangan Ilmu dan Aplikasi Tanah. 19(1), 46-52. https://jurnalteknik.unjani.ac.id/index.php/jt/article/download/133/48

Jading, -A., Tethool, -E., Payung, -P., Gultom, -S. 2011. Karakteristik fisikokimia pati sagu hasil pengeringan secara fluidisasi menggunakan alat pengering cross flow fluidized bed bertenaga surya dan biomassa. Reaktor. 13(3), 155-164. https://doi.org/10.14710/reaktor.13.3.155-164

Kumoro, A, -C., Purbasari, -A. 2014. Sifat mekanik dan morfologi plastik biodegradable dari limbah tepung nasi aking dan tepung tapioka menggunakan gliserol sebagai plasticizer. Teknik. 35(1), 8-16. https://doi.org/10.14710/teknik.v35i1.6238

Larasati, -T., Kusnadi, -J., Widyastuti, -E. 2016. Pemanfaatan whey dalam pembuatan caspian sea yogurt dengan menggunakan isolat Lactobacillus cremoris dan Acetobacter orientalis. Jurnal Pangan dan Agroindustri 4(1), 201-210. https://jpa.ub.ac.id/index.php/jpa/article/view/320/331

Lazuardi, G, -P., Cahyaningrum, S, -E. 2013. Pembuatan dan karakterisasi bioplastik berbahan dasar kitosan dan pati singkong dengan plasticizer gliserol. Unesa Journal of Chemistry. 2(3), 161-166. https://doi.org/10.26740/ujc.v2n3.p%25p

Lindriati, -T., Muhaimin, -M., Rusdianto, A, -S. 2019. The addition of tobaco stem powder in the cassava peels biodegradable plastic. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 472, 1-7. https://doi.org/10.1088/1755-1315/472/1/012001

Maria, -R., Javier, -O., Khalid, Z., Mate, J, -I. 2006. Combined effect of plastizers and surfactants on the physical properties of starch based edible film. Food Research International. 39(8), 840-846. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2006.04.002

Marlina, -L., Achmad, N, T, -F. 2021. Pengaruh variasi penambahan kitosan dan gliserol terhadap karakteristik plastik biodegradable dari pati ubi jalar. Jurnal TEDC. 15(2), 125-133. https://ejournal.poltektedc.ac.id/index.php/tedc/article/view/476/350

Muhaimin, -M., Lindriati, -T., Rusdianto, A, -S. 2019. Studi biodegradasi film bioplastik tembakau menggunakan bakteri EM4. Prosiding Seminar Nasional Program Studi Agribisnis Universitas Jember, Jember

Nafi', -A., Windrati, W, S., Diniyah, N., Khotimah, N. 2015. Karakteristik fisik tepung koro pedang (Canavalia ensiformis L.) termodifikasi oleh pH dan lama perendaman. Berkala Ilmiah Pertanian. 1(1), 1-4.

Natalia, E, -V., dan Muryeti. 2020. Pembuatan plastik biodegradable dari pati singkong dan kitosan. Journal Printing and Packaging Technology. 1(1), 57-68. https://jurnal.pnj.ac.id/index.php/ppt/article/view/1679

Ningsih, E, -P., Ariyani, -D., Sunardi. 2019. Pengaruh penambahan carboxymethyl cellulose terhadap karakteristik bioplastik dari pati ubi nagara (Ipomoea batatas L.). Indonesian Journal of Chemical Research. 7(1), 77-85. https://doi.org/10.30598//ijcr.2019.7-sun

Pagliaro, M., Rossi, M. 2008. The Future of Glycerol: New Uses of a Versatile Raw Material. London: RSC Publishing

Permana, -E., Gusti, D, -R., Tarigan, I, -L., Andika, -Y., Nirwana, A, -C. 2021. Sifat fisik bioplastik dari pati ubi umbi gadung dan pelepah sawit. Science Tech: Jurnal Pengetahuan dan Teknologi. 7(1), 45-54. https://doi.org/10.30738/jst.v7i1.9253

Purnavita, S., Subandriyo, D, -Y., Anggraeni, -A. 2020. Penambahan gliserol terhadap karakteristik bioplastik dari komposit pati aren dan glukomanan. Metana : Media Komunikasi Rekayasa Proses dan Teknologi Tepat Guna. 16(1), 19-25. https://doi.org/10.14710/metana.v16i1.29977

Rachmawati, A, -K., Anandito, R, B, -K., Manuhara, G, -J. 2010. Ekstraksi dan karakterisasi pektin pada cincau hijau (Premna oblongifolia) untuk pembuatan edible film. Biofarmasi. 8(1), 1-10. https://doi.org/10.13057/biofar/f080101

Saputro, A, N, -C., Ovita, A, -L. 2017. Sintesis dan karakterisasi bioplastik dari kitosan-pati ganyong (Canna edulis). Jurnal Kimia dan Pendidikan Kimia. 2(1), 13-21. https://doi.org/10.20961/jkpk.v2i1.8526

Setiani, -W., Sudiarti, -T., Rahmadinar, -L. 2013. Preparasi dan karakterisasi edible film dari poliblend pati sukun. Jurnal Valensi. 3(2), 100-109. https://doi.org/10.15408/jkv.v3i2.506

Sjamsiah, Saokani, -J., Lismawati. 2017. Kharakteritik edible film dari pati kentang (Solanum tuberosum L.) dengan penambahan gliserol. Al-Kimia. 5(2), 181-192. https://doi.org/10.24252/al-kimia.v5i2.3932

Simarmata, E, -O., Hartiati, -A., Harsojuwono, B, -A. 2020. Karakteristik komposit bioplastik dalam variasi rasio pati umbi talas (Xanthosoma sagittifolium) kitosan. Jurnal Ilmiah Teknologi Pertanian. 5(1), 75-80. https://doi.org/10.24843/JITPA.2020.v05.i02.p05

Sucipta, IN, Suriasih, K, Kencana, PKD. 2017. Pengemasan Pangan : Kajian Pengemasan yang Aman, Nyaman, Efektif dan Efisien. Udayana University Press, Bali

Surdia, N, -M. 2000. Degradasi polimer. Majalah Polimer Indonesia. 3(1), 20-21.

Syamsir, -E., Hariyadi, - P., Fardias, -D., Andarwulan, -N., Kusnandar, F. 2011. Karakterisasi tapioka dari lima varietas ubi kayu (Manihot utilisima Crantz) asal Lampung. Jurnal Agroteknologi. 5(1), 93-105. https://jurnal.unej.ac.id/index.php/JAGT/article/view/19757/8673

Thuwall, -M., Boldizar, -A., Rigdahl, -M. 2006. Extrusion processing of high amylose potato starch materials. Carbohydrate Polymers. 65(4), 441-446. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2006.01.033

Utami, M, -R., Latifah, Widiarti, -N. 2014. Sintesis plastik biodegadable dari kulit pisang dengan penambahan kitosan dan plasticizer gliserol. Indonesian Journal of Chemical Science 3(2), 163-167. https://journal.unnes.ac.id/sju/index.php/ijcs/article/view/3505/3150

Unsa, L, -K., Paramastri, G, -A. 2018. Kajian jenis plasticizer campuran gliserol dan sorbitol terhadap sintesis dan karakteristik edible film pati bonggol pisang sebagai pengemas buah apel. Jurnal Kompetensi Teknik. 10(1), 35-47. https://doi.org/10.15294/jkomtek.v10i1.17368

Warkoyo, Rahardjo, - B., Marseno, D, -W., Karyadi, J, N, -W. 2014. Sifat fisik, mekanik dan barrier edible film berbasis pati umbi kimpul (Xanthosoma sagittifolium) yang diinkorporasi dengan kalium sorbat. Agritech. 34(1), 72-81. https://doi.org/10.22146/agritech.9525

Winarti, C., Miskiyah, Widaningrum. 2012. Teknologi produksi dan aplikasi pengemas edible antimikroba berbasis pati. Jurnal Litbang Pertanian. 31(3), 85-93. https://repository.pertanian.go.id/items/349d5227-04ca-428c-9986-5978a5838074

Downloads

Published

2023-04-29

Issue

Section

Articles