ACARA II BIODEGRADABLE FILM
I.
Tujua juan Prak raktikum Tujuan Tujuan prakti praktikum kum acara acara II Biodeg Biodegrad radabl ablee Film Film adalah adalah membua membuatt Biodegradable Film dari berbagai jenis polimer.
II. Dasar sar Teori Edible packaging dikelompo dikelompokkan kkan menjadi tiga jenis, yaitu edible film, edible coating dan enkapsulasi. Perbedaan antara edible coating dengan edible adalah pada cara aplika aplikasiny sinya. a. Edible coating langsung langsung dibentuk dibentuk pada film adalah produk, sedangkan edible film tidak dibentuk langsung pada produk yang akan dikemas/dila dikemas/dilapisi. pisi. Enkapsulasi Enkapsulasi adalah edible edible packaging yang berungsi untuk memba! memba!aa "at la#or la#or berben berbentuk tuk serbuk. serbuk. Perkem Perkemban bangan gan peneli penelitian tian tentan tentang g edible edible film dan aplikasinya pada produk pangan di Indonesia kini cukup baik. Berbagai macam penelitian dilakukan untuk mendapatkan edible film dengan modi modiik ikasi asi untu untuk k mend mendap apatk atkan an hasil hasil yang yang lebi lebih h baik baik.. $odi $odii ika kasi si juga juga dilaku dilakukan kan pada pada bahan bahan dasar dasar,, seperti seperti protei protein n atau atau pati pati hingga hingga penamb penambaha ahan n bahan lain atau dengan perlakuan%perlakuan khusus. &alah satu penelitian yang telah berhasil dilakukan adalah pembuatan edible film dari pati ganyong dengan perlakuan gliserin '(ida!ati, )*+-. Perkembangan edible edible film atau yang dikenal sebagai bahan pelapis dari suatu suatu produk produk pangan pangan akhir% akhir%akh akhir ir ini mengala mengalami mi kemaju kemajuan an dengan dengan pesat. pesat. Penelitian edible film yang pada a!alnya diutamakan ormulasi ilm dan siat isi isik, k,
seka sekara rang ng tela telah h
meni mening ngka katt
sam sampai pai
kemu kemung ngki kina nan n
stru strukt ktur ur ilm ilm
mempengaru mempengaruhi hi siat ilm. emungkin emungkinan an edib edible le film film sebagai agen pemba!a bahan tambahan seperti antimikroba yang dapat meningkatkan masa simpan produk dan mengurangi risiko pertumbuhan bakteri patogen pada permukaan makanan makanan juga semakin semakin berkembang berkembang.. Edible film yang sudah banyak beredar umumn umumnya ya berasal berasal dari dari bahan bahan protei protein, n, misalny misalnyaa ilm dari dari kolage kolagen, n, gelati gelatin, n, protein jagung 'corn zein-, zein-, protein gandum 'wheat ' wheat gluten-, gluten-, protein kedelai
' soy protein-, kasein, dan ilm dari protein !hey. Film dengan bahan dasar protein biasanya diperoleh dari pencetakan dan pengeringan '!!aly, )*+*-. 0liserol adalah plasticizer dengan titik didih yang tinggi, larut dalam air, polar, non volatile dan dapat bercampur dengan protein. 0liserol merupakan molekul hidroilik dengan berat molekul rendah, mudah masuk ke dalam rantai protein dan dapat menyusun ikatan hidrogen dengan gugus reakti protein. &iat%siat tersebut yang menyebabkan gliserol cocok digunakan sebagai plasticizer '0alietta et al., +112-. omponen utama penyusun edible film dikelompokkan menjadi tiga, yaitu hidrokoloid, lipida dan komposit. 3idrokoloid banyak diperoleh dari protein utuh, selulosa dan turunnya, alginat, pektin dan pati. Dari kelompok lipida yang sering digunakan adalah lilin asilgliserol dan asam lemak. omposit adalah bahan yang didasarkan pada campuran hidrokoloid dan lipida '3arris, )**+-. Edible coating/film yang dibuat dari polisakarida 'karbohidrat-, protein, dan lipid memiliki banyak keunggulan seperti biodegradable, dapat dimakan, biocompatible, penampilan yang
estetis, dan kemampuannya
sebagai
penghalang 'barrier - terhadap oksigen dan tekanan isik selama transportasi dan penyimpanan. Edible coating/film berbahan dasar polisakarida berperan sebagai membran permeabel yang selekti terhadap pertukaran gas 4) dan 54) sehingga dapat menurunkan tingkat respirasi pada buah dan sayuran. &elain keunggulan, edible coating/film memiliki kelemahan. Film dari pati, misalnya, mudah rusak/sobek karena resistensinya yang rendah terhadap air dan mempunyai siat penghalang yang rendah terhadap uap air karena siat hidroilik dari pati. &iat mekanik lapisan ilm dari pati juga kurang baik karena mempunyai elastisitas yang rendah '6inarti, )*+-. Tapioka merupakan pati yang diekstrak dari singkong. Dalam memperoleh pati dari singkong 'tepung tapioka- harus dipertimbangkan usia atau kematangan dari tanaman singkong. omposisi kimia tepung tapioka antara lain mengandung karbohidrat sebanyak 2789 lemak *,)89 protein *,7% *,:89 serat *,789 air +789 dan energi sebesar *: kalori/+** gram. 0ranula
tapioka berbentuk semi bulat dengan salah satu dari bagian ujungnya mengerucut dengan ukuran 7%7 ;m. &uhu gelatinisasi berkisar antara 7)% <=>5, kristalinisasi 28, kekuatan pembengkakan sebesar =) ;m dan kelarutan +8. &edangkan suhu gelatinisasi pada pati jagung berkisar :*%21>5 'min, )*+-. Tepung komposit merupakan salah satu bahan dasar pembuatan kue pengganti tepung terigu. Bahan baku utama yang digunakan adalah tepung beras dan bahan tambahan lain seperti mai"ena, tepung ketan, tapioka, dan tepung kentang. 3asil uji amilograi menunjukkan suhu gelatinisasi tepung campuran sebesar :,=>5 yang termasuk kedalam ?intermediate gelatini"ation temperature@ '3asnelly, )*++-. 0elatinisasi merupakan peristi!a pengembangan granula pati sehingga granula tersebut tidak dapat kembali seperti keadaan semula. $ekanisasi gelatinisasi, dia!ali oleh granula pati akan menyerap air yang memecah kristal amilosa dan memutuskan ikatanAikatan struktur heliks dari molekul tersebut. Penambahan air dan pemanasan akan menyebabkan amilosa berdiusi keluar granula, sehingga granula tersebut hanya mengandung sebagian amilopektin dan akan pecah membentuk suatu matriks dengan amilosa yang disebut gel. Perubahan yang paling mudah diamati selama pemanasan suspensi pati adalah kenaikan kejernihan dan kekentalan suspensi pati. Pada pemanasan berlanjut, kekentalan pasta berangsur Aangsur meningkat, karena penggelembungan granula lebih lanjut. enaikan kekentalan ini akhirnya mencapai puncak. emudian selanjutnya kekentalan turun pada saat terjadi kerusakan granula yang terjadi karena pengadukan. khirnya kesetimbangan dicapai antara granula Agranula pati utuh dengan potongan Apotongan granula pati yang tersebar berupa koloid. 0ranula Agranula pati gandum yang sudah mengalami gelatinisasi, tampak kempes karena sebagian besar penyusun terutama amilosa telah lepas keluar 'uliani, )*+-. &emakin tinggi konsentrasi pati jagung menyebabkan ketebalan edible film akan semakin meningkat. &emakin banyak pati jagung yang digunakan akan menyebabkan struktur polimer penyusun ilm menjadi lebih banyak
sehingga akan menghasilkan ilm yang semakin tebal. &elain itu juga akan meningkatkan kadar glukomanan pada edible film sehingga ruang antar sel akan semakin sempit. Penyempitan rongga antar sel inilah yang menurunkan transmisi uap air. Caju transmisi uap air berpengaruh terhadap kemampuan edible film tersebut dalam menahan uap air. &emakin tinggi konsentrasi pati jagung yang diberikan berpengaruh meningkatkan nilai tensile strength edible film. 3al ini menunjukkan bah!a edible film yang dibuat memiliki siat yang tidak rapuh. ekuatan tarik suatu bahan timbul sebagai reaksi dari ikatan polimer antara atom%atom atau ikatan sekunder antar rantai polimer terhadap gaya luar yang diberikan. Peningkatan tensile strength akibat meningkatnya konsentrasi pati diduga berkaitan dengan adanya amilosa dan amilopektin dimana kedua komponen tersebut berperan penting dalam pembentukan edible film. adar amilosa akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi pati. Pada saat pembentukan edible film terdapat proses pemanasan yang dapat melemahkan ikatan hidrogen pada amilosa sehingga terjadi gelatinisasi yang berlanjut dengan diusi amilosa
dan amilopektin. milosa memiliki
kemampuan membentuk gel yang kokoh, pembentukan gel merupakan hasil penggabungan polimer%polimer pati setelah terjadinya proses pemanasan atu retrogradasi. Pati dengan kadar amilosa yang tinggi dan plasticizer berupa gliserol diduga menyebabkan persen elongasi edible film tinggi. Film yang lentur dan kuat dapat dibuat dari pati yang mengandung amilosa dan dalam pembentukan edible film, amilopektin memberikan stabilitas dan elastisitas 'maliya, )*+=-.
III. $etode Percobaan . lat +. eraca analitik ). 0elas beker )7* ml . 0elas ukur +** ml =. Pengaduk 7. Termometer 6. Hot plate 7. agnetic stirrer !. "abinet dryer
1. ampan B. Bahan +. Tepung omposit ). Tepung $ai"ena . Tepung Tapioka =. 0liserol ) ml 7. uades +** ml 5. 5ara erja
I. 3asil dan Pembahasan Perkembangan penelitian tentang edible film dan aplikasinya pada produk pangan di Indonesia kini cukup baik. Berbagai macam penelitian dilakukan untuk
mendapatkan
edible
film
dengan modiikasi untuk
mendapatkan hasil yang lebih baik. $odiikasi juga dilakukan pada bahan dasar, seperti protein atau pati hingga penambahan bahan lain atau dengan perlakuan%perlakuan khusus. &alah satu penelitian yang telah berhasil dilakukan adalah pembuatan edible film dari pati ganyong dengan perlakuan gliserin '(ida!ati, )*+-. !!aly ')*+*- menambahkan, perkembangan edible film atau yang dikenal sebagai bahan pelapis dari suatu produk pangan akhir%akhir ini mengalami kemajuan dengan pesat. Penelitian edible film yang pada a!alnya diutamakan ormulasi ilm dan siat isik, sekarang telah meningkat sampai kemungkinan struktur ilm mempengaruhi siat ilm. emungkinan edible film sebagai agen pemba!a bahan tambahan seperti antimikroba yang dapat meningkatkan masa simpan produk dan mengurangi risiko pertumbuhan bakteri patogen pada permukaan makanan juga semakin berkembang. Edible film yang sudah banyak beredar umumnya berasal dari bahan protein, misalnya ilm dari kolagen, gelatin, protein jagung 'corn zein-, protein gandum 'wheat gluten-, protein kedelai ' soy protein-, kasein, dan ilm dari protein !hey. omponen utama penyusun edible film dikelompokkan menjadi tiga, yaitu hidrokoloid, lipida dan komposit. 3idrokoloid banyak diperoleh dari protein utuh, selulosa dan turunnya, alginat, pektin dan pati. Dari kelompok lipida yang sering digunakan adalah lilin asilgliserol dan asam lemak. omposit adalah bahan yang didasarkan pada campuran hidrokoloid dan lipida '3arris, )**+-. elebihan edible film yang dibuat dari hidrokoloid diantaranya memiliki kemampuan yang baik untuk melindungi produk terhadap oksigen, karbon dioksida dan lipid serta memiliki siat mekanis yang diinginkan dan meningkatkan
kesatuan
struktural
produk.
elemahannya, film
dari
karbohidrat kurang bagus digunakan untuk mengatur migrasi uap air sementara film dari protein sangat dipengaruhi oleh perubahan p3. 3al ini terjadi karena adanya gugus hidroksi bebas pada matriks yang berinteraksi secara kuat dengan molekul air yang bermigrasi. elebihan edible film dari lipid adalah memiliki kemampuan yang baik untuk melindungi produk dari penguapan air atau sebagai bahan pelapis. Disamping itu lipida juga memberikan eek mengkilap pada edible packaging yang dihasilkannya sehingga dapat meningkatkan penampilan #isual produk. Tetapi, kegunaannya sebagai film murni terbatas karena integritas dan ketahanannya tidak terlalu baik. ekuatan struktur edible packaging berbasis lipida sangat jelek dan cenderung
rapuh
sehingga
perlu
penambahan
polisakarida
untuk
memperbaikinya. Edible film dari komposit 'gabungan hidrokolid dan lipiddapat meningkatkan kelebihan dari film hidrokoloid dan lipid, serta mengurangi kelemahannya '$c 3ugh and rochta, +11=-. Dalam praktikum ini digunakan tepung tapioka, tepung mai"ena, dan tepung komposit. macam tepung ini dipilih dengan tujuan untuk mengetahui komposisi yang baik dalam pembuatan biodegradable film. &edangkan auades digunakan untuk melarutkan tepung yang menjadi bahan dasar pembuatan edible film. 0liserol adalah plasticizer dengan titik didih yang tinggi, larut dalam air, polar, non volatile dan dapat bercampur dengan protein. 0liserol merupakan molekul hidroilik dengan berat molekul rendah, mudah masuk ke dalam rantai protein dan dapat menyusun ikatan hidrogen dengan gugus reakti protein. &iat%siat tersebut yang menyebabkan gliserol cocok digunakan sebagai plasticizer '0alietta et al., +112-. 0liserol eekti sebagai plasticizer karena mampu mengurangi ikatan hidrogen internal pada ikatan intermolekul sehingga melunakkan struktur film, meningkatkan mobilitas rantai biopolimer, dan memperbaiki siat mekanik film. 0liserol bersiat humektan dan aksi plasticizing gliserol berasal dari kemampuannya dalam menahan air pada edible coating 'Cieberman dan 0ilbert +1:-. Penambahan gliserol dalam pembuatan edible film akan meningkatkan leksibilitas dan permeabilitas film terhadap gas, uap air, dan gas terlarut. Penambahan
plasticizer gliserol berpengaruh terhadap kehalusan permukaan ilm. 3al ini karena selain sebagai plasticizer , gliserol juga membantu kelarutan pati sehingga terbentuk ikatan hidrogen antara gugus 43 pati dan gugus 43 dari gliserol, yang meningkatkan siat mekanik 'usmarlela )**1-. Bertambahnya jumlah gliserol dalam campuran pati%air mengurangi nilai tegangan dan perpanjangan 'elongation-. andungan gliserol yang rendah juga mengurangi kuat tarik edible film 'Carotonda et al. )**=-. Tepung komposit merupakan salah satu bahan dasar pembuatan kue pengganti tepung terigu. Bahan baku utama yang digunakan adalah tepung beras dan bahan tambahan lain seperti mai"ena, tepung ketan, tapioka, dan tepung kentang. 0elatinisasi
merupakan
peristi!a
pengembangan
granula
pati
sehingga granula tersebut tidak dapat kembali seperti keadaan semula. Perubahan yang paling mudah diamati selama pemanasan suspensi pati adalah kenaikan kejernihan dan ke kentalan suspensi pati. Pada pemanasan berlanjut, kekentalan pasta berangsur Aangsur meningkat, karena penggelembungan granula lebih lanjut. enaikan kekentalan ini akhirnya mencapai puncak. emudian selanjutnya kekentalan turun pada saat terjadi kerusakan granula yang terjadi karena pengadukan. khirnya kesetimbangan dicapai antara granula Agranula pati utuh dengan potongan Apotongan granula pati yang tersebar berupa koloid. 0ranula Agranula pati gandum yang sudah mengalami gelatinisasi, tampak kempes karena sebagian besar penyusun terutama amilosa telah lepas keluar 'uliani, )*+-. &uhu gelatinisasi tapioka berkisar antara 7)% <=>5 dan pada pati jagung berkisar :*%21>5 'min, )*+-. &edangkan suhu gelatinisasi tepung campuran sebesar :,=>5 '3asnelly, )*++-. $c 3ugh dan rochta '+11=- menyampaikan, dalam pembuatan edible film, aktor%aktor yang perlu diperhatikan adalahG suhu, konsentrasi polimer, dan plasticizer. '+- Perlakuan suhu diperlukan untuk membentuk edible film yang utuh. Tanpa adanya perlakuan panas kemungkinan terjadinya interaksi molekuler sangatlah kecil. &ehingga pada saat film dikeringkan akan menjadi retak dan berubah menjadi potongan%potongan kecil. Perlakuan panas
diperlukan untuk membuat pati tergelatinisasi, sehingga terbentuk pasta pati yang merupakan bentuk a!al dari edible film. ')- onsentrasi Polimer 'patisangat berpengaruh terutama pada siat isik edible film yang dihasilkan dan juga menentukan siat pasta yang dihasilkan. &emakin besar konsentrasi pati maka jumlah polimer penyusun matrik film semakin banyak sehingga dihasilkan film yang tebal. '- #lasticizer, merupakan bahan nonvolatile yang ditambahkan ke dalam ormula film akan berpengaruh terhadap siat mekanik dan isik film yang terbentuk karena akan mengurangi siat intermolekuler dan menurunkan ikatan hidrogen internal. #lasticizer ini mempunyai titik didih tinggi dan penambahan plasticizer dalam film sangat penting karena diperlukan untuk mengatasi siat rapuh film yang disebabkan oleh kekuatan intermolekuler ekstensi. #lasticizer polyol yang sering digunakan yakni seperti gliserol dan sorbitol. onsentrasi gliserol + % ) 8 dapat memperbaiki karakteristik film. 3asil yang didapatkan dalam pembuatan biodegradable ilm ini, untuk kenampakan isik ilm dari tepung tapioka adalah ber!arna jernih dengan permukaan rata dan siat elastis. Hntuk tepung komposit terlihat tebal, kurang jernih 'keruh-, kurang elastis karena pada saat dilepaskan dari nampan, plastik yang dihasilkan mudah sobek dan rentan. &edangkan pada tepung mai"ena adalah agak sedikit mengkilat dan elastis. $enurut Pomes dalam &is!anti ')**2- menyaatkan bah!a "ein, semacam protein yang ada dalam jagung 'tepung mai"ena- memiliki kemampuan dalam membentuk ilm yang kaku, mengkilap, tahan lecet dan tahan lemak. &alah satu peran amilosa dan amilopektin adalah terhadap peningkatan tensile strength. 3al ini terjadi akibat meningkatnya konsentrasi pati yang diduga berkaitan dengan adanya amilosa dan amilopektin. adar amilosa akan meningkat dengan meningkatnya konsentrasi pati. Pada saat pembentukan edible film terdapat proses pemanasan yang dapat melemahkan ikatan hidrogen pada amilosa sehingga terjadi gelatinisasi yang berlanjut dengan diusi amilosa dan amilopektin. milosa memiliki kemampuan membentuk gel yang kokoh, pembentukan gel merupakan hasil penggabungan polimer%
polimer pati setelah terjadinya proses pemanasan atu retrogradasi. Pati dengan kadar amilosa yang tinggi dan plasticizer berupa gliserol diduga juga dapat menyebabkan persen elongasi edible film tinggi. Film yang lentur dan kuat dapat dibuat dari pati yang mengandung amilosa dan dalam pembentukan edible film, amilopektin memberikan stabilitas dan elastisitas 'maliya, )*+=-. Edible ilm berbasis pati singkong dapat di aplikasikan untuk mengemas apel yang telah dipotong%potong untuk meminimalkan susut bobot dan menghambat reaksi pencoklatan. Formulasi +8 pektin 'b/#-, 5a5l ) +,<8 'b/b pektin-, gliserol +8 'b/#-, )8 'b/#- pati singkong, dan *,*=8 'b/#- asam palmitat dapat mempertahan kecerahan !arna apel sama dengan apel yang dikemas menggunakan plastik polietilen. kan tetapi penurunan berat pada apel yang dikemas dengan menggunakan edible ilm pati singkong%pektin tersebut lebih besar dibandingkan dengan apel yang dikemas dengan plastik polietilen. 3al ini disebabkan karena edible ilm pati singkong%pektin memiliki nilai laju transmisi uap air yang besar, sehingga tidak mampu menahan transmisi uap air dari dalam !adah ke luar 'Cayuk dkk, )**)-. 3ariss ')**+- menambahkan, Edible Film komposit dari gliserol, 5$5, bees!a, dan pati singkong dapat digunakan sebagai bahan pengemas primer dodol durian. Dodol durian yang tidak dikemas hanya memiliki umur simpan hingga tiga hari yang kemudian ditumbuhi jamur. Penggunaan kemasan tradisional 'kertas minyak- hanya tahan hingga hari penyimpanan selama tujuh hari, selain itu juga kertas minyak lengket dengan bahan yang dikemas. Penggunaan edible ilm komposit pati singkong%5$5%bees!a menghasilkan ketebalan ilm sebesar +,+) mm dan dapat mempertahankan umur simpan dodol durian hingga )7%== hari.
. esimpulan
DAFTAR PUSTAKA
maliya, (i"a (i"ki dan 6idya D!i (ukmi Putri. )*+=. $arakterisasi Edible %ilm dari #ati &agung dengan #enambahan %iltrat $unyit #utih sebagai 'ntibakteri. Jurnal Pangan dan groindustri, ol. ), o. G =%7. min, ur "i"ah. )*+. #engaruh (uhu %osforilasi terhadap (ifat %isikokimia #ati )apioka )ermodifikasi. &kripsi &arjana Teknologi Pertanian, Hni#ersitas 3asanuddin. $akassar. !!aly, hotibul Hmam l, bdul $anab, dan Esti 6ahyuni. )*+*. #embuatan Edible %ilm #rotein *hey+ $aian -asio #rotein dan liserol terhadap (ifat %isik dan $imia. Jurnal Ilmu dan Teknologi 3asil Ternak, ol. 7, o. + G =7%7<. 0alietta, 0io#ani, Codo#ico Di 0ioia, &tephane 0uilbert, dan Bernard 5u. +112. echanical and )hermomechanical #roperties of %ilms ased on *hey #roteins as 'ffected by #lasticizer and "rosslinking 'gents. Journal o Dairy &cience, ol. 2+, o. +) G +)A+*. 3arris, 3elmi. )**+. $emungkinan #enggunaan Edible %ilm dari #ati )apioka untuk #engemas 0empuk . Jurnal Ilmu%Ilmu pertanian Indonesia, ol. , o. ) G 11%+*< . 3asnelly. )*++. $aian (ifat %isiko $imia %ormulasi )epung $omposit #roduk 1rganik . &eminar asional PTPI G :7 A :1. Cayuk, P., Djagal 6. $., 3aryadi. )**). $arakteristik $omposit %ilm Edible #ektin 2aging uah #ala 3yristica fragrans Houtt4 dan )apioka . Jurnal Teknologi dan Industri Pangan, ol. KIII, o. ) G +:2%+2. (ida!ati, lsuhendra, dan Indah &ukma 6ardhini. )*+. icrobiological and (ensory 5uality of eef -ollade "oating with odified "anna Edulis (tarch Edible %ilm ncorporated with "umin 3"uminum cyminum4 1il . Jurnal Pangan dan groindustri, ol. =, o. + G ))%=). &is!anti. )**2. $arakterisasi Edible %ilm $omposit dari lukomanan mbi les8 les dan aizena. &kripsi Jurusan/Program &tudi Teknologi 3asil Pertanian H&. 6inarti, 5hristina, $iskiyah, dan 6idaningrum. )*+. )eknologi #roduksi dan 'plikasi #engemas Edible 'ntimikroba erbasis #ati . Jurnal Citbang Pertanian, ol. +, o. G 27%1. uliani, Ita. )*+. (tudi Eksperimen 9ugget 'mpas )ahu dengan "ampuran &enis #angan (umber #rotein dan &enis %iller yang erbeda. &kripsi &arjana Pendidikan, Hni#ersitas egeri &emarang. &emarang.