42
MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK BIOFOAM AHMAD TAUFIQURRAHMAN DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014

MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

  • Upload
    dangnga

  • View
    229

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA

TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK BIOFOAM

AHMAD TAUFIQURRAHMAN

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 2: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena
Page 3: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifikasi Asam

Ampas Sagu dan Pengaruhnya Terhadap Sifat Fisik Mekanik Biofoam adalah

benar karya saya dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan

dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang

berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di

bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Februari 2014

Ahmad Taufiqurrahman

NIM F34090094

Page 4: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

ABSTRAK

AHMAD TAUFIQURRAHMAN. Modifikasi Asam Ampas Sagu dan

Pengaruhnya Terhadap Sifat Fisik Mekanik Biofoam. Dibimbing oleh TITI

CANDRA SUNARTI.

Styrofoam merupakan bahan baku kemasan yang banyak digunakan,

padahal bahan baku kemasan tersebut berasal dari sumberdaya yang tidak dapat

diperbaharui. Bahan polimer alami seperti pati dan serat dapat digunakan sebagai

bahan baku kemasan alternatif biofoam. Ampas sagu mengandung pati dan serat

dalam jumlah yang besar, namun secara alami pati dan serat memiliki kelemahan

karena bersifat hidrofobik, karena itu perlu dimodifikasi untuk meningkatkan

hidrofobisitasnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh modifikasi

asam terhadap karakteristik ampas sagu yang dihasilkan, dan karakteristik fisik

mekanik biofoam yang dihasilkan. Modifikasi asam dilakukan dengan

perendaman ampas sagu dalam larutan HCl 0.144% dalam methanol selama 0, 60,

120, 180 dan 240 jam. Biofoam dihasilkan dengan metode thermopressing dengan

mencampurkan ampas sagu dengan pati sagu, polimer sintetik PVA, dan aditif

lainnya. Hasil memperlihatkan bahwa semakin lama perendaman terbukti

menyebabkan kerusakan pada pati. Dibandingkan ampas sagu alami, perendaman

juga menyebabkan penurunan kristalinitas, bahkan pola kristalinitasnya berubah

setelah perendaman 60 jam. Hal ini mempengaruhi karakteristik biofoam yang

dihasilkan. Pencucian tanpa perendaman (perlakuan 0 jam) menghasilkan biofoam

dengan karakteristik fisik mekanik yang lebih dibandingkan ampas sagu alami,

berupa penurunan daya serap air (57.13%), peningkatkan kuat tarik (19.14 MPa),

kuat lentur (358.21 MPa) dan kuat patah (7.25 MPa). Jika dibandingkan dengan

styrofoam, maka biofoam yang dihasilkan ampas sagu termodifikasi memiliki

keunggulan dalam kuat patah (1.61-7.25 MPa) dan kuat lenturnya (104.62-358.21

MPa).

Kata kunci: ampas sagu, metanol asam, modifikasi asam.

ABSTRACT

AHMAD TAUFIQURRAHMAN. Acid modified of sago hampas and its effect to

the physical mechanic properties of biofoam. Supervised by TITI CANDRA

SUNARTI.

Styrofoam is one of packaging materials that are widely used, and

produced from non-renewable resources. Natural polymeric materials such as

starch and fiber can be used as an alternative raw material for biofoam production.

Sago hampas contains large amounts of starch and fiber, but naturally starch and

fiber has disadvantages because its moisture sensitivity and poor mechanical

properties, so it needs to be modified to improve its properties. This study aimed

to assess the effect of acid modification on the characteristics of sago hampas

produced, utilization of acid modified sago hampas for biofoam production, and

characterization of biofoam‘s physical mechanical properties. Acid modification

Page 5: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

is conducted by soaking the sago hampas in 0.144% of HCl solution in methanol

for 0, 60, 120, 180 and 240 hours. Biofoam was produced from the mixture of

sago hampas, sago starch, synthetic polymer (polyvinyl alcohol), and additives;

and then molded by thermopressing method. The results showed that the longer

soaking time proved to cause the damage of the starch. Compared to native sago

hampas, acid soaking also caused a decreasing in crystallinity, even crystallinity

pattern changed after 60 hours of soaking time. This affected to the characteristics

of the biofoam produced. Washing the sago hampas without soaking (treatment 0

hours) resulted biofoam with better physical mechanical characteristics compared

to native sago hampas, as decreasing in water absorption (57.13%); increasing the

tensile strength (19.14 MPa), modulus of elasticity (358.21 MPa) and modulus of

rupture (7.25 MPa). Compared to styrofoam, the biofoam which produced from

modified sago hampas has better mechanical properties in modulus of rupture

(1.61-7.25 MPa) and modulus of elasticity (104.62-358.21 MPa).

Keywords: acid methanol, acid modification, sago hampas.

Page 6: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena
Page 7: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknologi Pertanian

pada

Departemen Teknologi Industri Pertanian

MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA

TERHADAP SIFAT FISIK MEKANIK BIOFOAM

AHMAD TAUFIQURRAHMAN

DEPARTEMEN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Page 8: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena
Page 9: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

Judul Skripsi : Modifikasi Asam Ampas Sagu dan Pengaruhnya Terhadap Sifat

Fisik Mekanik Biofoam

Nama : Ahmad Taufiqurrahman

NIM : F34090094

Disetujui oleh

Dr Ir Titi Candra Sunarti, MSi

Pembimbing

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Nastiti Siswi Indrasti

Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Page 10: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia

dan limpahan rahmat-Nya, sehingga penyusunan skripsi berjudul “Modifikasi

Asam Ampas Sagu dan Pengaruhnya Terhadap Sifat Fisik Mekanik Biofoam”

dapat diselesaikan. Penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Dr Ir Titi Candra Sunarti, MSi selaku dosen pembimbing atas arahan dan

bimbingannya selama penelitian dan penyusunan skripsi.

2. Ayahanda Akhmad Jazuli, Ibunda Iis Aisyah, adik-adik beserta keluarga

besar atas doa dan dukungannya.

3. Laboran TIN atas kesediaannya membantu penulis selama penelitian.

4. Keluarga besar TIN 46 atas kebersamaannya serta semua pihak yang telah

memberikan bantuan kepada penulis selama penelitian sampai penulisan

skripsi ini yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

5. Kepada Rojali, Jadda, Castro penulis mengucapkan banyak terimakasih

atas semangat dan inspirasinya selama penelitian dan penyusunan skripsi.

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang

membangun dan bermanfaat demi perbaikan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat

bermanfaat bagi pembaca dan memberikan kontribusi untuk perkembangan ilmu

pengetahuan khususnya di bidang teknologi pertanian.

Bogor, Februari 2014

Ahmad Taufiqurrahman

Page 11: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL ix

DAFTAR GAMBAR ix

DAFTAR LAMPIRAN ix

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

METODE 2

Waktu dan Tempat 2

Bahan 2

Alat 2

Metode Penelitian 2

Proses Produksi Biofoam 3

Prosedur Analisis Data 4

HASIL DAN PEMBAHASAN 5

Karakteristik Ampas Sagu 5

Modifikasi Asam Ampas Sagu 6

Karakteristik Ampas Sagu Termodifikasi 8

Produksi Biofoam 11

SIMPULAN DAN SARAN 14

Simpulan 14

Saran 14

DAFTAR PUSTAKA 14

LAMPIRAN 13

RIWAYAT HIDUP 15

Page 12: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

DAFTAR TABEL

1 Formulasi biofoam dalam 69.5 g bahan kering 3 2 Komposisi ampas sagu (basis kering) 6 3 Karakteristik ampas sagu hasil hidrolisis asam 8 4 Pengaruh modifikasi asam terhadap derajat kristalinitas ampas sagu 10 5 Karakteristik fisik dan mekanik biofoam 12 6 Karakteristik sifat fisik dan mekanis biofoam dan styrofoam 13

DAFTAR GAMBAR

1 Diagram alir proses modifikasi asam 4 2 Diagram alir proses pembuatan biofoam 5

3 Pengaruh lama perendaman terhadap rendemen ampas sagu

termodifikasi dan total gula yang terlarut dalam cairan 7

4 Bentuk granula pati (Δ) dan serat (□) ampas sagu hasil pengujian

SEM untuk (a) ampas sagu alami; ampas sagu hasil hidrolisis asam (b)

0 jam; (c) 60 jam; (d) 120 jam; (e) 180 jam; dan (f) 240 jam. 9 5 Profil kristal ampas sagu hasil (Lai et al. 2013) 11 6 Pola kristalinitas berdasarkan analisa XRD hasil hidrolisis asam 11

DAFTAR LAMPIRAN

1 Prosedur analisis karakterisasi bahan baku 17 2 Prosedur analisa karakterisasi ampas sagu termodifikasi 20

3 Prosedur analisa karakterisasi biofoam 22 4 Analisa statistik ampas sagu dan biofoam 24

Page 13: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Dewasa ini styrofoam berbahan baku minyak bumi sudah menjadi hal

yang lumrah. Padahal bahan baku dari kemasan tersebut termasuk sumber daya

yang tidak dapat diperbarui yang saat ini produksinya pun terbatas. Di Indonesia

saja menurut Ditjen Migas (2012) cadangan minyak mentah hanya 3.6 milyar

barrel dengan tingkat produksi 314,666 ribu barrel per hari diperkirakan akan

habis dalam kurun waktu tiga belas tahun. Styrofoam yang dikenal dengan nama

dagang polistirena diketahui menyimpan bahaya yang dapat mengancam

kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena apabila terpapar

dapat menyebabkan gangguan syaraf dan penurunan kadar hemoglobin (Dowly et

al. 1976). Disisi lain, penggunaan styrofoam sebenarnya kurang tepat untuk

mengemas makanan karena dapat terjadi migrasi bahan kimia (Lickly et al. 1995).

Masalah lain yang ditimbulkan dari styforoam ini yaitu limbah hasil penggunaan

styrofoam yang berdampak buruk terhadap lingkungan karena sulit terurai di alam

sehingga dapat menyebabkan penumpukan yang memperparah kondisi alam.

Betapa besarnya dampak buruk dari penggunaan styrofoam, oleh karena

itu harus ada upaya untuk mencari kemasan alternatif pengganti styrofoam. Bahan

potensial yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku biopolimer yang berasal

dari limbah pertanian seperti pati dan selulosa yang memilki keistimewaan yaitu

dapat diperbaharui, tersedia melimpah, dan harganya murah (Davis et al. 2006).

Salah satu sumber bahan yang potensial adalah ampas sagu yang merupakan

limbah dari pengolahan pati sagu. Ampas sagu dipilih karena komposisinya yang

terdiri dari 58% pati, 23% selulosa, 9.2% hemiselulosa, dan 3.9% lignin

(Linggang et al. 2012). Kandungan pati pada ampas sagu berpengaruh pada

pencetakan biofoam baik pada proses gelatinisasi maupun proses ekspansinya.

Sedangkan serat berfungsi sebagai penguat (reinforcement) yang berpengaruh

besar pada sifat mekanik biofoam (Lawton et al. 2004).

Pada umumnya pemilihan bahan baku untuk pembuatan biofoam

menimbang dari segi sifat fisik dan mekanis biofoam yang tidak jauh berbeda dari

styrofoam komersial. Penelitian mengenai modifikasi pada bahan baku biofoam

menjadi tema objek penelitian yang menarik. Penggunaan modifikasi khususnya

hidrolisis asam akan mendegradasi daerah amorf pada granula pati hingga amilosa

menjadi berantai pendek dan bobot molekulnya rendah yang diharapkan dapat

meningkatkan daya ikat dan menurunkan viskositas (Bloembergen et al. 2005).

Menurut Buleon et al. (1998), struktur granula pati terdiri dari daerah amorf dan

daerah kristalin. Kedua daerah tersebut letaknya berselang-seling pada granula

pati. Daerah amorf sendiri merupakan daerah yang sebagian besar tersusun atas

amilosa dan titik-titik percabangan amilopektin. Lain hal dengan daerah kristalin

yang sebagian besar tersusun dari ikatan-ikatan pendek dari amilopektin yang

membentuk klaster. Sedangkan pada serat ampas sagu pengaruh hidrolisis asam

akan mendegradasi hemiselulosa dan bagian amorf selulosa sehingga hanya

tersusun bagian selulosa nanokristalin yang memiliki nilai modulus elastisitas

tinggi sekitar 150 GPa sehingga diharapkan mampu meningkatkan sifat mekanik

biofoam (Samir et al. 2004).

Page 14: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

2

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji penggunaan ampas sagu untuk

menghasilkan biofoam sebagai pensubstitusi kemasan styrofoam, selain itu untuk

mengetahui pengaruh perlakukan hidrolisis asam metanol terhadap karakteristik

biofoam yang dihasilkan, dan untuk mengetahui pengaruh perbedaan waktu

perendaman terhadap karakteristik biofoam yang dihasilkan.

Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup dari penelitian ini adalah penggunaan ampas sagu yang

berasal dari industri rumah di Bogor. Pembuatan biofoam menggunakan teknik

thermopressing dan juga penggunaan PVA sebagai polimer sintetik.

METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan sejak bulan Februari hingga Desember 2013.

Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Dasar Ilmu Terapan dan Laboratorium

Bioindustri, Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi

Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selain itu beberapa analisa juga dilakukan di

Badan Teknologi Atom Nasional (BATAN), Laboratorium Teknologi Hasil

Hutan, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Cibinong.

Bahan

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah ampas sagu kering

yang diperoleh dari rumah industri di Bogor. Bahan lain yang digunakan pada

pembuatan biofoam seperti pektin, polivinil alkohol (PVA), magnesium stearat

(MgSt), dan pati sagu. Bahan yang digunakan untuk hidrolisis asam diantaranya

HCl, metanol, NaHCO3, dan akuades. Bahan yang digunakan untuk analisis

antara lain, H2SO4 pekat, fenol 5%, NaOH, dan indikator pp.

Alat

Alat utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat molding untuk

mencetak biofoam. Alat yang digunakan untuk hidrolisis asam adalah wadah

plastik bertutup, pompa plastik, dan timbangan. Alat yang digunakan untuk

analisis yaitu peralatan gelas, spektrofotometer, pH meter, Scanning Electron

Microscop (SEM), Texture Analyzer, cawan aluminium, oven, dan penangas air.

Metode Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dalam tiga tahapan, yaitu tahap persiapan dan

karakterisasi bahan baku, tahap modifikasi asam ampas sagu dan karakterisasinya,

serta tahap pembuatan biofoam dan karakterisasinya.

Page 15: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

3

Penyiapan dan Karakterisasi Bahan Baku

Penyiapan bahan baku dilakukan dengan penjemuran, penggilingan, dan

pengayakan 40 mesh ampas sagu dan pati sagu. Karakterisasi bahan baku utama

yaitu ampas sagu meliputi kadar air, kadar abu, kadar serat kasar, analisa

komponen serat, dan kadar pati. Prosedur analisa untuk karakterisasi bahan ini

disajikan pada Lampiran 1.

Modifikasi Asam Ampas Sagu

Modifikasi asam ampas sagu dilakukan dengan metode rekomendasi Lin et

al. (2003). Ampas sagu sebanyak 100 g (basis kering) direndam dengan 1000 ml

metanol dengan penambahan 4 ml larutan HCl (0.144%) dengan rentang lima

waktu berbeda yaitu 0 (pencucian tanpa perendaman atau perendaman dengan

waktu singkat), 60, 120, 180, dan 240 jam pada suhu 25ºC. Kemudian

dinetralisasi dengan larutan NaHCO3 1 M dan dicuci dengan larutan etanol. Setelah itu dilakukan pengeringan dengan suhu 40

ᴼC. Setelah kering ampas sagu

digiling dan diayak dengan ukuran 40 mesh, kemudian disimpan dalam plastik

sampai digunakan. Diagram alir proses modifikasi asam disajikan pada Gambar 1.

Filtrat yang dihasilkan dari proses penyaringan pada produksi ampas sagu

termodifikasi dianalisa total gula sebagai penduga tingkat hidrolisis asam terhadap

pati. Analisa total gula dilakukan dengan metode fenol-asam sulfat yang disajikan

pada Lampiran 2.

Karakterisasi Ampas Sagu Termodifikasi

Karakterisasi ampas sagu termodifikasi meliputi kadar pati, analisa

komponen serat, dan kadar air. Prosedur karakterisasi ampas sagu termodifikasi

disajikan pada Lampiran 2.

Proses Produksi Biofoam

Proses pembuatan biofoam dilakukan dengan metode rekomendasi dari

Iriani et al. (2012). Pertama terlebih dahulu dilakukan dengan mencampurkan

ampas sagu, pati sagu, polivinil alkohol (PVA), pektin, magnesium stearat, dan air

sehingga membentuk adonan. Kemudian dihomogenisasi dengan menggunakan

mixer selama 10 menit hingga bahan tercampur merata. Selanjutnya adonan

dicetak dengan alat thermopressing selama 4 menit dengan suhu 150ºC. Formulasi

seluruh bahan tersaji pada Tabel 1.

Tabel 1 Formulasi biofoam dalam 69.5 g bahan kering

Bahan Jumlah

Ampas Sagu 7.5 g

Pati Sagu 30 g

Pektin 15 g

Polivinil Alkohol 15 g

Magnesium Stearat 2 g

Air 130 ml

Page 16: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

4

Karakterisasi Biofoam

Karakterisasi biofoam meliputi sifat fisik yang terdiri dari ketebalan, daya

serap air, dan densitas kamba, sedangkan sifat mekanik diantaranya kuat tarik,

kuat lentur, dan kuat patah. Prosedur analisis disajikan pada Lampiran 3,

sementara itu proses pembuatan biofoam disajikan pada Gambar 2.

Gambar 1 Diagram alir proses modifikasi asam

Prosedur Analisis Data

Rancangan percobaan yang digunakan pada penelitian ini adalah rancangan

percobaan acak lengkap dengan faktor yaitu lama hidrolisis asam. Pada rancangan

percobaan ini akan dilihat pengaruh faktor tersebut terhadap karakteristik residu

hidrolisis asam serta karakteristik fisik dan mekanik biofoam. Taraf untuk faktor

lama hidrolisis asam yaitu 0, 60, 120, 180, dan 240 jam. Bentuk hipotesis yang

akan diuji ialah:

H0 : semua τi = 0 (i = 1, 2, ..., t)

H1 : tidak semua τi = 0 (i = 1, 2, ..., t)

Data yang diperoleh dari hasil penelitian dianalisis ragam (ANOVA). Jika

pengujian ANOVA menghasilkan penolakan terhadap H0 maka dilakukan uji

lanjut. Uji lanjut yang digunakan adalah Duncan’s Multiple Range Test.

Ampas Sagu

Alami

Perendaman

(T = 25ᴼC)

Penetralan

Penyaringan

Pengeringan

(T=40ᴼC)

Metanol-HCl

(0.144%)

NaHCO3 1N

Filtrat

Ampas Sagu

Termodifikasi

Page 17: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

5

Gambar 2 Diagram alir proses pembuatan biofoam

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik Ampas Sagu

Karakteristik bahan baku sangat mempengaruhi kemampuan ekspansi

biofoam. Karakteristik bahan baku yang meliputi kadar air, pati, lemak, protein,

serat dan rasio amilosa terhadap amilopektin akan berpengaruh pada aliran dan

kekentalan dari pati atau tepung (Chinnaswamy dan Hanna 1988). Ampas sagu

yang digunakan pada penelitian ini terlebih dahulu dilakukan proses pengeringan

dan pengecilan hingga 40 mesh. Proses pengeringan dimaksudkan menurunkan

kadar air ampas sagu sehingga mempermudah proses pengecilan dan juga

menghindari tumbuhnya mikroorganisme selama penyimpanan. Proses pengecilan

yang dilakukan juga berguna untuk memperluas bidang kontak permukaan antara

ampas sagu dengan bahan-bahan lainnya sehingga pada saat pembuatan adonan

seluruh ampas sagu tercampur merata. Komposisi ampas sagu disajikan pada

Tabel 2.

Berdasarkan pada Tabel 2, komposisi ampas sagu hasil penelitian dengan

pustaka memiliki perbedaan terutama pada kadar pati dan kadar serat. Perbedaan

pada kadar serat hasil penelitian dapat disebabkan pada proses penyaringan ampas

sagu banyak serat yang terbuang sehingga mengurangi rendemen serat. Pada hasil

pengujian kadar pati perbedaan yang terjadi kemungkinan karena adanya zat-zat

ekstraktif pada ampas sagu yang termasuk dalam penghitungan kadar pati.

Bahan Baku

Ampas Sagu

Pencampuran bahan kering

Pembuatan adonan

dengan mixer 10 menit

Pencetakkan menggunakan

thermopressing machine

Pendinginan

Air ( 1:1.8)

Ampas Sagu

Termodifikasi

Page 18: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

6

Pertimbangan ampas sagu sebagai bahan baku pembuatan biofoam yaitu

ketersediannya memadai dan harganya terbilang sangat murah mengingat ampas

sagu merupakan limbah hasil pengolahan pati sagu. Dilihat dari komposisinya

yang terdiri dari kadar protein dan kadar lemak yang relatif rendah yang

berpengaruh terhadap kemampuan ekspansinya untuk produksi biofoam.

Tabel 2 Komposisi ampas sagu (basis kering)

Komposisi Sumber

Pustaka*

Hasil

Pengamatan

Pati (%) 30-45 49.94

Serat Kasar (%) 30-35 19.22

Protein (%) 1 1.95

Lemak(%) Tidak

terdeteksi 0.84

Air (%) - 11.00

Abu (%) - 8.60 *

Sumber: Adeni et al.(2009)

Komponen protein juga berperan untuk membantu memperkuat matriks

polimer yang dihasilkan pati. Namun kandungan protein sebaiknya tidak tinggi

agar biofoam mudah dilepaskan dari alat cetak akibat kerak dari protein yang

terdenaturasi. Lemak memiliki pengaruh baik pada proses pembuatan biofoam

yang berguna untuk membantu pelepasan biofoam dari alat cetak. Selain itu yang

dilaporkan Poovarodom (2006) bahwa lemak juga dapat berfungsi sebagai

plasticizer dan untuk meningkatkan hidrofobisitas biofoam karena sifatnya yang

hidrofobik. Komponen lemak sebaiknya tidak tinggi agar biofoam yang dihasilkan

tidak tengik karena mudah dihidrolisis.

Komponen serat pada ampas sagu berperan meningkatkan fleksibilitas dan

kekuatan biofoam (Andersen dan Hodson 1996). Serat juga menurut Lawton et al.

(2004) dan Salgado et al. (2008) mampu meningkatkan hidrofobisitas biofoam.

Penambahan serat juga dapat berpengaruh pada proses ekspansi biofoam.

Pati merupakan polimer glukosa yang terdiri dari amilosa yang berantai

lurus dan amilopektin yang memiliki rantai bercabang. Struktur amilosa yang

berantai lurus ini yang menyebabkan pati memiliki kedekatan karakteristik dengan

polimer sintetis sehingga peneliti membuat biofoam dengan bahan baku dari pati.

Namun ternyata biofoam yang dihasilkan memiliki nilai sifat fisik dan mekanik

yang rendah. Hal ini disebabkan pati yang mudah sekali menyerap air (Glenn et

al. 2001). Amilosa dan amilopektin pada pati akan menyebabkan perbedaan sifat

fungsional pati seperti kemampuan membentuk gel dan kekentalannya sehingga

akan berpengaruh pada kelarutan dan derajat gelatinisasi pati pada biofoam yang

dihasilkan Rapaille dan Vanhemelrijck (1994).

Modifikasi Asam Ampas Sagu

Pengaruh lama perendaman ampas sagu terhadap nilai total gula filtrat dan

rendemen residu disajikan pada Gambar 3, dapat diketahui bahwa nilai rendemen

ampas sagu termodifikasi yang dihasilkan berkisar antara 91-94% sedangkan nilai

total gula yang terlarut pada filtrat antara 0.39-87.73 ppm. Pada Gambar 3

Page 19: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

7

memperlihatkan pola yang cenderung menurun pada rendemen ampas sagu

termodifikasi. Namun, grafik total gula cenderung meningkat. Hal ini dapat

dipahami bahwa semakin lama perendaman ampas sagu nilai rendemen semakin

rendah. Penurunan ini karena adanya degradasi yang dilakukan oleh hidrolisis

asam pada polisakarida ampas sagu menjadi gula sederhana yang tampak pada

meningkatnya nilai total gula pada filtrat. Berdasarkan analisa statistik pada

Lampiran 2, pengaruh modifikasi asam signifikan tiap perlakuan jam sedangkan

pada rendemen penurunan signifikan pada jam ke-120. Hal ini menandakan

banyaknya polisakarida yang dilepaskan yang terhitung dalam total gula yang

menyebabkan terjadinya penurunan rendemen ampas sagu.

Gambar 3 Pengaruh lama perendaman terhadap rendemen ampas sagu

termodifikasi dan total gula yang terlarut dalam cairan

Modifikasi asam yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan

konsentrasi rendah dan pada suhu ruang. Perlakuan asam menyebabkan bagian

amorf pada pati terdegradasi sehingga menghasilkan pati kristalin. Penggunaan

pelarut metanol dimaksudkan agar mempengaruhi permukaan dan struktur granula

pati pada saat degradasi sehingga granula menjadi kasar, berlubang dan ukurannya

mengecil (Lin et al. 2003). Perubahan struktur pada granula ini diharapkan

mampu memperkuat biofoam karena daya ikatnya yang tinggi. Pada umumnya

granula pati terdiri dari daerah amorf dan daerah kristalin yang tersusun atas

amilosa dan amilopektin. Asam kuat yang digunakan pada hidrolisis akan

memotong rantai-rantai amilosa rantai panjang dan percabangan amilopektin yang

terdapat pada daerah amorf hingga menjadi amilosa rantai pendek dengan bobot

molekul yang rendah Ma et al. (2008). Modifikasi asam menghasilkan pati yang

memiliki daya ikat yang tinggi dan viskositas yang rendah (Bloembergen et al.

2005). Hidrolisis asam juga tidak hanya mendegradasi komponen pati namun juga

mendegradasi komponen non-pati lainnya yaitu serat seperti yang diungkapkan

Radley (1976), bahwa asam akan menghidrolisis semua jenis polisakarida yang

mampu terhidrolisis. Pada serat yang tersusun dari lignin, selulosa, dan

hemiselulosa perlakuan asam akan mendegradasi bagian-bagian amorf dari serat.

Hemiselulosa yang tersusun dari bagian amorf akan terhidrolisis dan juga daerah

amorf pada selulosa. Hidrolisis ini akan menghasilkan selulosa nanokristalin yang

diharapkan dapat meningkatkan sifat mekanis dari biofoam (Samir et al. 2004).

Page 20: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

8

Karakteristik Ampas Sagu Termodifikasi

Kandungan pati pada bahan baku biofoam mempengaruhi kemampuan

ekspansinya pada saat proses pencetakan. Hal ini karena rasio amilosa dan

amilopektin yang dikandungnya. Amilosa menurut Fritz (1994), berekspansi

secara maksimal pada suhu 225 ᴼC sedangkan amilopektin pada suhu 135

ᴼC.

Dengan demikian pati yang memiliki kadar amilosa yang tinggi membutuhkan

suhu yang tinggi. Selain itu, pengembangan amilosa cenderung memanjang

sedangkan amilopektin radial. Menurut Iriani et al. (2012), semakin banyaknya

amilosa yang dikandung pati maka semakin besar daya serapnya terhadap air

karena pada struktur amilosa masih bersifat amorf yang tingkat sensitifitas

terhadap airnya tinggi pada gugus hidroksilnya. Hal inilah yang menjadi alasan

dilakukannya modifikasi asam. Berdasarkan analisa statistik, kadar pati ampas

sagu termodifikasi signifikan pada tiap jam perlakuan. Terlihat pada Tabel 3,

kadar pati dari ampas sagu alami dengan ampas sagu yang telah dilakukan

perendaman pada jam ke-0 terjadi penurunan. Hal ini disebabkan karena

terlarutnya sejumlah zat ekstraktif pada ampas sagu oleh HCl-metanol.

Tabel 3 Karakteristik ampas sagu hasil hidrolisis asam

Parameter Waktu (jam)

Kontrol 0 60 120 180 240

Kadar pati (%) 49.94 48.07a 42.94

b 40.02

c 25.72

d 19.38

e

Lignin (%) 4.97 4.32a 4.70

a 4.83

a 5.71

a 3.11

a

Selulosa (%) 15.10 15.31b 14.00

ab 11.37

a 13.04

ab 14.20

ab

Hemiselulosa (%) 5.33 5.87a 4.98

a 4.58

a 5.04

a 5.91

a

Kadar air (%) 11.00 7.68b 7.77

b 5.42

a 5.75

a 5.58

a

Angka-angka pada baris yang sama yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda signifikan pada

taraf uji 5%

Selulosa adalah homopolisakarida dengan glukosa sebagai monomernya

dan juga merupakan molekul organik yang terdapat pada tumbuhan. Selulosa

adalah polimer glukosa yang membentuk rantai linier dan dihubungkan oleh

ikatan β-1,4 glikosidik. Struktur yang linier menyebabkan selulosa bersifat

kristalin dan tidak mudah larut. Selulosa tidak mudah didegradasi secara kimia

maupun mekanis. Pada umumnya di alam selulosa berasosiasi dengan

polisakarida lain seperti hemiselulosa atau lignin membentuk kerangka utama

dinding sel tumbuhan (Holtzapple 1993). Secara alamiah molekul-molekul

selulosa tersusun dalam bentuk fibril-fibril yang terdiri dari beberapa molekul

selulosa yang dihubungkan dengan ikatan hidrogen. Fibril-fibril ini membentuk

struktur kristal yang dibungkus oleh lignin. Komposisi kimia dan struktur yang

demikian membuat kebanyakan bahan yang mengandung selulosa bersifat kuat

dan keras. Hasil analisis kadar selulosa disajikan pada Tabel 3. Hidrolisis asam

yang dilakukan pada penelitian ini tidak merusak komponen selulosa karena

berlangsung pada suhu kamar. Menurut Kusuma (2012), selulosa akan

terhidrolisis apabila menggunakan konsentrasi asam 2% dengan suhu 121 οC

selama 45 menit. Berdasarkan analisa statistik, pengaruh hidrolisis asam tidak

signifikan terhadap kadar selulosa yang dihasilkan.

Page 21: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

9

Hemiselulosa merupakan heteropolimer kompleks yang memiliki

kandungan utama xilosa dan juga sejumlah arabinosa, manosa, glukosa dan

galaktosa (Burchardt dan Ingram 1992). Fengel dan Wegener (1995)

menyebutkan bahwa selain arabinosa, manosa dan glukosa, beberapa

hemiselulosa juga mengandung galaktosa dan senyawa tambahan yaitu asam

uronat. Analisis kandungan hemiselulosa disajikan pada Tabel 3. Berdasarkan

analisa statistik, pengaruh hidrolisis asam tidak signifikan terhadap kadar

hemiselulosa yang dihasilkan.

Lignin merupakan bahan organik bukan karbohidrat yang berbentuk amorf

dan tersusun atas satuan-satuan fenol (Chang et al. 1981). Pada tanaman, lignin

yang membungkus selulosa dan hemiselulosa. Kandungan lignin disajikan pada

Tabel 3. Berdasarkan analisa statistik, pengaruh hidrolisis asam tidak signifikan

terhadap kadar lignin yang dihasilkan.

Gambar 4 Bentuk granula pati (Δ) dan serat (□) ampas sagu hasil pengujian

SEM untuk (a) ampas sagu alami; ampas sagu hasil hidrolisis asam

(b) 0 jam; (c) 60 jam; (d) 120 jam; (e) 180 jam; dan (f) 240 jam,

dengan perbesaran 500×.

a

f

d c

e

b

Page 22: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

10

Pengaruh hidrolisis asam terhadap morfologi granula ampas sagu dapat

dilihat menggunakan mikroskop, yakni SEM. Granula pati pada ampas sagu

memiliki ukuran diameter 29.41 μm hampir sama dengan ukuran granula pati

sagu yang memiliki ukuran 28.43 μm (Lai et al. 2013). Berdasarkan hasil analisa

SEM, granula pati ampas sagu yang telah dihidrolisis asam masih memilki bentuk

dan ukuran yang sama dengan ampas sagu alami. Ini mengindikasikan bahwa

proses hidrolisis asam merusak daerah amorf pada granula tanpa mempengaruhi

bentuk dan ukurannya.

Lama waktu hidirolisis asam dapat berpengaruh terhadap derajat

kristalinitas ampas sagu. Ini terlihat dari Tabel 4 bahwa kristalinitas ampas sagu

alami adalah 80.73% sedangkan setelah dihidrolisis nilai kristalinitas ampas sagu

menurun. Hal ini menunjukkan bahwa hidrolisis asam turut juga mendegradasi

daerah kristalin pada ampas sagu. Perusakan daerah kristalinitas oleh asam

terlihat signifikan ini mengacu dari analisa filtrat total gula yang telah dilakukan

sebelumnya, dimana total gula dalam filtrat meningkat tiap jam perlakuan.

Tabel 4 Pengaruh modifikasi asam terhadap derajat kristalinitas ampas sagu

Sampel Derajat kristalinitas (%)

Ampas sagu alami 80.73

0 57.33

60 64.37

120 62.68

180 52.22

240 58.55

Pola difraksi sinar X dari ampas sagu disajikan pada Gambar 6. Ampas sagu

menurut Ahmad dan Williams (1999) dan Pukkahuta dan Varavinit (2007)

memiliki tipe kristalinitas diantara sereal (tipe–A) dan umbi (tipe-B). Peak dari

ampas sagu menunjukkan bahwa ampas sagu memilki campuran dari pati sagu

dan serat ampas sagu. Ampas sagu yang dimodifikasi pada jam 0, 60, dan 120 jam

memiliki pola kristalinitas yang sama dengan pati alaminya hanya peak tidak

terlalu tinggi dengan pati alami. Pengaruh modifikasi hanya merusakkan daerah

amorf hingga didapatkan pati yang lebih bersifat kristalin dan tidak mengalami

perubahan struktur. Namun ampas sagu yang dimodifikasi pada jam 180 dan 240

jam memiliki pola kristalinitas yang berbeda dengan pati alami. Terlihat bahwa

pola kristalinitas pada ampas sagu 180 dan 240 jam memiliki pola yang lebih

landai dari pati alami dan persis seperti pola kristalinitas serat ampas sagu. Hal ini

dikarenakan terjadi degradasi pada pati ampas sagu. Perubahan ini diduga karena

terbukanya struktur double helix pada daerah kristalin. Selain itu juga mungkin

terjadi proses terkristalinisasinya amilosa rantai pendek yang membentuk double

helix sehingga dapat menyebabkan perubahan bentuk kristalin dalam granula pati

dan terjadi penurunan derajat kristalinitas.

Page 23: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

11

Gambar 5 Profil kristal ampas sagu hasil (Lai et al. 2013)

Gambar 6 Pola kristalinitas berdasarkan analisa XRD hasil hidrolisis asam

Produksi Biofoam

Teknologi pembuatan biofoam yang digunakan pada penelitian ini adalah

thermopressing karena dapat dibentuk sesuai yang diinginkan. Alat yang

digunakan berupa dua cetakan besi atau baja yang kemudian dipanaskan di bagian

atas dan bawahnya. Bagian atasnya akan menekan adonan sehingga akan

terbentuk biofoam yang sesuai cetakan. Pada proses ini pati tergelatinisasi, air

perlahan-lahan berimbibisi ke dalam granula bolak-balik, setelah itu terjadi

pengembangan granula dengan cepat karena penyerapan air cepat sehingga

kehilangan sifat birefrigent. Sifat birefrigent adalah sifat dari granula pati yang

dapat merefleksi cahaya terpolarisasi sehingga di bawah mikroskop polarisasi

membentuk bidang berwarna kuning dan biru. Ketika suhu terus naik molekul

yang terdapat pada amilosa terdifusi keluar (McCready 1970). Proses gelatinisasi

menyebabkan pengerusakan ikatan hidrogen intramolekuler. Ikatan ini

bertanggung jawab mempertahankan struktur granula. Pembengkakan yang terjadi

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

Inte

nsi

tas

Ampas biasa

0 jam

60 jam

120 jam

180 jam

240 jam

23.4ᴼ

17.8ᴼ 17.2ᴼ

15.1ᴼ

Ampas sagu alami

Page 24: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

12

pada granula saat gelatinisasi dikarenakan adanya gugus hidroksil bebas yang

akan menyerap air.

Pada pembuatan biofoam penggunaan suhu 150ºC dilakukan mengingat titik

leleh polivinil alkohol 148ºC (Iriani et al. 2012) dan titik leleh sagu tertinggi

120ºC (Maaruf et al 2001). Dengan mempertimbangkan masing-masing titik leleh

bahan serta titik leleh pektin tertinggi sekitar 153ºC, maka suhu proses pembuatan

biofoam sekitar 150ºC. Penggunaan bahan pektin berperan sebagai pengikat air

bebas dan menjaga kekompakan biofoam. Sementara magnesium stearat berguna

sebagai demolding agent. Tekanan yang diberikan pada pembuatan biofoam

memang tidak dikontrol namun tekanan pada alat thermopressing sekitar 155-600

Bar.

Hasil pengukuran densitas kamba biofoam ini berkisar antara 0.0126-0.0207

g/cm3. Bila dibandingkan dengan styrofoam yang sebesar 0.035 g/cm

3 densitas

biofoam penelitian ini lebih rendah. Tentu sebagai produk kemasan, biofoam

sebaiknya memiliki densitas yang rendah karena akan berpengaruh pada bobot

produk, daya serap air, dan sifat mekanisnya (Iriani et al. 2012). Berdasarkan

analisa statistik, pengaruh perlakuan asam tidak berpengaruh nyata pada densitas

biofoam yang dihasilkan. Namun, pada Tabel 5 densitas biofoam cenderung

meningkat seiring bertambahnya waktu perendaman.

Tingginya densitas suatu biofoam akan berpengaruh pada rendahnya daya

serap air. Proses ekspansi pada pembuatan biofoam menghasilkan struktur yang

berongga. Rongga-rongga ini dapat terisi oleh air. Apabila serat ditambahkan ke

dalam adonan biofoam akan membuat rongga-rongga tersebut mengecil karena

proses ekspansi terhambat oleh serat. Jika rongga kecil air yang mengisi pun

sedikit sehingga nilai daya serap air pun berkurang (Iriani et al. 2012).

Tabel 5 Karakteristik fisik dan mekanik biofoam

Parameter Waktu

(menit)

Perlakuan Waktu Perendaman (jam)

Ampas Sagu

Alami 0 60 120 180 240

Daya serap

air (%)

3 110.88

57.13a 54.68

a 36.99

a 40.58

a 43.13

a

5 224.68 131.96a 108.66

a 136.9

a 127.2

a 94.28

a

Densitas kamba (g/cm3)

0.0026 0.0126a 0.0127

a 0.0145

a 0.0213

a 0.0207

a

Kuat tarik (N/mm2) 14.44 19.14

a 20.34

a 21.43

a 16.92

a 13.71

a

Kuat Lentur (MPa) 186.71 358.21c 215.51

b 282.50

c 159.53

b 104.62

a

Kuat Patah (MPa) 3.39 7.25e 4.74

d 4.94

c 2.01

b 1.61

a

Angka-angka pada baris yang sama yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda signifikan pada

taraf uji 5%

Pada Tabel 6 diketahui bahwa nilai daya serap air biofoam tinggi bila

dibandingkan dengan styrofoam komersial. Berdasarkan analisa statistik,

perlakuan hidrolisis asam tidak signifikan terhadap nilai daya serap air biofoam.

Secara keseluruhan nilai daya serap air biofoam meningkat. Nilai daya serap air

yang tinggi dapat dipengaruhi oleh porositas dari biofoam dan penggunaan pati

(Vercelheze et al. 2011). Menurut Dubat (2004), pati alami mampu menyerap air

sebesar 0.4 berat mula-mula pati. Selain itu, penambahan serat juga dapat

meningkatkan penyerapan air yang lebih besar karena struktur morfologi yang

Page 25: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

13

lebih padat dan viskositas yang cenderung kental (Iriani et al. 2012). Sedangkan

penurunan daya serap air dapat terjadi karena pada pati yang telah dirusak bagian

amorfnya oleh hidrolisis asam cenderung menurun sensitifitasnya terhadap air.

Pengujian kuat lentur pada biofoam ini berkisar antara 104 MPa sampai

358 MPa. Sementara nilai kuat lentur styrofoam komersial berkisar antara 105

MPa sampai 280 MPa. Biofoam pada penelitian ini memiliki nilai kuat lentur pada

selang nilai kuat lentur styrofoam komersial. Berdasarkan analisa statistik,

penurunan nilai kuat lentur biofoam signifikan pada 0 jam, 60 jam dan 240 jam.

Menurut Glenn et al. (2001) bahwa kekuatan dan fleksibilitas pati biofoam dapat

ditingkatkan dengan penambahan serat. Namun penambahan serat yang tidak rata

pada adonan biofoam akan mengurangi elastisitas karena bagian yang tidak terisi

oleh serat pada biofoam akan menjadi titik lemah untuk elastisitas biofoam.

Nilai kuat patah pada biofoam berkisar antara 1.6 MPa sampai 7.2 MPa.

Nilai kuat patah pada biofoam ini lebih tinggi dibanding nilai kuat patah

styrofoam komersial yang berkisar antara 1.3 MPa sampai 1.39 MPa. Ini berarti

biofoam pada penelitian ini mampu sebagai pensubstitusi styrofoam komersial

sebagai bahan pengemas berkadar air rendah. Berdasarkan analisa statistik, nilai

kuat patah biofoam signifikan pada tiap perlakuan.

Tingginya nilai kuat patah pada biofoam ini tidak terlepas dari adanya serat

yang ditambahkan. Penambahan serat yang tepat menurut Lawton et al. (2004)

menyebabkan serat terdistribusi merata dan melekat sempurna pada matriks pati

biofoam sehingga meningkatkan kekuatan biofoam. Begitu pula menurut

Andersen et al. (1999) bahwa serat dapat digunakan sebagai bahan pengisi

biofoam yang berfungsi untuk meningkatkan kekuatan biofoam. Adanya

penurunan nilai patah dapat disebabkan serat tidak terdistribusi merata pada

biofoam. Tidak meratanya serat dikarenakan terjadi penggumpalan serat pada

adonan biofoam akibat pencampuran yang tidak baik (Lawton et al. 2004).

Tabel 6 Karakteristik sifat fisik dan mekanis biofoam dan styrofoam

Parameter Uji Biofoam Styrofoam

Komersial

Biofoam Hasil

Penelitian

Ketebalan (mm) 2.3a 2.60

Densitas (g/cm3) 0.063

a 0.012

Daya serap air (%) 0.02b 36.99

Kuat lentur (MPa) 105-280cd

358

Kuat Patah (MPa) 1.3-1.39c 7.2

aGlenn et al. (2000)

bCowd (1991)

cGlenn et al. (2001)

dShogren et al. (1998)

Nilai kuat tarik disajikan pada Tabel 5. Berdasarkan analisa statistik, nilai

kuat tarik tidak signifikan di tiap perlakuan. Namun, secara umum adanya

kecenderungan penurunan nilai kuat tarik terhadap lamanya hidrolisis asam.

Adanya penurunan kuat tarik diakibatkan karena tidak terdistribusinya serat secara

merata pada formulasi biofoam. Menurut Buzarovska et al. (2008) penuruan yang

terjadi diduga karena rendahnya gaya adhesi antara serat dengan pati sehingga

menyebabkan perbedaan fasa antara pati dan serat. Biofoam yang ditambahkan

Page 26: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

14

serat memungkinkan menurunnya kemampuan ekspansi biofoam sehingga

biofoam tidak memiliki rongga-rongga yang cukup. Hal ini akan menyebabkan

biofoam akan lebih mudah dipatahkan atau dibengkokkan (Cinelli et al. 2006).

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Ampas sagu mengandung komponen terbesar pati dan serat sehingga

berpotensi digunakan sebagai bahan baku biofoam. Semakin lama perendaman

terbukti menyebabkan kerusakan pada pati. Dibandingkan ampas sagu alami,

perendaman juga menyebabkan penurunan kristalinitas, bahkan pola

kristalinitasnya berubah setelah perendaman 60 jam. Hal ini mempengaruhi

karakteristik biofoam yang dihasilkan. Pencucian tanpa perendaman (perlakuan 0

jam) menghasilkan biofoam dengan karakteristik fisik mekanik yang lebih

dibandingkan ampas sagu alami, berupa penurunan daya serap air, peningkatkan

kuat tarik, kuat lentur, dan kuat patah. Jika dibandingkan dengan styrofoam, maka

biofoam yang dihasilkan ampas sagu termodifikasi memiliki keunggulan dalam

kuat patah dan kuat lenturnya.

Saran

Biofoam pada penelitian ini dapat diaplikasikan sebagai pengganti

styrofoam komersial namun ada beberapa karakteristik yang harus diperbaiki,

terutama nilai sifat fisik. Pengurangan daya serap air pada biofoam ini dapat

dilakukan dengan mengganti plasticizer yang hidrofobik. Penentuan waktu

pencampuran juga diperhatikan supaya bahan-bahan pada adonan tercampur

merata. Dibutuhkan juga penelitian suhu penyimpanan biofoam yang tepat.

DAFTAR PUSTAKA

Adeni DSA, Janggu U, Abd-Aziz S, Bujang KB, Yee PL . 2009. Glucose

Recovery from Sago Hampas for Ethanol Fermentation. Di dalam: Iskandar

ZS, Tahlim S, Hiroshi E, Suwardi Iskandar L, Sintho WA, editor.

Proceedings of the 10th

International Sago Symposium; 2011 Oct 29-30;

Bogor. Indonesia (ID): IPB Pr. hlm 27.

Ahmad FB, Williams PA. 1999. Effect of salts on the gelatinization and

rheological properties of sago starch. J Agric Food Chem. 47(8):3359–3366.

Andersen P, Kumar A, Hodson S. 1999. Inorganically filled starch ased reinforced

composite foam materials for food packaging. Res Innovation. 3:2-8.

Andersen PJ, Hodson SK. 1996. Molded articles having in inorganically filled

organic polymer matrix. US Patent 5545450.

[AOAC] The Association Official Analytical Chemists. 2006. Washington (USA):

Official Methods of Analysis.

Apriyantono A, Fardiaz D, Puspitasari NL, Sedarnawati, Budiyanto S. 1989.

Analisis Pangan. Bogor (ID): IPB Pr.

Page 27: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

15

[ASTM] American Society for Testing and Materials. Standard Test Methods for

Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical

Insulating Material. Philadelpia, USA, ASTM (Annual Book of ASTM

Standards).

Bloembergen S, Kappen F, Beelen B. 2005. Environmentally friendly biopolymer

adhesives and applications based thereon. US Patent 6921430 B2.

Buleon A, Colonna P, Planchot V, Ball S. 1998. Starch granules: structure and

biosynthesis. Int J Biol Macromol. 23:85-112.

Burchardt G, Ingram LO. 1992. Conversion of Xylan to Ethanol by Ethalogenic

Strains of Escherichia coli and Klebsiella oxytoca. Appl Environ Microbiol.

58:1128-1133.

Buzarovska A, Gaceva B, Grozdanov A, Avella M, Gentile G, Errico M. 2008.

Potential use of rice straw as filler in ecocomposite materials. Aust J Crop

Sci. 1(2): 37-45.

Chang M, Chon TC, Tsao GT. 1981. Structure Pretreatment and Hydrolysis

Cellulose. Adv Biochem Eng. 20: 14-25.

Chinnaswamy R, Hanna MA. 1988. Relationship between amylose content and

extrusion-expansion properties of corn starches. Cereal Chem. 65:138-143.

Cinelli P, Chiellini E, Lawton JW. 2006. Foamed articles based on potato starch,

cornfibers and polyvinyl alcohol. J Polym Degrad Stabil. 91:1147-1155.

Cowd MA. 1991. Kimia Polimer. Bandung (ID): ITB Pr.

Davis G, Song JH. 2006. Biodegradable packaging based on raw material from

crops and their impact on waste management. J Ind Crops Prod. 23:147-

161.

Dowly BJ, Laseter JL, Storet J. 1976. Transplacental migration and accumulation

in blood of volatile organic constituents. J Pediatr Res.10: 696–701.

Dubat A. 2004. The Importance and Impact of Starch Damage and Evolution of

Measuring Methods. New York (USA): CRC Pr.

Fengel D, Wegener D. 1995. Kimia Kayu, Reaksi Ultrastruktur: Terjemahan S.

Hardjono. Yogyakarta (ID): UGM Pr.

Fritz HG, Seidenstucker T, Bolz U, Juza M. 1994. Study On Production of

Thermoplastics and Fibres Based Mainly on Biological Materials., German

(GE): University Stuttgrat. hlm 350.

Glenn GM, Orts WJ. 2000. Properties of starch-based foam formed by

compression: explosion processing. J Ind Crops Prod. 13:135-143.

Glenn GM, Orts WJ, Nobes GAR. 2001. Starch, fiber, CaCO3 effect on the

physical properties of foams made by a baking process. J Ind Crops Prod.

14:201-212.

Holtzapple MT. 1993. Cellulose. In: Encyclopedia of Food Science, Food

Technology and Nutrition. London (UK): Academic Pr. hlm 2731-2738.

Iriani ES, TT Irawadi, TC Sunarti, N Richana, I Yuliasih. 2012. Effect of

polyvinyl alcohol and corn hominy on improvement of physical and

mechanical properties of cassava starch based foam. Eur J Sci Res. 81(1):

83-87.

Kusuma AH. 2012. Proses Hidrolisis Asam Senyawa Polisakarida Rumput Laut

Caulerpa racemosa, Sargassum crassifolium, dan Gracilia salicornia.

[Skripsi]. Bogor (ID): Insitut Pertanian Bogor.

Page 28: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

16

Maaruf AG, YB Che Man, BA Asbi, AH Junainah, JF Kennedy. 2001. Effect of

water content on the gelatinisation temperature of sago starch. Carbohydr

polym. 46:331-337.

Ma X, Jian R, Chang PR, Ju Y. 2008. Fabrication and characterization of citric

acid-modified starch nanoparticles/ plasticized-starch composites.

Biomacromolecular. 9(11):3314-3320.

McCready RM. 1970. Starch and dextrin method in food analysis. New York

(USA): M. A. Joslyn Academic Pr.

Lai JC, Rahman WAWA, Toh WY.2013. Characterisation of sago pith waste and

its composites. J Ind Crops and Prod. 45: 319-326.

Lawton JW, Shogren RL, Tiefenbacher KF. 2004. Aspen fiber addition improves

the mechanical properties of baked cornstarch foams. J Ind Crops

Prod.19:41-48.

Lickly TD, Lehr KM, Welsh GC. 1995. Migration of styrene from polystyrene

foam food-contact articles. Food Chem Toxic. 33(6):475-481.

Linggang S, Phang LY, Wasoh MH, Abd-Aziz S. 2012. Sago Pith Residue as an

Alternative Cheap Substrate for Fermentable Sugars Production. Appl

Biochem Bioetanol. 167:122-131.

Lin JH, Lee SY, Chang YH. 2003. Effect of acid–alcohol treatment on the

molecular structure and physicochemical properties of maize and potato

starches. Carbohydr Polym. 53: 475–482.

Poovarodom N. 2006. Non-synthetic biodegradable starch-based composition for

production of shaped bodies.US Patent 7067651.

Pukkahuta C, Varavinit S. 2007. Structural transformation of sago starch by

heatmoisture and osmotic-pressure treatment. Starch-Starke. 59(12): 624–

631.

Radley, JA. 1976. Examination and Analysis of Starch and Starch Products.

London (UK): Applied Science Publishers.

Rapaille A, Vanhemelrijck J. 1994. Modified starch. London (UK): Champman

and Hall.

Salgado PR, Schmidt VC, Ortiz SEM, Mauri AN, Laurindo JB. 2008.

Biodegradable foams based on cassava starch, sunflower proteins and

cellulose fibers obtained by baking process. J Food Eng. 85: 435-443.

Samir M, Alloin F, Paillet M, Dufresne A .2004. Tangling effect in fibrillated

cellulose reinforced nanocomposites. Macromolecules. 37:4313–4316

Shogren RL, Lawton JW, Tiefenbacher KF, Chen L. 1998. Starch-poly(vinyl

alcohol) foamed articles prepared by a baking process. J Appl Polym Sci.

68:2129-2140.

Tien R, Muchtadi, dan Sugiyono. 1992. Petunjuk Laboratorium Ilmu Pengetahuan

Bahan Pangan. Bogor (ID): IPB Pr.

Vercelheze AES, Fakhouri FM, Antonia LHD, Urbano A, Youssef EY,

Yamashita F, Mali S. 2011. Properties of baked foams based on cassava

starch, sugarcane bagasse, fibers and montmorillonite. Carbohydr Polym.

87:1302-1310.

Page 29: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

17

Lampiran 1 Prosedur analisis karakterisasi bahan baku

1. Kadar air metode oven (AOAC 2006)

Cawan aluminium dikeringkan dalam oven selama 15 menit, didinginkan

dalam desikator selama 10 menit, kemudian ditimbang (a). Sejumlah sampel

dengan bobot tertentu (b) dimasukkan dalam cawan. Cawan beserta isinya

dikeringkan dalam oven bersuhu 105 °C selama 6 jam, didinginkan dalam

desikator selama 15 menit, kemudian ditimbang. Cawan beserta isinya

dikeringkan kembali sampai diperoleh berat konstan (c). Kadar air contoh dapat

dihitung dengan persamaan berikut:

( ) ( )

2. Kadar abu metode tanur (AOAC 2006)

Cawan porcelen dibakar dalam tanur (550 oC) selama 15 menit, kemudian

didinginkan dalam desikator, dan ditimbang (a). Sampel sebanyak 2–3 g (w)

ditimbang dalam cawan tersebut, kemudian cawan yang berisi sampel dibakar

sampai didapatkan abu berwarna abu-abu atau sampai bobotnya konstan.

Pengabuan dilakukan pada suhu 550 oC selama 6 jam. Cawan yang berisi sampel

didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang dengan neraca analitik (x).

Kadar abu diukur dengan cara sebagai berikut:

adar abu (%) = (x a)

x 100%

3. Kadar protein kasar metode mikro Kjeldahl (AOAC 2006)

Sebanyak 0.1 g sampel ditimbang kemudian ditambahkan katalis (CuSO4

dan Na2SO4) dengan perbandingan 5:6 dan 2.5 H2SO4 pekat. Setelah itu

didestruksi sampai bening (hijau). Didinginkan dan dicuci dengan aquades

secukupnya. Selanjutnya didestilasi dengan penambahan NaOH 50% sebanyak 15

mL. Hasil destilasi ditampung dengan HCl 0.02 N. Proses destilasi dihentikan

apabila volume destilat telah mencapai dua kali volume sebelum destilasi. Hasil

destilasi dititrasi dengan NaOH 0.02 N dan indikator mensel (campuran metil

merah dan metil biru). Kadar protein kasar dapat dihitung dengan cara berikut :

adar protein kasar (%) = (b s) n 14 f

(m 1000) x 100%

dimana, b = volume titrasi blanko (ml)

s = volume titrasi sampel (ml)

n = normalitas NaOH

m = berat sampel (g)

f = faktor konversi dari nitrogen ke protein (tepung 6.25; beras 5.95)

Page 30: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

18

4. Kadar lemak kasar metode soxhlet (AOAC 2006)

Sampel ditimbang 3 g lalu dimasukkan ke kertas saring berbentuk tabung

(selongsong). Labu lemak/soxhlet dimasukkan ke dalam oven, lalu ditambahkan

batu didih dan ditimbang sebagai bobot kosong. Selongsong dimasukkan ke

dalam soxhlet, kemudian labu lemak dihubungkan dengan soxhlet dan

ditambahkan pelarut heksan 150 mL melewati soxhlet. Labu lemak dan soxhlet

dihubungkan dengan penangas dan diekstrak selama 4 jam. Setelah ekstraksi

selesai, labu lemak dievaporasi untuk menghilangkan pelarut. Selanjutnya labu

lemak dimasukkan ke dalam oven bersuhu 105 oC selama 1 jam. Setelah dingin

ditimbang sebagai bobot akhir (bobot labu dan lemak). Kadar lemak kasar dapat

dihitung dengan cara berikut :

adar lemak kasar (%) = (c b)

a x 100%

dimana, a = bobot sampel (g)

b = bobot labu lemak dan batu didih (g)

c = bobot labu lemak, batu didih, dan lemak (g)

5. Kadar serat kasar (AOAC 2006)

Sebanyak 0.5 g sampel yang telah digunakan pada penetapan lemak

ditimbang lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer. Selanjutnya ditambahkan 100

mL asam sulfat 1.25% dan dipanaskan sampai mendidih. Setelah 1 jam

ditambahkan 100 mL NaOH 3.25%, dipanaskan kembali sampai mendidih selama

1 jam, kemudian didinginkan dan disaring dengan menggunakan kertas saring

yang telah diketahui bobotnya. Endapan dicuci dengan asam sulfat encer dan

alkohol, lalu kertas saring dan endapan dikeringkan dalam oven dan ditimbang.

Kadar serat kasar dapat dihitung dengan cara berikut :

adar serat kasar (%) = (b c)

a x 100%

dimana, a = bobot sampel (g)

b = bobot endapan (g)

c = bobot abu (g)

6. Kadar pati (Apriyanto et al. 1989)

Sebanyak 3 g sampel ditimbang (w), dimasukkan dalam erlenmeyer 250

mL, ditambahkan aquades sebanyak 80 ml, dan dipanaskan dengan pengangas air

hingga terjadi gelatinisasi. Setelah tergelatinisasi, larutan ditambahkan 0.1 ml

enzim α-amilase. Pemanasan dilakukan pada suhu 90 oC hingga hidrolisis pati

sempurna yang ditandai dengan warna jingga larutan saat diteteskan larutan iod

2%. Larutan dalam erlenmeyer ditera hingga 250 mL. Sebanyak 1 ml sampel

diambil dari erlenmeyer dan dimasukkan ke dalam tabung reaksi, lalu

ditambahkan 0.5 mL fenol 5% dan 2.5 mL H2SO4 pekat. Larutan dibiarkan hingga

dingin, kemudian diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang

gelombang 490 nm. Kadar pati dihitung dengan rumus berikut:

Page 31: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

19

adar pati (%) = c 250 fp 0.

x 100%

dimana, c = konsentrasi pati sampel dari kurva standar fenol sulfat (mg/ml)

w = bobot residu sampel (g)

fp = faktor pengenceran

Page 32: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

20

Lampiran 2 Prosedur analisa karakterisasi ampas sagu termodifikasi

1. Penetapan ADF (Apriyanto et al. 1989)

Sebanyak 1 gram sampel dimasukkan kedalam erlenmeyer. Kemudian

ditambahkan 100 ml larutan ADF, didihkan pada pendingin tegak selama 60

menit. Lalu saring dengan filter gelas 2-G-3, endapan yang diperoleh dicuci

dengan aquades panas beberapa kali. Endapan dicuci kembali dengan aseton

beberapa kali. Kemudian endapan beserta filter gelas di oven 100 ᴼC selama 8 jam

. Setelah itu ditimbang. Endapan kemudian diabukan dengan tanur pada suhu 450-

500 ᴼC selama 3 jam kemudian ditimbang. Kadar ADF dihitung dengan rumus :

adar A F (%) = (a b)

x 100%

dimana, a = bobot filter dan endapan setelah dikeringkan (g)

b = bobot filter dan endapan setelah diabukan (g)

w = bobot awal sampel (g)

2. Penetapan NDF (Apriyanto et al. 1989)

Sebanyak 0.5 gram sampel dimasukkan kedalam erlenmeyer. Kemudian

ditambahkan 30 ml larutan α-amilase dan inkubasi pada suhu 40 ᴼC selama 16

jam. Setelah itu, tambahkan 200 ml larutan NDF dan 0.5 gram Na2SO3. Kemudian

direfluks pada pendingin tegak selama 60 menit. Saring campuran melalui filter

gelas 2-G-3 dan cuci dengan dengan aquades panas beberapa kali. Endapan

dicuci kembali dengan aseton beberapa kali. Kemudian endapan beserta filter

gelas di oven 100 ᴼC selama 8 jam . Setelah itu ditimbang. Endapan kemudian

diabukan dengan tanur pada suhu 450-500 ᴼC selama 3 jam kemudian ditimbang.

Kadar NDF dihitung dengan rumus :

adar A F (%) = (a b)

x 100%

dimana, a = bobot filter dan endapan setelah dikeringkan (g)

b = bobot filter dan endapan setelah diabukan (g)

w = bobot awal sampel (g)

3. Penetapan Lignin (Apriyanto et al. 1989)

Sebanyak 0.5 gram sampel dimasukkan kedalam erlenmeyer. Kemudian

ditambahkan 100 ml larutan ADF, didihkan pada pendingin tegak selama 60

menit. Lalu saring dengan filter gelas 2-G-4. Setelah itu, tempatkan filter gelas

yangberisi residu pada gelas piala 100 ml. Tambahkan 25 ml H2SO4 72% dingin

(15 ᴼC) kedalam filter gelas, aduk dengan gelas pengaduk sampai berbentuk pasta

halus. Biarkan selama 3 jam pada suhu 20-30 ᴼC sambil diaduk-aduk setiap 1 jam

sekali. Kemudian disaring dengan bantuan vakum. Lalu cuci dengan dengan

aquades panas beberapa kali. Endapan dicuci kembali dengan aseton beberapa

kali. Kemudian endapan beserta filter gelas di oven 100 ᴼC selama 8 jam . Setelah

itu ditimbang. Endapan kemudian diabukan dengan tanur pada suhu 450-500 ᴼC

selama 3 jam kemudian ditimbang. Kadar NDF dihitung dengan rumus :

Page 33: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

21

adar Lignin (%) = (a b)

x 100%

dimana, a = bobot filter dan endapan setelah dikeringkan (g)

b = bobot filter dan endapan setelah diabukan (g)

w = bobot awal sampel (g)

4. Total Gula pada Filtrat dengan Metode Fenol-Sulfat

Sampel sebanyak ml (mengandung ≤ 100 μg karbohidrat) ditambahkan

dengan 0.5 ml larutan fenol 5% kemudian dikocok-kocok dengan vortex agar

homogen. Dilakukan penambahan 2.5 ml H2SO4 secara langsung pada bagian

permukaan (tanpa menyentuh dinding tabung reaksi). Reaksi pencampuran

didiamkan tanpa gangguan selama 10 menit. Pembacaan nilai absorbansi

dilakukan minimal 30 menit setelah pengocokan pada panjang gelombang 490

nm.

Pembacaan pada spektrofotometer memberikan nilai dalam satuan

absorbansi sehingga untuk mengetahui jumlah total gula dalam sample tesebut,

terlebih dahulu dibuat kuva standar glukosa. Untuk pembuatan kuva standar

glukosa digunakan glukosa standar (0, 10, 20, 30, 40, 50 dan 60 ppm). Masing-

masing diambil 1 ml sesuai dengan prosedur pengukuran total gula. Hasil

pembacaan pada spektrofotometer dikumpulkan dan dicari persamaannya, dari

persamaan inilah dapat diketahui jumlah total gula yang terdapat di dalam sampel.

R² = 0,9935

y = 0,0157x + 0,0105

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

0 10 20 30 40 50 60 70

Abso

rban

si

Konsentrasi glukosa (mg/l)

Page 34: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

22

Lampiran 3 Prosedur analisa karakterisasi biofoam

3.1 Analisa Sifat Fisik Biofoam

1. Uji Ketebalan (Vercelheze et al. 2011)

Produk Biofoam dilakukan pengujian ketebalan dengan menggunakan alat

ukur ketebalan digital. Pengujian ketebalan dilakukan pada enam titik berbeda tiap

sampel.

2. Densitas Kamba (Tien 1992)

Pengukuran densitas kamba dilakukan dengan menyiapkan sampel kering

(kerupuk beras goreng) dan gelas ukur 50 ml. Pada tahap awal dilakukan

penimbangan dan pencatatan berat gelas ukur (a) kemudian sampel dimasukkan

dalam gelas ukur 50 ml. Gelas ukur yang telah berisi sampel diketuk-ketukkan ke

meja hingga tidak ada lagi rongga ketika sampel ditepatkan menjadi 50 ml

kemudian dilakukan pengukuran berat gelas ukur yang berisi sampel (b). Nilai

densitas kamba dapat diperoleh dari perhitungan berikut :

ensitas kamba (g mL) = (b a) g

80 ml

3. Uji Daya Serap Air

Pengujian daya serap air diawali dengan memotong sampel berukuran 2.5 x

2.5 cm. Contoh uji (D1) ditimbang kemudian direndam dalam air dingin selama 3

menit, 5 menit, 10 menit, dan 15 menit.Contoh uji ditimbang kembali (D2) dan

dihitung daya serap air dengan menggunakan rumus :

A (%) = ( 2 1)

1 x 100%

dimana, WA = water absorption (%)

D1 = bobot awal (g)

D2 = bobot setelah perendaman (g)

3.2 Analisa Sifat Mekanik

1. Uji Kuat Lentur (D790M-91 ASTM 1991)

Pengujian diawali dengan menyiapkan sampel berukuran 2.5 x 10 cm dalam

kondisi kering. Uji MOE ini dilakukan dengan menggunakan alat Universal

Testing Macine (UTM). Nilai MOE papan partikel dapat dihitung menggunakan

rumus:

MO (kgf cm2) = PL3

4 ybh3

Page 35: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

23

Keterangan:

P = Perubahan beban yang digunakan (kgf)

L = Panjang bentang (cm)

y = Perubahan defleksi setiap perubahan beban (cm)

b = Lebar sampel (cm)

h = Tebal sampel (cm)

2. Uji Kuat Patah (D790M-91 ASTM 1991)

Pengujian diawali dengan menyiapkan sampel berukuran 2.5 x 10 cm dalam

kondisi kering. Uji MOR ini dilakukan dengan menggunakan alat Universal

Testing Macine (UTM). Nilai MOR papan partikel dapat dihitung menggunakan

rumus:

MO (kgf cm2) =3PL

2bh2

Keterangan:

P = Beban maksimum (kgf)

L = Panjang bentang (cm)

b = Lebar sampel (cm)

h = Tebal sampel (cm)

3. Uji Kuat Tarik Disiapkan sebanyak 2 lembar sampel dan dihitung rata-rata tebalnya.

Pengujian dilakukan dengan cara kedua ujung sampel dijepit mesin penguji. Tombol

‘start’ dinyalakan dan alat akan menarik sampel hingga putus dan dicatat gaya kuat

tarik (F) serta panjang setelah putus. Selanjutnya dilakukan pengujian lembar

berikutnya.

Ketahanan tarik (N/mm2) = Gaya kuat tarik (F) / Luas permukaan (A)

Page 36: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

24

Lampiran 4 Analisa statistik ampas sagu dan biofoam

a. Rendemen ampas sagu

SS df MS F Sig.

Perlakuan 12.127 4 3.03176 10.6542* 0.01157

Galat 1.4228 5 0.28456

Total 13.5498 9

Perlakuan N Subset for alpha = 0.05

1 2

240 jam 2 91.345

120 jam 2 91.5

180 jam 2 91.685

60 jam 2

93.145

0 jam 2

94.155

Sig. 0.561 0.117

b. Total gula

SS df MS F Sig.

Perlakuan 29465.8 4 7366.442 220.176* 0

Galat 836.427 25 33.457

Total 30302.2 29

Perlakuan N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4 5

0 jam 6 0.3917

60 jam 6

51.6967

120 jam 6

72.21

180 jam 6

79.6183

240 jam 6

87.7283

Sig. 1 1 1 1 1

c. Kadar pati

SS df MS F Sig.

Perlakuan 1177.701 4 294.425 383.456* 0

Galat 3.839 5 0.768

Total 1181.540 9

Page 37: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

25

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4 5

0 jam 2 48.07

60 jam 2

42.95

120 jam 2

40.02

180 jam 2

25.73

240 jam 2

19.38

Sig. 1 1 1 0.859

d. Kadar air

SS df MS F Sig.

Perlakuan 11.146 4 2.786 43.027* 0

Galat 0.324 5 0.065

Total 11.469 9

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1 2

120 jam 2 5.42

240 jam 2 5.585

180 jam 2 5.755

0 jam 2

7.685

60 jam 2

7.775

Sig. 0.256 0.738

e. Selulosa

SS df MS F Sig.

Perlakuan 17.435 4 4.359 3.146* 0.120

Galat 6.928 5 1.386

Total 24.363 9

N

Subset for alpha = 0.05

Waktu 1 2

120 jam 2 11.37

180 jam 2 13.04 13.04

60 jam 2 14.00 14.00

240 jam 2 14.20 14.20

0 jam 2

15.31

Sig. .069 .122

Page 38: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

26

f. Hemiselulosa

SS df MS F Sig.

Perlakuan 2.765 4 0.691 0.890* 0.532

Galat 3.884 5 0.777

Total 6.649 9

Waktu N Subset for alpha =

0.05

1

60 jam 2 4.98

240 jam 2 5.91

120 jam 2 4.58

0 jam 2 5.87

180 jam 2 5.04

Sig. 0.204

g. Lignin

SS df MS F Sig.

Perlakuan 7..118 4 1.780 0.898* 0.528

Galat 9.912 5 0.395

Total 17.031 9

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1

240 jam 2 31.150

0 jam 2 43.200

60 jam 2 47.050

120 jam 2 48.300

180 jam 2 57.100

Sig.

.136

h. Moe

SS df MS F Sig.

Perlakuan 77991.1 4 19497.786 39.799* 0.001

Galat 2449.55 5 489.91

Total 80440.7 9

Page 39: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

27

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1 2 3

240 jam 2 111.60619

180 jam 2

182.09983

60 jam 2

230.85352

120 jam 2

312.528

0 jam 2

357.558

Sig. 1 0.079 0.098

i. Mor

SS df MS F Sig.

Perlakuan 42.045 4 10.511 168.475* 0

Galat 0.312 5 0.062

Total 42.357 9

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4 5

240 jam 2 1.28645

180 jam 2

2.40494

120 jam 2

4.57091

60 jam 2

5.59429

0 jam 2

6.8912

Sig. 1 1 1 1 1

j. Ketebalan

SS df MS F Sig.

Perlakuan 1.288 4 0.322 59.475* 0

Galat 0.054 10 0.005

Total 1.342 14

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1 2 3 4 5

240 jam 3 2.34333

180 jam 3

2.56333

120 jam 3

2.76333

60 jam 3

2.99333

0 jam 3

3.16333

Sig. 1 1 1 1 1

Page 40: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

28

k. Densitas kamba

SS df MS F Sig.

Perlakuan 0 4 0 1.144* 0.432

Galat 0 5 0

Total 0 9

Waktu N

Subset for alpha =

0.05

1

0 jam 2 0.01262

60 jam 2 0.01271

120 jam 2 0.01451

240 jam 2 0.02078

180 jam 2 0.02138

Sig. 0.2

l. Daya Serap air menit ke-3

SS df MS F Sig.

Perlakuan 633.78 4 158.445 0.376 0.818

Galat 2109.06 5 421.812

Total 2742.84 9

Waktu N

Subset for alpha =

0.05

1

120 jam 2 36.99353

180 jam 2 40.58515

240 jam 2 43.13943

60 jam 2 54.68739

0 jam 2 57.13978

Sig. 0.382

m. Daya serap air menit ke-5

SS df MS F Sig.

Perlakuan 2541.16 4 635.291 0.832* 0.558

Galat 3816.34 5 763.267

Total 6357.5 9

Page 41: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

29

Waktu N

Subset for alpha =

0.05

1

240 jam 2 94.28428

60 jam 2 108.66237

180 jam 2 127.20042

0 jam 2 131.9693

120 jam 2 136.90627

Sig. 0.196

n. Kuat tarik

SS df MS F Sig.

Perlakuan 75.366 4 18.842 0.572 0.696

Galat 164.8 5 32.96

Total 240.166 9

Waktu N Subset for alpha = 0.05

1

240 jam 2 13.71123

180 jam 2 16.92299

0 jam 2 19.14623

60 jam 2 20.34439

120 jam 2 21.43612

Page 42: MODIFIKASI ASAM AMPAS SAGU DAN PENGARUHNYA … · dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang ... kesehatan manusia. Bahan utama styrofoam yakni polistirena

30

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Serang pada tanggal 28 Oktober

1991 dari Bapak Akhmad Jazuli dan Ibu Iis Aisyah. Penulis

merupakan anak pertama dari empat bersaudara. Pada tahun

2009 penulis lulus dari SMA N 1 Kota Serang dan pada tahun

yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian

Bogor (IPB) melalui jalur USMI dan diterima di Departemen

Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.

Selama diperkuliahan penulis aktif di UKM Merpati

Putih. Penulis juga aktif diberbagai kepanitian acara

Himpunan Teknologi Industri Pertanian. Bulan Juni-Agustus 2012 penulis

melaksanakan Praktik Lapangan di PUSLITKOKA (Pusat Penelitian Kopi dan

Kakao), Jember dengan judul Mempelajari Aspek Penerapan GMP (Good

Manufacturing Practices) Pada Pengolahan Biji dan Produk Kakao.