Optimasi Sintesis Bioplastik dari Protein Sorgum dan Nanosilika untuk Aplikasi Pengemas Pangan

Abstract

Bioplastik merupakan plastik ramah lingkungan yang tersusun dari senyawasenyawa organik. Bioplastik memiliki waktu degradasi yang lebih cepat dibandingkan plastik konvensional. Kecepatan bioplastik terdegradasi dapat dijadikan solusi dari permasalahan lingkungan yang ditimbulkan oleh penggunaan plastik konvensional. Bioplastik yang diaplikasikan sebagai pengemas pangan harus memiliki kualitas atau performa yang baik dalam melindungi pangan. Parameter yang biasa diteliti untuk melihat performa bioplastik meliputi ketebalan, kuat tarik, elongasi dan WVTR. Bioplastik dengan performa yang baik didapatkan dari komposisi yang optimal. Pada penelitian ini bahan utama penyusun bioplastik adalah protein, sorbitol dan nanosilika. Sorbitol berperan dalam meningkatkan daya elastis film bioplastik. Nanosilika berperan dalam meningkatkan kuat tarik film bioplastik. Salah satu cara untuk mendapatkan komposisi yang optimal adalah menggunakan rancangan I-optimal yang berfokus pada ketepatan prediksi. Berdasarkan rancangan I-optimal, rancangan percobaan yang didapatkan sebanyak 15 rancangan. Variabel independen yang digunakan pada rancangan I-optimal meliputi volume protein, konsentrasi sorbitol, dan konsentrasi nanosilika. Pada penelitian ini, bioplastik disintesis dalam bentuk film atau lembaran. Film bioplastik yang berhasil dicetak hanya 12 dari 15 formula. Film bioplastik yang berhasil dicetak memiliki warna kecokelatan dan transparan. Komposisi bahan penyusun berpengaruh pada warna dan keberhasilan film bioplastik untuk dicetak. Film bioplastik dengan komposisi rancangan I-optimal memiliki performa yang lebih baik dibandingkan komposisi pada penelitian sebelumnya. Film bioplastik optimal didapatkan pada komposisi 50 ml volume protein, 4 % konsentrasi sorbitol dan 1.25 % konsentrasi nanosilika. Parameter ketebalan dari komposisi tersebut memiliki nilai 0.20 mm, kuat tarik mencapai 0.513 N/mm2, elongasi mencapai 18.552 % dan WVTR mencapai 1.954 g/m2/jam. Berdasarkan nilai jumlah kuadrat desain I-optimal variabel independen yang memberikan pengaruh terbesar terhadap ketebalan, elongasi dan WVTR film bioplastik adalah protein. Berdasarkan nilai jumlah kuadrat desain I-optimal variabel independen yang memberikan pengaruh terbesar terhadap kuat tarik adalah sorbitol. Citra SEM menunjukan adanya granula pada permukaan film. Adanya granula menunjukan bahwa film memiliki permukaan yang kasar. Berdasarkan hasil karakterisasi FTIR, gugus baru tidak ditemukan pada pola spektra FTIR. Hal ini menunjukan bahwa pencampuran bahan penyusun terjadi secara pencampuran fisik.