Sintesis Hijau TiO2 dan TiO2-Ag Menggunakan Ekstrak Secang (Caesalpinia sappan) sebagai Nanofiller Bioplastik Kitosan/Gelatin: Aplikasi dalam Kemasan Aktif Pangan
Rangga Indra Riwansyah, Adhi Dwi Hatmanto, S.Si., M.Sc., Ph.D.; Prof. Dr. Eko Sri Kunarti, M.Si., Ph.D.
2023 | Skripsi | KIMIA
Sintesis TiO2 (TO), TiO2-Ag (TAg), dan plastik kitosan/gelatin (KG) telah dilakukan. Nanopartikel TO dan TAg disintesis dengan metode hijau hidrotermal menggunakan ekstrak secang (Caesalpinia sappan) sebagai bioreduktor dan TiCl3 sebagai prekursor. Sintesis TAg dilakukan dengan penambahan AgNO3 0; 0,012; 0,12; dan 0,24 g menghasilkan TO, TiO2-Ag 1% (TAg1), TiO2-Ag 5% (TAg5), TiO2-Ag 10% (TAg10). Material dikarakterisasi spektroskopi inframerah (FTIR), difraksi sinar-X (XRD), difusi reflektansi UV-Vis (DR-UV/Vis), dan mikroskopi transmisi elektron (TEM). Plastik KG disintesis menggunakan kitosan 2% (b/v) pelarut asam asetat 1% (v/v) dan gelatin 2% (b/v) pelarut air. Penambahan TO dan TAg sebagai nanofiller plastik KG bertujuan untuk mempelajari pengaruh TO dan perbedaan persentase Ag yang ditambahkan sebagai dopan terhadap sifat mekanik, hidrofobisitas, barrier, optik, antibakteri. Plastik juga dikarakterisasi FTIR, XRD, UV-Vis, dan SEM-EDX serta uji biodegradabilitas dan pengemasan anggur.
Hasil FTIR dan XRD menunjukkan TO berhasil disintesis dan doping Ag berhasil dilakukan dan dibuktikan dengan penurunan energi celah pita. Penambahan TO dan TAg dalam plastik KG signifikan mempengaruhi sifat mekanik, hidrofobisitas, optik, barrier, dan seluruh plastik memiliki kemampuan antibakteri terhadap Eschericia coli dan Staphylococcus aureus. Tetapi, Ag sebagai dopan signifikan hanya mempengaruhi sifat elongasi, optik, barrier, dan antibakteri. Plastik terbaik adalah plastik KG yang ditambahkan TAg5 (KG-TAg5) memiliki tingkat kelarutan dan derajat pembengkakan terendah yaitu 52,92% dan 84%. Plastik KG-TAg5 memiliki kuat tarik sebesar 3,037 MPa dan elongasi 33,01% yang mampu menyerap radiasi sinar UV pada panjang gelombang 200 nm. Plastik KG-TAg5 juga efektif dalam pengemasan buah anggur dan seluruh plastik memiliki tingkat biodegradabilitas yang tinggi.
Synthesis of
TiO2 (TO), TiO2-Ag (TAg), and chitosan/gelatin (KG)
plastic have been carried out. TO and TAg nanoparticles ware synthesized by
green hydrothermal method using Caesalpinia sappan wood extract as bioreductor
and TiCl3 as precursor. Synthesis of TAg was prepared by mixing AgNO3
0; 0,012; 0,12; and 0,24 g to obtained TO, TiO2-Ag 1% (TAg1), TiO2-Ag
5% (TAg5), TiO2-Ag 10% (TAg10). The materials were characterized
using infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), diffuse
reflectance UV/Vis (DR-UV/Vis), and transmission electron microscopy (TEM). KG
plastic was prepared by mixing chitosan 2% (w/v) in acetic acid 1% (v/v) and
gelatin 2% (w/v) in water. The purpose of loading TO and TAg as nanofiller of
KG plastic was to study effect of TO and different percentage of Ag as dopant
to mechanical, hydrophobicity, optic, barrier, and antibacterial properties of
plastic. The plastic was also characterized using FTIR, XRD, UV-Vis, and
SEM-EDX as well as biodegradable and grapes packaging test.
The result of
FTIR and XRD confirmed that TO was obtained and Ag was
successfully doped as proven by decrease of bandgap energy of TO. Loaded TO and TAg was significantly influenced
mechanical, hydrophobicity, optic, barrier properties, and all the plastic had
antibacterial ability against Escherichia coli and Staphylococcus
aureus. But Ag as dopant only influenced elongation, optic, barrier, and
antibacterial properties of plastic. The best plastic was KG plastic loaded by
TAg5 (KG-TAg5) which had the lowest degree of solubility and swelling degree as
52.92% and 84%. KG-TAg5 plastic had tensile strength up to 3.037 MPa, elongation
up to 33.01%, and can absorb UV radiation at a wavelength of 200 nm. KG-TAg5
plastics were also effective in packaging grapes and all plastics had a high
level of biodegradability.
Kata Kunci : bioplastik, kemasan aktif, kitosan, gelatin, TiO2-Ag
