Optimasi pembuatan edible film dari kitosan

PURWANTI, Ani, Ir. Siti Syamsiah, Ph.D

2010 | Tesis | S2 Teknik Kimia

Limbah pengolahan udang yang berupa kepala, ekor, maupun kulit belum dimanfaatkan dengan maksimal. Di Indonesia, limbah yang dihasilkan tiap tahunnya adalah 298.642 ton. Bahan sisa ini mengandung kitin yang dapat diolah menjadi kitosan yang merupakan bahan baku pembuatan edible film. Film yang berasal dari kitosan cenderung rapuh sehingga diperlukan penambahan plastisizer untuk meningkatkan fleksibilitasnya. Penelitian tentang edible film kitosan terplastisasi telah banyak dilakukan oleh peneliti sebelumnya dengan enggunakan bahan baku kitosan dengan berat molekul rendah. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakter edible film yang optimal dari kitosan yang mempunyai berat molekul tinggi dengan mempelajari pengaruh suhu pengeringan, konsentrasi plastisizer, serta pengaruh waktu penyimpanan edible film terhadap parameter-parameter karakteristik edible film dari kitosan (permeabilitas uap air, sifat mekanik, serta adsorptivitas uap air edible film). Kitosan diperoleh dari limbah udang kering melalui tiga tahapan proses yaitu demineralisasi, deproteinasi, dan deasetilasi. Pembuatan edible film dilakukan dengan melarutkan kitosan ke dalam larutan asam asetat 1%. Pada penelitian ini digunakan dua buah plastisizer yaitu sorbitol dan gliserol dengan variasi konsentrasi sebesar 0; 0,00125; 0,00250; 0,00375; dan 0,005 g/mL larutan. Larutan kitosan dituang ke dalam loyang berlapis teflon dan dikeringkan dalam oven dengan variasi suhu pengeringan larutan yaitu 400C, 500C, dan 600C. Edible film disimpan selama 1, 2, 3, dan 4 minggu pada kondisi 250C dan kelembaban 75% untuk melihat pengaruh penyimpanan terhadap karakteristiknya. Dari hasil penelitian diperoleh bahwa pada konsentrasi film kitosan 1% (berat kitosan/ mL asam asetat) dengan suhu pengeringan 400C, 500C, dan 600C, diperoleh sifat edible film yang relatif paling baik pada kondisi pengeringan 400C dengan komposisi plastisizer sorbitol 0,0025 g/mL dengan nilai water vapor permeability 0,0238 ng.m/(s.m2.Pa), kuat tarik 23,54 MPa, elongasi 13,58%, dan kadar air kesetimbangan 11,39 – 34,12%, serta edible film dengan komposisi gliserol 0,00125 g/mL yang mempunyai nilai water vapor permeability 0,0257 ng.m/(s.m2.Pa), kuat tarik 22,90 MPa, elongasi 16,97%, dan kadar air kesetimbangan 11,51 – 44,07%. Selama waktu penyimpanan 4 minggu, sifat-sifat film terplastisasi sorbitol relatif tidak mengalami perubahan. Sedangkan, sifat water vapor permeability, elongasi, dan adsorptivitas uap air film dengan plastisizer gliserol mengalami penurunan, tetapi nilai kuat tariknya mengalami sedikit peningkatan.

In Indonesia, the existing of shrimp waste is approximately 298,642 tons per year. The waste contains chitin that can be processed into chitosan, which is the raw material for edible film. Film derived from chitosan tends to be brittle so it requires plasticizers to improve flexibility. Research on plasticized chitosan film has been widely applied by previous researchers using raw materials with low molecular weight chitosan. The aim of this study is to obtain the optimal character of edible film based on high molecular weight chitosan by studying the effect of drying temperature, concentration of plasticizers, and the influence of storage time of the edible film on the characteristic parameters of chitosan film (water vapor permeability, mechanical properties, and water sorption isotherm). Chitosan is obtained from dried shrimp waste through three stages, i.e. demineralization, deproteinization, and deacetylation. Solution of the chitosan was prepared using a 1% acetic acid solution. In this experiment, two plasticizers (sorbitol and glycerol) were used at various concentrations of 0, 0.00125, 0.00250, 0.00375, and 0.005 g/mL solution of chitosan. Then, chitosan solution is poured into a Teflon-coated pan and dried in a drying oven at different temperature, i.e. 400C, 500C, and 600C. To study the effect of storage on its characteristics, edible films were stored for 1, 2, 3, and 4 weeks at 250C with relative humidity at 75%. Results of the experiment show that the optimum edible film properties are obtained at drying conditions of 400C using 0.0025 g/(mL solution) of sorbitol as a plasticizer. The optimum values for water vapor permeability, tensile strength, elongation, and equilibrium moisture content are 0.0238 ng.m/(s.m2.Pa), 23.54 MPa, 13.58%, and 11.39 – 34.12%, respectively. Compare with 0.00125 g/(mL solution) of glycerol, it provides film with water vapor permeability, tensile strength, elongation, and equilibrium moisture content are 0.0257 ng.m/(s.m2.Pa), 22.90 MPa, 16.97%, and 11.51 – 44.07%, respectively. During the four weeks storage period, the properties of edible films with sorbitol were relatively constant. Meanwhile, water vapor permeability, elongation, and water vapor adsorptivity of the chitosan films with plasticizer glycerol decreased, but the tensile strength values increased slightly.

Kata Kunci : Kitosan,Edible film,Gliserol,Sorbitol, chitosan, edible film, sorbitol, glycerol