How to cite:
Naki, M. S., & Wake, I. A. M. S. (2020). Pemanfaatan Pati Umbi Talas (Colocasia Esculenta L.)
Sebagai Bahan Pembuatan Bioplastik, Action Research Literate, 4(2).
E-ISSN:
2808-6988
Published by:
Ridwan Institute
7
Action Research Literate
Vol. 4 No. 2, Juli 2020
p-ISSN : 2613-9898 e-ISSN : 2808-6988
Sosial Pendidikan
PEMANFAATAN PATI UMBI TALAS (Colocasia esculenta L.) SEBAGAI BAHAN
PEMBUATAN BIOPLASTIK
Maria Stefania Naki, Ignatius Antonius M S Wake
SMAS Katolik Regina Pacis Bajawa, Flores-NTT, Indonesia
Email: nakifaniia@gmail.com, dewawake@gmail.com
INFO ARTIKEL
ABSTRAK
Diterima
22 Juni 2020
Direvisi
6 Juli 2020
Disetujui
10 Juli 2020
Bioplastik menjadi salah satu alternatif pengunaan plastik yang ramah
lingkungan karena mudah terurai. Pada penelitian ini digunakan pati umbi
talas (Colocasia esculenta L.) dengan campuran asam sitrat, plasticizer
gliserol, sedangkan Fillernya clay dan chitosan. Tujuan penelitian ini
adalah mengetahui bentuk fisik bioplastik, kuat tarik (tensile strength) dan
pemanjangan (elongasi) bioplastik sesuai kualitas SNI serta kemampuan
bioplastik ini dapat terurai (biodegradable) dalam waktu yang relatif
singkat. Penelitian ini berlangsung dari tanggal 26 Juli-30 September 2021
di laboratorium FKIP KIMIA Universitas Nusa Cendana Kupang dan
Laboratorium Biologi SMAS Katolik Regina Pacis Bajawa. Metode
penelitian yang digunakan Melt Intercalation dengan sedikit inovasi
penambahan asam sitrat dengan variasi pada filler clay dan chitosan yaitu
0,2gr, 0,4gr, 0,8gr, dan 1,0gr. Metode pengolahan data secara kualitatif
dan kuantitatif berdasarkan hasil penelitian. Data yang diperoleh kemudian
dianalisis bentuk fisik dan kemampuan biodegradable, kemudian
dilakukan uji kuat tarik dan persen pemanjangan menggunakan
persamaan fisika. Hasil penelitian pada filler clay 0,4gr yang menunjukkan
bentuk fisik permukaan halus dan tidak retak. Hasil uji tarik yang terbaik
diperoleh pada sampel clay 0,4gr, dengan kekuatan tarik 4N = 37,5MPa.
Hasil uji tarik ini sesuai SNI dimana nilai kuat tarik berkisar 24,7-
302MPa. Persen pemanjangan pada semua variasi filler clay maupun
chitosan memenuhi kriteria SNI dimana nilai persen pemanjangan berkisar
21-220% dan tertinggi persen elongasi terdapat pada chitosan 0,4gr
dengan nilai pemanjangan adalah 150%. Hasil uji penguraian bioplastik
melalui metode perendaman sampel dalam aquades selama 48 jam,
diperoleh hasil adanya penurunan berat bioplastik akibat aktivitas
mikroorganisme.
ABSTRACT
Bioplastics become one of the alternatives to the use of plastics that are
environmentally friendly because they are easy to decompose. In this
study used taro tuber starch (Colocasia esculenta L.) with a mixture of
citric acid, glycerol plasticizer, while filler clay and chitosan. The
purpose of this study is to find out the physical form of bioplastics, tensile
strength and bioplastic elongation according to the quality of SNI and the
ability of biodegradable biodegradable in a relatively short time. The
study took place from July 26 to September 30, 2021 at the FKIP KIMIA
laboratory of Nusa Cendana Kupang University and the Biology
Laboratory of Regina Pacis Bajawa Catholic High School. The research
method used by Melt Intercalation with a little innovation in the addition
Kata Kunci:
bioplastics, citric
acid, clay,
chitosan, glycerol
Maria Stefania Naki, Ignatius Antonius M S Wake
8 Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020
Keywords:
bioplastics, citric
acid, clay,
chitosan, glycerol
of citric acid with variations in clay and chitosan fillers is 0.2gr, 0.4gr,
0.8gr, and 1.0gr. Qualitative and quantitative data processing methods
based on research results. The data obtained then analyzed physical form
and biodegradable capabilities, then conducted strong tensile and percent
lengthening tests using physical equations. The results of the study on
0.4gr clay fillers showed a smooth and non-cracking surface physical
shape. The best tensile test results were obtained on a clay sample of
0.4gr, with a tensile strength of 4N = 37.5MPa. The results of this tensile
test are in accordance with the SNI where the strong value of the
attraction ranges from 24.7-302MPa. The percentage of lengthening in
all variations of clay fillers and chitosan meets the SNI criteria where the
value of lengthening percentage ranges from 21-220% and the highest
percentage elongation is found in chitosan 0.4gr with the elongation
value is 150%. The results of the bioplastic decomposition test through
the sample immersion method in aquades for 48 hours, obtained the
results of a decrease in bioplastic weight due to the activity of
microorganisms.
Pendahuluan
Kementerian Lingkungan Hidup dan
Kehutanan (KLHK) pada tahun 2020, merilis
data bahwa di Indonesia dihasilkan sekitar
67,8 juta ton sampah plastik yang tertimbun
dalam tanah (KLHK, 2020) Angka yang
sangat tinggi dalam menghasilkan sampah
plastik setiap tahunnya, pada hal
membutuhkan waktu 500 sampai 1000 tahun
untuk dapat terurai (Manuela Kasper-Claridge,
2018). Lamanya waktu penguraian sampah
plastik ini, akan membawa masalah lain
terhadap lingkungan hidup (Saleh & Utami,
2021). Penggunaan plastik secara terus
menerus dapat pula menimbulkan masalah
krisisnya minyak bumi dan gas bumi yang
dipakai sebagai bahan dasar pembuatan plastik
konvensional (Maryuni et al., 2018)
Pembuatan plastik menggunakan bahan
dasar dari minyak dan gas alam secara terus
menerus maka akan diperkirakan habis sekitar
sembilan tahun ke depan, jika tidak ada bahan
alternatif penghasil plastik. Solusi yang baik
dan tepat untuk mengurangi penggunaan
minyak dan gas bumi tersebut yakni
menggunakan bahan organik sebagai bahan
alternatif pembuatan plastic (Swani, J. N., &
Singh, 2010). Bahan alternatif pengganti
minyak dan gas bumi dalam pembuatan
plastik antara lain bahan organik yang
memiliki kandungan pati (Ramadhan &
Nugraha, 2021).
Pati merupakan bahan alternatif dalam
pembuatan bioplastik, karena ada biopolimer
dalam kandungan pati (Saputra & Lutfi,
2015). Bahan-bahan organik yang
menghasilkan pati antara lain jagung, sagu,
umbi kayu, umbi jalar, dan umbi talas
(Wahidah, 2017). Pati Umbi talas juga
mengandung komponen amilosa dan
amilopektin yang mempunyai rantai lurus dan
larut dalam air serta memberi sifat keras
(Tutik Sri Wahyuni, 2010). Campuran pati
dengan beberapa bahan plasticizer organik dan
filler mampu membentuk kualitas plastik
biodegradable sesuai standar SNI.
Tanaman umbi talas tumbuh subur di
Indonesia yang beriklim tropis, termasuk di
daerah Bajawa, Kabupaten Ngada, Flores,
Nusa Tenggara Timur. Tanaman umbi talas ini
digunakan sebagian besar masyarakat Ngada
sebagai bahan makanan untuk ternak, pada hal
umbi talas ini memiliki kandungan pati yang
juga dapat dimanfaatkan sebagai bahan
alternatif pembuatan plastik (Tutik Sri
Wahyuni, 2010). Kandungan pati yang ada
pada umbi talas bisa menjadi alternatif
pengganti plastik konvensional karena sangat
biodegradable (Kamsiati et al., 2017).
Pemanfaatan Pati Umbi Talas (Colocasia Esculenta L.) Sebagai Bahan Pembuatan Bioplastik
Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020 9
Persoalan penggunaan plastik
konvensional harus terselesaikan, maka
melalui penelitian bioplastik dengan bahan
dasar pati umbi talas penting dilakukan.
Penelitian bioplastik belum pernah dilakukan
di Kabupaten Ngada dengan menggunakan
bahan dasar pati dengan campuran beberapa
bahan plasticizer dan filler. Oleh karena itu
perlu dilakukan penelitian bioplastik dari pati
umbi talas sebagai salah satu solusi mengatasi
pencemaran lingkungan akibat plastik
konvensional serta permasalahan menipisnya
minyak bumi dan gas bumi.
SMAS Katolik Regina Pacis Bajawa.
Penelitian bioplastik pati umbi talas ini
menggunakan metode Melt Intercalation
(Melani et al., 2018). Melt Intercalation
dengan sedikit modifikasi penambahan asam
sitrat serta adanya variasi konsentrasi pada
filler clay dan chitosan yaitu 0,2gr, 0,4gr,
0,8gr, dan 1,0gr.
Metode pengolahan data secara
kualitatif dan kuantitatif berdasarkan hasil
penelitian. Data yang diperoleh kemudian
dianalisis bentuk fisik dan kemampuan
biodegradable, kemudian dilakukan uji kuat
tarik (persamaan 1) dan uji persen
pemanjangan (persamaan 2). Persamaan 1 dan
persamaan 2 dapat dilihat pada tabel berikut :
Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal
26 Juli-30 September 2021 bertempat di
laboratorium FKIP KIMIA Universitas Nusa
Cendana Kupang dan Laboratorium Biologi
SMAS Katolik Regina Pacis Bajawa.
Penelitian bioplastik pati umbi talas ini
menggunakan metode Melt Intercalation
(Melani et al., 2018). Melt Intercalation
dengan sedikit modifikasi penambahan asam
sitrat serta adanya variasi konsentrasi pada
filler clay dan chitosan yaitu 0,2gr, 0,4gr,
0,8gr, dan 1,0gr.
Metode pengolahan data secara kualitatif dan
kuantitatif berdasarkan hasil penelitian. Data
yang diperoleh kemudian dianalisis bentuk
fisik dan kemampuan biodegradable,
kemudian dilakukan uji kuat tarik (persamaan
1) dan uji persen pemanjangan (persamaan 2).
Persamaan 1 dan persamaan 2 dapat dilihat
pada tabel berikut :
Tabel 1
Uji Kuat Tarik ( persamaan 1)
Keterangan
Persamaan 1
σ = kekuatan tarik (N/m2)
F maks = beban maksimum (kg)
Tabel 2
Uji Persen Pemanjangan (persamaan 2)
A0
= luas penampang awal (m
2
)
Persamaan 2
Ɛ
= regangan (%)
ε =
∆l
x 100%
Δl
= penambahan panjang (cm)
l
0
= panjang mula-mula (cm)
Maria Stefania Naki, Ignatius Antonius M S Wake
10 Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020
Hasil dan Pembahasan
A. Hasil Penelitian
1 Bentuk Fisik Bioplastik
Hasil penelitian bioplastik
ditampilkan dalam tabel berikut ini
Tabel 3
Karakteristik bioplastik campuran
pati, asam sitrat, gliserol dengan
variasi filler clay
No
Variasi
Filler
Clay
Warna
Tekstur
Keterangan
1
0,2gr
Coklat
sedikit
keruh
Permukaan
kasar
Retak
2
0,4gr
Coklat
terang
Permukaan
halus
Tidak retak
3
0,6gr
Coklat
terang
Permukaan
kasar
Retak
4
0,8gr
Coklat
terang
Permukaan
kasar
Retak
5
1,0gr
Coklat
Permukaan
Retak
gelap
kasar
Tabel 4
Karakteristik bioplastik campuran
pati, asam sitrat, gliserol dengan
variasi filler chitosan
No
Variasi
Filler
Chitosan
Warna
Tekstur
Keterangan
1
0,2gr
Putih
keruh
Permukaan
kasar
Retak
2
0,4gr
Putih
keruh
Permukaan
kasar
Retak
3
0,6gr
Putih
Permukaan
kasar
Tidak
Retak
4
0,8gr
Putih
Permukaan
kasar
Retak
5
1,0gr
Putih
Permukaan
kasar
Retak
2 Kuat Tarik Bioplastik (Tensile Strength)
Data kuat tarik pada penelitian ini dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 1
Data Kuat Tarik Bioplastik (Tensile strenght)
3 Persen pemanjangan (Elongasi)
Data persen pemanjangan pada penelitian dapat dilihat pada gambar berikut ini :
Gambar 2 Data Persen Pemanjangan Bioplastik (Elongasi)
Pemanfaatan Pati Umbi Talas (Colocasia Esculenta L.) Sebagai Bahan Pembuatan Bioplastik
11 Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020
4 Penguraian Bioplastik (Biodegrad ble)
Proses penguraian bioplastik menggunakan empat sampel penelitian sebagai
perwakilan. Pada proses ini dilakukan secara sederhana dengan metode perendaman
sampel pada aquadest sebanyak 100ml dan direndam selama 48 jam. Data yang di ukur
adalah berat mulu-mula (W0) sebelum direndam sampai berat akhir (W3) setelah direndam
selama 48 jam. Hasil pengamatan ditunjukkan pada gambar berikut
:
Gambar 3 Data Penguraian Bioplastik (Biodegradable
B. Pembahasan
1. Bentuk Fisik Bioplastik
Bentuk fisik bioplastik terbaik
yang dihasilkan pada campuran pati
dengan filler clay 0,4gr dengan ciri-ciri
warna coklat terang, tekstur halus dan
tidak retak. Selain itu, karakteristik
bioplastik yang terbaik juga diperoleh
dari campuran pati, chitosan, dan
gliserol 0,6gr dengan ciri- ciri warna
putih, permukaan kasar, dan tidak retak.
Variasi filler dengan besaran kurang
dari 0,4gr atau lebih dari 0,4gr akan
membentuk bioplastik dengan tekstur
permukaan yang kasar serta akan
membuat bioplastik menjadi retak.
Tampilan fisik pada bioplastik
yang berwarna coklat terang dihasilkan
dari clay yang merupakan tanah liat
sedangkan berwarna putih karena
adanya chitosan yang merupakan sisa
cangkang kerang yang di daur ulang.
Campuran asam sitrat, filler clay dan
chitosan, serta plasticizer gliserol
merupakan kombinasi senyawa-
senyawa organik yang mampu berikatan
membentuk gugus polimer pendek
sehingga dapat mengisi pori-pori
bioplastik dan terbentuk bioplastik yang
sesuai standarisasi SNI. Adanya
plasticizer mampu mengikat pati dari
umbi talas agar menjadi elastis,
sedangkan tambahan filler sebagai
penguat atau perekat dan asam sitrat
menjadikan bioplastik memiliki kuat
tarik yang baik.
2. Kuat Tarik Bioplastik (Tensile
Strength)
Uji kuat tarik bioplastik yang
dilakukan pada penelitian ini
menggunakan 4 sampel yang memiliki
tampilan fisik bioplastik baik yaitu
campuran clay 0,2gr dan 0,4gr, chitosan
0,2gr, dan chitosan 0,4gr, dengan
menggunakan gaya tarik sebesar 1N
hingga 5N. Uji tarik bioplastik dengan
capuran caly 0,2 gr diperoleh nilai kuat
tarik sebesar 18,5MPa dengan kekuatan
tarik sebesar 5N dan nilai kuat tarik
tersebut belum sesuai kriteria SNI. Pada
uji tarik bioplastik dengan campuran
clay 0,4gr diperoleh nilai kuat tarik
sebesar 37,5MPa dan sesuai dengan
SNI dimana nilai kuat tarik berkisar
24,7-302MPa. Hasil uji tarik yang
terbaik diperoleh pada campuran clay
0,4gr dengan nilai kuat tarik adalah
37,5MPa dengan kekuatan tarik 5N. Hal
ini menunjukan bahwa peningkatan
nilai kuat tarik diakibatkan pada
penambahan variasi filler clay.
Penambahan variasi filler clay dapat
meningkatkan nilai kuat tarik ini
disebabkan oleh peningkatan interaksi
gaya tarik menarik antar molekul dalam
bioplastik.
3. Persen pemanjangan (Elongasi)
Uji pemanjangan bioplastik yang
dilakukan pada penelitian ini
Maria Stefania Naki, Ignatius Antonius M S Wake
Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020 12
menggunakan sampel clay 0,2gr dan
0,4gr, serta chitosan 0,2gr dan 0,4gr.
Gaya yang diberikan untuk mendapakan
persen elongan berkisar antar 1N-5N.
Diperoleh hasil persen elongasi pada
setiap sampel adalah memenuhi kriteria
SNI yaitu 21-220%. Hasil uji
pemanjangan terbaik diperoleh pada
sampel chitosan 0,4gr dengan nilai
pemanjangan adalah 150%.
Menurut penelitian yang telah
dilakukan oleh Sanjaya dan Puspita,
(2011), semakin banyak chitosan yang
digunakan maka sifat mekanik dan
ketahanan terhadap air dari produk
bioplastik yang dihasilkan semakin
baik, hasil optimum dimana hasil
optimum. diperoleh pada komposisi
kitosan 2%, namun pada penelitian ini
hasil persen pemanjangan optimum
pada chitosan 0,4gr. Hal ini
membuktikan bahwa pati umbi talas
dengan campuran filler chitosan dan
gliserol merupakan kombinasi yang
tepat untuk membentuk bioplastik
dengan persen pemanjangan yang
memenuhi standarisasi menurut SNI.
4. Penguraian Bioplastik (Biodegradable)
Uji penguraian bioplastik yang
dilakukan pada penelitian ini
menggunakan sampel clay 0,4gr dan
0,6gr serta chitosan 0,2gr dan 0,4gr
yang selanjutnya direndam dalam gelas
beaker yang berisi aquades sebanyak
100ml selama 48 jam. Berat dari
masing masing sampel bioplastik
sebelum direndam adalah 4gr, setelah
direndam selama 48 jam dan dilakukan
pengukuran berat bioplastik mengalami
penurunan. Secara morfologi bioplastik
yang paling bagus adalah bioplastik
dengan penambahan clay karena
strukturnya berubah menjadi seperti
jely, sementara chitosan ketika
direndam didalam aquades selama
48jam menjadi sangat hancur. Dalam
proses perendaman bioplastik dengan
aquades diletakkan diruangan terbuka
sehingga menyebabkan mikroba dan
bakteri dapat membantu proses
degradasi bioplastic.
Kesimpulan
Hasil penelitian pada filler clay 0,4gr
yang menunjukkan bentuk fisik permukaan
halus dan tidak retak. Hasil uji tarik yang
terbaik diperoleh pada sampel clay 0,4gr,
dengan kekuatan tarik 4N = 37,5MPa. Hasil
uji tarik ini sesuai SNI dimana nilai kuat tarik
berkisar 24,7-302MPa. Persen pemanjangan
pada semua variasi filler clay maupun
chitosan memenuhi kriteria SNI dimana nilai
persen pemanjangan berkisar 21-220% dan
tertinggi persen elongasi terdapat pada
chitosan 0,4gr dengan nilai pemanjangan
adalah 150%. Hasil uji penguraian bioplastik
melalui metode perendaman sampel dalam
aquades selama 48 jam, diperoleh hasil adanya
penurunan berat bioplastik akibat aktivitas
mikroorganisme.
Bibliografi
Kamsiati, E., Herawati, H., & Purwani, E. Y.
(2017). Potensi pengembangan plastik
biodegradable berbasis pati sagu dan
ubikayu di Indonesia. Jurnal Penelitian
Dan Pengembangan Pertanian, 36(2),
67–76.Google Scholar
KLHK. (2020). Indonesia Memasuki Era Baru
Pengelolaan Sampah.
https://www.menlhk.go.id/site/single_po
st/2753
Manuela Kasper-Claridge. (2018). Bagaimana
Singkong Bantu Perangi Sampah Plastik
di Indonesia.
https://www.dw.com/id/bagaimana-
singkong-bantu-perangi-sampah-plastik-
di-indonesia/a-46209280
Maryuni, A. E., Mangiwa, S., & Dewi, W. K.
(2018). Karakterisasi Bioplastik Dari
Karaginan Dari Rumput Laut Merah
Asal Kabupaten Biak Yang Dibuat
Dengan Metode Blending Menggunakan
Pemlastis Sorbitol. Jurnal Kimia
Avogadro, 2(1), 1–9. Google Scholar
Melani, A., Herawati, N., & Kurniawan, A. F.
(2018). Bioplastik Pati Umbi Talas
Melalui Proses Melt Inter Google
Scholar calation. Jurnal Distilasi, 2(2),
Pemanfaatan Pati Umbi Talas (Colocasia Esculenta L.) Sebagai Bahan Pembuatan Bioplastik
11 Action Research Literate, Vol. 4 No. 2, Juli 2020
53–67. Google Scholar
Ramadhan, M. O., & Nugraha, J. F. (2021).
Potensi Pati Dari Limbah Biji Buah
Sebagai Bahan Bioplastik. Edufortech,
6(1). Google Scholar
Saleh, E. R. M., & Utami, S. (2021).
Karakteristik Fisik Dan
Biodegradabilitas Bioplastik Dari Pati
Kulit Pisang Mulu Bebe Dengan
Penambahan Gliserol Yang Berbeda.
Prosiding Seminar Nasional Lingkungan
Lahan Basah, 6(2). Google Scholar
Saputra, A., & Lutfi, M. (2015). Studi
pembuatan dan karakteristik sifat
mekanik plastik biodegradable berbahan
dasar ubi suweg (amorphophallus
campanulatus). Jurnal Keteknikan
Pertanian Tropis Dan Biosistem, 3(1),
1–6. Google Scholar
Swani, J. N., & Singh, B. (2010). Bioplastic
and Global Sustainability. Plastic
Reseach Online. Google Scholar
Tutik Sri Wahyuni. (2010). Pembuatan
Dekstrin Dari Pati Umbi Talas Dengan
Hidrolisis Secara Enzimatis. Universitas
Pembangunan Nasional“ Veteran ”
Jawa Timur Surabaya.
http://eprints.upnjatim.ac.id/1947/1/file1.
pdf Google Scholar
Wahidah, N. (2017). Kinetika Kimia Glukosa
dari Pati Umbi Talas (Colocasia
esculenta L. Schott) menggunakan
Katalisator Enzim α-amilase dan
Glukoamilase. Universitas Islam Negeri
Alauddin Makassar. Google Scholar
Copyright holder :
Maria Stefania Naki, Ignatius Antonius M S Wake (2020).
First publication right :
Action Research Literate
This article is licensed under:
13