Pemanfaatan Alfa Selulosa dari Serat Bambu Sebagai Pengisi dan Ekstrak Daun Kersen (Muntingia Calabura L.) Sebagai Antioksidan Terhadap Sifat dan Karakteristik Biokomposit Pati Sagu

Abstract

Bamboo has a cellulose content of 60.8%. One of the cellulose content is alpha cellulose which has a high fiber tensile strength and settles in 17.5% NaOH solution. The high cellulose content makes bamboo has the potential to used as raw material for cellulose as a filler. The purpose of this study was to determine the characteristics of alpha cellulose including analysis, XRD (X-Ray Diffraction) and FTIR (Fourier Transform Infrared). Antioxidant activity using a UVVis spectrophotometer. To find out the effect of adding alpha cellulose bamboo fiber with glycerol plasticizer and acetic acid co-plasticizer on the biocomposite characteristics of sago starch include biocomposite analysis including SEM, FTIR, Density, Tensile Strength, Elongation at Break, Water Absorption and Water Vapor Transmission Rate. Alpha cellulose isolation consists of Delignification, Alkalinization and Whitening. Making biocomposites using the casting method, where additives are added to the sago matrix by adding 1,3,5,7 wt% alpha cellulose from bamboo fibers as fillers, adding antioxidants 1,3,5,7 wt%, 20 wt% acetic acid as a co-plasticizer and 30 wt% glycerol as a plasticizer. The XRD analysis results obtained from the crystallinity index of alpha cellulose that is equal to 93.33%, indicated by the sharp absorption peak of the spectrum produced alpha cellulose sample. FTIR analysis can be seen that lignin still exists only reduced the level of lignin. Antioxidant characterization with UVVis spectrophotometer obtained IC50 values of 6.2 ppm, then kersen leaf extract has good antioxidant activity. Biocomposite characterization in SEM at 5% alpha cellulose and 3% antioxidants showed value of starch and antioksidan simply fulfilling distributed on the sago starch matrix showed good interactions. The results of FTIR analysis were obtained in biocomposites with alpha cellulose and biocomposites with alpha cellulose and antioxidants, both of which have functional groups that are almost similar because they come from plants, but the size is the difference. The best density test results were 0.26 gram/cm3 obtained at the addition of 7% alpha cellulose and 3% kersen leaf extract. The best tensile strength test results of 1.37 MPa were obtained with 5% alpha cellulose addition and 3% kersen leaf extract. The results of the elongation test at the time of the best break up were 5.84% obtained at the addition of 1% alpha cellulose and 3% kersen leaf extract. The best water absorption test results were 24.67% obtained from the addition of 7% alpha cellulose and 7% kersen leaf extract. While the results of the best water vapor transmission rate test on the addition of 5% alpha cellulose and antioxidant extract of 1% kersen leaves was 0.592 g/s.m2

Bambu memiliki kandungan selulosa sebesar 60,8%. Salah satu kandungan selulosa adalah alfa selulosa yang memiliki kekuatan tarik serat tinggi dan mengendap pada larutan NaOH 17,5%. Kandungan selulosa yang cukup tinggi membuat bambu berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku selulosa yang dimanfaatkan sebagai pengisi. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui karakteristik alfa selulosa meliputi analisis, XRD (X-Ray Diffraction) dan FTIR (Fourier Transform Infrared). Aktivitas antioksidan menggunakan spektrofotometer UVVis. Untuk mengetahui pengaruh penambahan alfa selulosa serat bambu dengan plasticizer gliserol dan co-plasticizer asam asetat terhadap karakteristik biokomposit pati sagu meliputi analisis biokomposit meliputi SEM (Scanning Electron Microscope), FTIR (Fourier Transform Infrared), densitas (Density), kekuatan tarik (Tensile Strength), pemanjangan saat putus (Elongation At Break), penyerapan air (Water Uptake) dan laju transmisi uap air (Water Vapour Transmission Rate). Isolasi alfa selulosa terdiri dari proses delignifikasi, proses alkalinisasi dan proses pemutihan. Pembuatan biokomposit menggunakan metode casting, dimana dilakukan penambahan bahan aditif pada matriks sagu dengan penambahan 1,3,5,7 wt% alfa selulosa dari serat bambu sebagai pengisi, penambahan antioksidan 1,3,5,7 wt%, 20 wt% asam asetat sebagai co-plasticizer dan 30 wt% gliserol sebagai plasticizer. Hasil analisa XRD diperoleh indeks kristalinitas dari alfa selulosa serat bambu yaitu sebesar 93,33%, diindikasikan oleh puncak serapan yang tajam dari spektrum yang dihasilkan pada sampel alfa selulosa serat bambu tersebut. Analisis FTIR dapat dilihat bahwa lignin masih ada, yang berarti bahwa perlakuan alkali belum sepenuhnya menghilangkan lignin tetapi hanya mengurangi tingkat lignin. Karakterisasi antioksidan dengan spektrofotometer UVVis diperoleh nilai IC50 sebesar 6,2 ppm, maka ekstrak daun kersen memiliki aktivitas antioksidan yang baik. Karakterisasi biokomposit pada SEM pada 5% alfa selulosa dan 3% antioksidan terlihat jumlah pati dan antioksidan telah cukup memenuhi matriks yang menunjukkan terjadinya interaksi yang baik. Hasil analisa FTIR diperoleh pada biokomposit dengan alfa selulosa dan biokomposit dengan alfa selulosa dan antioksidan, keduanya memiliki gugus fungsi yang hampir mirip karena berasal dari tumbuhan namun ukuran banyaknyalah yang menjadi perbedaannya. Hasil uji densitas terbaik adalah 0,26 gram/cm3 diperoleh pada penambahan alfa selulosa 7% dan ekstrak daun kersen 3%. Hasil uji kekuatan tarik terbaik adalah sebesar 1,37MPa diperoleh pada penambahan alfa selulosa 5% dan ekstrak daun kersen 3%. Hasil uji pemanjangan pada saat putus terbaik adalah 5,84% diperoleh pada penambahan alfa selulosa 1% dan ekstrak daun kersen 3%. Hasil uji penyerapan air terbaik adalah 24,67% diperoleh dari penambahan alfa selulosa 7% dan ekstrak daun kersen 7%. Sedangkan hasil uji laju transmisi uap air terbaik pada penambahan alfa selulosa 5% dan antioksidan ekstrak daun kersen 1% adalah 0,592g/s.m2