Electronic Theses and Dissertation

Biokomposit hibrida adalah penggabungan beberapa jenis pengisi dalam satu matriks. Penggunaan biokomposit hibrida yang mengandung dua atau lebih jenis filler dapat melengkapi kekurangan dari masing-masing filler sehingga keseimbangan performa dan biaya dapat tercapai. Pengisi hibrida yang digunakan adalah silika (SiO2) dari abu sekam padi yang dapat terurai secara hayati dan kitosan sebagai antimikroba untuk memperpanjang umur simpan makanan kemasan. Dan matriks polimer yang digunakan dalam penelitian ini adalah whey protein isolate (WPI). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penggunaan SiO2 terhadap karakteristik biokomposit hibrida, kitosan sebagai antimikroba, dan mengetahui potensi biokomposit hibrida untuk pengemasan dan laju degradasi. Untuk menilai potensi biokomposit hibrida sebagai pengemas yang baik, perlu dilakukan beberapa penelitian dengan beberapa tahapan. Karakteristik SiO2 yang disintesis dari abu sekam padi dipelajari pada langkah awal. Diperoleh ukuran partikel sebesar 0,10 µm yang dapat diaplikasikan sebagai filler dalam pembuatan biokomposit. Pada tahap selanjutnya, biokomposit berbasis WPI ditambahkan dengan berbagai konsentrasi SiO2. SiO2 mengurangi kadar air dan kelarutan air dalam biokomposit. Sebagai perbandingan, nilai Tg dan Tm meningkat. Pada penelitian selanjutnya, data pengaruh konsentrasi kitosan terhadap karakteristik film biokomposit hibrida dianalisis menggunakan ANOVA satu arah dengan uji post-hoc LSD. Film biokomposit hibrida dengan perlakuan WPI/SiO2/kitosan 1,5% menghasilkan nilai sig < α lebih besar dari nilai sig pada perlakuan WPI/SiO2/kitosan 0,5%. Nilai kekuatan tarik film biokomposit pada penambahan kitosan 1,5% adalah 28,83 MPa. Sedangkan pada WPI/SiO2/kitosan 1,5% terjadi penurunan elongasi. Kristalisasi matriks polimer meningkat dengan penambahan kitosan 1,5%. Secara umum, material dengan kristalinitas yang lebih tinggi akan memiliki stabilitas termal yang lebih tinggi. Film biokomposit berbasis WPI dengan penambahan filler menunjukkan adanya agregat-agregat kecil pada permukaan biokomposit. Tahap akhir dari penelitian ini adalah pengujian lingkungan yang meliputi penguburan biokomposit, pengaplikasian film biokomposit hibrida pada buah apel dan aktivitas antibakteri. Hasil penelitian menunjukkan adanya penurunan berat biokomposit dan penurunan berat buah apel lebih tinggi dibandingkan biokomposit dengan penambahan filler. Zona hambat WPI, 0,5% kitosan, 1% kitosan, 1,5% kitosan, blanko, dan gentamisin masing-masing adalah 0,000; 8,006; 8,166; 8,420; 0,000; dan 18,250 mm. Nilai kuat tarik dan elongasi film biokomposit yang dikembangkan telah mencapai nilai minimum SNI. Sementara itu, waktu degradasi terjadi sangat cepat karena bahan yang diaplikasikan pada biokomposit merupakan bahan organik yang terurai dengan cepat di lingkungan.

Kata kunci: Biokomposit hibrida, kitosan, silika, whey protein isolate, ANOVA one-way

Hybrid biocomposites are the incorporation of several types of fillers in one matrix. The use of hybrid biocomposites containing two or more types of fillers can complement the shortcomings of each filler so that a balance of performance and cost can be achieved. The hybrid fillers used are silica (SiO2) from biodegradable rice husk ash and antimicrobial chitosan to extend the shelf life of packaged food. And the polymer matrix used in this research is whey protein isolate (WPI). This study aimed to analyze the effect of using SiO2 on the characteristics of hybrid biocomposites, chitosan as an antimicrobial, and determine the potential of hybrid biocomposites for packaging and degradation rates. To assess the potential of hybrid biocomposites as good packaging, necessary to conduct several studies of several stages. The characteristics of SiO2 synthesized from rice husk ash were studied in the initial step. They obtained a particle size of 0.10 µm which can be applied as a filler in the manufacture of biocomposites. In the next stage, WPI-based biocomposites were added with various concentrations of SiO2. SiO2 reduces water content and water solubility in biocomposites. In comparison, the Tg and Tm values increased. In the following study, data on the effect of chitosan concentration on the characteristics of hybrid biocomposite films were analyzed using one-way ANOVA with an LSD post-hoc test. The hybrid biocomposite film in treating WPI/SiO2/chitosan 1.5% produced a sig value