Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan limbah plastik sekali pakai mendorong pengembangan material kemasan pangan yang lebih ramah lingkungan, salah satunya kertas berpelapis biodegradable. Kertas memiliki keunggulan berupa sifat terbarukan, dapat didaur ulang, dan mudah terdegradasi, tetapi penggunaannya masih dibatasi oleh sifat hidrofilik selulosa yang menyebabkan ketahanan terhadap air rendah. Penelitian ini bertujuan mengembangkan pelapis kertas biodegradable berbasis komposit ulvan– PHB–PEG400 untuk meningkatkan sifat fungsional kertas sebagai material kemasan pangan. Ulvan diekstraksi dari rumput laut Ulva reticulata menggunakan metode air panas pada suhu 80–90 °C dengan variasi waktu ekstraksi 2, 4, 8, 12, 16, dan 20 jam. Ulvan hasil ekstraksi diuji kadar sulfat serta dikarakterisasi menggunakan FTIR dan ¹H NMR. Pelapis kertas dibuat menggunakan metode solvent casting pada kertas Whatman No. 1 dengan ulvan 3% sebagai matriks utama, PHB 1–3% sebagai komponen hidrofobik, dan PEG400 1–10% sebagai plasticizer. Produk kertas berpelapis kemudian dievaluasi melalui uji mekanik, sudut kontak, ketahanan cairan, biodegradabilitas, FTIR, dan SEM. Data kuantitatif dianalisis menggunakan ANOVA dan uji lanjut Tukey HSD pada tingkat signifikansi p<0,05. Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu ekstraksi berpengaruh signifikan terhadap rendemen ulvan. Rendemen tertinggi diperoleh pada waktu ekstraksi 12 jam sebesar 15,65±0,48%, sedangkan kadar sulfat ulvan sebesar 42,00±1,90%. Hasil FTIR dan ¹H NMR menunjukkan adanya gugus dan sinyal khas ulvan sebagai polisakarida tersulfatasi. Pelapis komposit ulvan–PHB– PEG400 berhasil terbentuk pada permukaan kertas, ditunjukkan oleh munculnya pita O–H, C–H, C=O ester PHB, serta C–O–C/C–O pada spektrum FTIR produk. Hasil SEM menunjukkan bahwa pelapisan mengubah morfologi kertas dari struktur serat terbuka dan berpori menjadi permukaan yang lebih tertutup, halus, dan kompak. Hasil ANOVA menunjukkan bahwa variasi konsentrasi PHB, PEG400, dan interaksi PHB-PEG400 berpengaruh signifikan terhadap beberapa sifat kertas berpelapis, terutama perpanjangan putus, ketebalan, sudut kontak, dan biodegradabilitas. Uji mekanik menunjukkan bahwa formulasi A1, yaitu ulvan 3%, PHB 1%, dan PEG400 1%, menghasilkan kuat tarik tertinggi sebesar 16,87±1,70 MPa dengan perpanjangan putus 8,44±1,52%. Uji sudut kontak menunjukkan bahwa penambahan PHB meningkatkan hidrofobisitas permukaan kertas, dengan nilai tertinggi secara numerik pada C5 sebesar 90,75±0,51°. Hasil uji aplikasi menunjukkan bahwa kertas tanpa pelapis tidak mampu menahan cairan, sedangkan kertas berpelapis mampu mempertahankan ketahanan terhadap cairan hingga sekitar 5 jam. Uji biodegradabilitas menunjukkan bahwa sampel berpelapis mengalami penurunan berat sebesar 64,74±0,81% hingga 90,05±0,11% setelah 35 hari penguburan dalam tanah, lebih tinggi dibandingkan kontrol sebesar 25,54±2,36%. Formulasi C10 menunjukkan biodegradabilitas tertinggi dan berbeda signifikan dibandingkan formulasi komposit lainnya. Secara keseluruhan, komposit ulvan–PHB–PEG400 berhasil meningkatkan sifat fungsional kertas, terutama kuat tarik, hidrofobisitas, dan ketahanan terhadap cairan, serta tetap mempertahankan kemampuan biodegradasi dalam tanah. Formulasi terbaik bergantung pada parameter yang diutamakan, yaitu A1 untuk kekuatan mekanik, C5 untuk hidrofobisitas dan ketahanan cairan, serta C10 untuk biodegradabilitas tertinggi. Dengan demikian, pelapis ulvan–PHB–PEG400 berpotensi dikembangkan sebagai pelapis kertas biodegradable untuk aplikasi kemasan pangan..