The Effect of Glycerol Concentration on Biodegradable Plastic Made from Cassava Peel Starch / Pengaruh Konsentrasi dari Gliserol Terhadap Plastik Biodegradable Berbahan Pati dari Kulit Singkong

Indonesia is the second-largest producer of plastic waste in the world, while conventional plastics require a long time to decompose and may generate harmful emissions. Therefore, the development of biodegradable bioplastics has become increasingly important. Abundant cassava peels have potential as a starch source, with glycerol serving as a plasticizer and chitosan as a reinforcing agent. This study aimed to analyze the effect of varying glycerol concentrations (0, 2, 4, 6, and 8 mL) on the functional group characteristics and thermal properties of cassava peel starch–chitosan-based bioplastics. The bioplastics were synthesized by blending starch and chitosan at an 8:2 ratio, followed by the addition of glycerol at different concentrations. Characterization was conducted using Fourier Transform Infrared (FTIR) spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry (DSC). FTIR results indicated no formation of new functional groups; however, shifts and broadening of the –OH absorption bands were observed, suggesting physical interactions through hydrogen bonding among starch, chitosan, and glycerol. DSC analysis revealed that glycerol concentration significantly affected the thermal properties of the bioplastics, with the highest melting temperature (Tm) obtained at 6 mL glycerol (160.67 °C) and the lowest at 8 mL glycerol (129.33 °C). The formulation containing 8 mL glycerol exhibited the highest fusion enthalpy (321.73 J/g). These findings indicate that the addition of 6 mL glycerol provides the most optimal plasticization condition with the highest thermal stability, whereas higher glycerol concentrations result in over-plasticization. The optimal formulation shows potential for further development as an environmentally friendly packaging material.

Indonesia merupakan produsen sampah plastik terbesar kedua di dunia, sementara plastik konvensional memiliki waktu dekomposisi yang panjang dan berpotensi menghasilkan emisi berbahaya. Oleh karena itu, pengembangan bioplastik biodegradable menjadi penting. Kulit singkong yang melimpah berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber pati, dengan gliserol sebagai plasticizer dan kitosan sebagai bahan penguat. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi konsentrasi gliserol (0, 2, 4, 6, dan 8 mL) terhadap karakteristik gugus fungsi dan sifat termal bioplastik berbasis pati kulit singkong–kitosan. Bioplastik disintesis dengan mencampurkan pati dan kitosan pada rasio 8:2, diikuti penambahan gliserol dengan konsentrasi berbeda. Karakterisasi dilakukan menggunakan Fourier Transform Infrared (FTIR) dan Differential Scanning Calorimetry (DSC). Hasil FTIR menunjukkan tidak terbentuknya gugus fungsi baru, namun terjadi pergeseran dan pelebaran pita serapan –OH yang mengindikasikan interaksi fisik berupa ikatan hidrogen antara pati, kitosan, dan gliserol. Analisis DSC menunjukkan bahwa variasi gliserol berpengaruh signifikan terhadap sifat termal bioplastik, dengan nilai suhu leleh (Tm) tertinggi pada penambahan 6 mL gliserol (160,67 °C) dan terendah pada 8 mL gliserol (129,33 °C). Formulasi 8 mL gliserol menunjukkan nilai entalpi fusi tertinggi (321,73 J/g). Hasil ini menunjukkan bahwa penambahan gliserol sebesar 6 mL menghasilkan kondisi plastisasi paling optimal dengan stabilitas termal tertinggi, sedangkan konsentrasi yang lebih tinggi menyebabkan plastisasi berlebih. Formulasi optimum berpotensi dikembangkan sebagai material kemasan ramah lingkungan.