DAFTAR LAMPIRAN
PEG 400 Total (g)
A. KULTIVASI Ralstonia eutropha
5. Analisa Gugus Fungs
Analisa gugus fungsi bioplastik dilakukan dengan menggunakan
Fourier Transform Infra-Red Spectroscopy (FTIR) dengan merek ATI Mattson. Nur (1989) menyatakan bahwa senyawa organik dapat menyerap sinar infra merah, energi yang diserap tidak cukup untuk mengeksitasi elektron, dan hanya menyebabkan senyawa organik mengalami rotasi dan vibrasi. Vibrasi molekul hanya terjadi bila molekul terdiri dari 2 atom atau lebih. Spektroskopi infra merah disebut juga spektroskopi vibrasi. Untuk setiap ikatan kimia yang berbeda seperti C-C, C=C, O-H dan sebagainya akan mempunyai frekuensi vibrasi yang berbeda.
PHA merupakan suatu poliester dari asam 3-hidroksibutirat dengan beberapa gugus fungsi dominan seperti karbonil ester (C=O), ikatan polimerik -C-O-C-, -OH, -CH-, dan -CH2. Radiasi sinar infra merah dapat
diserap oleh setiap ikatan dwiatom di dalam sampel bioplastik dan menghasilkan frekuensi yang berbeda-beda untuk setiap ikatannya. Karena frekuensi yang dihasilkan berbeda maka kemungkinan dua senyawa yang berbeda memiliki nilai absorbsi yang sama adalah kecil sekali.
Hasil spektrum infra merah dari bioplastik PEG 400 30% dapat dilihat pada Lampiran 13. Sebagai perbandingan adalah spektrum bioplastik PHB tanpa pemlastis Juari (2006) pada Lampiran 14. Dari
kedua gambar tersebut dapat dilihat adanya perbedaan yang nyata terutama spektrum pada bilangan gelombang 3539,28 – 3295,26 cm-1. Identifikasi ikatan kimia untuk masing-masing puncak serapan yang muncul pada bilangan gelombang tertentu baik pada bioplastik PEG 400 30% dan bioplastik PHB tanpa pemlastis dapat dilihat pada Tabel 5. Cara identifikasi gugus fungsi dari spektrum infra merah yang dihasilkan dapat dilihat pada Lampiran 15, sedangkan nilai bilangan gelombang beberapa gugus fungsi yang umum ditemui dapat dilihat pada Lampiran 16.
Tabel 5. Hasil identifikasi spektrum infra merah bioplastik
No Bioplastik PHB tanpa pemlastis2 Bioplastik PEG 400 30%1 Bilangan Gelombang (cm-1) Inten- sitas Identifi- kasi Bilangan Gelombang (cm-1) Inten- sitas Identifi- kasi 1 3440,38 Sedang NH amida protein 3539,28 3478,69 3342,43 3295,26 Sedang OH ikatan hidrogen 2 - - - 3432,67** Tajam OH alkohol 3 2974,97* sedang OH karboksilat 2987,16* Sedang OH karboksilat 4 2931,13* Tajam CH 2954,36- 2884,98* Tajam CH 2854,13* Sedang
5 1751,04* Tajam C=O ester 1750,08* Tajam C=O ester
6 1455,57* Sedang CH2 1457,59 * ** Tajam CH2 7 1380,61* Tajam CH3 1381,10 Tajam CH3 8 1310,87- 1064,10* Tajam C-O-C polimer 1311,35*- 1141,65** Tajam C-O-C polimer 9 979,65* Tajam C-C 979,74* ** Tajam C-C 10 894,80- 462,83 sedang ttd 936,34- 462,83 Sedang- tajam ttd Keterangan: Identifikasi berdasarkan 1Nur 1989 dan 2Juari 2006
ttd = tidak diketahui * Gugus fungsi PHB ** Gugus fungsi PEG 400
Hasil analisa FTIR untuk kurva bioplastik PHB tanpa pemlastis menunjukkan adanya puncak serapan lemah pada bilangan gelombang 3440,38 yang diduga merupakan vibrasi ikatan N-H dari amida protein (Juari, 2006). Protein ini kemungkinan adalah pengotor dari sisa-sisa
ekstraksi massa sel. Lafferty et al. di dalam Rehm dan Reed (1988) menyatakan bahwa PHB dilapisi oleh satu lapisan membran yang mengandung protein sehingga dikatakan granula PHB terdiri dari 98% PHB dan 2% protein.
Gugus fungsi molekul PHA dan ikatan atom penyusun lainnya terdeteksi semuanya pada kurva spektra FTIR bioplastik PHB tanpa pemlastis. Gugus fungsi tersebut antara lain terdiri dari karbonil ester (C=O), -OH (karboksilat), ikatan polimerik C-O-C, ikatan C-H, ikatan C- C, dan ikatan C-H2. Selain itu juga munculnya puncak serapan gugus metil
(CH3) memperkuat dugaan sebelumnya bahwa bioplastik yang dipakai
adalah jenis PHB (poli 3-hidroksibutirat) (Juari, 2006).
Spektrum infra merah untuk bioplastik PEG 400 30% memperlihatkan adanya perbedaan puncak serapan yang mencolok, terutama pada rentang bilangan gelombang 3539,28 cm-1 sampai 3295,26 cm-1. Menurut Nur (1989) daerah pada bilangan gelombang 3300-3600 cm-1 merupakan daerah absorbsi untuk gugus OH alkohol (alkohol atau ikatan hidrogen). Puncak serapan dengan intensitas sedang pada bilangan gelombang 3539,28; 3478,69; 3342,43; dan 3295,26 cm-1 diduga merupakan puncak serapan untuk OH ikatan hidrogen. Sedangkan puncak serapan dengan intensitas tajam pada bilangan gelombang 3432,67 cm-1 merupakan puncak serapan gugus OH untuk gugus hidroksil yang dimiliki oleh molekul PEG. Selain gugus hidroksil, ikatan molekul PEG yang terdeteksi antara lain C-H2, C-O-C (polimer/eter), dan ikatan C-C yang
secara berturut-turut terdeteksi pada bilangan gelombang 1457,59; 1311,35 - 1141,65; dan 979,74 cm-1.
Ikatan hidrogen merupakan gaya lemah yang mengikat atom hidrogen dengan atom yang memiliki nilai elektronegatifitas tinggi seperti O, N, dan F. Atom oksigen pada molekul PHB ada pada gugus karbonil, hidroksil, dan karboksil. Dari ketiga gugus tersebut, atom oksigen yang memungkinkan untuk berikatan hidrogen dengan gugus hidroksil PEG 400 adalah atom oksigen pada gugus karboksil (C=O). Proses pembentukkan
ikatan hidrogen antara molekul PEG dan PHB dapat dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9.
Dari hasil penelitian didapatkan bahwa konsentrasi PEG 400 terbaik sebagai pemlastis poli-HB adalah sebesar 30% b/b dari total bobot bioplastik (PHB+pemlastis). Bioplastik dengan konsentrasi PEG 400 30% memiliki nilai perpanjangan putus terbesar yaitu 0,881 ± 0,326%; kuat tarik 0,083 ± 0,058 MPa; densitas 0,7881 ± 0,1802 g/cm3; titik leleh 158,95 0C; dan kristalinitas 44,58 %. Dari karakteristik tersebut, kemungkinan aplikasi yang bisa diterapkan untuk bioplastik tersebut adalah sebagai drug carrier (pembawa obat) seperti kapsul atau selaput kaplet. Jenis obat yang cocok merupakan jenis obat yang tercerna secara perlahan di dalam tubuh atau slow release drugs. Aplikasi bioplastik PHB + PEG 400 sebagai pembawa obat ini didukung oleh sifat PEG 400 yang aman untuk dikonsumsi dan tidak menimbulkan resiko penyakit kanker. Enzim di dalam tubuh terutama golongan esterase akan memutus ikatan ester poli-HB dan secara perlahan-lahan kandungan zat aktif dalam obat akan terlepas dan diserap oleh tubuh.
Menurut Parra et al. (2006), PEG memiliki karakteristik yang bagus seperti kelarutan yang baik di air dan pelarut organik, tidak beracun, tidak menimbulkan alergi, dan tidak menimbulkan penolakan oleh sel-sel tubuh, sehingga cocok sekali digunakan dalam formulasi obat. Selain itu, PEG bersifat hidrofilik dan peningkatan konsentrasi di dalam bioplastik PEG dapat meningkatkan laju degradasi enzimatiknya. Sampel bioplastik PHB dengan konsentrasi PEG 300 40% yang dikondisikan dengan enzim
α-amilase mengalami degradasi sampai 50% bobot awalnya pada jam ke 401 (16 hari 17 jam). Peningkatan konsentrasi PEG 300 juga menyebabkan peningkatan permeabilitas bioplastik terhadap uap air. Parra
et al. (2005) juga menyebutkan bahwa PHB-PEG biofilm dapat terbiodegradasi secara sempurna.