AKTIVITAS ANTIBAKTERI NANOPARTIKEL KITOSAN
BERBASIS CANGKANG LOBSTER TERHADAP BAKTERI
Staphylococcus aureus
DAN
Staphylococcus epidermidis
ANNISA ULFA SAFITRI
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan Berbasis Cangkang Lobster terhadap Bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis adalah benar karya saya
dengan arahan dari dosen pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, 13 Januari 2016
Annisa Ulfa Safitri
ABSTRAK
ANNISA ULFA SAFITRI. Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan Berbasis Cangkang Lobster terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis. Dibimbing oleh PIPIH SUPTIJAH dan SAFRINA
DYAH HARDININGTYAS.
Kitosan merupakan turunan kitin berfungsi sebagai senyawa antibakteri yang berasal dari cangkang krustasea. Tujuan dari penelitian ini adalah mengkarakterisasi kitosan dan nanopartikel kitosan lobster serta menganalisis aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri Staphylococcus aureus
dan Staphylococcus epidermidis. Hasil analisis proksimat cangkang lobster yang
diperoleh meliputi nilai kadar air 17,85%, kadar protein 12,24% dan kadar abu 56,72%. Kitosan memiliki nilai derajat deasetilasi sebesar 92,51% dengan nilai kadar air 4,9%, kadar abu 0,18% dan kadar nitrogen 2,71%. Analisis PSA nanopartikel kitosan menunjukkan nilai Z average sebesar 357,76 nm. Hasil terbaik analisis aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis terdapat pada konsentrasi
3000 ppm dan diperoleh nilai KHM pada konsentrasi 750 ppm. Kata kunci: cangkang lobster, kitosan, nanopartikel kitosan.
ABSTRACT
ANNISA ULFA SAFITRI. Antibacterial Activity of Nanoparticles Chitosan of Shell Based Lobster Against Bacteria Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis. Supervised by PIPIH SUPTIJAH and SAFRINA
DYAH HARDININGTYAS.
Chitosan is a derivative of chitin serves as an antibacterial compound derived from the shells of crustaceans. The purpose of this research was to characterize chitosan and chitosan nanoparticles lobster as well as analyzing the antibacterial activity of nanoparticles of chitosan against Staphylococcus aureus
and Staphylococcus epidermidis. The results of proximate analysis lobster shells
were 17,85% of water content, 12,24% of protein content, and 56,72% of ash content. Chitosan had 92,51% of DD value with 4,9% of moisture content, 0,18% of ash content and 2,71% of nitrogen content. PSA analysis of nanoparticles chitosan showed Z average value of 357,76 nm. The best results of
antibacterial activity against Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis of chitosan nanoparticles were concentration on
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB.
AKTIVITAS ANTIBAKTERI NANOPARTIKEL KITOSAN
BERBASIS CANGKANG LOBSTER TERHADAP BAKTERI
Staphylococcus aureus
DAN
Staphylococcus epidermidis
ANNISA ULFA SAFITRI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada
Departemen Teknologi Hasil Perairan
DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
4
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’alamin. Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan November 2014 sampai Mei 2015 di Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Preservasi dan Diversifikasi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Departemen Teknologi Hasil Perairan, Institut Pertanian Bogor. Judul yang dipilih adalah Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan Berbasis Cangkang Lobster terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis.
Pada kesempatan ini, dengan segala kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan hingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini, yaitu:
1 Ibu Dr Dra Pipih Suptijah MBA dan Ibu Safrina Dyah Hardiningtyas SPi MSi selaku dosen pembimbing yang telah memberikan banyak bantuan serta pengarahan selama proses penelitian dan penulisan.
2 Prof Dr Ir Joko Santoso MSi selaku Ketua Departemen Teknologi Hasil Perairan.
3 Ibu Dr Ir Iriani Setyaningsih MS selaku Ketua Program Studi Departemen Teknologi Hasil Perairan, staf dosen dan staf akademik Departemen Teknologi Hasil Perairan atas segala bimbingan dan arahan yang diberikan kepada penulis.
4 Ibu Nita Rosita, Ayah Waladan Mardijja, Adik Aulia Muhammad Ilham dan Adik Abqori Muhammad Hanif yang selalu memberikan semangat dan cinta yang luar biasa kepada penulis.
5 Ibu Ema Masruroh selaku Laboran Departemen Teknologi Hasil Perairan yang telah membantu dan memberikan arahan selama proses penelitian antibakteri. 6 Kak I Wayan Darya Kartika, Arman Hartono Komala, Idan Mardani, Nur
Faizah, Fianita Nur Utami, Iman Darmawan, Siti Restiani dan Adila Sabiliilaika yang telah membantu dan memberi arahan selama pengumpulan data.
7 Teman-teman geng mikrob yang telah membantu dan menemani selama penelitian.
8 “Keluarga Cemara” (Eki, Gesti, Adilla, Rere, Fianita, Aulia, Aziza, Intan,
Navisa, Aisyah, Bramantyo dan Bagja), serta teman-teman THP 48 untuk kebersamaan, bantuan dan kerjasama selama menempuh studi di THP.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, 22 September 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ... ii
DAFTAR GAMBAR ... ii
DAFTAR LAMPIRAN ... ii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Perumusan Masalah ... 2
Tujuan Penelitian ... 2
Manfaat Penelitian ... 2
Ruang Lingkup Penelitian ... 2
METODE PENELITIAN ... 3
Waktu dan Tempat ... 3
Bahan dan Alat ... 3
Prosedur Penelitian ... 3
Prosedur Analisis ... 7
Analisis Data ... 9
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 10
Karakteristik Cangkang Lobster ... 10
Karakteristik Kitosan ... 11
Karakteristik Nanopartikel Kitosan ... 13
Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan ... 15
Konsentrasi Hambat Minimum ... 17
KESIMPULAN DAN SARAN ... 17
Kesimpulan ... 17
Saran ... 18
DAFTAR PUSTAKA ... 18
LAMPIRAN ... 23
DAFTAR TABEL
1 Komposisi kimia cangkang lobster dan cangkang krustasea lainnya ... 10
2 Karakteristik kitosan lobster dari rendemen hasil perendaman HCL 1 N (120 jam) ... 12
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir penelitian ... 42 Diagram alir pembuatan kitosan lobster ... 5
3 Diagram alir pembuatan nanopartikel kitosan lobster ... 6
4 Nilai rendemen kitosan terhadap perbedaan lama perendaman HCl... 11
5 Spektrum inframerah kitosan lobster... 13
6 Morfologi nanopartikel kitosan perbesaran (a) 2000x (b) 5000x... 15
7 Hasil pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dan kontrol (+) obat kumur komersial A terhadap bakteri Staphylococcus aureus (a) pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dan kontrol (+) obat kumur komersial B terhadap bakteri Staphylococcus epidermidis (b)...16
8 Aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis... 15
DAFTAR LAMPIRAN
1 Hasil uji ANOVA lama waktu perendaman terhadap rendemen kitosan ... 252 Hasil uji DMRT untuk pengaruh lama waktu perendaman terhadap rendemen ... 25
3 Data hasil perhitungan derajat deasetilasi kitosan lobster ... 25
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Lobster (Panulirus versicolor) merupakan salah satu komoditas perikanan
yang memiliki nilai ekonomis tinggi. Data menunjukkan volume permintaan lobster pada tahun 2014 mencapai 3427 ton (KKP 2014). Lobster banyak dimanfaatkan oleh masyarakat Indonesia untuk dimakan dagingnya, sedangkan limbah yang dihasilkan seperti kepala, cangkang dan jeroan jumlahnya mencapai 50-70% dari total berat bahan baku. Limbah yang dihasilkan akan bernilai ekonomis jika dilakukan pengolahan lebih lanjut yaitu dengan mengolah cangkang lobster sebagai bahan baku pembuatan kitosan. Cangkang kepiting, udang dan lobster telah lama diketahui sebagai sumber bahan dasar produksi kitosan karena kandungan kitinnya cukup tinggi.
Kitosan merupakan turunan dari kitin dengan rumus N-asetil D-glukosamin, merupakan polimer kationik dengan jumlah monomer sekitar 2000-3000 monomer, tidak toksik dengan LD50 = 16 g/kg berat badan dan mempunyai bobot molekul sekitar 800 KDa (Janesh 2003). Kitosan merupakan salah satu senyawa yang dimanfaatkan dalam bidang farmasi sebagai antibakteri. Kitosan memiliki keunggulan diantaranya biodegradable, biocompatible dan non toxic. Kitosan
dimanfaatkan sebagai antibakteri dilihat dari kemampuan muatan positifnya berinteraksi dengan permukaan sel bakteri bermuatan negatif, sehingga mengganggu pertumbuhan koloni bakteri (Goy et al. 2009). Modifikasi penelitian
mengenai kitosan telah banyak dilakukan baik dalam proses kimia maupun fisik dengan mengubah ukuran partikel kitosan yaitu dalam bentuk nanopartikel. Nanopartikel kitosan memiliki daya serap dan kemampuan yang lebih baik sebagai senyawa antibakteri dibandingkan kitosan ukuran biasa (Karmelia 2009).
Bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis merupakan
bakteri Gram-positif patogen yang diduga menyebabkan berbagai macam
penyakit mulut seperti periodontitis (Passariello et al. 2012), peri-implantitis
(Heitz-Mayfield dan Lang 2010), infeksi endodontik dan bahkan karies gigi (Kouidhi et al. 2010). Staphylococcus aureus dalam mulut dapat menyebabkan
infeksi fasial dan periodontal abses. Staphylococcus aureus merupakan salah satu
penyebab terjadinya abses yang timbul karena adanya kelainan periodontal dari gigi, kombinasi adanya invasi bakteri dan respon tubuh mengawali terjadinya kerusakan gigi dan jaringan (Sitepu 2011). Bakteri Staphylococcus epidermidis
merupakan salah satu bakteri yang menyebabkan pernanahan, namun lebih bersifat parasit dibandingkan patogen.
2
adalah kitosan, dengan menggunakan bahan dasar cangkang lobster serta modifikasi bentuk berupa nanopartikel.
Perumusan Masalah
Pemanfaatan bahan alami khususnya cangkang lobster belum dilakukan secara maksimal. Kitosan sebagai senyawa antibakteri rongga mulut dalam bentuk nanopartikel masih belum banyak dikembangkan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan berbasis cangkang lobster terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis yang
diisolasi dari rongga mulut.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kitosan dan nanopartikel kitosan berbahan dasar lobster, mengkarakterisasi kitosan dan nanopartikel kitosan lobster serta pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis yang diisolasi dari rongga
mulut.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai kandungan kitosan yang terdapat pada cangkang lobster, menerapkan teknologi nanopartikel kitosan dalam upaya meningkatkan efektivitas pada pengobatan, serta memberikan informasi mengenai pemanfaatan cangkang lobster sebagai sumber kitosan yang dapat dijadikan bahan aktif mencegah aktivitas bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis yang diisolasi dari rongga
mulut.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini terdiri atas beberapa tahap yakni preparasi cangkang lobster, pembuatan kitosan menggunakan perlakuan perbedaan waktu perendaman HCl terhadap nilai rendemen kitosan lobster yang dihasilkan, pembuatan nanopartikel kitosan lobster, karakterisasi kitosan dan nanopartikel kitosan lobster, pengambilan sampel bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis di Laboratorium Mikrobiologi Universitas Indonesia,
3
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Desember 2014 hingga Mei 2015. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Diversifikasi dan Pengolahan Hasil Perairan, Laboratorium Mikrobiologi Hasil Perairan (Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan), Laboratorium Pusat Antar Universitas (PAU) Institut Pertanian Bogor, Laboratorium Analisis Bahan (Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam) dan Laboratorium Nanoteknologi Pascapanen, Institut Pertanian Bogor.
Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah cangkang lobster yang diperoleh dari TPI Muara Angke, Jakarta sebanyak 1 kg. Bahan yang digunakan selama proses ekstraksi kitosan dari cangkang lobster adalah NaOH 3 N, HCl 1 N, NaOH 50%, Natrium hipoklorit (NaOCl) dan akuades. Bahan yang digunakan selama proses pembuatan nanopartikel kitosan adalah asam asetat 1%, tween 80, TPP 0,1%. Bahan yang digunakan selama proses pengujian aktivitas antibakteri adalah media Nutrient Agar (Oxoid), media Nutrient Broth (Oxoid),
media Mueller Hinton Agar (Oxoid), obat kumur komersial A dan B serta bakteri
rongga mulut Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis yang
diisolasi dari rongga mulut, serta diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Universitas Indonesia.
Alat yang digunakan selama proses penelitian adalah timbangan (Fisher Scietific A-160), kompor listrik, indikator pH universal, oven (Yamato), tanur.
FTIR (Fourier Transform InfraRed) jenis Bruker infrared spectrophotometer,
VASCO-Particle Size Analyzer (PSA), mikroskop SEM EVO 50 Carl Zeis.
mikropipet (Eppendorf), inkubator (Binder), autoklaf (Yamato SM 52) dan Spektrofotometer UV-Vis (Epoch).
Prosedur Penelitian
Penelitian terdiri dari empat tahap. Tahap pertama adalah preparasi dan karakteristik bahan baku cangkang lobster. Tahap kedua adalah ekstraksi dan karakteristik kitosan lobster. Tahap ketiga adalah pembuatan dan karakteristik nanopartikel kitosan lobster. Tahap keempat adalah perlakuan konsentrasi terbaik nanopatikel kitosan lobster dalam menghambat pertumbuhan bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis. Diagram alir penelitian
secara garis besar disajikan pada Gambar 1.
Preparasi dan Karakteristik Cangkang Lobster
4
Karakteristik cangkang lobster selanjutnya dilakukan dengan menggunakan analisis kadar air, kadar abu dan kadar protein.
Gambar 1 Diagram alir penelitian.
Ekstraksi dan Karakteristik Kitosan (modifikasi Suptijah 2012)
Ekstraksi dilakukan dengan menggunakan sampel cangkang lobster kering 150 g sebanyak tiga kali ulangan melalui proses pretreatment perendaman
menggunakan larutan HCl 1 N dengan perlakuan waktu perendaman 0 jam, 24 jam, 72 jam dan 120 jam terhadap nilai rendemen kitosan. Cangkang lobster diekstraksi dengan larutan HCl 1 N, 1:7 pada suhu 90 ˚C selama 1 jam. Cangkang lobster yang telah dilakukan proses demineralisasi direndam dengan larutan NaOH 3 N selama 24 jam. Cangkang lobster diekstraksi dengan menggunakan larutan NaOH 3 N, 1:10 pada suhu 90 ˚C selama 1 jam. Proses dekolorisasi menggunakan natrium hipoklorit (NaOCl) 0,1%. Proses deasetilasi menggunakan
larutan NaOH 50%, 1:10 pada suhu 120 ˚C selama 1 jam. Proses netralisasi dilakukan pada setiap akhir proses deproteinasi, demineralisasi, dekolorisasi dan deasetilasi, hal ini dilakukan agar kitosan yang dihasilkan memiliki pH 7 (netral). Karakterisasi kitosan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan analisis
Pengenceran nanopartikel kitosan
5
proksimat dan analisis gugus fungsi. Prosedur pembuatan kitosan lobster disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2 Diagram alir pembuatan kitosan lobster.
Pembuatan dan Karakteristik Nanopartikel Kitosan (modifikasi metode Suptijah et al. 2011)
Pembuatan nanopartikel kitosan diawali dengan 3 g kitosan serbuk dilarutkan dalam 60 mL asam asetat 1% hingga membentuk gel. Penambahan aquades hingga 1 L dan dilakukan proses homogenisasi menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan 3700 rpm selama 2 jam. Penambahan tween 80
(polioksietilen 20 sorbitan monooleat) dan homogenisasi selama 1 jam.
Pretreatment perendaman HCl 1 N 1:7 (selama 0, 24, 72 dan 120 jam)
Cangkang lobster kering
Demineralisasi HCl 1 N 1:7, 90 ˚C (1 jam)
Analisis kadar air, abu dan protein
Deasetilasi NaOH 50% 1:10, 120 ˚C (1 jam) Dekolorisasi Natrium hipoklorit 0,1%
Netralisasi
Kitin Netralisasi
Deproteinisasi NaOH 3 N 1:10, 90 ˚C (1 jam)
Pretreatment perendaman NaOH 3 N 1:10 (selama 24 jam)
Netralisasi
Kitosan Netralisasi
- Analisis kadar air, abu dan nitrogen - Analisis gugus
fungsi
6
Penambahan tripolifosfat (TPP) 0,1% sebanyak 200 mL dan homogenisasi 1 jam. Larutan nanopartikel kitosan selanjutnya dilakukan analisis Particle Size Analyze (PSA) dan analisis Scanning Electron Microscopy (SEM). Prosedur pembuatan
nanopartikel kitosan lobster disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3 Diagram alir pembuatan nanopartikel kitosan lobster.
Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan (Nurainy et al. 2008)
Pengujian antibakteri yang dilakukan menggunakan metode difusi sumur agar, meliputi beberapa tahap sebagai berikut: (1) pengambilan sampel bakteri yang diisolasi dari rongga mulut yaitu Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis yang diperoleh di laboratorium mikrobiologi
Universitas Indonesia (2) persiapan media, yaitu pembuatan media padat NA dan NB (3) penyegaran suspensi bakteri (4) pembuatan media MHA dan (5) uji aktivitas bakteri.
Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA)
Media NA dibuat dengan cara melarutkan sebanyak 0,7 g bubuk media NA dalam akuades hingga volumenya 25 mL, dipanaskan menggunakan kompor listrik sambil diaduk hingga mendidih. Media NA sebanyak 7 mL dimasukkan ke dalam tabung reaksi, lalu di sterilisasi dengan autoklaf pada suhu 121 °C dengan tekanan 1 atm selama 15 menit. Media kemudian dimiringkan dan dibiarkan memadat selama 24 jam.
Pembuatan Media Padat Mueller Hinton Agar (MHA)
Media padat MHA dibuat dengan cara melarutkan sebanyak 1,52 g bubuk media MHA dalam akuades hingga volumenya 40 mL dan dipanaskan sambil diaduk hingga mendidih. Media MHA sebanyak 20 mL dimasukkan ke dalam tabung reaksi, lalu di sterilisasi. Media kemudian dibiarkan memadat dan disimpan di dalam refrigerator. Homogenisasi magnetic stirrer 2 jam
7
Uji Aktivitas Antibakteri
Media MHA cair sebanyak 20 mL ditambahkan 20 µL bakteri uji yang telah diukur nilai OD-nya, lalu dihomogenkan dengan vorteks dan dimasukkan ke dalam cawan petri steril. Media agar didiamkan pada suhu ruang selama 15 menit atau sampai agar membeku. Media MHA yang telah membeku kemudian dilakukan pembuatan sumur dengan diameter 6 mm dan diberi ekstrak dengan konsentrasi 750, 1500 dan 3000 ppm (20 µL). Asam asetat 1% sebagai kontrol negatif (20 µL). Cawan petri yang telah mengandung bakteri tersebut dilapisi plastik untuk menghindari kontaminasi dan disimpan di dalam refrigerator selama 3 jam agar ekstrak berdifusi terlebih dahulu. Cawan petri kemudian diletakkan di dalam inkubator pada suhu 37 °C selama 24 jam. Aktivitas antibakteri diukur dengan mengamati zona bening yang terbentuk menggunakan jangka sorong.
Prosedur Analisis
Analisis Proksimat
Analisis proksimat merupakan suatu analisis yang dilakukan untuk mengetahui komposisi kimia suatu bahan yang meliputi, analisis kadar air, kadar abu dan kadar protein yang mengacu pada SNI 01-2891-1992.
Analisis kadar air
Cawan porselen dikeringkan dahulu dalam oven pada suhu 105 °C selama 60 menit. Cawan porselen yang sudah kering dimasukkan dalam desikator selama 15 menit dan ditimbang hingga menunjukkan berat yang konstan. Sampel sebanyak 2 g ditimbang dan dimasukkan ke cawan lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama 3 jam. Cawan beserta isinya kemudian didinginkan dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang hingga diperoleh berat yang konstan. Kadar air dihitung dengan rumus:
Keterangan:
A = berat cawan kosong (g)
B = berat cawan + sampel awal (g) C = berat cawan + sampel kering (g)
Analisis Kadar Abu
8
Keterangan :
A = berat cawan porselen kosong (g) B = berat cawan dengan sampel (g)
C = berat cawan dengan sampel setelah dikeringkan (g)
Analisis Kadar Protein
Pengukuran kadar protein dilakukan dengan metode semimikro kjeldahl. Sampel ditimbang sebanyak 0,5 g, kemudian dimasukkan ke dalam labu kjeldahl 100 mL, lalu ditambahkan setengah butir kjeltab (tablet katalis) dan 25 mL H2SO4 pekat. Sampel didestruksi pada suhu 410 °C selama kurang lebih 1 jam sampai larutan berwarna hijau jernih lalu didinginkan. Sampel dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL dan ditambahkan akuades sampai dengan tanda tera. Sampel larutan tersebut dipipet 5 mL dan ditambahkan 10 mL NaOH 30% kemudian didestilasi dengan suhu destilator 100 °C. Hasil destilasi ditampung dalam labu Erlenmeyer 250 mL yang berisi 10 mL asam borat (H3BO3) 2% dan indikator campuran dari
bromcherosol green 0,1% dan methyl red 0,1% dengan perbandingan 5:1.
Destilasi dilakukan sampai diperoleh larutan berwarna hijau kebiruan. Destilat dititrasi dengan HCl 0,01 N sampai warna larutan berubah warna menjadi merah muda. Volume titran dibaca dan dicatat. Penetapan blanko dilakukan seperti tahapan sampel. Kadar protein dihitung dengan rumus:
Nitrogen (%) = (S–B) x N HCl x 14,007 x FP x W x 100% Keterangan:
S = Volume titran sampel (mL) B = Volume titran blanko (mL)
N HC = Normalitas HCl standar yang digunakan (mgrek/mL) 14,007 = Berat ekuivalen atom nitrogen (mg/mgrek)
FP = Faktor pengenceran W = Bobot sampel kering (mg)
Kadar protein (%) = Nitrogen (%) x faktor konversi Keterangan: Protein mengandung rata-rata 16% nitrogen
Analisis Rendemen
Rendemen kitosan diperoleh dari perbandingan berat kering kitosan yang dihasilkan terhadap berat bahan baku cangkang lobster Rendemen kitosan diperoleh dengan rumus:
Rendemen kitosan (%) = Berat kering kitosan (g) x 100% Berat cangkang (g)
Analisis Gugus Fungsi menggunakan FTIR (Khan et al. 2002) .
9
ditekan sehingga akan muncul histogram FTIR pada rekorder yang memunculkankan puncak-puncak dari gugus fungsi yang terdapat pada sampel kitosan. Histogram yang diperoleh dapat digunakan untuk analisis kualitatif dan kuantitatif misalnya analisis kuantitatif derajat deasetilasi dari kitosan. Pengukuran nilai derajat deasetilasi dilakukan dengan menggunakan metode
baseline.
Analisis PSA Nanopartikel Kitosan (Burgess et al. 2004)
Analisis ukuran partikel nanopartikel kitosan dilakukan menggunakan alat VASCO-Particle Size Analyzer. Sampel nanopartikel kitosan dimasukkan
kedalam dispersan berupa akuades pH 7 kemudian penempatkan di dalam kuvet sebanyak 1 mL. Kuvet kemudian ditembakkan sinar tampak sehingga terjadi difraksi. Pengukuran ukuran partikel memanfaatkan prinsip penghamburan cahaya tampak. PSA merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui ukuran partikel secara cepat dengan menyediakan data dalam bentuk distribusi ukuran partikel. Metode yang digunakan, diantaranya difraksi laser, penghamburan cahaya, dan sedimentasi. Prinsip pengukuran partikel dengan difraksi laser yaitu partikel yang melewati sinar laser akan menghamburkan cahaya pada sudut yang sesuai dengan ukurannya. Sistem kerja difraksi laser terdiri atas laser sebagai sumber cahaya, serangkaian detektor untuk mengukur pola cahaya yang dihasilkan melalui berbagai sudut, dan sistem sampel untuk memastikan material melewati sinar laser.
Analisis SEM Nanopartikel Kitosan (Toya et al. 1986)
Analisis terhadap ukuran partikel nanopartikel kitosan diamati dengan Scanning Electron Microscopy (SEM). Analisis ini menggunakan alat SEM EVO 50 Carl Zeis. Preparasi sampel untuk pengamatan ini dimulai dengan pengeringan sampel menggunakan spray drying. Setelah preparasi, sampel diletakkan pada
logam yang dilapisi karbon untuk selanjutnya dilakukan pelapisan emas (Au) 400 Å di dalam Magnetron Sputtering Device yang dilengkapi dengan pompa vakum, pada proses vakum terjadi loncatan logam emas ke arah sampel, sehingga melapisi sampel. Sampel yang telah dilapisi emas diletakkan pada lokasi sampel dalam mikroskop elektron dan dengan terjadinya tembakan elektron ke arah sampel, maka akan terekam ke dalam monitor dan kemudian dilakukan pemotretan.
Analisis Data
Data yang diperoleh dari penelitian tahap pengukuran rendemen kitosan terhadap lama perendaman HCl dianalisis dengan menggunakan program
Statistical Product and Service Solutions (SPSS) 15. Analisis statistik data
10
Yij= μ + Ai+ εij Keterangan:
Yij = Hasil pengamatan krim ke-j dengan perlakuan ke-i
i = Perbedaan lama perendaman HCl (0, 24, 72 dan 120 jam) j = Ulangan dari setiap perlakuan (tiga kali)
μ = Nilai tengah umum Ai = Pengaruh perlakuan ke-i
εij = Pengaruh galat
Data yang diamati dianalisis secara statistik dengan analisis ragam ANOVA. Apabila hasil analisis menunjukkan berpengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji Duncan’s dengan taraf kepercayaan 95%. Hipotesis yang digunakan adalah sebagai berikut:
H0: Perbedaan lama perendaman HCl tidak berpengaruh nyata terhadap rendemen kitosan yang dihasilkan.
H1: Perbedaan lama perendaman HCl berpengaruh nyata terhadap rendemen kitosan yang dihasilkan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Cangkang Lobster
Cangkang lobster yang digunakan terlebih dahulu dikarakterisasi dengan analisis komposisi kimia. Analisis komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui kandungan gizi yang terkandung didalam cangkang lobster. Analisis komposisi kimia yang dilakukan pada penelitian ini meliputi kadar air, kadar abu dan kadar protein. Komposisi kimia cangkang lobster dan beberapa cangkang krustasea lainnya disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi kimia cangkang lobster dan cangkang krustasea lainnya Sumber cangkang Kadar air
(% bk) Kadar protein (% bk) Kadar abu (% bk) Cangkang lobster 17,85±0,32 12,24±0,19 56,72±0,34
Cangkang rajungan1 5,48 10,43 42,61
Cangkang udang2 5,61 30,41 25,32
Keterangan: 1(Rochima 2005); 2(Rini 2010).
Hasil analisis kimia yang diperoleh pada Tabel 1 menunjukkan bahwa perbedaan nilai kadar air yang dihasilkan diduga karena perbedaan proses pengeringan yang dilakukan, penanganan bahan selama proses pengeringan dan kadar air awal. Proses pengeringan pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan oven lampu selama 24 jam, sehingga berbeda dengan kadar air yang diperoleh cangkang rajungan dan cangkang udang. Tingginya kadar abu dan protein dari bahan baku menunjukan bahwa proses ekstraksi kitosan memerlukan
pretreatment terhadap proses demineralisasi dan deproteinasi, agar nilai kadar abu
11
proses yang lebih lama serta kondisi optimum proses yang akan dilakukan seperti suhu proses dan kecepatan pengadukan. Proses pretreatment pada penelitian ini
dilakukan dengan cara merendam cangkang lobster pada larutan yang digunakan sebelum proses demineralisasi dan deproteinasi.
Karakteristik Kitosan
Kitosan dapat ditemukan dalam kerangka krustasea, seperti kepiting, udang dan lobster. Proses pembuatan kitosan lobster dilakukan melalui empat tahap yaitu deproteinasi NaOH 3 N 1:10, demineralisasi HCl 1 N 1:7, dekolorisasi Natrium hipoklorit (NaOCl) 1% dan deasetilasi NaOH 50% 1:20. Proses deproteinasi bertujuan untuk menghilangkan fraksi protein, demineralisasi bertujuan untuk menghilangkan fraksi mineral, dekolorisasi bertujuan untuk menghilangkan zat warna yang terdapat pada cangkang lobster dan deasetilasi bertujuan untuk menghilangkan gugus asetil pada gugusan asetil amino kitin menjadi gugus amino bebas kitosan.
Cangkang lobster yang digunakan pada ekstraksi kitosan adalah sebesar 150 g sebanyak tiga kali ulangan dengan perlakuan perbedaan waktu perendaman sebanyak 0 jam, 24 jam, 72 jam dan 120 jam. Perbedaan perlakuan perendaman menggunakan HCl 1 N diperoleh nilai rendemen yang berbeda, dapat dilihat pada Gambar 4.
Keterangan : Huruf a, b, c, d, e, f menunjukan hasil beda nyata (p<0,05). Gambar 4 Nilai rendemen kitosan terhadap perbedaan lama perendaman HCl.
Hasil analisis keragaman ANOVA menunjukkan adanya pengaruh nyata antara perlakuan waktu perendaman terhadap nilai rendemen kitosan yang dihasilkan (Nilai-p<0,05) (Lampiran 1). Perbedaan perlakuan terbaik diperoleh dari uji lanjut DMRT (lampiran 2) dengan tingkat kepercayaan 95%, pada perlakuan perbedaan waktu perendaman cangkang lobster menggunakan HCl 1 N (120 jam), dengan nilai rendemen tertinggi sebesar 15,6%. Mahmoud et al. (2005)
12
dianalisis menggunakan perolehan nilai rendemen terbaik yaitu pada perendaman HCl 1 N (120 jam) dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Karakteristik kitosan lobster dari rendemen hasil perendaman HCl 1 N (120 jam)
Parameter Kitosan lobster Standard SNI 7949:20131
Warna Keterangan : 1SNI 7949:2013.
Hasil analisis proksimat menunjukkan bahwa kadar air kitosan lobster memiliki nilai yang lebih kecil yaitu sebesar 4,9% dibandingkan dengan standar mutu yang telah ditetapkan oleh SNI 7949:2013 (Tabel 2) yaitu ≤ 12%.
Suptijah et al. (2011) menyatakan bahwa kadar air rendah diperoleh melalui cara
pengeringan yang baik, hal ini disebabkan pada waktu proses pengeringan dilakukan dengan menggunakan oven suhu 40 °C. Nilai presentasi kadar air yang dihasilkan dipengaruhi oleh proses pengeringan, lama pengeringan yang dilakukan, jumlah kitosan yang dikeringkan dan luas tempat permukaan tempat kitosan yang dikeringkan. Penelitian Zahiruddin et al. (2008) juga menyatakan
bahwa persentase kadar air kitosan dipengaruhi oleh proses pengeringan, lama pengeringan, jumlah kitosan yang dikeringkan dan luas permukaan tempat kitosan dikeringkan.
Kadar abu merupakan parameter mutu kitosan yang digunakan untuk mengindikasi kandungan mineral dalam sampel. Data yang diperoleh pada penelitian ini menunjukan bahwa kitosan lobster memiliki nilai kadar abu yang rendah yaitu sebesar 0,18% dan memenuhi standar mutu yang telah ditetapkan oleh SNI 7949:2013 yaitu ≤ 5%. Suptijah et al. (2011) menyatakan bahwa faktor
yang memiliki pengaruh terhadap kandungan mineral kitosan adalah kualitas air yang digunakan ketika proses penetralan kitosan serta efektivitas proses demineralisasi yang dilakukan. Pretreatment yang dilakukan yaitu perendaman
menggunakan larutan HCL 1N selama 120 jam sebelum proses demineralisasi mengakibatkan terjadinya perubahan mineral secara sempurna yang terdapat pada cangkang lobster, sehingga mengakibatkan kadar abu yang terkandung dalam kitosan lobster rendah.
Kadar nitrogen yang diperoleh pada penelitian ini menunjukan bahwa kitosan lobster memiliki nilai yang cukup rendah yaitu sebesar 2,71% dibandingkan dengan standar mutu yang telah ditetapkan oleh SNI 7949:2013
yaitu ≤ 5%. Nilai kadar abu yang diperoleh berkaitan dengan proses deproteinasi
yang baik dan proses perendaman selama 24 jam sebelum pemanasan serta proses pencucian dan penetralan yang sudah baik sehingga menyebabkan rantai asam amino dapat terlepas secara sempurna. Abdulkarim et al. (2013) menyatakan
13
mengakibatkan reaksi antara protein dengan larutan pembentuk ester (Na-proteinat) menjadi sempurna, sehingga protein yang dihilangkan akan semakin banyak.
Derajat deasetilasi merupakan parameter yang sangat penting untuk menentukan mutu kitosan. Derajat deasetilasi menunjukkan persentase perubahan gugus asetil yang dihilangkan dari kitin menjadi kitosan. Semakin tinggi nilai derajat deasetilasi, maka semakin sedikit gugus asetil yang terdapat pada kitosan. Analisis gugus fungsi menggunakan FTIR (Fourier Transform InfraRed)
umumnya digunakan untuk melihat gugus fungsi dan menentukan nilai derajat deasetilasi dari kitosan. Hasil analisis gugus fungsi yang diperoleh menunjukan puncak-puncak spektogram dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5 Spektrum inframerah kitosan lobster.
Hasil analisis gugus fungsi pada kitosan menunjukkan derajat deasetilasi sebesar 92,51% (Lampiran 3). Nilai tersebut menandakan bahwa kitosan yang dihasilkan telah sesuai dengan standar mutu yang telah ditentukan oleh SNI
7949:2013 yaitu ≥ 75%. Tingginya derajat deasetilasi menandakan bahwa kitosan
yang dihasilkan sudah semakin murni dari pengotornya yaitu protein, mineral, pigmen serta gugus asetil sehingga kitosan memiliki kelarutan yang sempurna dalam asam asetat 1% (Suptijah 2006). Nilai derajat deasetilasi yang semakin besar akan menyebabkan kitosan yang dihasilkan semakin reaktif, hal ini dikarenakan semakin banyak gugus amina yang melepaskan gugus asetil. Gugus fungsi kitosan yang dihasilkan terdiri dari gugus fungsi hidroksil (-OH) yang berada pada bilangan gelombang 3456 cm-1, gugus fungsi metil (C-H) yang berada pada bilangan gelombang 2885 cm-1, 2120 cm-1. Gugus fungsi hidroksil pada kitosan umumnya muncul pada bilangan gelombang 3450-3200 cm-1, sedangkan gugus fungsi amida muncul pada bilangan gelombang 1660-1500 cm-1 (Feris et al. 2008).
Karakteristik Nanopartikel Kitosan
Proses pembuatan nano kitosan pada penelitian ini menggunakan metode gelasi ionik dengan penambahan zat pengikat silang berupa tripolifosfat dan surfaktan non ionik tween 80 dengan alat magnetic stirrer. Penggunaan
14
memproduksi partikel emulsi dalam larutan membentuk partikel serbuk yang sangat kecil dan homogen yang disebut misel. Alat magnetic stirrer yang
digunakan dalam pembuatan nanopartikel kitosan dapat menghasikan ukuran partikel yang lebih stabil (BPPT 2010). Metode gelasi ionik digunakan karena prosesnya yang sederhana, tidak menggunakan pelarut organik, dan dapat dikontrol dengan mudah (Agnihotri et al. 2004).
Analisis PSA nanopartikel kitosan yang digunakan pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ukuran partikel nanopartikel kitosan yang dihasilkan. Analisis PSA dinilai lebih akurat bila dibandingkan dengan metode analisis gambar dan metode sieve analyses. Hasil analisis ukuran partikel nanopartikel
kitosan memiliki nilai Z average sebesar 357,76 nm dengan polydispersi intensity
(PDI) sebesar 2,1810 (Lampiran 4). Hasil yang didapatkan sudah termasuk dalam kategori nanopartikel, namun masih terdapat aglomerasi yang terbentuk dalam larutan. Menurut Mohanraj dan Chen (2006) nanopartikel adalah ukuran partikel atau partikel padat dengan kisaran ukuran 10-1000 nm. Alat magnetic stirrer
menghasilkan partikel yang lebih stabil dengan ukuran yang lebih merata yaitu rata-rata ukuran partikel dibawah 1000 nm (Hermanus 2012). Ukuran partikel yang didapatkan dipengaruhi oleh metode preparasi yang dilakukan. Intensitas kecepatan putaran dari magnetic stirrer yang semakin besar akan mengakibatkan
partikel yang dihasilkan semakin kecil (Chang 2005). Penambahan surfaktan tween 80 dapat mempengaruhi stabilitas emulsi pada ukuran nanopartikel kitosan (Silva et al. 2006).Selain itu penambahan tripolifosfat juga berpengaruh terhadap
kestabilan nanopartikel dan meningkatkan kekuatan matriks kitosan sehingga membuat nanopartikel semakin kuat, stabil dan sulit terpecah (Rachmania 2011).
Analisis SEM diawali dengan mengubah larutan nanopartikel kitosan menjadi serbuk menggunakan proses spray dry. Proses spray dry digunakan agar
menghasilkan serbuk nanopartikel kitosan yang kecil, teknik yang ramah sehingga dapat terhindar dari penggunaan pelarut organik, dan dapat meningkatkan stabilitas serbuk (Yundhana 2008). Analisis SEM bertujuan untuk melihat morfologi permukaan, bentuk serta ukuran nanopartikel kitosan yang dilihat melalui suatu gambar. Hasil analisis SEM nanopartikel kitosan menunjukkan bentuk partikel berupa bulatan dan berkerut. Perbesaran yang digunakan pada analisis SEM yaitu 2000x dan 5000x. Perbesaran 5000x memperlihatkan bahwa nanopartikel kitosan yang dihasilkan memiliki ukuran partikel yang tidak seragam. Ukuran partikel dapat ditentukan dengan mengukur diameter dari bulatan tersebut. Kisaran diameter nanopartikel kitosan yang dihasilkan menunjukkan besar ukuran antara 357-1631 nm. Hal ini diduga karena terjadi penundaan proses spray drying setelah melakukan proses homogenisasi. Larutan
yang telah diproses sebaiknya langsung dilakukan proses spray drying agar
15
(a) (b)
Gambar 6 Morfologi nanopartikel kitosan perbesaran (a) 2000x (b) 5000x.
Aktivitas Antibakteri Nanopartikel Kitosan
Pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dilakukan dengan menggunakan metode difusi sumur agar yang bertujuan untuk mengetahui daya antibakteri nanopartikel kitosan lobster. Metode difusi sumur agar cocok digunakan untuk komponen yang berbahan dasar cair kerena komponen tersebut dapat berdifusi baik ke dalam media agar padat. Antibakteri merupakan sifat dari suatu bahan yang menunjukkan efek penghambatan terhadap pertumbuhan bakteri. Penghambatan pertumbuhan bakteri dibedakan menjadi 2 sifat, yaitu bakterisidal dan bakteriostatik. Senyawa yang tergolong bakterisidal yaitu jika mampu membunuh bakteri, sedangkan senyawa yang tergolong bakteriostatik hanya menghambat pertumbuhan bakteri. Bakteri uji yang digunakan dalam pengujian aktivitas antibakteri penelitian ini yaitu Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis, merupakan bakteri flora normal yang akan
menghasilkan senyawa toksin dan menyebabkan terjadinya infeksi jika habitat normalnya terganggu (Torabinejad dan Walton 2009).
Konsentrasi nanopartikel yang digunakan adalah sebesar 3000 ppm, 1500 ppm dan 750 ppm. Kontrol positif yang digunakan meliputi amoxycilin dan
dua buah obat kumur komersial A dan B. Kontrol negatif yang digunakan berupa asam asetat 1% yang digunakan sebagai pelarut nanopartikel kitosan. Hasil uji antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidemidis dapat dilihat pada (Gambar 7). Rata-rata diameter
zona bening disajikan pada grafik aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dalam menghambat bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis
(Gambar 8).
Semakin tinggi konsentrasi nanopartikel kitosan menghasilkan diameter zona hambat yang semakin besar. Konsentrasi nanopartikel terbaik terdapat pada 3000 ppm dengan menghasilkan zona bening terbesar pada kedua jenis bakteri uji.
16
(a) (b)
Gambar 7 Hasil pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dan kontrol (+) obat kumur komersial A terhadap bakteri Staphylococcus aureus (a)
pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan dan kontrol (+) obat kumur komersial B terhadap bakteri Staphylococcus epidermidis (b).
Keterangan : konsentrasi 750 ppm ( ), 1500 ppm ( ), 3000 ppm ( ). Gambar 8 Aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis.
Pengujian aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan menghasilkan hubungan antara konsentrasi yang digunakan dengan diameter zona hambat yang dihasilkan. Konsentrasi nanopartikel kitosan yang besar berpengaruh terhadap nilai zona bening yang semakin meningkat. Peningkatan konsentrasi dapat mengakumulasi gugus reaktif nanopartikel kitosan yaitu gugus amina (NH2), sehingga mempunyai efektivitas lebih besar untuk merusak dinding sel bakteri (Abdou et al. 2012). Zhang et al. (2010) menambahkan bahwa aktivitas
antibakteri meningkat terhadap konsentrasi yang lebih tinggi dan ukuran partikel yang lebih kecil.
Mekanisme aktivitas antibakteri kitosan menurut Andreas et al. (2007)
terbagi menjadi dua teori yaitu teori yang pertama didasari oleh adanya gugus fungsional amina pada kitosan yang dapat membentuk ikatan dengan dinding sel bakteri dan mengakibatkan timbulnya kebocoran konstituen intraseluler sehingga bakteri akan lisis. Teori kedua menyebutkan bahwa diawali dengan merusak dinding sel bakteri, kitosan melakukan pengikatan intraseluler, menghalangi mRNA, dan menghambat sintesis protein. Aktivitas antibakteri dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya perbedaan struktur dinding sel bakteri menentukan ikatan, penetrasi, dan aktivitas senyawa antibakteri. Bakteri Gram-positif pada
17
dinding selnya memiliki banyak peptidoglikan dan polisakarida (asam teikoat) serta sedikit lipid dibandingkan bakteri Gram-negatif. Polisakarida pada dinding sel Gram-positif merupakan polimer yang polar dan berfungsi sebagai transport ion positif, sehingga dinding sel bakteri bersifat relatif polar (Dewi 2010).
Konsentrasi Hambat Minimum
Konsentrasi hambat minimum (KHM) merupakan konsentrasi terendah dari antimikroba yang dapat menghambat pertumbuhan mikroba yang telah diinkubasi semalam (Andrews 2006). Menurut Remmal et al. (1993) menggunakan definisi
yang sama tapi dengan waktu kontak yang lebih lama, yaitu selama 24-48 jam setelah terlihat pertumbuhan pada kontrol. Pengamatan terhadap konsentrasi hambat minimum pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode difusi sumur agar, dimulai dari konsentrasi terendah sampai tertinggi (325- 750 ppm), sedangkan sebagai kontrol positif menggunakan obat kumur komersial A dan B. Nilai KHM ditunjukkan oleh sumur dengan konsentrasi terendah yang masih memiliki zona bening disekitarnya.
Konsentrasi terendah yang menghambat bakteri Staphylococcus aureus
dan Staphylococcus epidermidis adalah 750 ppm, hal ini ditunjukkan dengan tidak
terlihatnya zona bening pada lubang sumur yang diberi konsentrasi 325 ppm. Menurut penelitian Du et al. (2009) yang melakukan uji antibakteri nanopartikel
kitosan dengan logam terhadap bakteri Staphylococcus aureus menghasilkan nilai
KHM sebesar 625 ppm. Menurut Ramisz et al. (2005) juga menyatakan bahwa
KHM kitosan terhadap bakteri Staphylococcus aureus yaitu 1000 ppm. Nilai
KHM yang sama pada kedua bakteri uji diduga karena bakteri
Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis termasuk kedalam
golongan bakteri Gram-positif. Bakteri Gram-positif tidak memiliki membran luar sehingga memudahkan senyawa antibakteri menemukan sasaran untuk bekerja (Coyle 2005). Menurut No et al. (2002) menambahkan bahwa kitosan
menunjukan efek antibakteri yang besar pada bakteri Gram-positif dibandingkan Gram-negatif. Struktur dinding sel bakteri Gram-positif lebih sederhana, yaitu berlapis tunggal dengan kandungan lipid yang rendah (1-4%) sehingga memudahkan bahan bioaktif masuk ke dalam sel. Struktur dinding sel bakteri Gram-negatif lebih kompleks, yaitu berlapis tiga terdiri dari lapisan luar lipoprotein, lapisan tengah lipopolisakarida yang berperan sebagai penghalang masuknya bahan bioaktif antibakteri, dan lapisan dalam berupa peptidoglikan dengan kandungan lipid tinggi (11-12%).
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
18
bentuk partikel berupa bulatan, dengan ukuran 357,76 nm. Aktivitas antibakteri nanopartikel kitosan terbaik diperoleh pada konsentrasi 3000 ppm dengan nilai zona bening sebesar 5,75 mm pada Staphylococcus aureus dan 5,25 mm pada
bakteri Staphylococcus epidermidis. Konsentrasi terendah yang mampu
menghambat bakteri Staphylococcus aureus dan Staphylococcus epidermidis
adalah 750 ppm.
Saran
Penelitian selanjutnya disarankan untuk mengunakan metode lain dalam pembuatan nanopartikel kitosan agar ukuran partikel yang dihasilkan lebih homogen dan stabil. Pengujian antibakteri nanopartikel kitosan terhadap bakteri lainnya juga perlu dilakukan. Aplikasi nanopartikel kitosan lobster pada bidang biomedis, farmasi, dan kosmetik perlu untuk dikembangkan.
DAFTAR PUSTAKA
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1992. 01-2891-1992. Cara Uji Makanan dan Minuman. Jakarta (ID): Badan Standarisasi Nasional.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 2013. Kitosan: Syarat Mutu dan Pengolahan SNI 7949: 2013. Jakarta (ID): Badan Standardisasi Nasional.
[KKP] Kementerian Kelautan dan Perikanan. 2014. Statistik Perikanan Tangkap Indonesia, 2014. Jakarta (ID): Direktorat Jenderal Perikanan Tangkap.
Abdou ES, Osheba AS, Sorour MA. 2012. Effect of chitosan and chitosan-nanoparticles as active coating on microbiologycal characteristics of fish fingers. Journal of Applied Science and Technology. 2: 158-163.
Abdulkarim A, Isa AT, Abdulsalam S, Muhammad AJ, Ameh AO. 2013. Extraction and characterization of chitin and chitosan from mussel shell.
Civil and Environmental Research. 3(2): 108-114.
Addy M. 2003. The use of antiseptics in periodontal therapy. In: Lindhe J,
Karring T, Lang NP. Eds. Clinical periodontology and implant dentistry (4th ed). Oxford (UK): Blackwell Munksgaard 464-87.
Agnihotri SA, Mallikarjuna NN, Aminabhavi TM. 2004. Recent advances on chitosan-based micro and nanoparticles in drug delivery. Journal of Controlled Release. 100: 5-28.
Andreas Y, Giraud L, Gerente C, Le Cloirec P. 2007. Antibacterial effect of chitosan powder : mechanisme of action. Environmental Technology.
28(12): 1357-1363.
19
BPPT. 2010. Pembuatan Partikel Nano Kitosan dengan Metode Gelasi Ionik Menggunakan Magnetic Stirrer. Tangerang (ID): Balai Pengkaji dan
Penerapan Teknologi.
Burgess DJ. Duffy E, Etzler F, Hickey AJ, 2004. Particle size analysis: AAPS workshop repost, cosponsored by the food and drug administration and the united states pharmacopeia. The American Association of Pharmaceutical Scientists Journal. 6(3): 1-12.
Chang R. 2005. Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti Jilid 2. Jakarta (ID): Erlangga.
Chung JY, Choo JH, Lee MH, Hwang JK. 2006. Anticariogenic activity of macelignan isolated from Myristica fragrans (nutmeg) against Streptococcus mutans. Journal of Phytomedicine. 13: 261-266.
Coyle MB. 2005. Manual of Antimicrobial Susceptibility Testing. Seattle (US):
American Society for Microbiology 39-52.
Dewi FK. 2010. Aktivitas antibakteri ekstrak etanol buah mengkudu (Morinda citrfolia, Linnaeus) terhadap bakteri pembusuk daging segar
[skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Sebelas Maret.
Didilescu AC, Skaug N, Marica C, Didilescu C. 2005. Respiratory pathogens in dental plaque of hospitalized patients with chronic lung diseases. Clinical Oral Investigation. 9(3): 141-7.
Du WL, Niu SS, Xu YL, Xu ZR, Fan CL. 2009. Antibacterial activity of chitosan tripolyphosphate nanoparticles loaded with various metal ions.
Carbohydrate Polymers. 75: 385-389.
Feris F, Darmawan E, Mulyaningsih S. 2008. Karakteristik Spektra Infrared (IR) Kulit Udang, Khitin, dan Khitosan yang Dipengaruhi oleh Proses Demineralisasi, Deproteinisasi, Deasetilasi I, dan Deasetilasi II. Jurnal Riset Terapan Kemenristek RI.Jurnal Ilmiah Farmasi. 4:11-22.
Goy RC, Douglas B, Odilio BGA. 2009. A review of the antimicrobial activity of chitosan. Journal Polymer. 19: 1-7.
Heitz-Mayfield LJ, Lang NP. 2010. Comparative biology of chronic and aggressive periodontitis vs. peri-implantitis. Periodontol 2000. 53: 167-181.
Hermanus DKN. 2012. Sintesis dan karakterisasi nanopartikel ekstrak kulit kayu mahoni (Switenia macrophylla King.) sebagai bahan suplemen
antihiperkolestrolemia [skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Janes KA, Alonso MJ. 2003. Depolimerized chitosan nanoparticles for protein delivery. Preparation and characterization. Journal of Applied Polymer Science. 88(12): 2769-2776.
20
Khan TA, Peh KK, Chang HS. 2002. Reposting degree of deacetylation values of chitosan: the influence of analytical methods. Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Science. 5(3): 205-2012.
Kouidhi B, Zmantar T, Hentati H, Bakhrouf A. 2010. Cell surface hydrophobicity, biofilm formation, adhesives properties and molecular detection of adhesins genes in Staphylococcus aureus associated to dental caries. Microbial Pathogenesis. 49: 14-22.
McCullough MJ, Farah CS. 2008. The role of alcohol in oral carsinogenesis with particular reference to alcohol-containing mouthwashes. Australian Dental Journal. 53: 302-305.
Mohanraj UJ and Y chen. 2006. Nanoparticles-A Review. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 5(1): 561-573.
No HK, Park NY, Lee SH, Meyers SP. 2002. Antibacterial activity of chitosan and chitosan oligomers with different molecular weight. International Journal of Food Microbiology. 74: 65-72.
Nurainy F, Rizal S, Yudiantoro. 2008. Pengaruh konsentrasi kitosan terhadap aktivitas antibakteri dengan metode difusi agar sumur. Jurnal Teknologi Industri dan Hasil Pertanian. 13(2).
Passariello C, Puttini M, Iebba V, Pera P, Gigola P. 2012. Influence of oral conditions on colonization by highly toxigenic Staphylococcus aureus
strains. Oral Diseases. 18: 402-409.
Qujeq D, Mossavi SE. 2004. Antibacterial activity of chitosan against
Escherichia coli. Babol Medical Science. 7: 1-12.
Rachmania D. 2011. Karakteristik nanokitosan cangkang udang vananmei (Litopenaes vannamei) dengan metode gelasi ionik [skripsi]. Bogor (ID):
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Ramisz, Aleksandra B, Anna WP. 2005. Antibacterial and antifungal activity of chitosan. International Society for Animal Hygiene. 2: 406-408.
Remmal A, Bouchikhi T, Rhayour K. 1993. Improved method for the determination of antimicrobial activity of essential oils in agar medium.
Journal of Essential Oil Research
.
5: 179–184.Rini I. 2010. Recovery dan karakterisasi kalsium dari limbah demineralisasi kulit udang jerbung (Penaeus merguiensis deMan) [skripsi]. Bogor (ID): Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Rochima, E. 2005. Aplikasi kitin deatilase termostabil dari bacillus papandayan K
29-14 asal kawah kamojang jawa barat pada pembuatan kitosan. [tesis] Bogor (ID): Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
21
Silva CM, Ribeiro AJ, Figueiredo M, Ferreira D, Veiga F. 2006. Microencapsulation of hemoglobin in chitosan-coated alginate microspheres prepared by emulsifi cation/internal gelation. The American Association of Pharmaceutical Scientists Journal. 7(4): 88.
Sitepu J .2011. Perbandingan efektivitas daya hambat terhadap
Staphylococcus aureus dari berbagai jenis ektrak buah mengkudu
(Morinda citrifolia) (invitro) [skripsi]. Medan (ID): Fakultas Kedokteran
Gigi Universitas Sumatera Utara.
Suptijah P, Jacoeb MA, Rachamania D. 2011. Karakterisasi nanokitosan cangkang udang vannamei (Litopenaus vannamei) dengan metode gelasi
ionik. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia. 17(2): 78-84.
Suptijah P. 2012. Pengembangan kitosan sebagai absorben pengotor dalam aplikasi pemurnian agar dan karagenan [disertasi]. Bogor (ID): Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Torabinejad M, Walton RE. 2009. Principles and Practice of Endodontic. Ed
ke-4. Philadelphia (US): Sounders company. 58-63.
Toya T, Jotaki R, Kato A. 1986. Specimen Preparation in Scanning Electron Microscopy (SEM). Tokyo (JP): JEOL training center EP section.
Yundhana, Y. 2008. Mikroenkapsulasi obat anti-peradangan ketoprofen yang tersalut gel kitosan karboksimetil selulosa [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Zahiruddin W, Aprilia A, Ella S. 2008. Karakteristik mutu dan kelarutan kitosan dari ampas silase kepala udang windu (Penaeus monodon). Buletin Teknologi Hasil Perairan. 11(2): 140-151.
Zhang L, Jiang Y, Ding Y, Daskalakis D, Jeuken L, Povey M, O’neill DW. 2010. Mechanistic investigation into antibacterial behaviour of suspensions of
ZnO nanoparticle against E.coli. Journal of Nanoparticle Research.
23
25
Lampiran 1 Hasil uji ANOVA lama waktu perendaman terhadap rendemen kitosan
Source
Jumlah
kuadrat Db
Kuadrat
tengah F Nilai p
Perendaman 46,553 3 15,518 93,107 0,000
Error 1,333 8 0,167
Total 1912,900 12
Lampiran 2 Hasil uji DMRT untuk pengaruh lama waktu perendaman terhadap rendemen
Waktu
perendaman N
Rata-rata konsentrasi protein terlarut
(mg/mL)
Notasi
0 jam 3 10,2333 A
24 jam 3 11,2000 B
72 jam 3 13,0333 C
120 jam 3 15,4000 D
Lampiran 3 Data hasil perhitungan derajat deasetilasi kitosan lobster
Rumus perhitungan besarnya nilai DD = [100
–
(
x
)]%
A1655 = log P0-log P = 0,0364A3450 = log Po-log P = 0,3654 = [100 – (
x
)]%
= [100 – 7,4899 ]%= 92, 51%
26
27
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, pada tanggal 06 Juni 1994. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan bapak Waladan Mardijja dan ibu Nita Rosita. Pendidikan formal yang ditempuh penulis dimulai di SDN Semeru I pada periode 1999-2005. Penulis melanjutkan pendidikan pada tahun yang sama di SMP Negeri 4 Bogor hingga tahun 2008, melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 5 Bogor dan lulus pada tahun 2011.
Tahun 2011 penulis diterima sebagai mahasiswa di Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor melalui jalur SNMPTN Undangan. Selama perkuliahan, penulis aktif menjadi asisten praktikum mata kuliah Kitin dan Kitosan pada periode 2014/2015, aktif dalam organisasi HIMASILKAN dan menjabat sebagai Bendahara Umum pada periode 2013/2014. Bulan Juni-Juli 2014 penulis melaksanakan Praktik Lapang di
UMKM Bening Jati Anugrah Parung Bogor dengan judul “Studi Implementasi
Konsep Hazard Analysis Critical Control Point (HACCP) pada Produksi Produk
