Pengaruh Pelapisan Membran Kitosan Pada Benih Jagung Terhadap Sifat Water Absorption dan Proses Pembusukan

(1)

Pengaruh Pelapisan Membran Kitosan Pada Benih Jagung Terhadap Sifat

Water Absorption dan Proses Pembusukan

Windy Ayu Lestari

1_,

_{Ozi Adi Saputra}

1,*_,

_{Desi Suci Handayani, Marta Nauqinida}

1

_,

Tomy Setyadianto

1

1_{Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret,}

Jl. Ir. Sutami 36A, Surakarta 55281 Indonesia

*E-mail: [email protected]

ABSTRAK

Studi pengaruh pelapisan benih jagung terhadap daya penyerapan air dan pembusukan dengan membran kitosan telah dilakukan. Membran kitosan yang dibuat dengan melarutkan kitosan dalam larutan asam asetat dapat digunakan sebagai material pelapis pada benih tanaman. Pada penelitian ini digunakan benih tanaman jagung hibrida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelapisan membran kitosan pada benih jagung dapat menurunkan sifat water adsorption pada benih jagung. Hal tersebut berpengaruh terhadap proses pembusukan pada benih jagung. Selain itu, juga dilakukan pengaruh pelapisan benih jagung terhadap perumbuhan benih. Hasil menunjukkan bahwa benih jagung dapat mengalami pertumbuhan setelah dilakukan pelapisan.

Kata Kunci: Membran kitosan, Pelapisan, Benih jagung, water adsorption, proses pembusukan ABSTRACT

The effect of corn seed coating against water absorption and decay by chitosan membrane has been performed. Chitosan membranes were prepared by dissolving chitosan in a acetic acid solution can be used as a coating material on the seed plants. In this research hybrid corn seeds was used. The results showed that chitosan membrane coating on the seed corn can reduce water adsorption properties of the seed. It affects on the decay process in seed corn. The effect of seed caoting on the growth of seed also studied. The results showed that corn seeds can experience growth after coating..

Kata Kunci: Chitosan membrane, Coating, Corn seed, water adsorption, decay process PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara agraris, dimana mayoritas penduduk Indonesia berprofesi sebagai petani. Pada tahun 2011, sebanyak 42,48% penduduk Indonesia sebagai petani [1]. Pemeliharaan tanaman

dan benih tanaman menggunakan

insektisida maupun bahan kimia berbahaya lainnya menjadi masalah bagi lingkungan. Penggunaan seed coating dalam industri benih sangat efektif karena dapat

memperbaiki penampilan benih,

meningkatkan daya simpan, mengurangi risiko tertular penyakit dari benih di sekitarnya, dan dapat digunakan sebagai pembawa zat aditif, misalnya antioksidan, anti mikroba, repellent, mikroba antagonis, zat pengatur tumbuh dan lain-lain [2].

Permasalahan yang sering muncul dalam penyimapanan benih jagung adalah pembusukan akibat kelembapan dan kontak dengan air. Oleh karena itu, diperlukan suatu alternatif dalam melindungi benih tanaman jagung dari pembusukan sebelum proses

penanaman, salah satunya dengan teknologi coating (pelapisan).

Salah satu material pelapis yang dapat digunakan dalam pelapisan benih adalah polimer membran dari kitosan. Kitosan dapat berfungsi sebagai bahan pengawet karena mempunyai sifat anti bakteri [3]. Selain itu, Senyawa kitosan dapat membunuh bakteri dengan jalan merusak membran sel dari bakteri [4].

Pada penelitian ini akan membahas pengaruh pelapisan pada benih tanaman jagung dengan membran kitosan terhadap daya penyerapan air (water adsorption) dan proses pembusukan. Selain itu, juga akan dikaji kemungkinan secara kimia interaksi antara kitosan dengan benih tanaman jagung.

METODE PENELITIAN Bahan

Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah kitosan medical grade,

(2)

asam asetat p.a. (Merck), aquades, benih jagung hibrida.

Alat

Adapun alat-alat yang digunakan adalah labu leher dua (pyrex), kondensor, dan alat-alat gelas lainnya. Selain itu, juga digunakan instrumen FTIR (Fourier Transform Infra Red).

Prosedur

Pembuatan Membran Kitosan (MK) Kitosan sebanyak 2 gram dilarutkan dalam asam asetat 2% sebanyak 90 mL dalam suhu ruang selama 2 jam [5]. Dilakukan casting dan dikeringkan pada suhu 50°C selama 24 jam, dan dikeringkan pada suhu ruang selama 4 hari [6].

Karakterisasi FTIR

Sampel berupa membran kitosan (MK)

dianalisa gugus fungsinya dengan

spektrofotometer FTIR SHIMADZU. Pengujian Sifat Water Adsorption

Pengujian water adsorption dilakukan pada benih jagung tanpa pelapisan (A0),

benih jagung dengan pelapisan (A1) dan

membran kitosan (MK). Sampel direndam pada kontainer yang berisi aquades pada suhu ruang selama 24, 48, dan 72 jam. Setelah perendaman sampel diangkat dan permukaannya dikeringkan lalu ditimbang (wi) dan dihitung % kenaikan berat (%KB) dengan persamaan 1.

% 𝐾𝐵 = (𝑤𝑖 − 𝑤𝑜)

𝑤𝑜 𝑋 100%

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Gugus Fungsi

Gambar. 1 menunjukkan spektra FTIR dari kitosan. Hasil analisis menunjukkan bahwa kitosan memiliki gugus fungsi -NH2

dan overlaping dengan gugus hidroksi yang diidentifikasi dengan munculnya serapan pada bilangan gelombang 3088,17 cm-1_dan

2929,03 cm-1_{. Selain itu muncul juga serapan}

di bilangan gelombang 1039,68 cm-1_yang

merupakan indikasi dari vibrasi >C-O.

Gambar. 1 Spektra FTIR dari kitosan.

Keberadaan gugus hidroksi maupun gugus –NH2 pada kitosan dapat menjadi

kemungkinan gugus reaktif dari kitosan untuk menempel pada permukaan benih tanaman jagung yang juga bersifat polar [7]. Adapun kemungkinan interaksi kimia yang terjadi antara kitosan dengan permukaan benih jagung ditunjukkan pada Gambar. 2.

Gambar. 2 Kemungkinan interaksi kitosan

dengan benih jagung.

Adanya interkasi kimia yang terjadi antara kitosan dengan permukaan benih tanaman jagung akan melindungi atau melapisi permukaan benih jagung sehingga kontak dengan lingkungan luar akan terminimalisir.

Sifat Water Adsorption

Tabel I. Menunjukkan bahwa pelapisan membran kitosan pada benih jagung menurunkan sifat water adsorption. Dimana % penyerapan air dari benih jagung tanpa pelapisan lebih besar dibandingakan dengan pelapisan. Hal ini terjadi karena kitosan merupakan biopolimer berpori yang dapat menyerap air sehingga akan menahan masuknya air pada permukaan benih sampai dengan batas penyerapannya [8].

(3)

Tabel I. Hasil Uji Sifat Water Adsorption Waktu kontak (Jam) % KB (%) Ao A1 MK 0 0 0 0 24 138,017 115,425 72,22 48 171,074 137,660 88,89 72 185,124 141,667 161,1

Menurunnya persentasi water

adsorption dengan adanya pelapisan benih jagung dengan membran kitosan berdampak pada proses pembusukan. Gambar. 3 menunjukkan perbedaan visual antara benih jagung tanpa pelapisan dan benih jagung dengan pelapisan.

Gambar. 3 Penampakan visual proses

pembusukan benih jagung (Ao) tanpa pelapisan dan (A1) dengan pelapisan.

Buah yang mengandung air dalam jumlah yang banyak dan nutrisi yang sangat baik bagi pertumbuhan mikroorganisme [11]. Mikroorganisme perusak pangan mampu tumbuh bila kondisi sesuai, salah satunya

kelembapan 24,6 % [12]. Tingginya

kandungan air dapat memungkinkan

pertumbuhan mikroorganisme yang dapat memicu pembusukan pada benih. Gambar. 3 menunjukkan bahwa benih jagung tanpa pelapisan terjadi pembusukan dan pada benih jagung dengan pelapisan tidak terjadi pembusukan.

Uji Pertumbuhan Benih Jagung

Membran kitosan (MK) selain memiliki sifat degradable (ditunjukkan dengan

kemampuan water adsorption) juga

merupakan material non-toxic dan ramah lingkungan [9]. Kitosan juga merupakan

biopolimer yang tergolong sebagai

biocompatible material [10]. Oleh karena itu, pelapisan benih jagung dengan membran kitosan dapat dilakukan dan tidak akan

mengganggu pertumbuhan dari jagung tersebut. Hal ini dapat ditunjukkan oleh Gambar. 4 dimana setelah proses pelapisan

benih jagung dapat mengalami

pertumbuhan.

Gambar. 4 Aplikasi coating pada benih

jagung pada (A) hari ke 0 dan (B) hari ke 7.

KESIMPULAN

Dengan adanya pelapisan membran

kitosan pada benih jagung dapat

menghambat pembusukan dan menurunkan sifat water adsorption pada benih jagung.

UCAPAN TERIMA KASIH

Terimakasih kami ucapkan kepada Direktorat Jenderal Perguruan Tinggi (Dikti) atas kepercayaannya kepada kami untuk mendanai penelitian kami ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Badan Pusat Statistik, 2011, Berita resmi Statistik No.74/11/Th.XIV.

2. Ilyas, S., 2003, Teknologi Pelapisan Benih, Makalah Seminar Benih Pellet, Fakultas Pertanian, IPB, Bogor, hal. 16.

3.

Zheng, L.Y., and Zhu, J.F., 2002, Carbohydrate Polimers, 54, 4, 527-530.

4.

Hui, L., Yumin, D., Xiaohui, W., and Liping, S., 2004, Internnational Journal of Food Microbiology, 95, 147-155.

5. Chen, J.H., Liu, Q.L., Zhang, X.H., and Zhang, Q.G., 2007, Journal of Membrane Science, 292, 125-132.

6. Zha, F., Li, S., Chang, Y, and Yan, J., 2008, Journal of Membrane Science, 321, 316-323.

7.

Jiang, Z., Yu, Y., dan Wu, H., 2006, Journal of Membrane Science, 280, 876-882.

8.

Kim, J. H., Jegal, J., Lee, K. H., 2003, Journal of Membrane Science, 213, 273-283.

9.

Kumar, M. N. V. R., Muzzarelli, R. A. A., Muzzarelli, C., Sashiwa, H., dan Domb, A. J., 2004, Chem. Rev., 104, 6017-6084.

10.

Jameela, S. R., dan Jayakrishnan, A., 1995, Biomateriasl, 16, 769-775.

(4)

11. Utama, M.S., 2001, Makalah “Forum Konsultasi Teknologi” Dinas Pertanian Tanaman Pangan Provinsi Bali.

12. Zettler, J.L., and S. Navarro, 2001, Executive Printing Services, Clovis, CA, U.S.A., 169-177.

(5)