DEGRADASIIKATAN P-GLUKOSIDIK (1,4) KHITOSAN SEBAGAI EFEK SAMPING PROSES DEASETILASI DALAM LARUTAN NaOH PEKAT

DEGRADASIIKATAN P-GLUKOSIDIK (1,4) KHITOSAN SEBAGAI EFEK SAMPING PROSES DEASETILASI DALAM LARUTAN NaOH PEKAT Eko Santoso

Jurusan Kimia, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Surabaya 60111

ABSTRACT

The method of hydrolyse in NaOH concentrated solution is the general method to deasetylate khitin to khitosan. This method is also generaly used to increase the deasetylation degree (DD) of khitosan. Teoritically, if hydrolyse reaction is done to convert only the function amine in khitin structure to amide in khitosan, the average mass molecule that decreased is 42 9 for every 1,0 mol acetyl function libered from khitosan bound. The experiments result showed that the average mass molecule khitosan can be decreased 1,5 times, 15,97 times and 30.74 times of the theoritic calculation. It was also known that there is a basic hydrolyse /3-glukosidik (1,4) bond, caused the degradation of khitosan bond, beside the basic hydrolyse of acetyl function as long as the deastylation process. Keywords:

khitosan,

fJ-

glukosidik

(1,4) bond, hidrolyse, deesetytenon,

degradation.

PENDAHULUAN

Khitin merupakan polisakarida alam terbanyak kedua setelah selulosa [Ito et ai, 1997], merupakan senyawa poll (2-asetamida-2-deoksi-/3-D-glukosa) dan antar unit ulangnya dihubungkan oleh ikatan /3-glikosidik (1,4). Struktur kimiawi khitin hampir sama dengan selulosa, dimana atom C2 unit glukosa pada selulosa mengikat gugus hidroksil dan pada khitin mengikat gugus asetamida (Varum et ai, 1995). Khitin mempunyai sifat hidropobik sehingga sukar dilarutkan dalam air. Hal ini menyebabkan aplikasi khitin menjadi sangat terbatas. Penelitian telah menunjukkan bahwa gugus asetamida pada C2 unit glukosa dalam khitin dapat diubah menjadi menjadi gugus amina melalui proses hidrolisa khitin dalam larutan basa kuat dan diperoleh senyawa baru dari turunan khitin yang disebut khitosan (Burke, 2000), seperti ditunjukkan pada gambar 1. Jumlah gugus asetamida yang berhasil diubah menjadi amina disebut derajat deasetilasi (DD). Pada penelitian terdahulu (Chen and Tsaih, 1997; Santoso dan Yusroni, 2002; Santoso, Yusroni, dan Mulyono, 2003; Santoso, 2004; Tian, F., Liu, Y., HU, K., and Zhao, B 2004) telah dilaporkan bahwa peningkatan waktu hidrolisa dapat meningkatkan nilai derajat deasetilasi khitosan. Selain itu, pada penelitian tersebut juga dilaporkan bahwa massa molekul rata-rata khitosan semakin menurun seiring dengan peningkatan nilai derajat deasetilasi khitosan. Penurunan massa molekul rata-rata tersebut diduga dapat terjadi akibat dua hat, yaitu (a) terlepasnya gugus asetil (COCH3) dan (b) terputusnya ikatan /3- glukosidik (1,4). Terlepasnya gugus asetil (COCH3) telah mengubah gugus amida (NHCOCH3) dalam rantai khitosan menjadi gugus amina (NH2) yang menyebabkan massa molekul rata-rata khitosan berkurang sebesar 42 9 setiap pelepasan satu mol gugus asetil dalam rantai khitosan dan hal ini adalah reaksi yang dikehendaki dalam proses deasetilasi. Namun, terputusnya ikatan /3- glukosidik (1,4) dalam rantai khitosan telah menyebabkan rantai khitosan terpotong-potong (terdegradasi) menjadi rantai-rantai yang lebih pendek dan menyebabkan penurunan massa molekul khitosan secara drastis. Dan pemutusan ikatan /3-glukosidik (1,4) ini adalah efek samping yang tidak dikehendaki dalam proses deasetilasi. Seminar Nasional Biomassa Ligno - Selulosa, 12 Maret 2005

171

Pad a penelitian ini akan dikaji seberapa besar efek pemutusan (degradasi) ikatan glukosidik, dengan mengkaji besar penurunan massa molekul rata-rata khitosan, seiring dengan peningkatan nilai derajat deasetilasi khitosan berdasarkan data eksperimen, baik dari hasil pengukuran penulis di laborarium maupun dari hasil pengukuran peneliti lain yang diperoleh penulis dari penelusuran literatur, dan dibandingkan dengan penurunan massa molekul rata-rata khitosan hasil perhitungan teoretis jika diasumsikan se lama deasetilasi hanya terjadi perubahan gugus amida (NHCOCH3) menjadi gugus amina (NH2).

/3-

METODE Bahan Serbuk khitin yang diekstraksi dari serbuk (S 100 mesh) limbah kulit udang dengan metoda Hong K [Indra dan akhlus, 1993], kristal NaOH p.a., gas N2, asam asetat glacial, dan akuades. Deasetilasi khitin menjadi khitosan Serbuk khitin ditambahkan ke dalam larutan 50% NaOH dengan perbandingan 1:10 (w/v) dan dipanaskan 100°C dengan variasi waktu 1,3,5 dan 7 jam di bawah atmosfir gas nirogen. Residu dicuci dengan akuades sampai pH netral dan dikeringkan dalam oven pada suhu 80°C selama 4 jam sehingga diperoleh serbuk khitosan yang selanjutnya dianalisa dengan alat spektrofotometer inframerah. Derajat deasetilasi (DD) khitosan dihitung dari data spektra inframerah dengan metoda'base line", seperti ditunjukkan pada gambar 2 [Rabek, 1980] berdasarkan persamaan: DD = [1- (A1t;ss/%4so)x1/1.33]x100 %

(1)

Dengan A1655 adalah absorbansi pada 1655 ern" dari puncak amida-I yang menjadi ukuran kandungan gugus N-asetil dan A3450 adalah absorbansi pada 3450 ern" dari puncak hidroksil yang berfungsi sebagai standar internal untuk mengoreksi perbedaan ketebalan film atau perbedaan kadar khitosan dalam pelet KBr. Faktor 1,33 nilai rasio A1SSsfAwso ketika khitosan terasetilasi penuh [Ahmad Khan, 2002]. OH

OH

~*\ HO ~

\ ~

NHCCHCH,

o

_HO 0

~

O~O

_

NHCOHCH 3

NHCOHCH

r

OH

.~ro HO

0(,1

••

HO~L-r----..O~-\

NH,

3

NaOH

NH,

-0

0

HO~

_ ~o_

OH (b) Seminar Nasional Biomassa Ligno - Selulosa, 12 Maret 2005

172

Gambar 1. Hidrolisa (deasetiJasi) khitin (a) menjadi khitosan (b) dalam larutan NaOH pekat [Burke, 2000].

a, cm·1p

A=log-...2.. p

Gambar 2. Penentuan

nilai A berdasarkan

metoda "base line".

Pengukuran massa molekul khitosan Pengukuran massa molekul rata-rata khitosan dilakukan dengan metoda viskometri dengan menggunakan viskometer kapiler Ostwald. Viskositas sampel khitosan diukur pada 25°C menggunakan pelarut buffer 0,25 M CH3COOH/0,25 M CH3COONa dengan mengukur waktu alimya sebanyak tiga kali untuk masingmasing sampel. Massa molekul rata-rata khitosan dihitung menggunakan persamaan Mark-Houwink [Kasaai, 2000] :

=

[11] 1,40.10-4.Mvo,83 Perhitungan massa molekul khitosan secara teoretis. Khitosan terasetifasi penuh (DD 0%) hanya mengandung

=

dan massa terdeasetilasi

unit ulang (CSH1305N)

molekul tiap unit ulang adalah 203 g/mol. Sedangkan khitosan penuh (DD 100%) hanya mengandung unit ulang (C6Hl104N) :

=

,

HOH2C 0

_

NH2

dan mssa molekul tiap unit ulang adalah 161 g/mol. Oleh karena itu, untuk khitosan terdeasetiasi sebagian dengan DD = B % maka massa molekulnya adalah :

B

B

M ~[-161+(l--)203].n 100 100 dengan M adalah rantai khitosan.

massa molekul

(2)

khitosan

dan n adalah jumlah

Seminar Nasional Biomassa Ligno - Selulosa, 12 Maret 2005

unit ulang dalam

173

HASIL DAN PEMBAHASAN Deasetilasi khitin menjadi khitosan Spektra inframerah dari khitosan hasil deasetilasi selama 1 jam, 3 jam, 5 jam, dan 7 jam, tampak sesuai dengan spektra inframerah khitosan dari literatur [Ahmad Khan, 2002], ditunjukkan pada gambar 3. Tampak puncak gugus OH muncul pada puncak 3440-an ern" (bergeser sedikit dari literatur, yaitu 3450 ern") dan gugus amida-I muncul pada puncak 1650-an ern" (sesuai dengan literatur 1655 cm"). Pada gambar 1(a) sampai gambar 1(d) tampak adanya perubahan intensitas (transmitansi) puncak OH dan puncak arnida-l sebagai fungsi waktu hidrolisa, yang menunjukkan bahwa jumlah gugus amida-I semakin berkurang seiring dengan lamanya wakhtu hidrolisa dan berarti semakin banyak gugus amida-I yang terhidrolisan atau terdeaseti/asi menjadi gugus amina. Hasil perhitungan nilai derajat deasetilasi (DD) khitosan dengan metoda "base line" berdasarkan pada data spectra inframerah (gambar 3) ditunjukkan pada tabel 1. Sedangkan hasil perhitungan massa molekul rata-rata khitosan dengan metoda viskometri berdasarkan pada persamaan Mark-Houwink ditunjukkan pada tabel 2. Berdasarkan pada data deasetilasi 1 jam yang terdapat di tabel 2, yakni derajat deasetilasi 70,13 % dan massa molekul rata-rata 135262,27 g/mol, dengan persamaan (2) dapat diketahui bahwa jumlah unit ulang rata-rata dalam satu rantai khitosan adalah 779,41, yang terdiri atas 546,60 unit glukosamin (C6H1104N)dan 232,81 unit glukosamid (C8H1305N). Jika khitosan hasil deasetilasi 1 jam diasumsikan sebagai bahan awal bagi proses deasetilasi berikutnya (3 jam, 5 jam, dan 7 jam) dan selama proses deasetilasi diasumsikan hanya terjadi perubahan gugus amida menjadi gugus amina tanpa disertai degradasi rantai khitosan (total unit ulang khitosan adalah tetap sebesar 779,41) maka perubahan massa molekul khitosan, jumlah unit glukosamid dan glukosamin berdasarkan hasil perhitungan teoretis dengan persamaan (2) ditunjukkan pada tabel 3. Tabel 1. Hasil perhitungan derajat deasetilasi khitosan dengan metoda "base line" (persamaan (1» menggunakan data spektra inframerah pada gambar 1. Gugus hiroksil Waktu GugusAmida Derajat deasetilasi Deasetilasi I A3450 Po P A1655 Po P (jam) (%) 53,80 39,50 0,1342 65,30 30,00 0,3378 70,13 1 56,40 32,70 0,2929 45,70 0,0914 64,50 76,37 3 69,10 44,10 0,1957 79,21 61,00 0,0541 69,20 5 75,10 72,60 77,00 65,00 0,0736 84,99 7 0,0147 Tabel 2. Hasil perhitungan massa molekul rata-rata khitosan berdasarkan data . k OSIita S d engan me t 0 d a VIS . kome triI d an persamaan Ma rk Houwm . k. VIS Derajat Viskositas intrinsik Massa MolekuJRata-rata Waktu Khitosan (g/mol) Deasetilasi Deasetilasi (11) (%) (Eksperimen) (jam) (1/g) 70,13 135262,27 2,54 1 117669,99 3 76,37 2,26 7630,77 79,21 0,23 5 1435,38 84,99 0,06 7


174

%-T

!:1:1!';l!'li~!iillii::!i!'; %-T

UI:

~.

O·ro.,i,~''

lroo-'''',1»

""OO'IIIi"

%-T

~!'

H'! l !: j

"Ill"

Ill

__

fI ~I . 1 •

;~;i;i:i:;;;ii!j:~ ,

''';'

"t

8ttS-c'"i,,' ',-'7'"-;i!b.~'+,!+,tl..,l '-.;'--.;,; :*'~ t ~--:; ,~; ~:

"...

+~;':,,~;:

.+;:

"

"d'l

;.iJ; ~"'~ :-;:

~ ;;! ~: """

:-H: :ii;;-;; ",' ,"",cf-, -+-0.-f;;

H

,:'\;1.:

%-T

3 4000

30pthl (b), 5~c),

dan 7 jam (d). 1000

400

Bilangan gelombang, cm"

Seminar Nasianal Biamassa Ligna - Selulosa, 12 Maret 2005

175

Tabel 3. Perhitungan massa molekul rata-rata khitosan secara teoretis berdasarkan pada persamaan (2), dengan asumsi total unit ulang adalah tetap (tidak mengalami degradasi) sebesar 779,41*. Derajat Deasetilasi

(%)

Jumlah unit Glukosamin (C6H1104N) 546,60 595,24 617,37 662,42

70,13 76,37 79,21 84,99 .. * Dihitunq dengan persamaan

Jumlah unit Massa molekul Gukosamid rata-rata teoretis khitosan (g/mol) (CSH130SN) 232,81 135262,27 184,17 133220,34 162,04 132290,66 116,99 130398,57 (2) dirnana 8 = 70,13 dan M = 135.262,27 g/mol

Tampak hasil perhitungan massa molekul teoretis (tabel 3) berbeda dengan massa molekul hasil eksperimen (tabel 2). Perbedaan tersebut tampak lebih jelas dalam bentuk kurva, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4(a). Sebagai pembanding, hal ini juga terjadi pada data peneliti lain (Chen and Tsaih, 1997; Tian, 2004), seperti ditunjukkan pada tabel4 dan tabel 5, yang masing-masing ditampilkan pada gambar 4 (b) dan 4 (c). Kurva perbandingan penurunan massa molekul rata-rata hasil eksperimen dan perhitungan teoretis yang ditunjukkan pad a gambar 4 semakin menguatkan gambaran bahwa selama proses deasetilasi tidak hanya terjadi perubahan gugus amida menjadi gugus amina tetapi juga telah terjadi degradasi (pemutusan) rantai khitosan yang menurunkan jumlah unit ulang dalam rantai khitosan sehingga terjadi penurunan kurva eksperimen secara drastis dibandingkan kurva teoretis. Gradien kurva penurunan massa molekul rata-rata eksperimen tampak lebih besar dari gradien kurva penurunan massa molekul rata-rata teoretis. Dan semakin besar gradien kurva penurunan massa molekul rata-rata eksperimen menunjukkan bahwa tingkat degradasi rantai khitosan juga semakin besar.

label

4. Perhitungan massa molekul rata-rata khitosan secara teoretis berdasarkan pada persamaan (2), dengan asumsi total unit ulang adalah tetap (tidak mengalami degradasi) sebesar 182253,80**.

Massa molekul Jumlah unit Jumlah unit Massa molekul rata-rata rata-rata teoretis Glukosamin Gukosamid eksperimen (C6H1104N) khitosan (g/mol) (CaH130SN) khitosan (g/mol)* 31.800.0.00 67,9 123750,30 58503,46 31.800.000,69 34081,45 148172,30 30.774.276,39 81,3 20.200.000 17314,11 30.070.047,86 90,5 5.600.000 164939,70 14215,79 29.939.918,68 1.800.000 168038,00 92,2 * Ch en and Tsaih, 1997 ** Dihitung dengan persamaan (2) dim ana 8 67,9 dan M 31.800.000 g/mol

Derajat Deasetilasi (%)*

=


=

176

Tabel

5.

Perhitungan massa molekul berdasarkan pad a persamaan adalah tetap (tidak mengalami

rata-rata khitosan secara teoretis (2), dengan asumsi total unit ulang degradasi) sebesar 76419,70**.

Derajat Deasetilasi (%)*

Massa molekul rata-rata eksperimen khitosan (g/mol)*

Jumlah unit Glukosamin (CeH1104N)

54 64 77 91

13.780.000 13.270.000 12.580.000 11.960.000

41266,64 48908,61 58843,17 69541,93

* Tian, 2004 ** Dihitung dengan persamaan

160000 140000 ~

120000

~

100000

E

80000

IV

:::

60000

~

40000

Jumlah unit Gukosamid (CeH1305N)

(g/mol)

(2) dimana 8

35153,06 27511,09 17576,53 6877,77

= 54 dan

~----------------,,

•••~

20

40

60

,

'\

•• 15000000 III

~ 10000000 ::;; 5000000

60

,-+-EksP. dart Iit.eratur --.Teoretis,pers 2 I

\..

~ o

100

I

I

(b)

-

"\ \

o

Oerajat deasetilasl

I

•.......

~ 20000000

IlL.

0

g/mol

~ 250‫סס‬000

!

r

o

= 13.780.000

350‫סס‬000

2‫סס‬00

(a)

M

13.780.000,00 13.459.037,56 13.041.786,00 12.592.438,17

"3 3000‫סס‬00

I

8-+-Eksper;men -6--Teoretis

Massa molekul rata-rata teoretis khitosan

20

40

60

eo

•

100

Derajat deasetilasi

l4OOJOOO :;13500000

•••• 013000000 E

~ 12500000

D

-+-Eksp.

dari

---'-Teorelis,

~ 12000000

literatur

pers 2

11500000

0

(c)

20

40

6D

80

100

Derajat deasetilasi

Gambar 4. Hubungan antara DD dan M khitosan (a) hasH penelitian penulis, (b) literatur (Ch en and Tsaih, 1997), dan (c) literatur (Tian, F., 2004). Hasil perhitungan gradien kurva massa molekul derajat deasetilasi menunjukkan bahwa laju penurunan massa molekul rata-rata khitosan secara eksperimental adalah 10060,66 g/mol.DD atau 30,74 kali lebih cepat dari hasil perhitungan teoretis dengan persamaan (2) untuk kurva 4(a), 1.222.405, 27 g/mol.DD atau 15,97 kali lebih cepat dari hasil perhitungan teoretis dengan persamaan (2) untuk kurva 4(b), dan 45.807,08 g/mol.DD atau 1,5 kali lebih cepat dari hasil perhitungan teoretis dengan persamaan (2) untuk kurva 4(c). Perbedaan nilai laju penurunan massa molekul rata-rata khitosan secara eksperimental dari tiga sumber penelitian yang berbeda juga menunjukkan bahwa kondisi eksperimen yang berbeda selama proses deasetilasi akan menghasilkan tingkat degradasi (pemutusan) rantai yang berbeda pula.


177

Mekanisme deasetilasi khitin dan degradasi rantai khitosan Pada proses deasetilasi khitin menjadi khitosan, reaksi yang diharapkan adalah pemutusan gugus asetil (COCH3) sehingga gugus amida (NHCOCH3) menjadi gugus amina (NH0 dengan mekanisme reaksi seperti ditunjukkan pada gambar 5, dimana ion hidroksi (OH-) merupakan katalisator basa yang berperan sebagai nukleofil dan bertugas memulai reaksi hidrolisa dengan menyerang atom C-karbonil dari gugus amida dan berakhir dengan pelepasan ion asetat. Namun demikian, ketika khitosan telah terbentuk dan reaksi dengan larutan NaOH pekat berjalan terus maka reaksi lain dapat pula terjadi, yaitu reaksi hidrolisa basa dengan menyerang ikatan J3-glikosidik (1,4) yang menyebabkan degradasi (pemutusan) rantai khitosan, seperti ditunjukkan pada gambar 6, dimana pada awal reaksi ion OH- akan menyerang atom C-1 dalam cincin D-glukosa dan berakhir dengan pemutusan rantai khitosan pada posisi ikatan J3-glikosidik(1,4).

--~~ ~--4~ I HOfiq

H~

~

/N"",

H

N~

f--/

-

--~~

"Ko

pt

,90

c

(i

c~

."

+

H~~

cacco

NIi>

Gambar 5. Mekanisme deasetilasi khitin menjadi khitosan.

--~~ H~)'HO~O

~~0~cY' Nfj,

~r

__ ~

H

~NI-j, OH

-

cY' HO

Nf-j,

0

H,O

j

HO~ __

0 ~

OH

H~+HO

H'

Nf-j,

.

~

cY'

H

0

+OH

'Nf-j,

Gambar 6. Mekanisme pemutusan ikatan J3-glikosidikpada khitosan.


178

KESIMPULAN Berdasarkan pad a perbandingan antara kurva derajat deasetilasi - massa molekul rata-rata khitosan hasil eksperimen dan hasil perhitungan teoretis, serta kajian mekanisme reaksi oerganik umum, yakni reaksi hidrolisis dengan katalis basa, maka dapat disimpulkan bahwa selama proses deasetilasi dapat terjadi reaksi samping yang tak diharapkan, yaitu reaksi pemutusan rantai khitosan dengan memutuskan ikatan ~-glikosidik yang menyebabkan penurunan massa molekul ratarata khitosan menurun secara Laju penurunan tersebut dapat mencapai 1,5 kali lebih cepat, 15,97 kali lebih cepat, bahkan 30,74 kali lebih cepat. Oleh karena itu, jika dalam proses deasetilasi khitosan tidak diinginkan terjadinya degradasi rantai khitosan maka disarankan untuk menggunakan metoda deasetilasi altematifyang tidak mempunyai reaksi samping pemutusan ikatan ~-glikosidik (1,4). UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan banyak terimakasih bapak Drs. Agus Wahyudi, diskusi seputar reaksi hidrolisa senyawa karbohidrat dalam basa kuat.

M.Si atas

PUSTAKA Ahmad Khan, T., 2002, Reporting degree of deacetylation values of chitosan : The influence of analytical methods, J Phann. Pharmaceut. Sci. 5(3):205-212. Burke, A., Yilmaz, E., Hasirci, N., 2000, Evaluation of Chitosan As a Potential Medical Iron (Ill) Ion Adsorbent, Turk. J. Med. Sci., 30, 341-348. Chen, R.H. and Tsaih, M.L., 1997, Effect of Preparation Method and Characteristics of Chitosan on the Mechanical and Release Properties of the Prepared Capsule, J. App. Poly. Scie., 161-169. Indra, Akhlus, S., 1993, Hidrolisa khitin menjadi pendukung padat, Laporan Penelitian, Kimia FMIPA, ITS. Ito, A., Sato, M, and Anma, T., 1997, Permeability of CO2 through chitosan membrane swollen by water vapor in feed gas, Die Angewadnte Makromolekulare Chemie, 248, 85-94. Kasaai,' M.R., Arul, J., and Charlet, G., 2000. Intrinsic viscosity-molecular weight relationship for chitosan. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 38, 2591-2598. Kumar, M.N.V.R., 2000, A review of chitin and chitosan applications, Reactive and Functional Polymers, 46, 1-27. Rabek F., Jan, 1980, Experimental methods in polymer chemistry, John WHey and Sons, New York. Santoso, E. dan Yusroni, A., 2002, Pengaruh waktu hidrolisa terhadap derajat

deasetilasi khitosan dan efeknya pada kemampuan mengikat gluteraldehid dan kekuatan tarik membran khitosan, Prosiding Seminar Nasional Kimia IV, Jurusan Kimia FMIPA ITS, Surabaya. Santoso, E., Yusroni, A., dan Mulyono, S., 2003, Permeabelitas membran khitosan ikatsilang dengan variasi derajat deasetilasi terhadap vitamin 8-12, Prosiding Seminar Nasional Kimia V, Jurusan Kimia FMIPA ITS, Surabaya. Santoso, E., 2004, Pengaruh derajat deasetilasi khitosan terhadap karakter fisik membran pofipaduan khitosan-polivinil a/koho/, Prosiding Seminar Nasional Kimia VI, Jurusan Kimia FMIPA ITS, Surabaya. . Tian, F., Liu, Y., HU, K., and Zhao, B., 2004, Study of the depolymerization behavior of chitosan by hydrogen peroxide, Carbohydrate Polymers, 57, 31-37. Varum, K.M., Egelansdal, B., and Ellekjaer, M.R., 1995, Characterization of partially N-acetylated chitosan by near infrared spectroscopy, Journal of carbohydrate polymer, 187-193.

Seminar Nasional Biomassa Ligna - Selulosa, 12 Maret 2005

179

PRAKATA

Puji syukur

kami

panjatkan

berisi

ke hadirat

prosiding

yang

Biomassa

Ligno Selulosa "Biokonversinya

dapat terselesaikan

kumpulan

makalah

antara

University ilmu

tantangan

dan

yang

karena

dihimpun

menjadi

Jurusan

Kimia

FMIPA

terapannya

permasalahan

serta

Universitas

menumbuhkan

yang dipresentasikan

Prof. Or. Ohmiya (Meijo University

(3) Peranan

kemampuan

dengan

Meijo

perkembangan untuk

menjawab

of Cellulosic

dengan tema seminar, 25

melalui poster. Makalah

utama

Biomass to useful Materials oleh

Nagoya Japan), (2) Biokonversi

Biomassa

Ligno

Energi oleh Or. Endang Sukara, APU (Ketua Oeputi Hayati L1PI),

Enzim Xilanolitik

Tri Puspaninqsih,

Airlangga

masa depan.

oral dan 4 makalah

menjadi

Nasional

yang Bermanfaat"

kegiatan ini dapat mendorong

terdiri atas : (1) Microbial Conversion

Selulosa

rahmat-Nya

dari Seminar

Bahan-Bahan

Prosiding ini memuat 4 makalah utama yang berhubungan makalah

dengan

pada tanggal 12 Maret 2005 ini merupakan

Nagoya Japan. Oiharapkan

kimia

swr,

dengan baik.

Seminar Nasional yang diselenggarakan kerjasama

Allah

dalam Biokonversi

M.Si. (Jurusan

Hayati Mikroorganisme

Kimia FMIPA

dan Peranannya

Hemiselulosa Unair),

dalam Biokonversi

oleh Or. Ni Nyoman

dan (4) Keanekaragaman oleh Or. Aris Tri Wahyudi

(Biologi, IPB). Semoga semua yang telah diupayakan ini membawa

manfaat

bagi akademisi,

dalam seminar sampai tercetaknya peneliti,

industri,

umumnya.

Wassalam,

Panitia


dan pernernati

prosiding kimia pada

SAMBUTAN

KETUA PANITIA

Assalamualaikum Wr. Wb.

On behalf of the Organizing Committee, I would like to extend my warmest welcome to

all of participants

of the National Seminar with the theme "Lignocellulosic

Biomass, Its Bioconvertion into Usefull Materials".

This seminar is being held to become a meeting forum for profetionals and researchers on lignocellulosic biomass bioconversion and other related subjects.

The seminar is attended by around 50 participants from many universities and research institutes, from Jawa island (Jakarta, Bogor, Bandung, Yogyakarta, Semarang, Surabaya) and out of Jawa island (Ambon, NTB, Sumatra, Kalimantan).

I hope that this seminar witl give us advance and usefull information to develop our research in the future. I also hope, we can communicate for making research collaboration between us, especially we can communicate with our distinguish speaker Prof. Kunio Ohmlya from Meijo University, because he came here under JSPS programfrom Asia Laboratory Tours.

Thank you very much for your kind attendance. I wish every success to all participants. Wassalamualakum wr. wb.

Dr. Afaf Baktir, MS Chairman of the Organizing Committee


ii

t

SAMBUTAN

DEKAN FAKULTAS

MIPA UNAIR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Hadirin sekalian yang terhormat, para dosen/peneliti dan peserta Seminar, para tamu pembicara, pimpinan Unair dan Undangan sekalian yang berbahagia

Hari ni ini kita menyelenggarakan acara seminar ilmiah yang berjudul : Biomassa Ligno-Selulosa, Biokonversinya menjadi Bahan-Bahan yang Bermanfaat. Acara temu ilmiah semacam ini sudah menjadi kegiatan yang wajib diselenggarakan oleh perguruan tinggi, dalam upaya menciptakan suasana akademik dan selalu mengikuti perkembangan ilmu maupun hasil penelitian yang telah ada. Seminar Biomassa Ligno-Selulosa

ini juga

merupakan

salah satu bentuk upaya memanfaatkan

biodiversitas di Indonesia yang melimpah ruah dan belum seluruhnya termanfaatkan bagi kehidupan manusia. Upaya konversi dan pemanfaatan berkelanjutan harus merupakan usaha seiring, dalam rangka menyelamatkan sumberdaya alam hayati dan plasma nutfah didalamnya. Upaya berbagai penelitian untuk mengungkap bahan baku hayati, guna berbagai kemanfaatan harus terus dilakukan, dengan kerjasama berbagai fihak dalam maupun luar negeri. Kemitraan ini juga harus memberikan kemanfaatan dan kesejahteraan bagi kehidupan, agar kualitas lingkungan tetap terpelihara dan kesejahteraan berbasis bahan alam hayati juga terpenuhi. Untuk itulah para dosen/peneliti di Jurusan Kimia FMIPA Unair telah memulai pendekatan holistic untuk masa depan menjadi lebih baik. Kepada para pembicara utama dalam seminar ini, kami atas nama Universitas Airlangga menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan atas peran serta Saudara, yaitu Prof. Kunio Ohmiya (dari Japan), Prof. Antonious Suwanto (dari IPB, Bogor), Or. Endang Sukara (dari LlPI) dan Prof. Gunawan Indrayatno dan Or. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, M.Si. (dari Unair). Saya ingin menyampaikan ucapan selamat datang pada tamu kita dari Universitas Meijo, Japan.


iii

Our honourable Professor KUNIO OHMIYA elcorne to our Unair - Fakultas MIPA Campus. e thank you for your coming and precence to be among us, and meet all the members of our faculty, the lecturers of cehimstry, biology, physics and mathematics . this MIPA building or life sciences center in Unair. I hope that your visit here, will have a positive impact on establishing the academic atmosphere among the lecturers and students, and also if possible building a collaboration in doing research, publishing journal and other academic activities, in particular in realizing the 'academic quality assurance' in Unair. Also important is in developing 'basic sciences research' to support the quality of life and welfare of human beings. In Unair, the research team of the biochemistry laboratory' would like to work ogether with THE AGRICULTURAL HIGH - TECH RESEARCH CENTER (Meijo niversity in Japan) in doing research and publishing, in the field of bioresources and everything related to it. Indonesia possesses rich natural resources full of iodiversities, most of their uses - have not been explored fully for the humans' need. On behalf of Unair, I wolud like to express our happiness, for this seminar. I am sure, is seminar would be very useful for the lecturers of MIPA. I would also like to convey our gratefulness for your willingness to give your presentation and discuss with us, the topic of "Microbiol conversion of cellulosic biomass, to useful materials"

urther, allow me to speak in Indonesia to our staff and guest. Thank you.

adirin sekalian Yth. Paradigma Pendidikan Tinggi berdasar otonomi, akuntabilitas, akreditasi, evaluasi din, harus dapat menjawab isu utama dalam HEl TS yaitu daya saing bangsa. emampuan otonomi dan organisasi sehat. Kompetisi global dan kompetensi berbasis kualitas telah menjadikan dilema bagi universitas, untuk mampu memposisikan diri dalam kancah global tersebut. Dan salah satunya adalah embangun suasana akademik dengan mengendepankan hasil-hasil riset yang bennanfaat

bagi

perkembangan

ilmu

dan

sekaligus

untuk

meningkatkan

esejahteraan masyarakat. Kondisi bangsa Negara yang belum pulih dari eterpurukan ekonorni, hutang yang besar karena korupsi, dan demokrasi yang belum matang telah menjadikan masalah pendidikan tinggi juga ikut terpengaruh. Padahal masa depan bangsa tertetak pada tersedianya kualitas SDM berpendidikan. bennoral, dan akuntabel, sangatlah dibutuhkan. Disinilah ruwetnya masalah minar Nasional Biomassa Ligno - Selulosa, 12 Maret 2005

iv

dikan untuk dapat mengurai problematika kemasyarakatan, sebagai bangsa Negara yang berkembang, agar mampu tampil dan bersaing di antar bal1g!Xilirntemasional. itmen institusional dan konsisten dalam menuju arah dan tujuan pendidikan gi haruslah dijadikan dasar berpijak dalam setiap pengambilan kebijakan dan eput:usan maupun dalam pelaksanaan program di berbagai level dan lini ejembagaan, baik untuk perguruan tinggi, lembaga penelitian maupun instansi merintah maupun swasta. Koordinasi, komunikasi dan sinergi program harus ukan terus menerus agar kemajuan Iptek dapat diakses dan segera embangkan sesuai dengan kemampuan yang ada. Salah satu bentuknya adalah nyelenggaraan forum ilmiah ini dan kerjasama penelitian maupun publikasi ilmiah.

Demikian, sambutan yang dapat saya berikan, dengan harapan agar Seminar ini apat menghasilkan sesuatu yang bermanfaat bagi bangsa dan Negara Indonesia, mari kita kembangkan terus kerjasama dengan berbagai fihak secara bermartabat, tuk kemajuan ilmu dan penerapannya bagi kesejahteraan sosial. Semoga Allah memberikan taufiq dan hidayah, dan pertemuan ilmiah ini dapat berjalan baik dan berhasil. Kami ucapkan terima kasih pada semua fihak yang telah ikut membantu atas terselenggaranya temu ilmiah ini. Wassalamualaikum Wr.Wb.


v

SUSUNAN PANITIA PENYELENGGARA

Pelindung

: Oekan FMIPA

Pengarah

: 1. Ketua Jurusan Kimia FMIPA Unair

2. Kepala Lab. Kimia Organikl Biokimia Ketua pelaksana

: Or. Afaf Baktir, M.S.

Wakil Ketua pelaksana

: Ors. Mulyadi Tanjung, M.S.

Sekretaris

: Ora. Sri Sumarsih,

Bendahara

: Or. Nanik Siti Aminah, M.Si

M.Si.

Seksi-seksi: 1. Seksi Acara/ sidang

: 1. Ors. Sofijan Hadi, M.Kes. 2. Ors. Hamami, M.Si. 3. Purkan, S.Si., M.Si. : 1. Purkan, S.Si., M.Si.

2. Seksi Publikasi

2. Sofijan Hadi, M.Kes. 3. Seksi IImiah

: 1. Dr. Alfinda Novi Kristanti 2. Dr. Ni Nyoman Tri Puspaningsih, 3. Dra. Miratul Khasanah,

M.Si.

M.Si.

: 1. Ors. Hery Suwito

4. Seksi Poster

2. Drs. Tokok Adiarto, M.Si. 5. Seksi Perlengkapan

: Abdulloh,S.Si.,

6. Seksi akomodasi/

: Drs. A. Budi Prasetyo, M.T.; Drs. Handoko, M.Se.

transportasi

M.Si.; Fendi, Roeh Adi; Damam

Wagiman 7. Seksi konsumsi

: Siti Wafiroh, S.Si., M.Si.; Yuli; Lies

8. Seksi dokumentasi

: Drs. Hery Suwito; Wagiman

9. Kesekretariatan

: Dra. Usreg Sri Handajani,


M.Si.; Andriani, Erwin

vi

DAFTAR 151

i ii iii

Prakata Sambutan Ketua Panitia Seminar Nasional Biomassa Lignoselulosa Sambutan Dekan FMIPA Universitas Airlangga

vi vii

Susunan Panitia Penyelenggara Daftar lsi

1

14

Microbial Convertion Kunio Ohmiya Biokonversi Endang

of Cellulosic

Bio-mass to Useful Materials

Biomassa Ligno-Selulosa

menjadi Energi

Sukara APU

22

Peranan Enzim Xilanolitik dalam Biokonversi Ni Nyoman Tri Puspaningsih

29

Keanekaragaman Aris Tri Wahyudi

40

Studi Pengaruh Penambahan Lempung Abdulloh, Bambang Ariwahjoedi

46

Utilization of Crustacean Waste as the Chitin Source for Bacterial Chitinase Production Agustinus Robert Uria,Ekowati Chasanah, Yusro Nuri Fawzya and Sugiyono

51

Immobilisasi Cross-Lingking Katalase dari Buah Apel Kultivar Rome Beauty menggunakan Asam 3-Merkaptopropionat pada Membran Selulosa sebagai Biomaterial Sensor Anak Agung Istri Ratnadewi

62

Pengaruh Pengkondisian Bangunan (Pleurotus Ostreatus) Asep Nurhikmat, Sumarsono

69

Penggunaan Membran Selulosa Bacterial (Nata de Coco) sebagai Bahan Baru Sensor Kimia Optik untuk Deteksi Logam Berat Bambang Kuswandi, Bambang Piluharto dan Tri Mulyono

77

Optimasi Medium Produksi Kitin Deasetilase Dewi Seswita

84

dan Peranannya

Carboxy

Methyl

Kumbung

dalam Biokonversi

Cellulose

terhadap

terhadap

Produksi

Sifat-Sifat

Jamur

Chasanah

Detection of Chitosanase Ekowati Chasanah

by Zymographic

Method


vii

Mekanik

Tiram

yang Dihasilkan oleh Bacillus K29-14

Zilda

Degradasi Limbah Perikanan oleh Enzim Kitinolitik Ekowati

92

Hayati Mikroorganisme

Hemiselulosa

Putih

DAFTAR 151

ii

Prakata Sambutan Ketua Panitia Seminar Nasional Biomassa Lignoselulosa Sambutan Dekan FMIPA Universitas Airlangga Susunan Panitia Penyelenggara Daftar Isi Microbial Convertion of Cellulosic Bio-mass to Useful Materials Kunio Ohmiya

4

Biokonversi Biomassa Ligno-Selulosa menjadi Energi Endang Sukara APU

22

Peranan Enzim Xilanolitik dalam Biokonversi Hemiselulosa Ni Nyoman Tri Puspaningsih

29

Keanekaragaman Hayati Mikroorganisme dan Peranannya dalam Biokonversi Aris Tri Wahyudi Studi Pengaruh Penambahan Carboxy Methyl Cellulose terhadap Sifat-Sifat Mekanik Lempung Abdulloh, Bambang Ariwahjoedi Utilization of Crustacean Waste as the Chitin Source for Bacterial Chitinase Production Agustinus Robert Uria,Ekowati Chasanah, Yusro Nuri Fawzya and Sugiyono

51

Immobilisasi Cross-Lingking Katalase dari Buah Apel Kultivar Rome Beauty menggunakan Asam 3-Merkaptopropionat pada Membran Selulosa sebagai Biomaterial Sensor Anak Agung Istri Ratnadewi

62

Pengaruh Pengkondisian Bangunan (Pleurotus Ostreatus) Asep Nurhikmat, Sumarsono

69

Penggunaan Membran Selulosa Bacterial (Nata de Coco) sebagai Bahan Baru Sensor Kimia Optik untuk Deteksi Logam Berat Bambang Kuswandi, Bambang Piluharto dan Tri Mulyono

77

Optimasi Medium Produksi Kitin Deasetilase yang Dihasilkan oleh Bacillus K29-14 Dewi Seswita Zilda

84

Degradasi Limbah Perikanan oleh Enzim Kitinolitik Ekowati Chasanah

92

Detection of Chitosanase by Zymographic Method Ekowati Chasanah

Kumbung terhadap Produksi Jamur Tiram Putih

nmar Nasional Biomassa Ligna - Selulosa, 12 Maret 2005

vii

DEGRADASIIKATAN P-GLUKOSIDIK (1,4) KHITOSAN SEBAGAI EFEK SAMPING PROSES DEASETILASI DALAM LARUTAN NaOH PEKAT

Recommend Documents