PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

AKTIVITAS ANTIMIKROBA SEDIAAN BIOMATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH KETELA POHON (Manihot utilissima Pohl.) DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN TERHADAP Staphylococcus aureus

SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) Program Studi Farmasi

Oleh : Haris Witantyo NIM: 098114118

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2013


ii


iii


iv


v


HALAMAN PERSEMBAHAN

“LEBIH BAIK BERJALAN SATU LANGKAH, DARIPADA LARI DITEMPAT” (Witono) "Kita harus menghadapi mereka dengan budi bahasa yang manis dan kesabaran yang tinggi agar bisa mengalahkan mereka" (Gregorius)

Karya ini penulis persembahkan kepada: Allah Bapa Yang Maha Kuasa dan Bunda Maria Orang tua (Mama-Sri Sulistyaningtyas & Papa-Witono) Kakak Putrantyono Dik Elisabet Deti Kurniawati Teman-teman satu tim skripsi Romo Al. Dwi Prasetyo Teman-teman OMK Paroki Gereja St. Theresia Sedayu Almamater Mereka yang mau berjuang untuk menggapai cita-cita dan tetap percaya pada-Nya I love you all, Tuhan beserta kita Sekarang dan selama-lamanya…

vi


PRAKATA

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Pengasih dan Penyayang atas berkat, rahmat dan penyertaan-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Skripsi yang berjudul “Aktivitas Antimikroba Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri dari Limbah Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan Penambahan Kitosan Terhadap Staphylococcus aureus “ ini disusun untuk memenuhi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Program Studi Ilmu Farmasi (S.Farm). Penulis mengalami berbagai kesulitan, hambatan, dan masalah dalam menyelesaikan laporan akhir ini. Namun dengan adanya bantuan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi. Oleh karena itu, atas segala bantuan yang telah diberikan dengan segenap kerendahan hati penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ipang Djunarko, M.Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ibu Dr. Eli Rohaeti selaku Dosen Pembimbing Utama dan penguji yang telah memberikan bantuan, dukungan semangat, perhatian, bimbingan, perhatian serta meluangkan waktu untuk berdiskusi bersama Penulis selama proses penyusunan proposal hingga penyelesaian skripsi ini. 3. Bapak Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku Dosen Penguji yang telah meluangkan waktu untuk menguji serta memberi beberapa masukan terkait skripsi Penulis.

vii


4. Bapak Prof. Dr. C.J. Soegihardjo, Apt., selaku Dosen Penguji yang telah meluangkan waktu untuk menguji serta memberi beberapa masukan terkait skripsi Penulis. 5. Ibu Rini Dwiastuti, M.Si., Apt., selaku kepala Laboratorium Farmasi, terima kasih atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk melakukan penelitian di Laboratorium Mikrobiologi Farmasi. 6. Staf Laboratorium Mikrobiologi Balai Kesehatan Yogyakarta atas pendampingannya dalam melakukan penelitian. 7. Mbak L. Venita Kusumaningrum beserta keluarga, terima kasih atas perhatian dan nasehat-nasehat yang diberikan kepada penulis pada saat pengerjaan skripsi. 8. Arvi Mahendra dan Yustisia Larassetyaningtyas yang telah bersedia menemani penulis dalam melakukan penelitian di Laboratorium, terima kasih atas kebaikan, semangat, nasehat, dukungan serta bantuan dan masukan-masukan kepada penulis, tidak lupa terima kasih atas keakraban, suka dan duka yang telah kita alami selama pengerjaan skripsi. 9. Michael Raharja Gani, Anugerah Adhi Laksana, David Chandra Putra terima kasih karena telah membantu penulis memperoleh judul metode penelitian, data penelitian serta diskusi-diskusi dalam penyusunan skripsi. 10. Hendy Larsen, Dian Asisi, Thomas Indra Waskita, Baktiman, Elisa Telamiana, Lia, Catur Yanuarto, Kun Charli, Saka Adhiyudha, Putut Wibisono, Augustinus Teti, Wisnu Brahmana P., Febrin Nessy Triana, Anastasia Tri P., Lia Susanti, Nindyati, Novia Sarwoningtyas, Niken Ambar

viii


Sayekti, Inggrid Sili, dan teman-teman lain yang telah memberikan kenangan, kebahagiaan, dan kebersamaan pada saat-saat itu. 11. Mbak Fransisca Devi Dju, Agatha Ratri P., Alfonsus Hepi, Adi Wirasaputra, Dessyntha, Paulus Setya Dharma, Valentinus, Widi A. Putra, serta teman-teman kakak angkatan yang telah berproses, menjalin pertemanan, dan membantu penulis dalam berorganisasi. 12. Teman-teman kelompok I TITRASI 2009 atas pertemanan, perkenalan, sebagai batu loncatan penulis awal melangkah di Farmasi. 13. B. Trifina, V. P. Pradipta, F. Kristi, R. Meita P., Rita D. V., A. Yossy K., B. C. Lalita P., Agnes Demetria, dan teman-teman lain yang sudah membuat hidup penulis menjadi lebih berwarna. 14. Semua teman-teman angkatan 2009 terima kasih khususnya kelas C atas pertemanan dan kebersamaan yang telah kita lalui. 15. Laboran-Laboran di Laboratorium Farmasi, Pak Mukminin, Pak Parlan, Mas Sigit, Mas Wagiran atas bantuan dan keramahannya selama penulis melakukan penelitian. 16. Almamater SMA N TIRTONIRMOLO beserta guru-guru, atas bimbingan pengajaran kepada penulis. 17. Keluarga besar Fakultas Farmasi Sanata Dharma yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih telah memberikan pelajaran hidup berharga di Farmasi, sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini banyak kesalahan dan kekurangan mengingat keterbatasan kemampuan dan pengetahuan penulis.

ix


Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak. Akhir kata, semoga laporan ini dapat berguna bagi pembaca terutama bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Penulis

x


DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ..................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................... ivi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ..................................v HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................ vi PRAKATA ............................................................................................................. vi DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ..................................................................................................xv DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xvi DAFTAR PERSAMAAN .................................................................................. xviii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xix INTISARI ............................................................................................................xxx ABSTRACT ........................................................................................................... xxi BAB I PENGANTAR ..............................................................................................1 A.

Latar Belakang ............................................................................................. 1 1. Rumusan masalah .........................................................................................5 2. Keaslian penelitian........................................................................................5 3. Manfaat penelitian ........................................................................................5

B.

Tujuan .......................................................................................................... 6

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA ......................................................................7

xi


A.

Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl.) ..................................................... 7

B.

Selulosa ........................................................................................................ 8

C.

Selulosa Bakteri ........................................................................................... 9

D.

Acetobacter xylinum .................................................................................. 11

E.

Stphylococcus aureus ................................................................................. 13

F.

Kitosan ....................................................................................................... 15

G.

Gliserol....................................................................................................... 16

H.

Antibakteri ................................................................................................. 17

I.

Pengujian Aktivitas Antimikroba .............................................................. 18

J.

Penutup Luka ............................................................................................. 19

K.

Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Infra Merah ................................ 20

L.

Foto Permukaan dengan Teknik Scanning Electron Microscopy (SEM) .. 24

M.

Analisis kristanilitas dengan Difraksi Sinar X (XRD)............................... 25

N.

Landasan Teori .......................................................................................... 26

O.

Hipotesis .................................................................................................... 27

BAB III METODE PENELITIAN ........................................................................28 A.

Jenis Penelitian .......................................................................................... 28

B.

Variabel Penelitian ..................................................................................... 28 1. Variabel utama ..........................................................................................28 2. Variabel pengacau ....................................................................................28

C.

Definisi Operasional .................................................................................. 29

D.

Alat dan Bahan........................................................................................... 30 1. Alat ...........................................................................................................30

xii


2. Bahan ........................................................................................................30 E.

Tata Cara Penelitian ................................................................................... 31 1. Determinasi tanaman ..................................................................................31 2. Pemilihan bahan..........................................................................................31 3. Preparasi limbah cair ketela pohon .............................................................32 4. Pembuatan membran kitosan sebagai pembanding ....................................32 5. Pembuatan material selulosa bakteri (S) + gliserol (G) ..............................32 6. Pembuatan material selulosa bakteri (S) + gliserol (G) + kitosan (K) .......34 7. Analisa karakteristik biomaterial ................................................................35 8. Sterilisasi produk ........................................................................................37 9. Pengujian aktivitas antimikroba .................................................................37

F.

Analisis Data .............................................................................................. 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...............................................................40 A.

Hasil Determinasi Tanaman....................................................................... 40

B.

Hasil Pemilihan Bahan............................................................................... 40

C.

Preparasi Limbah Ketela Pohon ................................................................ 41

D.

Pembuatan membran kitosan sebagai pembanding ................................... 42

E.

Pembuatan material selulosa bakteri (S)+gliserol (G) ............................... 44

F.

Pembuatan material selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK) .................. 48

G.

Analisis karakteristik biomaterial : ............................................................ 49 1. Analisis sifat fisik secara makroskopis. ......................................................49 2. Analisis gugus fungsi menggunakan instrumen FT-IR ..............................50 3. Analisis morfologi menggunakan instrumen SEM.....................................53

xiii


4. Analisis kristalinitas dengan alat X-Ray Diffraction (XRD). .....................55 H.

Analisis Antimikroba ................................................................................. 58

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................71 A. Kesimpulan ....................................................................................................... 71 B. Saran .................................................................................................................. 71 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................72 LAMPIRAN ...........................................................................................................79 BIOGRAFI PENULIS ...........................................................................................91

xiv


DAFTAR TABEL Halaman Tabel I.

Kandungan gizi akar ketela pohon per 100 g bahan .............................20

Tabel II.

Hasil korelasi dari serapan inframerah selulosa dan kitosan................23

Tabel III. Hasil pengamatan sifat fisik membran ..................................................49 Tabel IV. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba sampel biomaterial ..............61 Tabel V. Hasil perhitungan % daya hambat selulosa+gliserol+kitosan masingmasing replikasi ...................................................................................68

xv


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.

Struktur selulosa bakteri ................................................................10

Gambar 2.

Struktur dinding sel bakteri Gram positif .....................................14

Gambar 3.

Struktur dinding sel S. aureus .......................................................15

Gambar 4.

Struktur kitosan .............................................................................16

Gambar 5.

Metode mengkonstruksi garis dasar dalam spektra infra merah ...21

Gambar 6.

Spektra inframerah dari selulosa bakteri dan kitosan ...................22

Gambar 7.a

Foto SEM selulosa bakteri ............................................................25

Gambar 7.b

Foto SEM kitosan..........................................................................25

Gambar 8.

Difraktogram XRD dari selulosa bakteri dan kitosan ...................26

Gambar 9.

Membran kitosan...........................................................................44

Gambar 10.

Lapisan pelikel membran selulosa+gliserol ..................................46

Gambar11.

Selulosa bakteri+gliserol (SG) ......................................................47

Gambar 12.

Bagan biosintesis selulosa ............................................................47

Gambar 13.

Spektra IR kitosan .........................................................................50

Gambar 14.

Spektra IR selulosa bakteri + gliserol (SG) ..................................52

Gambar 15.

Spektra IR selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK) ....................52

Gambar 16.

Penampang cross section sampel S dan SGK perbesaran 100x....54

Gambar 17.a. Foto permukaan SEM selulosa (S) (perbesaran 1000x) ................54 Gambar 17.b. Foto permukaan SEM SGK (perbesaran 1000x) .........................54 Gambar 18.a. XRD Selulosa bakteri ketela pohon ..............................................56 Gambar 18.b. XRD Selulosa bakteri-gliserol-kitosan (SGK) ..............................57

xvi


Gambar 19.

Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran selulosa ...........62

Gambar 20.

Hasil pengamatan biodegradasi membran selulosa ........................62

Gambar 21.

Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran kitosan ............63

Gambar 22.

Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran SGK ................64

Gambar 23. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba kontrol negatif as. asetat ..69 Gambar 24. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba kontrol positif amoxicilin 69

xvii


DAFTAR PERSAMAAN Halaman Persamaan 1. Rumus perhitungan absorbansi menurut hukum Lambert-Beer ......20 Persamaan 2. Rumus perhitungan absorbansi ........................................................21 Persamaan 3. Rumus perhitungan DD ...................................................................24 Persamaan 4. Rumus perhitungan % kristalinitas ..................................................26

xviii


DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Sertifikat hasil uji S. aureus .............................................................. 79 Lampiran 2. Surat pengesahan determinasi ........................................................... 80 Lampiran 3. Formula yang digunakan (per 100 mL) ............................................. 81 Lampiran 4. Skema jalannya penelitian ................................................................. 81 Lampiran 5. Foto bahan yang digunakan ............................................................... 82 Lampiran 6. Hasil perbandingan berat ketela pohon dan air yang digunakan ...... 82 Lampiran 7. Foto masing-masing sampel hasil karakterisasi secara makroskopis 83 Lampiran 8. Hasil penimbangan berat basah sampel ............................................ 84 Lampiran 9. Hasil perhitungan konsentrasi NaOH dan HCl yang digunakan ....... 84 Lampiran 10. Hasil spektra IR setiap sampel ........................................................ 85 Lampiran 11. Hasil perhitungan DD kitosan ......................................................... 86 Lampiran 12. Foto SEM setiap sampel .................................................................. 87 Lampiran 13. Hasil XRD setiap sampel ................................................................ 87 Lampiran 14. Perhitungan % daya hambat ........................................................... 89 Lampiran 15. Foto instrumen yang digunakan untuk karakterisasi sampel .......... 90

xix


AKTIVITAS ANTIMIKROBA SEDIAAN BIOMATERIAL SELULOSA BAKTERI DARI LIMBAH KETELA POHON (Manihot utilissima Pohl.) DENGAN PENAMBAHAN KITOSAN TERHADAP Staphylococcus aureus INTISARI Penelitian ini bertujuan untuk membuat selulosa bakteri yang berasal dari limbah ketela pohon yang kemudian ditambahkan gliserol dan kitosan sebagai biomaterial penutup luka. Penelitian ini juga bertujuan untuk mempelajari aktivitas antimikroba biomaterial selulosa dari limbah ketela pohon yang ditambahkan kitosan terhadap Staphylococcus aureus. Biomaterial selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK) dipersiapkan melalui proses fermentasi limbah ketela pohon oleh Acetobacter xylinum selama 10 hari. Membran yang didapat kemudian direndam di dalam larutan kitosan 2% pada suhu ruang selama 7 hari. Analisis selulosa bakteri yang terbentuk meliputi analisis gugus fungsi, kristalinitas, dan pengamatan permukaan selulosa dengan SEM (Scanning Electron Microscopy). Pengujian berikutnya yaitu pengujian untuk melihat aktivitas antimikroba dengan metode difusi cakram (disk). Hasil yang diperoleh adalah % daya hambat dari sediaan selulosa-kitosan dan dibandingkan dengan kontrol positif yaitu Amoxicillin. Aktivitas antimikroba terlihat dari % daya hambat biomaterial selulosa-kitosan terhadap Staphylococcus aureus. Biomaterial selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK) menunjukkan adanya zona hambat. Selulosa bakteri tanpa penambahan kitosan tidak menunjukkan zona hambat. Aktivitas antimikroba dari SGK memiliki potensi kekuatan antimikroba sedang, dilihat dari rata-rata diameter zona hambat yang dihasilkan, yaitu sebesar 8,8 mm dengan % daya hambat yang dihasilkan yaitu sebesar 25,2%. Hal ini menunjukkan adanya potensi antimikroba pada sediaan biomaterial SGK. Kata Kunci : aktivitas antimikroba, biomaterial selulosa bakteri, ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.), kitosan

xx


ACTIVITY OF ANTIMICROBIAL BACTERIAL CELLULOSE BIOMATERIAL PREPARATION FROM CASSAVA WASTE (Manihot utilissima Pohl.) WITH ADDITION OF CHITOSAN AGAINST Staphylococcus aureus ABSTRACT This research aimed prepare a biomaterial wound dressing by generating bacterial cellulose from the production-waste of cassava which is added by glycerol and chitosan. This research also aimed at studying the activity of antimicrobial biomaterial cellulose derived from production-waste of cassava added with chitosant towards Staphylococcus aureus. Cellulose biomaterial bacteria + glycerol + chitosant (SGK) were prepared after 10 days of fermentation process of production-waste of cassava by Acetobacterxylinum. Membranes obtained were then soaked into solution of 2% chitosant at room temperature for 7 days. Analysis of formed bacterial cellulose included analysis of function cluster, crystalline, and cellulose surface observation by SEM (Scanning Electron Microscopy). The next test was to find out the antimicrobial activity by disc diffusion method. The result was the percentage (%) of inhibition of cellulose-chitosan specimen compared to the positive control, Amoxicillin. Antimicrobial activity was seen from the percentage (%) of inhibition of cellulose-chitosan biomaterial against Staphylococcus aureus. Cellulose biomaterial bacteria + glycerol + chitosan (SGK) showed that the blocking-zone occurs. Bacterial cellulose without the addition of chitosan did not show the occurrence of blocking zone. Antimicrobial activity of SGK has an averaged potential strength, seen from the average diameter of the blocking zone 8.8 mm and the percentage (%) of the blocking strength is 25.2%. This result indicated that the antimicrobial potential towards SGK biomaterials specimen occured. Keywords: antimicrobial activity, bacterial cellulose, cassava (Manihot utilissima Pohl.), chitosan

xxi


BAB I PENGANTAR

A.

Latar Belakang

Ketela pohon menjadi bahan pangan pokok setelah beras dan jagung di kalangan masyarakat Indonesia. Disamping, harga relatif murah, ubi kayu dapat tumbuh dimana saja sekalipun di daerah yang kurang subur asalkan beriklim tropis. Ketela pohon bisa langsung dijadikan bahan makanan, serta juga dapat dijadikan bahan dasar pada industri makanan dan bahan baku industri pakan. Selain itu digunakan pula pada industri farmasi (obat-obatan) (Najiyati, 1998). Banyak industri pengolahan ketela pohon di Indonesia yang mengolah limbah tidak dilakukan dengan baik bisa menimbulkan berbagai permasalahan bagi lingkungan sekitar. Limbah cair sisa pengendapan pati dapat menyebabkan bau tidak sedap dan penyakit. Air sisa pengendapan pati ini sebenarnya mempunyai potensi menjadi bahan baku pada produksi nata dikarenakan kandungan karbohidrat tinggi dan zat-zat lain yang ada didalamnya (Suprapti, 2005). Sebagian besar ubi kayu diolah secara home industry untuk pembuatan tapioka. Pada pengolahan ubi kayu ini selain dihasilkan bahan baku produk berupa tepung tapioka, juga akan dihasilkan limbah berupa limbah padat maupun limbah cair (Prayitno, 2008). Proses pembuatan tapioka memerlukan air untuk memisahkan pati dari serat. Pati yang larut dalam air harus dipisahkan. Teknologi yang ada belum mampu memisahkan seluruh pati yang terlarut dalam

1


2

air, sehingga limbah cair yang dilepaskan ke lingkungan masih mengandung pati (Hanifah, Saeni, Adijuwana, Bintoro, 1999). Limbah cair akan mengalami dekomposisi secara alami diperairan dan menimbulkan bau yang tidak sedap. Bau tersebut dihasilkan pada proses penguraian senyawa yang mengandung nitrogen, sulfur dan fosfor dari bahan berprotein (Zaitun, 1999).

Untuk menghindari pencemaran lingkungan yang dikarenakan tidak adanya proses pengolahan dan pembuangan yang tepat, maka dilakukan upaya untuk memanfaatkan limbah cair dari pembuatan tapioka. Limbah cair dari pembuatan tapioka ini dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan selulosa. Limbah cair produksi tapioka tersebut melewati proses fermentasi menggunakan Acetobacter xylinum. Produk nata de cassava berbentuk gel, tekstur kenyal, warna putih agak transparan, mengkilap atau glossy, licin, aroma netral, rasa tawar. Nata de cassava secara biokimia adalah untaian atau rajutan selulosa yang dihasilkan dan disekresikan oleh sel-sel A. xylinum yang menjerap air. Selulosa dihasilkan oleh A. xylinum melalui proses asimilasi pengubahan gula sederhana gula glukosa, menjadi senyawa karbohidrat yang lebih kompleks berupa selulosa. Dengan cara kerja yang sama dengan membentuk nata de cassava, limbah cair dari cucian ketela pohon ini dapat digunakan dalam membentuk suatu selulosa bakteri. Selulosa bakteri ini dapat dibentuk dari bahan alam yang cukup mengandung nutrisi melalui proses fermentasi yang dilakukan oleh bakteri (Rohaeti, 2010).


3

Selulosa bakteri adalah selulosa yang diproduksi oleh bakteri asam asetat dan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan selulosa yang berasal dari tumbuhan. Keunggulan tersebut di antaranya memiliki kemurnian yang tinggi, struktur jaringan yang sangat baik, kemampuan degradasi tinggi, dan kekuatan mekanik yang unik (Takayasu and Fumihiro, 1997). Selulosa bakteri ini memiliki kelemahan, yaitu mudah menyerap cairan sehingga mudah terkontaminasi oleh mikroba, selain itu menurut Seichi Tokura (2008), selulosa bakteri tidak memiliki aktivitas antimikroba untuk mencegah infeksi pada luka. Untuk mengatasi kelemahan tersebut, maka dapat dilakukan modifikasi dengan cara penambahan suatu bahan lain pada selulosa bakteri tersebut (Ciechanska, 2004). Dalam kasus ini, modifikasi ditujukan dapat memberikan sifat bakteriostatik pada selulosa bakteri. Bahan yang ditambahkan diantaranya adalah kitosan. Kitosan adalah produk terdeasetilasi dari kitin yang merupakan polimer alami kedua terbanyak di alam setelah selulosa, yang banyak terdapat pada serangga, crustaceae, dan fungi (Sandford, 2003). Kitosan bersifat tidak toksik, biokompatibilitas, biodegrabilitas, bioadhesif, dan mudah dimodifikasi secara kimia sehingga berpotensi besar untuk diaplikasikan dalam dunia farmasi (Burkatovskaya, 2006; Kumar, Joydeep,mand Tripathi, 2004). Selulosa bakteri yang dimodifikasi dengan kitosan, memiliki kelebihan yaitu terciptanya kombinasi dari sifat – sifat keduanya, sehingga tercipta suatu peningkatan biokompatibilitas dan bioaktivitas. Penggabungan segmen kitosan dalam selulosa dapat menciptakan suatu materi yang sesuai dengan pembuluh darah, serta adanya polisakarida dapat menciptakan efek elastisitas dan


4

permukaan antitrombogenik yang baik (Ciechanska, Wietecha, Kazmierczak, Kazimierczak, 2010). Penambahan plasticizer dalam pembuatan polimer baik polimer alam maupun sintesis secara umum bertujuan untuk meningkatkan sifat mekanik polimer. Komponen utama dalam lapisan polimer biodegradable adalah polimer pembentuk massa dan plasticizer. Penambahan plasticizer ini dibutuhkan untuk menurunkan kerapuhan/kekakuan polimer yang disebabkan oleh kuatnya gaya intermolekular. Plasticizer yang digunakan adalah gliserol yang akan menyelingi ruang antar rantai polimer, mengganggu ikatan hidrogen dan meregangkan rantai polimer, sehingga kemampuan elongasi polimer akan meningkat (Gontard, Guilbert, Cuq, 1992). Penambahan gliserol pada penelitian ini dikarenakan senyawa poliol (polihidroksi termasuk gliserol) banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemlastis. Dengan adanya gliserol, diharapkan dapat mempengaruhi sifat fisik dan mekanis suatu polimer seperti kekuatan tarik, elastisitas kekerasan, sifat listrik dan sebagainya. Penelitian ini merupakan suatu penelitian untuk penemuan polimer kombinasi antara selulosa bakteri-gliserol-kitosan (SGK) yang memanfaatkan limbah rumah tangga yaitu limbah cair ketela pohon (ubi kayu) sebagai material penutup luka. Penambahan gliserol dan kitosan pada penelitian ini dimaksudkan agar selulosa yang terbentuk tidak mudah rapuh, elastis, dan mampu memberikan aktivitas antimikroba. Biomaterial yang dihasilkan ini diujikan untuk mengetahui aktivitas antimikroba terhadap Staphylococcus aureus.


5

1. Rumusan masalah

a. Bagaimana

karakteristik

(gugus

fungsi,

struktur

morfologi,

dan

kristalinitas) biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan gliserol dan kitosan? b. Bagaimana aktivitas antimikroba biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan penambahan gliserol dan kitosan terhadap Staphylococcus aureus dilihat dari % daya hambat? 2. Keaslian penelitian Penelitian yang terkait dengan “Aktivitas Antimikroba Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri dari Limbah Ketela Pohon (Manihot utilissima) dengan Penambahan Gliserol dan Kitosan Terhadap Staphylococcus aureus” pernah dilakukan oleh Seiichi Tokura dengan judul “Impregnation of silver nanopartikel into bacterial cellulose for antimicrobial wound dressing” dimana pada penelitian ini, didapatkan hasil bahwa selulosa bakteri memiliki aktivitas antimikroba

terhadap

Staphylococcus

aureus.

Namun

penelitian

yang

menggunakan limbah ketela pohon sebagai bahan dasar selulosa bakteri ditambahkan kitosan untuk pengujian antimikroba sejauh yang peneliti ketahui belum pernah dilakukan. 3. Manfaat penelitian a.

Manfaat teoritis : Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya ilmu pengetahuan tentang pembuatan biomaterial selulosa bakteri dari limbah rumah tangga untuk keperluan biomedis.


6

b. Manfaat metodologis: Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu metode pengembangan selulosa bakteri sebagai penutup luka dari limbahlimbah yang tidak digunakan. c. Manfaat praktis: Penelitian ini diharapkan dapat menjadi alternatif penutup luka yang dibuat dari limbah ketela pohon yang bersifat ramah lingkungan.

B. Tujuan 1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik (gugus fungsi, struktur morfologi, dan kristalinitas) biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan gliserol dan kitosan. 2. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui aktivitas antimikroba biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan gliserol dan kitosan terhadap Staphylococcus aureus dilihat dari % daya hambat.


BAB II PENELAAHAN PUSTAKA

A. Ketela Pohon Menurut Rukmana (1997) klasifikasi tanaman ketela pohon adalah sebagai berikut: Kerajaan

: Plantae

Divisi

: Spermatophyta

Sub Divisi

: Angiospermae

Kelas

: Dicotyledoneae

Ordo

: Euphorbiales

Famili

: Euphorbiaceae

Genus

: Manihot

Spesies

: Manihot utilissima Pohl. Ketela pohon nama lain dari singkong merupakan tanaman yang mirip

semak dapat tumbuh sekitar 6-8 kaki (1,83 – 2,44 meter). Tanaman ini memiliki batang tegak yang halus dan kenampakan mirip tanaman ganja. Daunnya besar, berwarna hijau tua, tangkai daun kemerahan,dan berbentuk terbagi 7. Batang mengandung getah putih, dan memiliki nodus yang merupakan tempat munculnya tanaman baru. Akarnya digunakan sebagai bahan pangan dan patinya digunakan dalam industri lem dan tapioka (Stephens, 2009). Ketela pohon akan menghasilkan akar tuberous yang memiliki kandungan pati yang tinggi, yang berperan sebagai sumber karbohidrat utama.

7


8

Akar ketela pohon mengandung kalori dalan jumlah tinggi, vitamin, mineral, dan dietary fiber (Li, Zhu, Zeng, Zhang, Ye, Ou, Rehman, 2010). Adapun kandungan gizi ketela pohon per 100 g bahan adalah sebagai berikut : Tabel. I Kandungan Gizi Akar Ketela Pohon per 100 g bahan (Depkes R.I. 1981) No. Kandungan Unsur Gizi Ketela Pohon Putih 1 Kalori (kal) 146,00 2 Protein (g) 1,20 3 Lemak (g) 0,30 4 Karbohidrat (g) 34,70 5 Kalsium (mg) 33,00 6 Fosfor (mg) 40,00 7 Zat Besi (mg) 0,70 8 Vitamin A (SI) 0,00 9 Vitamin B1 (mg) 0,06 10 Vitamin C (mg) 30,00 11 Air (g) 62,50 12 Bagian yang dapat dimakan (%) 75,00 Keterangan: kal = kalori; g = gram; mg =milligram; SI = Satuan Internasional

B. Selulosa Selulosa merupakan senyawa menyerupai serabut liat, tidak larut air, secara alami terdapat pada kayu, kapas dan pada tumbuhan lainnya. Selulosa adalah homopolimer polidispers linier, yang terdiri dari unit – unit Dglukopiranosa/ AGU yang terikat melalui ikatan β-1,4- glikosida secara selektif. Polimer ini memiliki gugus hidroksi bebas pada atom karbon C-2, C-3, dan C-6 (Klemm, Schamuderz, Heinze, 2010). Selulosa berbentuk gel, tekstur kenyal, warna putih agak transparan, mengkilap atau glossy, licin, aroma netral, rasa tawar. Selulosa merupakan polisakarida rantai lurus. Dalam reaksi hidrolisis, selulosa menghasilkan monomer


9

D-glukosa. Selulosa merupakan konstituen utama pada kertas dan tali. Turunan dari selulosa antara lain : selulosa nitrat, selulosa asetat, dan etil selulosa yang secara luas digunakan pada industri plastik (Gupta, 2010). Dari hasil pemeriksaan selulosa menggunakan sinar X mununjukkan bahwa selulosa terdiri atas rantai linear dari unit selobiosa, yang oksigen cincinnya berselang-seling dengan posisi “ke depan” dan “ke belakang”. Molekul linear ini yang mengandung rata-rata 5000 unit glukosa, beragregasi menghasilkan fibril yang terikat bersama oleh ikatan hydrogen di antara hidroksilhidroksil pada rantai yang bersebelahan. Selulosa memiliki ikatan hidrogen yang kuat, hal ini menyebabkan tidak dapat larut dalam air, meskipun memiliki banyak gugus hidroksil dan bersifat polar (Hart, Craine, Hart, 2003).

C. Selulosa Bakteri Selulosa yang diperoleh dari proses fermentasi adalah sejenis polisakarida mikrobial yang tersusun oleh serat selulosa yang dihasilkan oleh strain xylinum, subspesies dari Acetobacter aceti, bakteri non-patogen, yang dinamakan sebagai selulosa bakterial atau selulosa yang diperoleh dari fermentasi. Aplikasi dari selulosa bakteri sangat luas, di antaranya dalam bidang membran, elektronik, tekstil, dan terutama di bidang biomedis. Hal ini dilatarbelakangi karena keunggulannya dalam hal porositas, absorbsi terhadap air, sifat mekanik, dan biokompatibilitas (Chawla, Bajaj, Survase dan Singhal, 2009). Keunggulan selulosa bakteri adalah dalam hal porositas, absorbsi terhadap air, sifat mekanik, dan biokompatibilitas. Sifat selulosa bakteri mirip


10

dengan kulit manusia, sehingga dapat digunakan sebagai kulit pengganti dalam luka bakar (Ciechańska, 2004). Adapun struktur selulosa bakteri ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur selulosa bakteri (Festucci-Buselli, Otoni, and Joshi, 2007). Selulosa bakteri merupakan polimer alam yang sifatnya menyerupai hidrogel yang diperoleh dari polimer sintetik ; selulosa bakteri menunjukkan kandungan air yang tinggi (98-99%), daya serap yang baik terhadap cairan, bersifat non-allergenik, dan dapat disterilisasi tanpa mempengaruhi karakteristik dari bahan tersebut (Ciechańska, 2004). Selulosa bakteri tersusun oleh serat selulosa yang lebih baik yang dihasilkan oleh bakteri. Setiap serat tunggal dari selulosa bakteri mempunyai diameter 50 nm, dan selulosa bakteri terdapat dalam bentuk kumpulan serat-serat tunggal yang berdiameter sekitar 0,1-0,2 nm. Panjang seratnya tidak dapat ditentukan karena kumpulan serat-serat tunggal selulosa saling melilit satu sama


11

lain membentuk struktur jaringan. Sebagai pembandingnya diameter dari selulosa bentuk kristalin adalah 10 – 30 nm (Philips and Williams, 2000). Selulosa bakteri mempunyai beberapa keunggulan antara lain: kemurnian tinggi, derajat kristalinitas tinggi, mempunyai kerapatan antara 300-900 kg/m3, kekuatan tarik tinggi, elastis, dan terbiodegradasi (Krystynowicz, 2001). Aplikasi selulosa bakteri dalam bidang biomedis pada luka yang ingin disembuhkan dengan efektif, luka harus dijaga agar tetap dalam kondisi basah. Penutup luka yang baik, tidak mengiritasi kulit, permeable terhadap uap dan melindungi jaringan tubuh bagian dalam terhadap cedera mekanis dan infeksi. Penutup luka dari kulit babi atau kulit jenazah manusia telah digunakan, tetapi bahan tersebut mahal dan hanya digunakan untuk waktu yang

singkat

(Ciechańska, 2004). Selulosa bakteri dapat digunakan sebagai pengganti kulit untuk merawat luka bakar yang serius karena karakteristiknya yang mirip seperti kulit manusia. (Ciechanska, 2004). Selulosa bakteri juga mempunyai kerangka jaringan yang sangat baik dan hidrofilisitas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pembuluh darah buatan yang sesuai untuk pembedahan mikro (Hoenich, 2006).

D. Acetobacter xylinum Bakteri Actobacter xylinum tumbuh baik dalam media yang memiliki pH 3 – 4. Jika pH lebih dari 4 atau kurang dari 3, proses fermentasi tidak akan bisa berjalan sempurna. Suhu optimum untuk pertumbuhan Acetobacter xylinum adalah 26 – 270C (Warisno, 2004).


12

Adapun klasifikasi bakteri Acetobacter xylinum (Stang, 2012) adalah sebagai berikut: Kerajaan

: Bacteria

Filum

: Proteobacteria

Kelas

: Alphaproteobacteria

Ordo

: Rhodospirillales

Famili

: Acetobacteraceae

Genus

: Acetobacter

Spesies

: Acetobacter xylinum Secara fisik Acetobacter xylinum mampu mengoksidasi glukosa menjadi

rantai atau polimer panjang yang disebut dengan polisakarida atau selulosa berupa serat – serat putih yang secara bertahap dari lapisan tipis pada awal fermentasi hingga mencapai ketebalan sekitar 12 mm pada akhir fermentasi, kemudian disebut sebagai nata yang merupakan metabolit sekunder. Metabolit primer bakteri ini berupa asam asetat, air dan energi (Nainggolan, 2009). Acetobacter xylinum mempunyai sifat sensitif terhadap perubahan sifat fisik misalnya adanya goncangan akan menyebabkan nata yang terbentuk di permukaan cairan menjadi turun, dan perubahan sifat kimia misalnya pH yang sangat rendah mengakibatkan pertumbuhan Acetobacter xylinum terhambat. Akibat yang ditunjukkan oleh terhambatnya pertumbuhan Acetobacter xylinum adalah nata yang dihasilkan tipis dan lunak, atau kemungkinan yang paling tidak menguntungkan adalah tidak terbentuknya nata (Endang, 1993).


13

Acetobacter xylinum berbentuk elips atau tongkat yang melengkung. Kultur yang masih muda merupakan bakteri gram negatif, sedangkan kultur yang sudah agak tua merupakan bakteri dengan gram yang bervariasi. Acetobacter merupakan bakteri aerob, yang memerlukan respirasi dalam metabolisme. Acetobacter dapat mengoksidasi etanol menjadi asam asetat, juga dapat mengoksidasi asetat dan laktat menjadi CO2 dan H2O (Warisno, 2004). Selulosa bakteri mirip dengan kulit manusia, sehingga selulosa bakteri dapat digunakan sebagai kulit pengganti dalam luka bakar (Ciechańska, 2004).

E. Stphylococcus aureus Staphylococcus aureus merupakah salah satu bakteri Gram positif yang ditemukan saat kulit mengalami luka/infeksi (Lay & Sugyo, 1992). Ciri bakteri Gram positif adalah : memiliki struktur yang tebal (15-80 nm); dinding sel berlapis tunggal; memiliki kandungan lipid yang rendah (1-4%); dinding sel terdiri dari peptidoglikan yang lebih dari 50% bobot kering, ada asam teikoat (Pelczar & Chan, 1986) Peptidoglikan adalah suatu polimer yang terdiri dari tiga macam bahan pembangun, yaitu asam N-asetil-glukosamin (AGA), Asam N-Asetil-Muramat (AAM) dan suatu peptida yang terdiri dari empat sampai lima asam amino, yaitu L-alanin, D-alanin, asam D-glutamat dan lisin atau diamino tinelat. Peptidoglikan ini memberikan bentuk dan kakunya dinding sel (Lay & Sugyo, 1992). Dinding sel bakteri Gram positif dapat dilihat pada Gambar 2.


14

Gambar 2. Struktur dinding sel bakteri Gram positif (Lay & Sugyo, 1992). Susunan kimiawi dari peptidoglikan khas untuk masing-masing bakteri AGA dan AAM merupakan komponen tetap, akan tetapi keragaman ada pada asam amino yang ada dan sifat ikatannya. Pelczar & Chan (1986) menjelaskan bahwa perbedaan dinding sel inilah yang menyebabkan bakteri dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan respon yang berbeda terhadap pewarnaan Gram, yaitu bakteri Gram positif dan Gram negatif. Bakteri Gram-positif memiliki kandungan peptidoglikan yang tinggi dibandingkan dengan bakteri Gram-negatif. Bakteri gram-positif memiliki asam teikoat, polimer yang bersifat asam yang mengandung ribitol fosfat atau gliserol fosfat. Asam teikoat ini bermuatan negatif, sehingga menyebabkan muatan negatif pada permukaan sel bakteri Gram-positif (Lay & Sugyo, 1992).


15

Gambar 3. Struktur dinding sel S. aureus (Araki and Ito, 1989). F. Kitosan Kitosan adalah biopolimer yang telah diketahui dapat mempercepat penyembuhan luka (Kojima, Okamoto, Miyatake, Kitamura, Minami, 1998). Berdasarkan sifat fisika dan kimia yang dimilikinya, kitosan banyak digunakan dalam bidang farmasi, produk kosmetik, penyaringan air, perawatan kulit, dan perlindungan tanaman. Selain itu, kitosan dapat juga digunakan sebagai pasta gigi, pencuci mulut, dan permen karet kunyah. Hal ini karena kitosan dapat menyegarkan nafas, mencegah terjadinya plak pada mulut, dan mencegah kerusakan gigi. Dalam bidang teknologi jaringan, kitosan dan turunannya diaplikasikan sebagai penutup luka, sistem pengiriman obat, dan pengisi implant (Kumar, Joydeep, and Tripathi, 2004). Gambar 4 menunjukkan struktur kitosan yang merupakan senyawa hasil deasetilasi kitin, terdiri dari unit N-asetil glukosamin dan N glukosamin. Kitosan sebagai bahan yang dapat diperbarui secara alami mempunyai sifat yang unik seperti biokompatibel, biodegradabel, non-toksik, dan kemampuan untuk pembentukan lembaran yang bagus.


16

Gambar 4. Struktur kitosan (Pardosi, 2008). Kitosan mempunyai dua gugus reaktif, yaitu amino dan hidroksil yang secara kimia dapat melakukan interaksi pada temperatur ruangan. Adanya gugus amino memungkinkan untuk dilakukan beberapa modifikasi kimia (Xiaoxiao, Wang, dan Bai, 2009). Kitosan merupakan padatan putih yang tidak larut dalam air, pelarut organik, alkali, dan asam mineral, dalam berbagai kondisi. Kitosan larut dalam asam formiat, asam asetat, dan asam organik lainnya dalam keadaan dipanaskan sambil diaduk (Manskaya, dan Drodzora, 1968). Kelarutan kitosan dalam pelarut asam anorganik adalah terbatas. Kitosan dapat larut dalam HCl 1% tetapi tidak larut dalam asam sulfat dan asam fosfat. Stabilitas larutan kitosan pada pH diatas tujuh adalah rendah akibat dari pengendapan ataupun pembentukan gel yang terjadi pada range pH alkali. Larutan kitosan membentuk kompleks poli-ion dengan hidrokoloid anionik dan menghasilkan gel (Nadarajah, 2005).

G. Gliserol Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa manis, tidak berwarna, cairan kental dengan titik lebur 200C dan memiliki titik didih yang tinggi yaitu


17

2900C. Senyawa ini bermanfaat sebagai anti beku (anti freeze) dan juga merupakan senyawa yang higroskopis sehingga banyak digunakan untuk mencegah kekeringan pada tembakau, pembuatan parfum, tinta, kosmetik, makanan dan minuman lainnya (Austin, 1985). Gliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tetapi tidak dalam minyak. Sebaliknya banyak zat dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding dalam air maupun alkohol. Oleh karena, itu gliserol merupakan pelarut yang baik Gliserol juga dapat digunakan sebagai pemlastis. Proses plastisasi polimer pada prinsipnya adalah dispersi molekul pemlastis ke dalam fase polimer. Jika pemlastis mempunyai gaya interaksi dengan polimer, proses dispersi akan berlangsung dalam skala molekul dan terbentuk larutan polimer-pemlastis yang disebut kompatibel. Suatu pemlastis akan mempengaruhi semua sifat fisik dan mekanis polimer seperti kekuatan tarik, elastisitas kekerasan, sifat listrik, dan sebagainya (Goudung, 2004).

H. Antibakteri Antibakteri diartikan sebagai zat yang dapat menggangu pertumbuhan dan metabolisme bakteri (Clifton, 1958). Berdasarkan aktivitasnya, zat antibakteri dibedakan menjadi dua, yaitu yang memiliki aktivitas membunuh yang dikenal dengan bakterisidal seperti penisilin, basitrasin, dan neomisin, dan yang memiliki aktivitas menghambat pertumbuhan atau yang di sebut bakteriostatik seperti tetrasiklin, kloramfenikol, dan novobiosin (Pelzcar & Chan 1986).


Pelzcar

dan

Chan

(1986)

mengungkapkan

bahwa

18

mekanisme

penghambatan pertumbuhan mikroba oleh senyawa antibakteri ada beberapa macam, antara lain: (1) menghambat sintesis dinding sel; (2) menghambat keutuhan permeabilitas membran sitoplasma, sehingga terjadi kebocoran zat nutrisi dari dalam sel; (3) denaturasi protein sel; (4) merusak sistem metabolisme sel dengan menghambat kerja enzim intraseluler; dan (5) menghambat sintesis protein yang menyebabkan kerusakan total sel. Menurut Todar (1997), cakupan bakteri yang dapat dipengaruhi oleh zat antibakteri disebut dengan spektrum aksi antibakteri. Berdasarkan spektrum aksinya, zat antibakteri dibagi menjadi tiga, yaitu: (1) Spektrum sangat terbatas yaitu zat antibakteri yang efektif melawan suatu spesies bakteri tertentu; (2) spektrum terbatas yaitu zat antibakteri yang efektif melawan sebagian bakteri gram-positif atau gram-negatif; (3) spektrum luas, yaitu zat antibakteri yang efektif melawan bakteri gram-positif dan gram-negatif dalam cakupan yang luas.

I. Pengujian Aktivitas Antimikroba Ada dua cara pengujian antibakteri, yaitu teknik dilusi dan teknik difusi. Teknik dilusi yaitu dengan mencampur zat antibakteri dengan medium yang kemudian diinokulasi dengan bakteri uji. Dasar pengamatannya adalah dengan melihat tumbuh tidaknya bakteri uji tersebut (Pelzcar dan Chan, 1986). Ada dua cara teknik dilusi, yaitu cara penipisan lempeng agar dan cara pengenceran tabung. Pada teknik difusi, zat yang akan ditentukan aktivitas antibakterinya berdifusi pada lempeng agar yang telah ditanami bakteri. Dasar


19

pengamatannya adalah ada atau tidaknya zona hambatan pertumbuhan bakteri. Teknik difusi ini ada tiga macam cara, yaitu cara parit (ditch), cara lubang/cawan (hole/cup) dan cara cakram (disc) (Pelzcar dan Chan, 1986). Ketentuan kekuatan antibiotik-antibakteri antara lain, daerah hambatan 20 mm atau lebih berarti sangat kuat, daerah hambatan 10 sampai 20 mm berarti kuat, daerah hambatan 5 sampai 10 mm berarti sedang, dan daerah hambatan 5 mm atau kurang berarti lemah (Todar, 1997).

J. Penutup Luka Penutup luka yang ideal adalah mampu memiliki beberapa fungsi berikut. 1) Menyediakan lingkungan yang lembab bagi luka / permukaan penutup luka. 2) melindungi luka secara fisik dari infeksi bakteri, 3) steril, murah dan mudah digunakan, 4) menyerap kelebihan eksudat tanpa kebocoran di permukaan penutup luka. 5) menyerap bau luka, 6) melindungi luka secara mekanik dan suhu, 7) mampu menyediakan pori-pori yang digunakan untuk sirkulasi pergantian udara dan cairan, 8) secara signifikan mengurangi rasa nyeri pada luka, 9) tidak toksik, tidak mengandung pirogen, tidak mensensitasi dan tidak menyebabkan alergi baik pada pasien maupun pada staf medis, dan


20

10) tidak menempel di luka dan ketika dilepas tidak menyebabkan rasa nyeri atau trauma pada luka (Eldin, Soliman, Hashem dan Tamer, 2008).

K. Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Infra Merah Spektrum infra merah pada dasarnya merupakan gambaran dari pita absorbansi spesifik dari gugus fungsional yang mengalami vibrasi karena pemberian energi. Interaksi antara gugus dengan atom yang mengelilinginya dapat menandai spektrum itu dalam setiap senyawa. Analisis kualitatif, dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya absorpsi pada frekuensi tertentu dan merupakan penanda ada tidaknya gugus fungsional tertentu. Penggunaan spektrofotometri infra merah pada bidang kimia organik menggunakan daerah dari 650-4000 cm-1 (15,4-2,5 μm) (Sastrohamidjojo, 2007). Gugus fungsional dalam molekul dianalisis secara kualitatif dengan melihat bentuk spektrumnya yaitu dengan melihat puncak spesifik yang menunjukkan jenis gugus funsgional. Analisis secara kuantitatif dilakukan berdasarkan hukum Lambert-Beer, ditunjukkan pada Persamaan 1. A = log (Io/I) = a c l ……………………………………………..….. (1) Keterangan : A = absorbansi Io = intensitas sinar masuk I = Intensitas sinar yang ditransmisikan a = koefisien absorpsi (M-1 cm-1) c = konsentrasi zat (M)


21

l = panjang lintasan (cm) Untuk mengoreksi kesalahan yang timbul akibat adanya overlap puncak absorpsi, maka garis dasar (base line) dalam spektrum infra merah harus dibuat seperti ditunjukkan pada Gambar 5, I dan Io ditentukan sebagai intesitas transmisi pada garis dasar. Absorbansi (A) pada frekuensi yang diberikan (dalam cm-1) terlihat pada Persamaan 2. Absorbansi (A) = log (Io/I) = log (AC/AB) ……………………….. (2) Keterangan : AC = Io = intensitas sinar masuk AB = I = intensitas sinar yang ditransmisikan AC dan AB ditentukan dari spektrum infra merah seperti ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Metode mengkonstruksi garis dasar dalam spectrum infra merah (Sastrohamidjojo, 2007). Gambar 6 menunjukkan karakteristik serapan dari selulosa bakteri menunjukkan puncak di sekitar daerah 3350 cm-1 yang menunjukkan O-H stretching dan di sekitar daerah 2916,81 cm-1 yang menunjukkan CH stretching.


22

Adanya pita di sekitar daerah 1649,8 cm-1 yang menunjukkan deformasi vibrasi dari molekul air yang terabsorbsi (Wonga, Kasapis dan Tan, 2009). Adapun karakteristik serapan dari kitosan ditunjukkan dengan puncak di sekitar 1559,17 cm-1 yang menunjukkan vibrasi stretching dari gugus amino kitosan dan di sekitar daerah 1333,5 cm-1 yang menunjukkan vibrasi dari C-H. Adanya pita di sekitar 3367,1 cm-1 menunjukkan vibrasi simetrik dari amina NH. Adanya puncak di sekitar daerah 2927,41 cm-1 menunjukkan vibrasi C-H.

Gambar 6. Spektra inframerah dari selulosa bakteri dan kitosan (Anicuta, Dobre, Stroescu dan Jipa, 2010). Adanya puncak di sekitar daerah 896,73 cm-1 dan 1154,19 cm-1 berkaitan dengan struktur sakarida dari kitosan. Adanya puncak melebar di sekitar daerah 1080,91 cm-1 menunjukkan vibrasi stretching C-O (de Souza Costa-Junior,


23

Pereira dan Mansur, 2009; Rao, Naidu, Subha, Sairam dan Aminabhavi, 2006). Gambar 6 menunjukkan contoh spektra inframerah dari selulosa bakteri dan kitosan. Berdasarkan Gambar 6 maka perlu dibuat suatu tabel korelasi serapan dari spektra IR. Korelasi ini perlu dibuat untuk memudahkan dalam menginterpretasikan gugus-gugus fungsi dari spektra IR yang didapatkan. Hasil korelasi dari gugus-gugus fungsi ini disajikan pada Tabel II. Tabel II. Hasil korelasi dari serapan inframerah selulosa dan kitosan Kode

A B C D E

Serapan Selulosa (cm-1) 3430 2919 1659 1422

Serapan Kitosan (cm-1) 3430 2919 1637 1579 1422

F G

1374 1158

1378 1154

H

1067

1072

Keterangan Kode

-OH and –NH stretching -CH stretching C=O stretching -NH bending (amide II) -CH and –NH bending vibrations -CH3 bending vibrations Anti-symmetric stretching of the C-O-C bridge Skeletal vibrations involving the C-O stretching

Referensi

Stefanescu et al (2011)

Parameter lain yang berpengaruh pada sifat kitosan adalah berat molekul (BM) dan derajat deasetilasi (DD). Derajat deasetilasi menunjukkan berkurangnya gugus asetil dari kitin menjadi gugus amino pada kitosan. Penentuan DD dapat dilakukan dengan beberapa metode, seperti titrimetri HBr, spektroskopi IR, X-Ray Diffraction dan spektroskopi 1H NMR. Penentuan DD dengan spektroskopi IR


24

dilakukan dengan metode base line. Berikut ini rumus untuk perhitungan DD seperti ditunjukkan oleh Persamaan 3. DD = 100 – (

)

(

)……………………………………………... (3)

Keterangan: DD = Derajat Deasetilasi A1655 = absorbansi pada bilangan gelombang 1655 cm-1 yang menunjukkan serapan karbonil dari amida. A3450 = absorbansi pada bilangan gelombang 3450 cm-1 yang menunjukkan serapan hidroksil dan digunakan sebagai standar internal. Faktor 1,33 merupakan nilai perbandingan (

) untuk kitosan terdeasetilasi

100% (Khan, Peh dan Chang, 2002).

L. Foto Permukaan dengan Teknik Scanning Electron Microscop (SEM) SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, selanjutnya informasi yang diperoleh diubah menjadi gambar. Imajinasi mudahnya, gambar yang didapat mirip sebagaimana gambar pada televisi (Utami, 2007). Foto SEM dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut di-scan dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi, kemudian sinyalnya diperkuat, besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Pada layar CRT tersebut, gambar struktur objek yang sudah diperbesar dapat terlihat (Utami, 2007).


25

SEM mempunyai resolusi tinggi dan dikenal untuk mengamati objek benda berukuran nanometer. Resolusi tinggi tersebut didapatkan untuk scan dalam arah horizontal, sedangkan scan secara vertikal atau tinggi rendahnya struktur memiliki resolusi rendah (Utami, 2007). Contoh foto hasil SEM dtunjukkan pada gambar 7.a dan 7.b.

Gambar 7.a Foto SEM Selulosa bakteri

Gambar 7.b Foto SEM kitosan (Freire, Silvestre, Gandini, dan Neto, 2011).

M. Analisis Kristanilitas Dengan Difraksi Sinar X (XRD) Difraksi sinar X merupakan metode analisis yang didasarkan pada hamburan cahaya pada kisi kristal yang dikenai sinar X. Teknik ini memungkinkan determinasi derajat kristalinitas sampel beserta data kristalografik lainnya (Braun, et al., 2005). Derajat kristanilitas dari suatu polimer akan mempengaruhi aktivitas polimer tersebut, selain itu derajat kristanilitas berhubungan dengan struktur rantai polimer. Semakin linier rantai polimer maka derajat kristanilitasnya akan semakin


26

besar, sehingga bersifat semakin kristalin, sebaliknya apabila strukturnya bercabang maka akan cenderung bersifat amorf XRD sangat penting untuk analisis polimer karena XRD dapat memperlihatkan indeks dari struktur kristal, dan derajat kristalinitas (Rosida, 2007). Menurut Anggraeni (2003), derajat kristalinitas dapat ditentukan dengan cara menghitung perbandingan luas difraksi kristalin terhadap luas total difraksi (amorf dan kristalin) seperti ditunjukkan oleh Persamaan 4. Derajat kristanilitas =

x 100 %..................................(4)

Contoh hasil difraksi sinar-X dari selulosa dan kitosan dapat dilihat dari Gambar 8.

Gambar 8. Difraktogram XRD dari selulosa bakteri dan kitosan (Stefanescu, et. al., 2012).

N. Landasan Teori Biomaterial selulosa bakteri dapat dibuat dari bahan dasar limbah ketela pohon melalui proses fermentasi yang dilakukan oleh bakteri Actobacter xylinum. Selulosa bakteri ini memiliki sifat bioaktif dimana dapat digunakan sebagai perawatan sementara untuk luka bakar. Namun selulosa bakteri ini mudah menyerap air dari lingkungan sekitar, sehingga kemungkinan bakteri lain tumbuh


27

pada biomaterial ini sangat besar. Oleh karena itu dilakukan suatu modifikasi pada selulosa bakteri dengan menambahkan bahan lain tertentu, salah satunya adalah kitosan. Kitosan bersifat sebagai bakteriostatik serta mempercepat regenerasi sel pada kulit yang rusak. Dengan penambahan kitosan ini diharapkan dapat meningkatan sifat bioaktif dari selulosa bakteri. Karakterisasi membran yang terbentuk dapat diketahui dengan dilakukan analisis karakteristik membran yang meliputi analisis gugus fungsi, serta analisis permukaan membran. Untuk mengetahui nilai aktivitas antimikroba dari membran (selulosa, selulosa-gliserolkitosan, kitosan) maka dilakukan pengujian dengan metode difusi cakram (disk), sehingga dapat memberikan nilai aktivitas antimikroba selulosa bakteri terhadap Staphylococcus aureus yang dapat teramati dari % daya hambat.

O. Hipotesis a. Selulosa bakteri dapat dibuat dari limbah cair ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dan dapat dimodifikasi dengan penambahan gliserol dan kitosan, serta memiliki karakteristik selulosa bakteri pada umumnya. b. Modifikasi selulosa bakteri dengan penambahan kitosan mampu memberikan aktivititas antimikroba.


BAB III METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian Penelitian ini merupakan jenis penelitian yang bersifat eksperimental murni sederhana dengan rancangan acak lengkap pola searah.

B. Variabel Penelitian Variabel dalam penelitian ini terdapat dua variabel, yaitu : 1. Variabel utama : Variabel utama dalam penelitian ini meliputi : a. Variabel bebas : Kitosan yang ditambahkan dalam preparasi sediaan biomaterial selulosa bakteri. b. Variabel tergantung : i.

Karakteristik biomaterial yang dihasilkan (gugus fungsi, permukaan membran).

ii.

Diameter zona hambat yang dihasilkan oleh biomaterial selulosa bakteri terhadap pertumbuhan Staphylococcus aureus.

2. Variabel pengacau : Variabel pengacau dalam penelitian ini meliputi :

28


29

a. Variabel pengacau terkendali : tempat tumbuh tanaman, usia tanaman, waktu panen, cara panen, media pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus (MHA), suhu inkubasi (37oC), lama inkubasi (24 jam). b. Variabel pengacau tak terkendali : kelembaban dan kemurnian kitosan.

C. Definisi Operasional 1. Selulosa bakteri adalah adalah sejenis polisakarida mikrobial yang tersusun oleh serat selulosa yang dihasilkan oleh strain xylinum, subspesies dari Acetobacter aceti, bakteri non-patogen, yang diperoleh dari fermentasi. 2. Umbi ketela pohon adalah yang digunakan memiliki daging berwarna putih dan kulit coklat, yang diperoleh dari tanaman ketela pohon dengan tangkai daun kemerahan dan daun hijau. 3. Limbah cair ketela pohon adalah limbah cair yang dihasilkan dari proses simulasi pembuatan tepung tapioka dengan bahan dasar ketela pohon yang dilakukan di laboratorium. 4. Kitosan yang didapat dari hasil proses deasetilasi kitin diperoleh dari Chemix dengan derajat deasetilasi 74,94%.. 5. S. aureus adalah bakteri uji yang digunakan pada penelitian ini, dengan sertifikat uji dari Balai Laboratorium Kesehatan Yogyakarta. 6. Metode difusi adalah metode pengukuran daya hambat suatu bahan obat terhadap mikroorganisme tertentu dengan mengukur zona radikal yang terbentuk di sekeliling cakram (disc).


30

7. Antibakteri merupakan zat yang dapat menggangu pertumbuhan dan metabolisme bakteri, pada penelitian ini yang dimaksud adalah kitosan. 8. Analisis struktur morfologi merupakan analisis untuk melihat bentuk morfologi/kenampakan dari suatu biomaterial baik kenampakan bentuk permukaan maupun kenampakan bentuk melintang. . D. Alat dan Bahan 1. Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah neraca analitik model Metler PM480, pH stik Merck, karet, hot plate, thermometer model Ika – Ret BC, sendok, magnetic stirer, penggaris, Erlenmeyer, Spektrofotometer IR (IR Shimadzu Prestige-21), seperangkat instrumen SEM (Jeol JSM T300), alat XRD (Rigaku Multiflex 2 kW), pendingin (Rigaku), timbangan digital (Mettler-Toledo B.V.PC 2000), oven drying (Memmert BE 500), autoklaf (ALP Co.,Ltd. Model KT-40), magnetic stirrer-hot plate (Heidolph MR 2002), seperangkat alat gelas (Pyrex dan Duran), nampan (Lion Star dengan dimensi 230x176x39 mm), spatula, timbangan, pisau, talenan, gunting (Han Kwang Korea), blender (Moulinex), baskom, cawan petri (Pyrex), kain mori, kain warna hitam, plastik, toples, pelubang kertas, pinset, spreader, gunting, kertas karbon, koran, kertas coklat pembungkus. 2. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah air limbah ketela pohon (yang dagingnya berwarna putih), kitosan kualitas teknis dari p.a


31

E.Merck®, alkohol 70 % kualitas teknis, urea dari p.a E.Merck®, asam asetat glasial

kualitas

teknis

dari

p.a.E.Merck®,

gliserol,

glukosa,

aquades,

Staphylococcus aureus ATCC 25923 yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Balai Kesehatan Yogyakarta, starter Bakteri Acetobacter xylinum yang diperoleh dari Chemix, amoxicillin, media Mueller-Hinton Agar (MHA), Brain Heart Infusion broth (BHI broth)

aquades, HCL kualitas p.a. buatan

E.Merck®, NaOH kualitas p.a. buatan E.Merck®.

E. Tata Cara Penelitian 1. Determinasi tanaman

Determinasi tanaman ketela pohon (Manihot utilissima Pohl.) dilakukan di Laboratorium Biologi / Farmakognosi-Fitokimia Fakultas Farmasi USD. Determinasi tanaman ketela pohon dengan tangkai daun berwarna kemerahan, dan daun berwarna hijau dilakukan di Laboratorium Farmakognosi Fitokimia Fakultas Farmasi USD dengan berdasarkan acuan Herbarium Manihot utilissima Pohl. Collector : Emanuel M.L; Determinator : Emanuel M.L, Insula : P, Jawa; Loc : Karang Asem Baru; Altitude : 1,5 m di atas permukaan laut; dd : 6 – 12 – 1996. 2. Pemilihan bahan Ketela yang dipilih adalah ketela pohon (Manihot utilissima

Pohl.).

Ketela pohon yang bagian dalamnya berwarna putih serta kulitnya berwarna coklat dan di panen pada waktu berumur 6-9 bulan. Waktu pengambilan ketela


32

pohon ini dilakukan pada bulan November 2012 dan Febuari 2013 di Pasar Telo, Karangkajen, Yogyakarta. 3. Preparasi limbah cair ketela pohon

Ketela pohon sebanyak 0,5 kg yang sudah dikupas kulitnya dan dicuci bersih ditampung di baskom, kemudian diblender dan diberi air 0,5 Liter. Lalu diaduk–aduk hingga air semua bercampur homogen dengan parutan ketela. Kemudian disaring dan pisahkan air dari ketela. Pada larutan cair akan terbentuk dua lapisan, yaitu lapisan bawah pati dari ketela dan lapisan atas (limbah air) dalam membuat pati. Lapisan air yang diambil yaitu lapisan atas (limbah air). Diamkan limbah tersebut selama ±12 jam, agar sari pati benarbenar sudah mengendap dan air dapat digunakan pada tahap selanjutnya. 4. Pembuatan membran kitosan sebagai pembanding Sejumlah 2 g kitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat dengan konsentrasi 2% di atas hot plate sambil diaduk dengan magnetic stirrer. Larutan kitosan lalu dituang ke atas nampan yang telah dicuci alkohol 70% dan dikeringkan lalu diletakkan selama beberapa hari di udara terbuka untuk menjamin penguapan solven secara sempurna. Setelah beberapa hari maka akan terbentuk produk membran yang transparan dan fleksibel. Membran kitosan yang terbentuk lalu disimpan di dalam toples yang sudah diberi silica gel sebelumnya (Eldin, Soliman, Hashem, Tamer, 2008). 5. Pembuatan material selulosa bakteri (S) + gliserol (G) Sebanyak 200 mL air limbah ketela pohon hasil penyaringan dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan magnetic


33

stirrer, ditambahkan 20,0 g gula pasir, 1,0 g urea, dan ditambahkan gliserol sebanyak 1,0 g selanjutnya dipanaskan dan diaduk hingga larut. Bila pH larutan campuran masih berkisar antara 5-6, campuran diasamkan dengan penambahan asam asetat glasial hingga pH berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan lalu dituangkan dalam keadaan hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan dengan alkohol 70% dan telah ditutup sebagian dengan koran sambil didinginkan hingga tercapai suhu kamar. Campuran ditambahkan 50 mL Acetobacter xylinum, nampan ditutup rapat menggunakan koran lalu direkatkan dengan selotip dan difermentasi selama 714 hari pada suhu kamar. Setelah 7-14 hari, penutup koran dibuka dan lapisan pelikel yang terbentuk diambil lalu dicuci berturut-turut dengan air PAM, dengan aquabidest, dengan air panas kemudian lapisan pelikel ini ditimbang dengan timbangan digital. Lapisan pelikel lalu direndam dengan larutan NaOH 3% selama 48 jam. Setelah 48 jam, lapisan pelikel ini dicuci kembali dengan aquades setelah dicuci dengan aquades lalu lapisan pelikel ini direndam dengan larutan HCl 3% selama kurang lebih 15 menit. Setelah 15 menit, lapisan pelikel ini lalu dicuci kembali dengan aquades dan dicek pH-nya dengan pH stik, jika pH pada pH stik sudah menunjukkan pH mendekati range pH netral, pencucian dengan aquades ini dihentikan kemudian air di lapisan pelikel ini dibuang lalu lapisan pelikel ini ditimbang. Setelah ditimbang, lapisan pelikel ini lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 400 C selama kurang lebih 2 minggu.


34

Setelah 2 minggu atau setelah air pada nampan ini kering, lapisan pelikel ini dikeluarkan dari oven dan dijemur dibawah cahaya matahari selama kurang lebih 1 minggu dengan sebelumnya nampan yang berisi pelikel ini ditutup dengan kain hitam. Setelah 1 minggu atau setelah lapisan pelikel ini membentuk lembaran tipis, lapisan pelikel ini ditimbang lalu disimpan di dalam plastik dan diletakkan di dalam toples yang sudah diisi silica gel sebelumnya (Chawla, Bajaj, Survase, Singhal, 2008). 6. Pembuatan material selulosa bakteri (S) + gliserol (G) + kitosan (K) Sebanyak 200 mL air limbah ketela pohon hasil penyaringan dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan magnetic stirrer, ditambahkan 20,0 g gula pasir, 1,0 g urea, dan ditambahkan gliserol sebanyak 1,0 g selanjutnya dipanaskan dan diaduk hingga larut. Bila pH larutan campuran masih berkisar antara 5-6, campuran diasamkan dengan penambahan asam asetat glasial hingga pH berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan lalu dituangkan dalam keadaan hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan dengan alkohol 70% dan telah ditutup sebagian dengan koran sambil didinginkan hingga tercapai suhu kamar. Campuran ditambahkan 50 mL Acetobacter xylinum, nampan ditutup rapat menggunakan koran lalu direkatkan dengan selotip dan difermentasi selama 10 hari pada suhu kamar. Setelah 10 hari, penutup koran dibuka dan lapisan pelikel yang terbentuk diambil lalu dicuci berturut-turut dengan air PAM, dengan aquades, dengan air panas kemudian lapisan pelikel ini ditimbang dengan timbangan


35

digital. Lapisan pelikel lalu direndam dengan larutan NaOH 3% selama 48 jam. Setelah 48 jam, lapisan pelikel ini dicuci kembali dengan aquades setelah dicuci dengan aquades lalu lapisan pelikel ini direndam dengan larutan HCl 3% selama kurang lebih 15 menit. Setelah 15 menit, lapisan pelikel ini lalu dicuci kembali dengan aquades dan dicek pH-nya dengan pH stik hingga menunjukkan pH mendekati range pH netral. Kemudian ditambahkan 2 g kitosan yang telah dilarutkan dalam 100 mL asam asetat 2% dalam keadaan panas kedalam wadah yang terdapat pelikel/membran selulosa bakteri. Pelikel kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 40-500C . Setelah kering, membran selulosa-gliserol-kitosan ini dimasukkan dalam toples yang berisi silica gel (Chawla, et al., 2009). 7. Analisa karakteristik biomaterial a. Analisis sifat fisik secara makroskopis.

Analisis ini meliputi pengamatan dari warna, tekstur, bentuk dan transparansi dari masing-masing sampel. b. Analisis gugus fungsi menggunakan instrumen FT-IR

Analisis ini menggunakan seperangkat alat FT-IR dan dilakukan di Laboratorium Terpadu Fakutas MIPA UII. Langkah-langkahnya adalah lapisan tipis atau pelikel yang diperoleh dari hasil fermentasi dijepit pada tempat sampel kemudian diletakkan pada alat ke arah sinar inframerah. Hasilnya direkam ke dalam kertas berskala berupa alur kurva bilangan gelombang terhadap intensitas.


36

c. Analisis morfologi permukaan menggunakan instrumen SEM

Foto permukaan dilihat menggunakan instrumen SEM. Langkahlangkahnya adalah sebagai berikut material sampel dipotong sedemikian rupa, lalu sampel diberi doubel tape karbon kemudian sampel ditempatkan di atas tempat sampel yang terbuat dari tembaga. Sampel disepuh dengan dengan emas (coating) dengan alat ion coater selama kurang lebih 5 menit yang sebelumnya dilakukan proses pemvakuman. Selanjutnya sampel dimasukkan ke unit electron gun melalui bilik pergantian sampel. Kemudian sampel diset dengan bantuan microstage sampai mendapatkan fokus yang tepat. Tombol utama pada posisi ON dan diset detector Accelerate voltage set, 20 kilo volt. d. Analisis kristalinitas dengan alat X-Ray Diffraction (XRD)

Analisis XRD dilakukan dengan memakai instrumen X-Ray Diffraction yang dilakukan di Laboratorium FMIPA UNY. Langkahlangkahnya adalah lembaran film dipotong dengan ukuran 2x2 cm2. Sampel tersebut kemudian dipasang di sample holder dan sampel diusahakan rata di atas sample holder. Selanjutnya, pendingin alat XRD dihidupkan dan instrumen XRD dihidupkan lalu diatur kondisi alat dengan sudut putar 2θ = 2° sampai 80°, scan step = 0,04 dan scan speed = 4°/menit serta tegangan dan arus pada instrumen disesuaikan dengan standard measurement dari instrumen dan dirotasikan agar benar-benar terorientasi secara acak. Hasil uji ini berupa difraktrogram hubungan antara intensitas dan sudut 2θ.


37

8. Sterilisasi produk Produk biomaterial yang sudah dikeringkan serta membran kitosan yang telah dibuat lalu dipotong menjadi beberapa bagian dengan ukuran 1x1 cm2 lalu dimasukkan ke dalam cawan petri dan selanjutnya dimasukkan ke dalam autoklaf dan disterilisasi pada suhu 1210C selama 15 menit. Setelah disterilisasi, produk biomaterial ini siap digunakan. 9. Pengujian aktivitas antimikroba a. Pembuatan suspensi bakteri uji

Isolat murni Staphylococcus aureus ditambahkan ke dalam media BHI broth yang diinkubasi pada 37oC selama kurang lebih 4 jam sampai kekeruhan Brain Heart Infusion broth (BHI broth) menyamai kekeruhannya 0,5 McFarland (Christoforus, 2010). b. Pembuatan media Media yang digunakan untuk uji aktivitas antimikroba adalah MHA. Larutan MHA dituangkan ke dalam 5 cawan petri masing-masing sebanyak 25 mL dan dibiarkan beberapa saat hingga memadat (Christoforus, 2010). c. Penanaman bakteri uji Hasil suspensi bakteri uji dispread ke dalam media Mueller-Hinton Agar (MHA) dengan cara dioleskan secara merata dengan menggunakan lidi-kapas steril, lalu didiamkan kurang lebih selama 5 menit (Christoforus, 2010). d. Pemberian kontrol positif pada bakteri uji Sebagai kontrol positif, digunakan antibiotik Amoxicillin. Bakteri uji yang sudah ditanamkan pada Mueller-Hinton Agar kemudian diberi paper disc


38

Amoxicillin. Kemudian inkubasikan pada 37oC selama 24 jam (Ardhuha, F., Harapan, 2010). e. Pemberian kontrol negatif pada bakteri uji Sebagai kontrol negatif, digunakan asam asetat. Sebanyak 20 µl asam asetat diteteskan pada paper disk. Bakteri uji yang sudah ditanamkan pada Mueller-Hinton Agar kemudian diberi paper disk berisi asam asetat. Kemudian diinkubasikan pada 37oC selama 24 jam. f. Pemberian biomaterial selulosa, selulosa bakteri-gliserol (SG), kitosan (K), dan selulosa bakteri-gliserol-kitosan (SGK) pada bakteri uji Bakteri uji yang sudah ditanamkan pada Mueller-Hinton Agar kemudian diberi potongan biomaterial yang sudah disterilisasi sebelumnya. Biomaterial ini dipotong serupa dengan bentuk dan ukuran paper disc yang bertindak sebagai kontrol positif dan kontrol negatif. Diletakkan potongan biomaterial per cawan petri (Selulosa bakteri-Gliserol (SG), Kitosan (K), Selulosa bakteriGliserol-Kitosan (SGK). Kemudian inkubasikan pada 37oC selama 24 jam. g. Pengukuran zona hambat Pengukuran zona hambat dilakukan dengan mengukur diameter zona hambat dalam millimeter, kemudian dihitung persentase kekuatan aktivitas daya hambat dihitung menggunakan rumus berikut : (diameter zona hambat zat uji – kontrol negatif) % daya hambat =

x 100% (zona hambat kontrol positif) (Ardhuha dan Harapan, 2010).


39

F. Analisis Data a. Analisis karakteristik dari biomaterial yang terbentuk meliputi analisis sifat fisik secara makroskopik, organoleptis, gugus fungsi dari biomaterial, uji morfologi dan analisis kristalinitas biomaterial. b. Analisis aktivitas antimikroba dilakukan dengan mengukur diameter zona jernih yang muncul (zona hambat) menggunakan penggaris dengan satuan millimeter, kemudian dihitung persentase daya hambat untuk setiap perlakuan {Selulosa bakteri-Gliserol (SG), Kitosan (K), Selulosa bakteriGliserol-Kitosan (SGK), Amoxicillin, dan asam asetat}.


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik (struktur morfologi dan gugus fungsi) serta untuk mengetahui aktivitas antimikroba biomaterial selulosa bakteri terhadap Staphylococcus aureus dari limbah ketela pohon yang sudah ditambahkan kitosan. Aktivitas antimikroba tampak dari zona hambat yang terbentuk. A. Hasil determinasi tanaman Determinasi

merupakan

langkah

penting

dalam

penelitian

bila

menggunakan tanaman sebagai sampel penelitian, agar diketahui kebenaran identitas tanaman yang digunakan. Determinasi tanaman juga menghindarkan peneliti agar tidak salah dalam pengambilan sampel. Determinasi dilakukan dengan bantuan seorang determinator. Determinasi tanaman ketela pohon dengan tangkai daun berwarna kemerahan, dan daun berwarna hijau dilakukan di Laboratorium Farmakognosi Fitokimia Fakultas Farmasi USD dengan berdasarkan acuan Herbarium Manihot utilissima Pohl. Umbi yang digunakan memiliki daging berwarna putih dan kulit coklat, yang diperoleh dari tanaman ketela pohon dengan tangkai daun kemerahan dan daun hijau. B. Hasil pemilihan bahan Berdasarkan hasil pemilihan bahan penelitian, ketela pohon yang digunakan adalah ketela pohon yang bagian dalamnya berwarna putih. Ketela pohon yang bagian dalamnya berwarna putih lebih mudah didapatkan. Ketela

40


41

pohon yang dipilih adalah yang berumur sekitar 6-9 bulan dan memiliki umbi berukuran panjang ± 30 cm dan diameter 10 cm agar didapatkan kandungan pati yang sesuai dengan ketela pohon yang digunakan pada proses pembuatan tepung tapioka. C. Preparasi limbah ketela pohon Preparasi limbah ketela pohon ini berdasarkan pada cara pembuatan tepung tapioka ketela pohon. Simulasi pembuatan ketela pohon diawali dengan pemilihan tanaman ketela pohon. Preparasi limbah dilakukan dengan mengupas kulit umbi ketela pohon. Umbi ketela pohon yang sudah dikupas kulitnya kemudian dicuci bersih untuk menghilangkan lendir yang banyak mengandung glikosida sianogen. Ukuran diperkecil untuk memperbesar luas permukaan agar proses filtrasi pati berjalan optimum, dengan cara dipotong-potong lalu diblender dengan menambahkan air dengan perbandingan 1:1 (ketela pohon : air). Hasil dari pemblenderan ketela pohon tersebut disaring menggunakan kain mori. Saat penyaringan, kain diperas sampai dirasa cukup untuk memeras kandungan air pada campuran tersebut. Hasil penyaringan tersebut ditampung pada tempat pengendapan. Tutup tempat pengendapan cairan tersebut agar mengurangi kontaminasi dari debu atau kotoran lain. Diamkan cairan tersebut selama 12 jam sampai terbentuk dua lapisan, yaitu pada bagian bawah terdapat padatan pati dan bagian atas limbah cair. Hasil limbah cair pada bagian atas dimasukkan ke dalam botol dan ditutup rapat, kemudian digunakan untuk pembuatan biomaterial.


42

Zaitun, dkk, (1999), menyatakan limbah cair hasil pengolahan tapioka ini bila tidak diolah lebih lanjut dapat mencemari lingkungan karena limbah cair ini akan mengalami dekomposisi secara alami di badan – badan perairan dan menimbulkan bau yang tidak sedap karena munculnya senyawa nitrogen, sulfur, dan fosfor dari penguraian bahan berprotein. Penelitian ini memanfaatkan limbah cair hasil pengolahan tapioka yang secara teoritis masih mengandung sisa pati amilum serta nutrisi lainnya yang dapat dipergunakan oleh mikroorganisme. Acetobacter xylinum dapat menggunakan dua sumber karbohidrat pada penelitian ini yaitu sukrosa sebagai sumber nutrisi awal, dan amilum yang kemudian dipecah menjadi monosakarida dengan enzim hidrolase. D. Pembuatan Membran Kitosan Sebagai Pembanding Pembuatan membran kitosan dilakukan dengan menggunakan nampan plastik dengan merk Lion Star. Larutan kitosan 2% dibuat dari 2 g kitosan dilarutkan dalam asam asetat 100 mL dengan konsentrasi 2%. Larutan yang dihasilkan tidak homogen karena kelarutan kitosan yang cukup rendah. Kemudian larutan sedikit dipanaskan menggunakan heater dan diaduk dengan magnetic stirrer. Hal yang perlu dicatat adalah dalam melarutkan kitosan tidak boleh menggunakan panas yang berlebihan, sebaiknya tidak dipanaskan. Hal ini akan berakibat larutan kitosan yang terbentuk akan mengalami Maillard reaction. Maillard reaction merupakan reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dengan gula pereduksi akibat adanya pengaruh suhu. Umemura, Mihara dan Kawai (2010) melaporkan efek dari Maillard reaction antara glukosa dengan dalam membran kitosan ditemukan pada membran yang dilarutkan dalam asam


43

asetat 1% dan dikeringkan dengan cawan petri pada suhu 500 C. Proses Mailard reaction ini dapat terjadi jika asam amino dengan gula pereduksi yang terdapat dalam senyawa berinteraksi secara kimia dengan bantuan suhu dan dalam kondisi yang kering. Warna yang terbentuk bila terjadi mailard reaction adalah coklat kehitaman, hal ini akan memperngaruhi penampilan serta penerimaan pasien bila diaplikasikan. Warna kitosan yang baik adalah berwarna kuning jernih. Setelah serbuk putih dari kitosan terlarut dan warna larutan berubah menjadi kuning cerah, berarti larutan sudah cukup homogen. Dari hasil orientasi didapatkan bahwa kitosan dapat larut dalam asam asetat 2%. Hal ini dikarenakan kitosan memiliki gugus amino yang mudah terprotonasi yang terdapat dalam Dglukosamin unit. Gugus amino ini akan terprotonasi dengan adanya gugus asetil pada asam asetat, sehingga akan membentuk garam yang dapat larut dalam air (Inmaculada et al, 2009) Hasil larutan tersebut dapat digunakan untuk membuat lapisan film kitosan dan sebagai bahan pelapis selulosa bakteri. Dalam penelitian ini akan dibuat membran kitosan, maka larutan dituang ke atas nampan dan didiamkan untuk diangin-anginkan selama 7-14 hari di ruang khusus untuk meminimalkan kontaminan. Gambar 9 menunjukkan hasil dari membran kitosan 2% yang terbentuk adalah berbentuk lembaran tipis, tekstur halus, berwarna kekuningan, transparansi membran transparan, elastis. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Eldin, et al., (2008) lapisan film kitosan yang terbentuk transparan dan fleksibel.


44

Membran kitosan 2% diduga memberikan aktivitas antimikroba dan menghasilkan zona hambat terhadap bakteri S. aureus

Gambar 9. Membran kitosan E. Pembuatan material selulosa bakteri (S)+gliserol (G) Hasil dari limbah cair ketela pohon diproses lagi untuk membuat membran selulosa bakteri. Pada tahap ini, perlu dilakukan penambahan gula dan urea ke dalam larutan limbah cair. Alasan perlu dilakukan penambahan gula pasir dan urea karena sebagai sumber nutrisi tambahan bagi kehidupan bakteri Acetobacter xylinum. Gula pasir digunakan sebagai sumber karbon sedangkan urea digunakan sebagai sumber nitrogen bagi Acetobacter xylinum. Sumber karbon penting bagi bakteri karena digunakan oleh bakteri untuk proses metabolisme dari bakteri tersebut sedangkan nitrogen merupakan komponen utama penyusun protein yang digunakan untuk metabolisme sel (Chawla et. al, 2009). Pada tahap ini dilakukan penambahan gliserol sebanyak 0,5 g untuk 100 mL limbah cair ketela pohon. Dilakukan pada saat pelarutan campuran gula dan urea dalam limbah cair. Penambahan gliserol sebanyak 0,5 g ini mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Pardosi (2008) yang menemukan bahwa dengan


45

pemberian 0,5 g gliserol ini sudah mampu memberikan peningkatan sifat mekanik dari selulosa bakteri. Tanaka, Iwata, Sanguandekul, Handa, Ishizaki, (2001) melaporkan adanya pengaruh penambahan gliserol sebagai plasticizer terhadap fungsi ikatan dalam rantai – rantai polimer, yaitu berupa peningkatan mobilitas, fleksibilitas, dan elastisitas material. Gliserol dipilih sebagai plasticizer karena bahan ini bersifat biokompatibel terhadap sistem vaskular, ramah lingkungan, mudah mengalami degradasi dalam suasana aerob dan dapat menurunkan degradasi termal material seperti yang dilaporkan Carvalho, Zambon, Curvelo, Gandini, (2003). Larutan didinginkan dan dituang pada nampan yang sudah ditutup koran sebagian. Ditunggu beberapa saat hingga dingin, kemudian masukkan 25 mL A. xylinum per 100 mL limbah cair. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan membran selulosa adalah kondisi lingkungan tumbuh dari bakteri Acetobacter xylinum. Dikarenakan bakteri ini hanya bisa tumbuh pada pH asam, dengan range pH 4-5. Untuk mendapatkan pH 4-5 maka setelah ditambahkan bakteri perlu adanya pengecekan pH, bila belum mencapai pH 4-5, maka perlu ditambahkan asam asetat hingga mencapai pH yang diinginkan. Bila kondisi lingkungan bakteri baik untuk pertumbuhan bakteri, maka bakteri akan dapat memetabolisme glukosa menjadi selulosa, sehingga didapatkan membran selulosa, bila bakteri tidak tumbuh, maka tidak akan terbentuk membran, melainkan masih dalam bentuk cair. Kemudian tutup rapat nampan dengan koran yang direkatkan selotip. Inkubasikan selama 7-14 hari. Lapisan pelikel SG akan terbentuk pada hari


46

ketujuh, namun akan terlihat sempurna dan lebih kuat pada hari ke 10. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan Gama (2012) bahwa pertumbuhan kultur Acetobacter xylinum optimum membentuk lapisan pelikel selama periode 7 – 14 hari inkubasi. Gambar 10 menunjukkan terbentuknya lapisan pelikel setelah 10 hari inkubasi dengan tekstur lembut, berwarna putih, kenyal, dan elastis yang kemudian akan dicuci. Pelikel ini dicuci beberapa kali dengan aquadest, air panas, direndam dalam larutan NaOH 3% selama 48 jam serta HCl 3% selama 15 menit lalu dicuci kembali dengan aquadest. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dikemukakan oleh Chawla et. al. Menurut Chawla et. al. (2009) setelah pelikel selulosa bakteri terbentuk, dilakukan proses purifikasi dengan mencuci pelikel tersebut dengan aquadest, air panas, larutan NaOH 3% selama 48 jam serta HCl 3% selama 15 menit.

Gambar 10. Lapisan pelikel membran selulosa+gliserol Setelah melewati proses pencucian, SG kemudian dikeringkan dengan menjemur dibawah kain hitam selama ± 14 hari. Pada proses pengeringan, pelikel akan mengalami penyusutan kandungan air.


47

Gambar 11. Selulosa bakteri+gliserol (SG) Gambar 11 menunjukkan hasil dari pengeringan dapat membentuk membran selulosa bakteri+gliserol (SG) yang elastis dan tipis berwarna kuning kecoklataan. Selulosa bakteri dengan penambahan gliserol (SG) digunakan sebagai kontrol negatif. Diduga bahwa membran selulosa bakteri+gliserol (SG) tidak memberikan aktivitas antimikroba pada bakteri Staphylococcus aureus.

UDP-Glukosa

Selulosa

Glukosa-1-fosfat Glukosa-6-fosfat Glukosa

Glukosa-6-fosfat

Asam Fosfoglukonat

Fruktosa

Fruktosa-1-fosfat

Fruktosa-6-fosfat

Siklus TCA

Gambar 12. Bagan Biosintesis Selulosa (Czaja et al, 2006) Menurut Holmes (2004) jalur biosintesis meliputi fosforilasi glukosa menggunakan enzim glukokinase, isomerisasi glukosa-6-fosfat menjadi glukosa-


48

1-fosfat oleh enzim fosfoglukomutase, sintesis UDP-glukosa oleh enzim UDPGpirofosforilase, dan sintesis selulosa oleh enzim selulosa sintase. Jalur biosintesis dapat ditunjukkan melalui bagan berikut. Gambar 12 menunjukkan bahwa glukosa dan fruktosa diperlukan sebagai prekursor pembentukan selulosa sekaligus sebagai sumber karbon bagi metabolisme bakteri. Glukosa dan fruktosa merupakan hasil hidrolisis dari sukrosa. C12H22O11 + 2H2O

C6H12O6

Sukrosa

Glukosa

+ C6H12O6 Fruktosa

F. Pembuatan material selulosa bakteri (S) + gliserol (G) + kitosan (K) (SGK) Pembuatan membran SGK ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan kitosan terhadap sifat dari membran yang terbentuk, meliputi karakteristik dan aktivitas antimikroba. Menurut penelitian Ariany dan Maharani (2011) yang menyebutkan bahwa kitosan yang dilapiskan pada kain katun dapat memberikan aktivitas antimikroba terhadap Staphylococcus aureus. Maka penambahan kitosan dilakukan dengan menggunakan metode pelapisan. Langkah-langkah pembuatan (SGK) sama dengan tahap pembuatan membran selulosa bakteri gliserol sampai dengan tahap pencucian. Setelah membran selulosa bakteri terbentuk dengan sempurna, maka selulosa bakteri tersebut dicuci dengan aquadest, air hangat, dan kemudian direndam NaOH 3% selama 48 jam serta HCl selama 15 menit, lalu dicuci kembali dengan aquadest hingga mencapai pH netral. Perlakuan ini sesuai dengan perlakuan yang dilakukan


49

oleh Chawla et al (2009), dimana disebutkan bahwa setelah membran selulosa terbentuk, maka perlu dilakukan purifikasi dengan mencuci membran tersebut dengan aquadest, air panas, larutan NaOH 3% selama 48 jam, dan larutan HCl 3% selama 15 menit. Proses purifikasi bertujuan untuk mengurangi kandungan endotoksin yang terdapat dalam pelikel, serta melisiskan sel-sel bakteri, dikarenakan nantinya akan digunakan untuk menutupi luka. Membran selulosa yang sudah terbentuk lalu direndam dengan larutan kitosan 2%. Perendaman merupakan salah satu cara untuk melapisi membran selulosa bakteri dengan kitosan. Lalu dikeringkan pada suhu 36-400C didalam oven. Suhu tidak terlalu tinggi, dikarenakan untuk mencegah terjadinya mailard reaction. Diamkan sekitar tujuh hari dengan diamati perubahan setiap harinya agar tidak terlalu kering. SGK yang sudah kering dan membentuk lapisan tipis elastis berwarna kuning kecoklatan disimpan di dalam toples. G. Analisis karakteristik biomaterial a. Analisis sifat fisik secara makroskopis. Tabel III. Hasil Pengamatan Sifat Fisik Membran Selulosa Bakteri

No

Sifat Fisik

1

Warna

2

Tekstur

Kuning kecoklatan Kasar

3

Bentuk

Lembaran tipis

4

Transparansi

Tidak

Kitosan

Selulosa+kitosan+ gliserol

Kuning

Kuning kecoklatan

Halus Lembaran seperti kertas Transparan

Halus Lembaran seperti kertas Tidak


50

Analisis ini bertujuan untuk mengetahui sifat fisik dari masing-masing membran yang dihasilkan, baik itu membran kitosan, membran selulosa bakteri dan membran selulosa+gliserol+kitosan. Hasil dari analisis ini tersajikan dalam Tabel III. b. Analisis gugus fungsi menggunakan instrumen FT-IR Analisis ini bertujuan untuk melihat adanya interaksi antara gliserol dan kitosan dengan selulosa bakteri seiring dengan penambahan kedua bahan tersebut. Apabila ada interaksi maka akan terlihat adanya perbedaan dari spektra masingmasing biomaterial dan melalui spektra-spektra ini dapat diinterpretasikan gugusgugus fungsi dari tiap-tiap biomaterial.

Mon May 27 14:20:54 2013 (GMT+07:00)

45

668,13

1154,70 1081,51

50

1645,76

2359,82 2341,47

55 2923,30

%Transmittance

60

1418,68 1384,16

65

40

30 25

4000

3500

3444,41

35

3000

2500

2000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Fri May 24 08:25:45 2013 (GMT+07:00) Mon May 27 14:20:49 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Kitosan 20 gram Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 70,117 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 3444,41 Intensity: Position: 2923,30 Intensity: Position: 1645,76 Intensity: Position: 1081,51 Intensity: Position: 2359,82 Intensity: Position: 1154,70 Intensity: Position: 668,13 Intensity: Position: 2341,47 Intensity: Position: 1384,16 Intensity: Position: 1418,68 Intensity:

Gambar 13. Spektra IR kitosan

Analisis 49,813 gugus fungsi dilakukan dengan instrumen FT – IR 30,095 54,168 54,664 57,248 57,388 57,935 58,820 60,271 60,620

Shimadzu dengan membandingkan peak pada bilangan gelombang tertentu dan intensitasnya yang muncul dalam spektrum kitosan dan tiap kelompok sampel (SG/selulosa gliserol, SGK/selulosa gliserol kitosan). Proses scanning dilakukan


51

pada bilangan gelombang 400 – 4000 cm-1. Gugus fungsi kitosan perlu dianalisis, dikarenakan kitosan ini digunakan dalam seluruh rangkaian penelitian, sehingga nantinya dapat digunakan sebagai pembanding terhadap kelompok lainnya. Hasil analisis gugus fungsi dengan FT – IR didapatkan spektrum yang ditunjukkan oleh Gambar 13. Berdasarkan spektrum FT – IR (Gambar 13) ditemukan adanya pita khas kitosan yaitu pita lebar pada daerah 3444,41cm-1 yang menunjukkan stretching OH/ vibrasi NH; dan pita pada daerah 1645,76 cm-1 yang merupakan pita stretching gugus amida kitosan. Hal ini memiliki kemiripan dengan Anicuta, et al., 2010 yang melaporkan adanya karakteristik kitosan pada daerah 1559,17 cm-1 (stretching gugus amino) dan daerah 3367,1 cm-1 yang menunjukkan vibrasi NH simetrik. Berdasarkan spektrum tersebut maka dapat disimpulkan bahwa serbuk yang digunakan merupakan kitosan. Hasil penentuan derajat deasetilasi kitosan menunjukkan bahwa serbuk kitosan yang digunakan memiliki derajat deasetilasi 74,937%. Menurut Anicuta, et al., (2010), pita absorbsi karakterisitik selulosa muncul pada daerah bilangan gelombang 3350 cm-1 (stretching OH) dan 2916,81 cm-1 (stretching CH), hal ini sesuai dengan peak pada penelitian (Gambar 14) yaitu peak pada bilangan gelombang 3433,67 (stretching OH) dan 2360,07 (stretching CH) yang menunjukkan bahwa selulosa bakteri yang dibuat dengan proses fermentasi memiliki kemiripan struktur dengan selulosa. Pada spektra IR SG terdapat peak absorpsi pada daerah 1457,59 cm-1 (kemungkinan peak siklik


52

piranosa aromatik) di samping pita abrorpsi 1650,06 cm-1 (C=O gugus ujung gula pereduksi dari selulosa).

25

564,14 529,65 509,62 486,44 473,70 454,41 438,44 418,37 405,19

1457,59

30

1650,06

35

2360,07 2340,10

%Transmittance

40

1045,30

45

667,49

926,65

Fri May 24 09:02:18 2013 (GMT+07:00)

15

4000

3500

3433,67

20

3000

2500

2000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Mon May 20 15:22:11 2013 (GMT+07:00) Fri May 24 09:02:13 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: *Selulosa Singkong Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 49,219 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 3433,67 Intensity: Position: 2360,07 Intensity: Position: 2340,10 Intensity: Position: 1650,06 Intensity: Position: 438,44 Intensity: Position: 1457,59 Intensity: Position: 667,49 Intensity: Position: 564,14 Intensity: Position: 529,65 Intensity: Position: 1045,30 Intensity: Position: 418,37 Intensity: Position: 454,41 Intensity: Position: 486,44 Intensity: Position: 509,62 Intensity: 30 Position: 473,70 Intensity: Position: 405,19 Intensity: Position: 926,65 Intensity:

Gambar 14. Spektra IR selulosa bakteri + gliserol (SG) 16,471 26,890 29,159 32,593 38,782 39,502 39,641 39,709 40,003 40,272 40,878 41,207 41,930 42,011 43,737 44,286 45,764

463,85 424,28

Mon Jun 17 14:44:29 2013 (GMT+07:00)

5

4000

3500

3441,28

10

3000

2500

2000

1500

1000

651,32

1047,08

1414,91

15

1554,32

20

1646,38

%Transmittance

25

500

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Tue Jun 11 13:36:08 2013 (GMT+07:00) Mon Jun 17 14:44:13 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: *Singkong Kitosan 2% Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 33,372 Sensitivity: 60 Peak list: Position: 3441,28 Intensity: Position: 1646,38 Intensity: Position: 1554,32 Intensity: Position: 1414,91 Intensity: Position: 651,32 Intensity: Position: 1047,08 Intensity: Position: 463,85 Intensity: Position: 424,28 Intensity:

Gambar 15. Spektra IR selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK)

Anicuta, et al., 4,862 (2010) menyatakan bahwa ketika dilakukan pembuatan 15,261 16,947 18,876 22,220 22,749 24,875 25,475

material komposit dari selulosa bakteri yang diberi kitosan, akan terjadi


53

pergeseran pita stretching O-H dari 3350,71 cm-1 menjadi 3349,72 cm-1 dan terjadi pelebaran peak pada bilangan gelombang tersebut. Hasil penelitian (Gambar 15) menunjukkan pergeseran pita absorbsi menjadi 3441,28 cm-1 dan muncul pita yang lebih lebar, yang kemungkinan terjadi karena adanya overlapping stretching ikatan O-H dan –NH. Gugus fungsi amida kitosan muncul pada daerah 1566,20 cm-1 dengan intensitas kuat sesuai dengan yang telah dilaporkan Ciechanska, et al., (2004), yaitu gugus amida I muncul pada 1650 cm-1 dan amida II pada 1560 cm-1 sebagai gugus amida karakteristik kitosan. Seperti pada spektrum SGK (Gambar 15), dapat terbaca peak pada daerah 1646,38 cm-1 dan 1554,32 cm-1. Dengan demikian, dapat ditunjukkan bahwa pada SGK diperoleh gugus fungsi amida karakteristik kitosan. c. Analisis morfologi menggunakan instrumen SEM Analisis ini bertujuan untuk melihat struktur morfologi dari selulosa bakteri serta selulosa bakteri yang dilapisi kitosan. Analisis ini dilakukan dengan menggunakan instrumen SEM. Sampel yang semula tidak bermuatan ini diberi dobel tape karbon khusus setelah itu sampel dilapisi dengan partikel emas dengan alat ion coating sputter. Sampel harus dilapisi dengan emas agar sampel ini memiliki muatan, adanya muatan pada sampel ini akan memantulkan elektron yang ditembakkan dari instrumen, adanya elektron yang dipantulkan akan ditangkap dan dideteksi oleh instrumen lalu dihasilkan dalam bentuk gambar yang ditampilkan melalui monitor. Melalui analisis struktur morfologi ini, dapat dilihat struktur permukaan dan melintang dari selulosa bakteri, bentuk mikrofibril dari selulosa bakteri,


54

diameter dari mikrofibril selulosa bakteri maupun struktur permukaan serta melintang dari selulosa bakteri yang telah dilapisi dengan kitosan.

Gambar 16. Penampang cross section sampel S dan SGK perbesaran 100x Pada penampang cross section sampel Selulosa (S) dan Selulosa bakteri gliserol kitosan (SGK) pada perbesaran 100x menunjukkan perbedaan (Gambar 16). Pengamatan menunjukkan ketebalan yang berbeda antara sampel (S) dan sampel (SGK). Terlihat bahwa sampel SGK memiliki penampang melintang berlapis lebih halus dibandingkan sampel S yang menunjukkan pola lebih halus.

Gambar 17.a. Foto permukaan SEM selulosa (S) (perbesaran 1000x)

Gambar 17.b. Foto permukaan SEM SGK (perbesaran 1000x)


55

Gambar 17.a menunjukkan hasil SEM selulosa perbesaran 1000x. Jika dibandingkan dengan SGK (Gambar 17.b) permukaan kelompok S terlihat tidak merata ditunjukkan dengan adanya bukit dan lembah yang berlekuk-lekuk, sedangkan pada SGK permukaan terlihat lebih rata dan homogen. Hasil pada SGK memperlihatkan munculnya partikel-partikel kontras pada bagian permukaan. Partikel-partikel tersebut dimungkinkan adalah bentuk dari kitosan tidak terlarut dengan baik dan tertinggal di permukaan membran selulosa bakteri. Pada perbesaran 1000x masih belum dapat terlihat struktur fibril penyusun matriks selulosa dan bakteri bentuk batang seperti yang dilaporkan Ciechanska, et al., (2004). Pada pengujian antimikroba, tidak menutup kemungkinan bahwa partikel kitosan pada SGK lebih dapat mengaktivasi selulosa bakteri pada saat inkubasi, sehingga mampu menghasilkan zona hambat bakteri. d. Analisis kristalinitas dengan alat X-Ray Diffraction (XRD). Analisis ini bertujuan untuk melihat pengaruh pemberian gliserol dan kitosan terhadap kristalinitas dari selulosa bakteri. Selulosa bakteri dan kitosan merupakan suatu polimer alam sehingga memiliki nilai kristalinitas tertentu. Selulosa bakteri merupakan suatu polimer yang memiliki nilai kristalinitas yang tinggi. Menurut Cai et. al. (2009), selulosa bakteri memiliki kristalinitas tinggi (70-90%) sedangkan kitosan merupakan suatu polimer yang bersifat semikristalin (Saputro dkk., 2009), sehingga melalui uji ini apabila ada pengaruh maka akan terlihat adanya perbedaan dari difraktogram yang dihasilkan dari selulosa bakteri


56

maupun selulosa bakteri+gliserol+kitosan beserta adanya perbedaan dari kristalinitas masing-masing sampel.

4000

Intensity (cps)

3000

2000

1000

0 20

40

60

80

2-theta (deg)

Gambar 18.a. XRD selulosa bakteri ketela pohon Derajat kristalinitas sampel dihitung melalui perbandingan luas antara area kristalin dengan area total yang meliputi keseluruhan area (area kristalin + area amorf). Selulosa bakteri merupakan material polimer yang memiliki kristalinitas yang tinggi hingga mencapai 70 – 90 %. Berdasarkan penelitian Meshitsuka dan Isogai (1996) beserta Hon (1996) puncak – puncak kristalin selulosa bakteri muncul pada daerah 2θ = 16,8o; 22,6o; 33,7o; 34,9o. Difraktogram kelompok selulosa bakteri ketela pohon (Gambar 18.a.) menunjukkan kemiripan munculnya beberapa peak kristalin pada daerah 2θ = 9,6o; 14,83o; 22,96o; 35,0o; 47,1o yang memungkinkan telah diperoleh selulosa bakteri.


57

2000

Intensity (counts)

1500

1000

500

0 20

40

60

80

2-theta (deg)

Gambar 18.b. XRD selulosa bakteri-gliserol-kitosan (SGK) Hasil pada Gambar 18.b dapat ditemukan puncak pada daerah 2θ = 14,83o; 23,15o. Menurut Dhawade, et al., (2012) beserta Teng

et al., (2009) peak

karakteristik kitosan berada pada 2θ = 10,4o dan 20o. Pengamatan menunjukkan peak yang dihasilkan menjadi lebih amorf, yang tadinya pada selulosa bakteri diperoleh 9,6o namun pada sampel SGK tidak diperoleh peak yang sama. Peak yang dihasilkan diduga saling berinteraksi satu sama lain ketika selulosa bakteri ditambahkan dengan kitosan, sehingga saling meniadakan. Data difraktogram dapat disimpulkan bahwa dengan penambahan kitosan, selulosa bakteri yang sebelumnya memiliki kristalinitas yang intensitasnya tinggi menjadi menurun intensitasnya.

Hubungannya

dengan

aktivitas

antimikroba

dari

selulosa

bakteri+kitosan, yaitu kristalinitas menjadi menurun ketika ditambahkan kitosan dan membuat daerah amorf menjadi lebih banyak. Oleh karena itu, kitosan yang


58

melekat pada selulosa bakteri dapat lepas dan mampu memiliki aktivitas antimikroba. E. Analisis antimikroba Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui % daya hambat dari membran selulosa yang sudah dimodifikasi dengan kitosan. Prinsip dari % daya hambat adalah membandingkan antara diameter zona hambat selulosa+kitosan dengan diameter zona hambat kontrol positif, yang dalam pengujian ini menggunakan amoxicillin. Menurut McEvoy (2002) Amoxicillin merupakan penisilin semisintetik oral yang secara struktur berhubungan dengan ampisilin dan digunakan untuk mengobati infeksi yang disebabkan oleh bakteri gram positif seperti Streptococcus pneumoniae, Enterococci, Listeria dan Staphylococcus yang tidak menghasilkan penisilinase. Oleh karena itu, dalam penelitian ini digunakan amoxicillin

dikarenakan

amoxicillin

merupakan

antibiotik

yang

dapat

memberikan aktivitas antimikroba terhadap bakteri Staphylococcus aureus. Pengujian ini dilakukan di Laboratorium Balai Kesehatan (BALKES) Jogjakarta, karena kelengkapan ketersediaan alat dan bahan percobaan seperti oven untuk menginkubasi, media MHA (Mueler Hilton Agar), serta bakteri Staphylococcus aureus. Pada tahap awal dilakukan pembuatan suspensi bakteri uji oleh pihak BALKES. Dengan cara sesuai yang dikemukakan oleh Christoforus (2010) bahwa isolat murni Staphylococcus aureus ditambahkan ke dalam media Brain Heart Infusion broth (BHI broth) yang diinkubasi pada 37oC selama kurang lebih 4 jam sampai kekeruhan Brain Heart Infusion broth (BHI broth) menyamai kekeruhannya 0,5 McFarland. Digunakan kekeruhan 0.5 McFarland, dikarenakan


59

berdasarkan pengalaman, bila menggunakan kekeruhan 1 MCFarland, maka bakteri yang tumbuh di media MHA terlalu banyak, sehingga menyulitkan dalam pengamatan. Dengan kuantitas bakteri yang lebih sedikit, diharapkan dapat memudahkan pengamatan zona hambatnya. Kemudian dibuat media untuk uji aktivitas antimikroba. Pada penelitian ini menggunakan media yang digunakan untuk uji aktivitas antimikroba adalah MHA. Pembuatannya dengan cara larutan MHA dituangkan ke dalam 5 cawan petri masing-masing sebanyak 25 mL dan dibiarkan beberapa saat hingga memadat (Christoforus, 2010). Selanjutnya, dilakukan penanaman bakteri, menurut Christoforus (2010) hasil suspensi bakteri uji dispread ke dalam media Mueller-Hinton Agar (MHA) dengan cara dioleskan secara merata dengan menggunakan lidi-kapas steril, lalu didiamkan kurang lebih selama 5 menit. Pada penelitian dilakukan hal yang sama, namun penanaman bakteri dengan cara mencelupkan lidi-kapas steril pada suspensi bakteri S. aureus kemudian mengoleskan pada media MHA secara zig-zag. Pada saat penelitian uji aktivitas antimikroba ini, diharapkan dalam keadaan yang aseptis untuk mencegah kontaminasi pada media oleh mikroorganisme lain. Cara menjaga keadaan aseptis dapat dilakukan dengan menyalakan api Bunsen, selalu memijarkan alat-alat yang akan digunakan, dan tidak banyak bicara saat melakukan perlakuan di depan media. Pada tahap berikutnya adalah pemberian kontrol positif pada media bakteri uji. Sebagai kontrol positif, digunakan antibiotik amoxicillin (amoxicillin disk). Menurut


60

Ardhuha dan Harapan (2010) bakteri uji yang sudah ditanamkan pada MuellerHinton Agar kemudian diberi paper disc amoxicillin. Kemudian dalam setiap cawan petri media bakteri uji dilakukan perlakuan berikutnya dengan memasukkan kontrol negatif (asam asetat), potongan membran selulosa,

membran

kitosan,

dan

membran

selulosa+kitosan.

Kemudian

inkubasikan pada 37oC selama 24 jam. Lama waktu 24 jam merupakan waktu untuk membiarkan bakteri mengalami pertumbuhan di media MHA. Setelah diinkubasikan selama 24 jam, dilakukan pengamatan serta pengukuran diameter zona hambat dari masing-masing sampel. Pengukuran zona hambat dilakukan dengan mengukur diameter zona hambat dalam millimeter, kemudian dihitung

persentase kekuatan aktivitas daya hambat sesuai yang

dikemukakan oleh Ardhuha dan Harapan (2010). Tabel IV menunjukkan hasil pengamatan diameter zona hambat pada setiap sampel uji. Pada hasil pengujian aktivitas antimikroba kelima petri tersebut, setiap petri berisi amoxicillin, kitosan, membran selulosa bakteri, selulosa bakteri + gliserol + kitosan 2% (SGK 2%), dan Asam asetat. Tabel IV menunjukkan membran selulosa tidak memiliki aktivitas antimikroba dikarenakan tidak diperoleh zona hambat (Gambar 19). Hal ini sesuai dengan penelitian Frankel, Serafica, Damien, (2004) yang menyebutkan bahwa membran selulosa bakteri tidak memiliki aktivitas antimikroba, oleh karena itu perlu adanya penambahan senyawa tertentu untuk dapat memberikan aktivitas antimikroba. Bila dilihat dari strukturnya, selulosa tidak memiliki gugus yang bebas yang dapat terprotonasi menjadi kationik alami.


61

Tabel IV. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba sampel biomaterial No

1

2

3

Sampel

Replikasi

Selulosa

1 2 3 4 5

Diameter Zona hambat (mm) 0 0 0 0 0

Kitosan 2%

1 2 3 4 5

0 0 0 0 0

Selulosa+kitosan 2%

1 2 3 4 5

11 9 8 10 6 8,8

1 2 3 4 5

37 36 34 36 32 35

1-5

Tidak ada

Rata-rata

4

Amoxicilin

Rata-rata 5

Asam asetat

Gambar 19 menegaskan bahwa membran selulosa tidak memiliki aktivitas antimikroba, dikarenakan tidak adanya zona hambat di sekeliling membran selulosa bakteri. Akan tetapi, pada pengamatan sampel selulosa bakteri pada penelitian ini, dapat dilihat struktur membran seperti terurai atau terbiodegradasi ditegaskan pada Gambar 20.


62

Gambar 19. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran selulosa

Gambar 20. Hasil pengamatan biodegradasi membran selulosa Hal ini dapat dijelaskan sesuai yang dikemukakan oleh Krystynowicz (2001) bahwa selulosa bakteri mempunyai beberapa keunggulan antara lain: kemurnian tinggi, derajat kristalinitas tinggi, mempunyai kerapatan antara 300900 kg/m3, kekuatan tarik tinggi, elastis, dan terbiodegradasi. Tabel IV menunjukkan membran kitosan tidak memiliki zona hambat. Hal ini dimungkinkan karena membran kitosan mengalami biodegradasi oleh bakteri Staphylococcus aureus. Biodegradasi ini dikarenakan bakteri memiliki enzim yang dinamakan lysozym, merupakan enzim protease. Berdasarkan penelitian Francis et al (2000) dan penelitian Aiba (1992), mengatakan bahwa kecepatan degradasi berbanding terbalik dengan nilai derajat deasetilasi (DD), dan juga tidak adanya gugus asetil akan membuat membran terdegradasi secara perlahan oleh enzim. Disimpulkan bahwa kemungkinan


63

kitosan yang dipakai memiliki nilai derajat deasetilasi yang rendah, akan berakibat cepat terdegradasi oleh enzim lysozym. Selain itu nilai derajat deasetilasi yang rendah akan mengakibatkan kurangnya kemampuan membran kitosan untuk berinteraksi dengan membran bakteri. Nilai DD yang rendah menunjukkan masih adanya gugus asetil yang terdapat pada kitosan, semakin tinggi nilai DD, maka semakin berkurang gugus asetil dan digantikan gugus amino. Gugus amino inilah yang berperan dalam aktivitas antimikroba dengan berinteraksi pada permukaan membran bakteri. Berdasarkan perhitungan, didapatkan nilai DD kitosan sebesar 74,937 %. Dapat dikatakan nilai DD yang lebih besar dari 70 % sudah baik, namun dalam penelitian ini menunjukkan bahwa nilai DD yang sebesar 74,937 % belum cukup besar untuk menunjukkan aktivitas antimikrobanya. Menurut Jung et al. (1998), kitosan dengan derajat deasetilasi 90% menunjukkan aktivitas antibakteri hingga 84 %. Oleh karena, itu kitosan yang digunakan perlu dilakukan pemurnian kembali.

Gambar 21. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran kitosan Kitosan sebagai antibakteri sudah dibuktikan dari beberapa penelitian sebelumnya (Tsai et al. 2000; No et al. 2002; Liu et al. 2006; Rafaat 2008).


64

Menurut Thatte (2004), aktivitas antibakteri kitosan dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu sumber kitosan, unit monomer yang menyusun kitosan, mikroba yang diuji, derajat deasetilasi, pH media tumbuh, bobot molekul kitosan, keberadaan ion logam bebas, dan kondisi lingkungan (kadar air, nutrisi yang tersedia bagi mikroba). Pada penelitian ini dapat dimungkinkan faktor-faktor tersebut ikut berperan dalam hal kitosan yang tidak mampu memberikan aktivitas antimikroba. Gambar 21 menunjukkan bahwa pada membran kitosan tidak terbentuk zona hambat dan didekat sekitar membran tersebut terdapat bakteri uji, yaitu Staphylococcus aureus. Hal ini menyatakan bahwa membran kitosan yang dipakai tidak menghasilkan aktivitas antibakteri.

Gambar 22. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba membran selulosa+kitosan Tabel IV juga menunjukkan bahwa membran selulosa yang diberi penambahan kitosan ternyata memberikan aktivitas antimikroba yang tampak dari adanya zona hambat pada setiap replikasi. Terlihat pada Gambar 22 ada bagian jernih, yang disebut zona radikal dan bagian yang keruh disebut zona iradikal. Ikatan antara selulosa bakteri dengan kitosan tidak terlalu kuat sehingga pada saat inkubasi 37oC selama 24 jam, kitosan dapat terlepas dari selulosa bakteri dan menghasilkan zona hambat. Pada penelitian ini dapat diamati ada kemungkinan


65

selulosa bakteri berperan sebagai pembawa zat aktif dari kitosan. Membran selulosa bakteri yang dilapisi kitosan dapat memberikan aktivitas antimikroba. Kitosan dimungkinkan menyebar ke sekitar membran, menjadi karakteristiknya yang dapat berperan sebagai antimikroba. Umumnya, kitosan dianggap sebagai bakterisidal (pembunuh bakteri) atau bakteriostatik (menghambat pertumbuhan bakteri tetapi tidak berarti apakah dapat membunuh bakteri). Data terbaru dalam literatur memiliki kecenderungan untuk mengkarakterisasi kitosan sebagai bakteriostatik daripada bakterisida, meskipun mekanisme yang tepat belum sepenuhnya dipahami dan beberapa faktor pendukung aksi antibakteri (Goy et al. 2009). Secara umum, mekanisme penghambatan kitosan dan turunannya sebagai senyawa antimikroba belum diketahui secara pasti, namun beberapa peneliti mengklasifikasikan menjadi 3, meliputi (1) interaksi dengan membran sel, yaitu kitosan merupakan polikation yang dapat berikatan dengan muatan negatif dari membran sel bakteri melalui interaksi elektrostatik, sehingga mempengaruhi permeabilitas membran sel dan mengakibatkan terjadinya kebocoran bahan-bahan intraseluler seperti enzim, protein, materi genetik, dan lain-lain; (2) inaktivasi enzim-enzim penting, yaitu kitosan berikatan dengan DNA dan menghambat mRNA dalam sintesis protein; dan (3) perusakan bahan-bahan genetik mikroba, yaitu kitosan sebagai pengkelat logam mampu mengikat ion-ion logam pada larutan intrasel yang berperan penting bagi kelangsungan hidup sel bakteri (Goy et al. 2009).


66

Adanya aktivitas antimikroba dapat dijelaskan melalui mekanisme antimikroba seperti berikut. Kitosan yang melapisi membran selulosa memiliki gugus amino bebas. Sisi aktif kitosan terdapat pada gugus amina, karena jika dilarutkan dalam asam asetat atau asam organik lainnya akan bermuatan positif sangat kuat, sehingga semakin banyak gugus amina, maka makin banyak pula muatan positifnya. Muatan positif ini yang akan berinteraksi dengan muatan negatif bakteri, yaitu dapat menarik molekul asam amino (asam aspartat dan asam glutamat) pembentuk protein dalam membran sel bakteri sehingga menyebabkan kebocoran membran intrasel. Gugus fungsional amina juga memiliki pasangan 2+

elektron bebas sehingga dapat menarik mineral Mg yang terdapat pada ribosom dan mineral Ca

2+

yang terdapat pada dinding sel mikroba dengan membentuk

ikatan kovalen koordinasi. Kedua hal tersebut menjadikan kitosan dapat mengakibatkan timbulnya kebocoran konstituen intraseluler sehingga mikroba akan mati (Yulina, 2011). Menurut Helander (2001) gugus amino bebas akan terprotonasi membentuk polikationik, sehingga polisakarida kitosan bermuatan positif. Polikationik alami ini akan berinteraksi dengan gugus anionik pada permukaan sel. Permukaan sel bakteri bermuatan negatif sedangkan gugus amino yang terprotonasi bermuatan positif (NH3+). Adanya interaksi ini akan membentuk lapisan impermeable di sekeliling sel bakteri. Lapisan impermeable ini akan menghalangi transport molekul yang diperlukan oleh sel bakteri, sehingga sel bakteri tidak dapat melakukan metabolisme, dan akhirnya pertumbuhannya terganggu.


67

Keberadaan air terhadap mikroba sangatlah penting. Disamping sebagai penyusun utama mikroba, air juga mempengaruhi pertumbuhan mikroba dan jumlah air yang tersedia memiliki kaitan yang erat dengan pertumbuhan mikroba di dalamnya. Jika kandungan air suatu bahan diturunkan, maka pertumbuhan mikroba akan diperlambat. Oleh karena itu, keberadaan kitosan yang mampu mengikat air menyebabkan pertumbuhan mikroba dalam suatu makanan (media) menjadi terhambat. Beberapa kemungkinan lain tentang aktivitas antibakteri adalah polikation molekul kitosan berinteraksi dengan komponen anionik dinding sel mikrobia (lipopolisakarida dan protein) secara dominan, yang menghasilkan kerusakan komponen intraseluler karena perubahan permeabilitas, terjadi pencegahan masuknya nutrien kedalam sel; berikatan dengan DNA kemudian menghambat RNA dan sintesis protein; berikatan melalui interaksi hidrofobisitas. Zhang et al. (2003) menyebutkan bahwa aktivitas antibakteri oleh kitosan dapat melalui beberapa

mekanisme,

yaitu:

pertama,

polikation

kitosan

mengganggu

metabolisme bakteri dengan melapisi permukaan sel bakteri. Kedua, kitosan mengikat DNA bakteri untuk menghambat sintesis RNA. Liu et al. (2006) menyebutkan bahwa aktivitas antibakteri kitosan melalui flokulasi sehingga membunuh bakteri. Aktivitas antibakteri dapat melalui cara membunuh mikroorganisme (bakteriosidal) dan atau penghambat pertumbuhan mikroorganisme (bakteriostatik) dengan jalan menghancurkan atau menganggu dinding sel, menghambat sintesis dinding sel, menghambat sintesis protein dan asam nukleat, merusak DNA, denaturasi protein, menghambat aktivitas enzim.


68

Staphylococcus aureus merupakan jenis bakteri gram positif. Menurut Pelzar dan Chan (1986), struktur dinding bakteri gram positif relatif sederhana sehingga memudahkan senyawa antibakteri menemukan sasaran untuk bekerja. Bakteri gram positif memiliki muatan negatif dikarenakan adanya asam teikoat yang bersifat asam dan mengandung ulangan rantai gliserol fosfat dan ribitol fosfat. Adanya muatan negatif ini yang membuat gugus amino terprotonasi dari lapisan kitosan mampu berinteraksi dengan permukaan sel bakteri Staphylococcus aureus. Hasil dari pengamatan zona hambat pada penelitian ini, diameter zona hambat masing-masing replikasi adalah 11; 9; 8; 10; dan 6 (mm) dengan rata-rata diameter sebesar 8,8 mm. Berdasarkan diameter zona hambat yang dihasilkan jika dikaitkan dengan ketentuan kekuatan antibakteri yang diungkapkan Todar (1997), maka membran selulosa+gliserol+kitosan (SGK) mempunyai potensi antimikroba dengan kekuatan sedang (diameter antara 5-10 mm). Tabel V. Hasil perhitungan % daya hambat selulosa+gliserol+kitosan masingmasing replikasi Sampel

% daya hambat

Selulosa kitosan R1 Selulosa kitosan R2 Selulosa kitosan R3 Selulosa kitosan R4 Selulosa kitosan R5

30 25 24 28 19

Tabel V menunjukkan % daya hambat selulosa+gliserol+kitosan masingmasing replikasi. Dari hasil perhitungan ini, % daya hambat dari membran selulosa+kitosan berkisar antara 19-30%. Rata-rata % daya hambat SGK adalah


69

25,2% dari amoxicillin Ini menunjukkan adanya potensi yang dimiliki membran selulosa yang dilapisi oleh kitosan. Hasil pengamatan kontrol negatif untuk membuktikan bahwa aktivitas antimikroba yang dihasilkan bukan dari pengaruh pelarut yang digunakan, dalam hal ini adalah asam asetat yang digunakan untuk melarutkan kitosan ditunjukkan pada gambar 23. Hasil yang didapat adalah tidak adanya zona hambat pada daerah kontrol negatif, yang berarti pelarut yang digunakan tidak memberikan aktivitas antimikroba.

Gambar 23. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba kontrol negatif asam asetat

Gambar 24. Hasil pengamatan aktivitas antimikroba kontrol positif amoxicilin Pada penelitian ini digunakan kontrol positif yaitu amoxicillin. Gambar 24 menunjukkan bahwa amoxicillin sebagai kontrol positif dapat memberikan aktivitas antimikroba dengan terbentuknya zona hambat di sekitar disk dari amoxicillin. Hasil dari pengamatan zona hambat pada penelitian ini, diameter zona hambat masing-masing replikasi adalah 37; 36; 34; 36; dan 32 (mm) dengan rata-rata diameter sebesar 35 mm. Berdasarkan diameter zona hambat yang


dihasilkan

jika

dikaitkan

dengan

ketentuan

kekuatan

antibakteri

70

yang

diungkapkan Todar (1997), maka amoxicillin mempunyai potensi antimikroba dengan kekuatan sangat kuat (diameter > 20 mm).


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan 1. Penambahan gliserol dan kitosan mempengaruhi perubahan sifat fisik selulosa bakteri, pelebaran peak pada gugus fungsi dari selulosa bakteri, merubah struktur morfologi permukaan dan kristalinitas dari selulosa bakteri, 2. Aktivitas antimikroba biomaterial selulosa bakteri dari limbah ketela pohon dengan penambahan gliserol dan kitosan terhadap Staphylococcus aureus memiliki potensi kekuatan antimikroba sedang, dengan % daya hambat 25,2% dari Amoxicillin.

B. Saran 1. Perlu dilakukan optimasi penambahan gliserol agar dapat meningkatkan karakteristik dari selulosa bakteri+kitosan. 2. Perlu dilakukan uji untuk mengetahui berat molekul biomaterial yang dihasilkan. 3. Perlu dilakukan optimasi pada kitosan, agar diketahui DD dan berat molekul kitosan mampu memberikan aktivitas antimikroba secara optimal.

71


72

DAFTAR PUSTAKA

Alexandra, B.R., Anna, P.W., Bogumila, P.,Alojzy, R., and Lukasz, L., 2005, Antibacterial And Antifungal Activity of Chitosan, Isah, Vol. 2, 406-408. Anggraeni D., 2003, Kajian biodegradasi Bioplastik Poli-β-hidroksialkanoat dengan Penambahan Pemlastis Dietil Glikol dan Dimetil Ftalat pada Media Cair Buatan, Skripsi, Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Anicuta, S-G, Dobre, L., Stroescu, M. and Iuliana Jipa, I., 2010, Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy For Characterization of Antimicrobial Films Containing Chitosan, Research, Faculty Applied Chemistry and Material Science, University Politehnica of Bucharest, Romania. Araki Y., and Ito E., (1989) Linkage units in cell walls of Gram-positive bacteria. Crit. Rev. Microbiol. 17:121–135. Ardhuha, F., Harapan, 2010, Uji Aktivitas Antimikroba Ekstrak Metanol Daun Sygyzium cordatum terhadap Eschericia coli dan Staphylococcus aureus Menggunakan Metode Kirby-Bauer, JIMKI vol. 1 no. 1, 4-5. Austin, 1985, Shereve”s Chemical Proses Industries, Mc. Graw, Hill Book Co.Tokyo. Braun, D., Cherdron, H., Rehahn, M., Ritter, H., Voit, B., 2005, Polymer Synthesis : Theory and Practice Fundamentals, Methods, Experiment 4th Edition, Springer-Verlag, Berlin, pp. 81 - 143 Burkatovskaya, M., et.al., 2006, Use of chitosan bandage to prevent fatal infections developing from highly contaminated wounds in mice. J.Biomat.USA. 27, 4157-4164. Cai, Z., Chen, P., Jin, H.J., Kim, J., 2009, The Effect of Chitosan Content on the Crystallinity, Thermal Stability, and Mechanical Properties of Bacterial Cellulose Chitosan Composites, Proc. Inst. Mech Eng. C J. Mech. E., 223, 2225 – 2230 Carvalho, A.J.F, Zambon, M.D, Curvelo, A.A.S, Gandini, A., 2003, Size Exclusion Chromatography Characterization of Thermoplastic Starch Chawla, P.R., Bajaj, I.B., Survase, S.A., Singhal, R.S., 2008, Microbial Cellulose : Fermentative Production and Applications, Food Technol. Biotechnol, 47 (2), 107 – 124


73

Chen YM, Chung YC, Wang LW, Chen KT, Li SY. 2002. Antibacterial properties of chitosan in waterborne pathogen. J Environ Sci Health 37: 1379-1390. Christoforus, 2010, Pembuktian Transfer Resistensi Horizontal Melalui Uji Sensitivitas Antibiotik Beta-Laktam AntarBakteri Staphylococcus spp. Dari Kulit Anjing yang Luka, Laporan Penelitian, Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga, Surabaya Ciechańska, D., 2004, Multifunctional Bacterial Cellulose/Chitosan Composite Material for Medical Applications, Fibres & Textiles in Eastern Europe,Vol. 12, No. 4, 48. Ciechańska D., Wietecha J., Kaźmierczak D., Kazimierczak J., 2010, Biosynthesis of Modified Bacterial Cellulose in a Tubular Form, Fibres & Textiles in Eastern Europe, Vol. 18, No. 5 (82), pp. 98-104. Clifton CE. 1958. Introduction to The Bacteria. Ed ke-2. New York: McGraw Hill Book Company. Czaja, W., Krystynowicz, A., Bielecki, S. and Brown, R. M. Jr., 2006, Microbial cellulose-the natural power to heal wounds, Biomaterials, 27, pp. 145-151. De Souza Costa-Junior, E., Pereira, M. M., Mansur, H. S., 2009, Properties and biocompatibility of chitosan films modified by blending with PVA and chemically crosslinked, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 20, pp. 553–561. Eldin, M. S. M., Soliman, E. A., Hashem, A. I. and Tamer, T. M., 2008, Chitosan Modified Membranes for Wound Dressing Applications: Preparations, Characterization and Bio-Evaluation, Trends Biomater. Artif. Organs, Vol. 22, (3), pp. l58-168. Endang S.Rahayu. (1993). Bahan Pangan Hasil Fermentasi. Yogyakarta : Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi UGM. Festucci-Buselli, R. A., Otoni, W. C. and Joshi, C. P., 2007, Structure, Organization, and Functions of Cellulose Synthase Complexes in Higher Plants, Braz. J. Plant Physiol., Vol.19, No.1. Frank and Kämpfer, 2000, Methods in Molecular Medicine, vol. 78: Wound Healing: Methods and Protocols, Edited by: Luisa A. DiPietro and Aime L. Burns © Humana Press Inc., Totowa, NJ, pp. 4,7-9. Freire, C. S. R., Silvestre, A. J. D., Gandini, A. and Neto, C.P., 2011, New materials from cellulose fibers. A contribution to the implementation of the integrated biorefinery concept, O PAPEL,Vol. 72, Num. 9, pp. 91–96.


74

Gontard, N., Guilbert, S., Cuq, J.L., 1992, Edible wheat gluten film: Influence of the main variable on film properties using response surface methodology, J. Food Sci., 57, 190-199. Goudung, D.U., 2004, Catalytic Epoksidation On Methyl Lindeate, J. Am.Oil, Chem. Soes. Goy RC, Douglas B, Odilio BGA. 2009. A Review of the Antimicrobial Activity of Chitosan. J Polymer 19:1-7. Gupta L. A., 2010, Polymer Chemistry, Meerut: Pragati Publications, pp. 244-245. Hanifah, T.A., Saeni, M.S., Adijuwana, H., Bintoro, H.M.H., 1999, Evaluasi kandungan logam berat timbal dan kadmium dalam ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) yang dipupuk sampah kota. Buletin ilmiah Gaku-ryoku. Volume V No. 1: 38-45 Hart, H., Craine, L.E., and Hart, D.J., 2003, Kimia Organik, Edisi Kesebelas, Erlangga, Jakarta Helander I, Nurmiaho-Lassila E, Ahvenainen R, Rhoades J, Roller S. Chitosan disrupts the barrier properties of the outer membrane of Gram-negative bacteria. Int J Food Microbiol 2001; 71: 235-44 Hoenich, N., 2006, Cellulose for medical applications: past, present, and future. BioRes, 1(2), 270-280. Hon, D. N. S., 1996, Cellulose and its derivatives, In: Dumitriu S (ed) Polysaccharides in medicinal applications., New York: Marcel Dekker Inmaculada, A., Marian,M., Ruth,H., Ines,P., Beatriz,M., Niuris,A., Genma,G., Angelas,H., 2009, Functional Characterization of Chitin and Chitosan, Chemical Biology, 3, 203-230. Khan, A., Peh, K. and Chang, S., 2002, Reporting degree of deacytelation values of chitosan : the influence of analytical methods, J. Pawn Pharmaceut. Sci., 5, 3 Kim CH, Kim SY, Choi KS. 1997, Synthesis and antibacterial activity of watersoluble chitin derivatives. Polym Adv Technol 8: 319-325. Klemm, D., Schamuderz, H.P., Heinze, T., 2010, Cellulose, 277-310


75

Kojima K., Okamoto Y., Miyatake K., Kitamura Y., Minami S., 1998, Collagen typing of granulation tissue induced by chitin and chitosan, Carbohydrate Polymers, 37, 109–114 Kotecha, PM., and Kadam, S.S., 1998, Sweet Potato, in Handbook of Vegetable Science and Technology (Salunkhe, D.K and S.S Kadam eds). Marcel Dekker Inc. New York. Krystynowicz, 2001. Biosynthesis of Bacterial Cellulose and it’s Potential Application In Different Industries, http://www.biotecnology.pl.com/science/krystynomcz.htm. Kumar, D. P., Joydeep, D., and Tripathi, S. V., 2004, Chitin and Chitosan; Chemistry, Properties and Applications, JSIR,Vol. 63, pp. 20-31. Lay BW, Sugyo H. 1992. Mikrobiologi. Jakarta: Rajawali Pers Liu N, Chen XG, Park HJ, Liu CG, Liu CS, Meng XH, Yu LJ. 2006. Effect of MW and concentration of chitosan on antibacterial activity of Escherichia coli. Carbohydrate Polymers 64:60–65. McEvoy GK. 2002. AHFS Drug Information. Bethesda: The American Society of Health-System Pharmacist, Inc. P. 384-388. Manskaya, S. M. and Drodzora, T. V., 1968, Geochemistry of Organic Substance, Oxford: Pergamon Press. Meshitsuka, G. and Isogai, A., 1996, Chemical Structures of Cellulose, Hemicellulose and Lignin, New York: Marcel Dekker. Muzzarelli, R.A.A., 1997, Chitin, Oxford: Pergamon Press. Nadarajah, K., 2005, Devolopment and Characterization of Antimicrobial Edible Films from Crawfish Chitosan, Disertation, Louisiana, USA: Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College. Nainggolan, J., 2009, Kajian Pertumbuhan Bakteri Acetobacter sp. Dalam Kombucha-Rosela Merah (Hibiscus sabdariffa) pada Kadar Gula dan Lama Fermentasi yang Berbeda, Thesis, Universitas Sumatera Utara Najiyati S. dan Danarti, 1998, Palawija, Budidaya dan Analisis Usaha Tani, Penerbit Swadaya, Jakarta. No HK, Park NY, Lee SH, Meyers SP. 2002. Antibacterial activity of chitosan and chitosan oligomers with different molecular weight. Int J Food Microbiology 74:65-72.


76

Pardosi, D., 2008, Pembuatan Material Selulosa Bakteri Dalam Medium Air Kelapa Melalui Penambahan Sukrosa, Kitosan dan Gliserol Menggunakan Acetobacter xylinum, Tesis, Medan: Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatra Utara. Pelzcar MJJr, Chan ECS. 1986. Dasar-dasar Mikrobiologi. Volume ke-1,2. Hadioetomo RS, Imas T, Tjitrosomo SS, Angka SL, penerjemah; Jakarta: UI-Pr. Terjemahan dari: Elements of microbiology. Philips, G.O. and Williams, P.A., 2000, Handbook of Hydrocolloids, Cambridge: Woodhead Publishing Limited. Pratomo, H. dan Rohaeti, E., 2010, Pembuatan Bioplastik dari Limbah Rumah Tangga sebagai Bahan Edible Film Ramah Lingkungan, Laporan Penelitian, Yogyakarta: UNY. Prayitno H.T., 2008, Pemisahan Padatan Tersuspensi Limbah Cair Tapioka Dengan Teknologi Membran Sebagai Upaya Pemanfaatan Dan Pengendalian Pencemaran Lingkungan, Tesis, Universitas Diponegoro, Semarang. Philips, G.O., and Williams, P.A., 2000, Handbook of Hydrocolloids, Cambridge: Woodhead Publishing Limited. Rafaat D, Bargen K, Haas A, Sahl HG. 2008. Insights into the mode of action of chitosan as an antibacterial compound. AEM, 74:3764–3773. Rao, K. K. S. V., Naidu, V. K. B., Subha, M.C.S., Sairam, M., Aminabhavi, T.M., 2006, Novel chitosan-based pH-sensitive interpenetrating network microgels for thecontrolled release of cefadroxil, Carbohydrate Polymers, 66, pp. 333–344. Rosida, A., 2007, Pencirian Poliblend Poliasamlaktat Dengan Polikaprolakton, Skripsi, Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor Rukmana, H.R. Ir. 1997. Ubi Kayu, Budidaya dan Pasca Panen. Penerbit Kanisius (Anggota IKAPI), Yogyakarta Sandford, P. (2003). World market of chitin and its derivatives. J.Trond.Nor. Vol. VI. Saputro, A. N. C., Kartini, I., Sutarno, 2009, Pengaruh Penghilangan Tahap Deproteinasi Dalam Metode Preparasi Kitosan Terhadap Sifat Termal dan Kristalinitas Kitosan, Proseding, FMIPA, UNY, Yogyakarta.


77

Sastrohamidjojo, H., 2007, Spektroskopi, Yogyakarta: Liberty. Shahidi, F., Arachchi, J.K.V. and Jeon, Y-J., 1999, Trends in Food Science and Technology, 10: 37-51. Seiichi, T.,Thawatchai,M.,Ratana,R.,2008, Impregnation of silver nanopartikel into bacterial cellulose for antimicrobial wound dressing, Carbohydrate Polymers, Vol 72, pp 43-51 Stefanescua, C., Dalya, W. H. and Negulescu, I. I., 2012, Biocomposite films prepared from ionic liquid solutions of chitosan and cellulose, Carbohydrate Polymers, 87, pp. 435– 443. Stephens, J.M., 2009, Cassava Manihot Esculenta Crantz, Horticultural Sciences Departement, University of Florida, 1 – 2 S Suprapti Lies M, Ir., 2005, “Tepung Tapioka Pembuatan dan Pemanfaatannya”, Kanisius, Yogyakarta Takayasu, T., and Fumihiro, Y., 1997, Production of Bacterial Cellulose by Agitation Culture System, Pure & Appl. Chem., Vol 69, No 11, 24532458. Tanaka, M., Iwata, K., Sanguandeekul, R., Handa, A., Ishizaki, S., 2001, Influence of Plasticizers on the Properties of Edible Films Prepared from Fish Water-Soluble Proteins, Fisheries Science, 67 (2), 346 – 351 Thatte MR. 2004. Synthesis and antibacterial assessment of water soluble hydrophobic chittosan derivatives bearing quarternary ammonium functionality [Dissertation]. Los Angeles: Lousiana State University and Agricultural and Mechanical College. Todar K. 1997. The Control of Microbial Growth. Wisconsin: University of Wisconson Tsai GJ, Wu ZY, Su WH. 2000. Antibacterial activity of chitooligosaccharide mixture prepared by cellulose digestion of shrimp chitosan and its application to milk preservation. J Food Protection 63:747-752. Tsai GJ, Zhang SL, Shieh PL. 2004. Antimicrobial activity of low molecular weight chitosan obtained from cellulase digestion of chitosan. J Food Protection 67:396-398. Utami, H. P., 2007, Mengenal Cahaya dan Optik, Jakarta: Exact Ganeca, pp. 7172.


78

Warisno, 2004, Mudah & Praktis Membuat Nata de Coco, Cetakan kedua, Depok: Agromedia Pustaka. Wonga, S. S., Kasapis, S., and Tan, Y. M., 2009, Bacterial and plant cellulose modification using ultrasound irradiation, Carbohydrate Polymers, 77, pp. 280–287. Xiaoxiao, J., Wang, J., and Bai, J., 2009, Synthesis and Antimicrobial Activity of the Schiff Base from Chitosan and Citral, Carbohydrate Research,(344), 825-829 Yadav AV, Bishe SB. 2004. Chitosan a potential biomaterial effective against typhoid. Current Science 9: 1176-1178 Yulina I.K., 2011, Aktivitas Antibakteri Kitosan Berdasarkan Perbedaan Derajat Deasetilasi dan Bobot Molekul, Program Pascasarjana, IPB, Bogor Zaitun. 1999. Efektivitas limbah industri tapioka sebagai pupuk cair. Tesis Pengelolaan Sumber Daya Alam dan Lingkungan Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Bogor Zhang Z, Chen L, Ji J, Huang Y, and Chen D. 2003. Antibacterial properties of cotton fabrics treated with chitosan. Textile Resource 73:1103-1106.


LAMPIRAN Lampiran 1. Sertifikat hasil uji S. aureus

79


Lampiran 2. Surat pengesahan determinasi

80


Lampiran 3. Formula yang digunakan (per 100 mL) No.

Sampel

Gula pasir

Urea

Gliserol

Kitosan

1

Kitosan

-

-

-

4g

2

SG

20 g

1g

1g

-

3

SGK

20 g

1g

1g

4g

Lampiran 4. Skema jalannya penelitian

Determinasi Tanaman

Pengumpulan Bahan

Pembuatan Selulosa Bakteri + Gliserol, Selulosa Bakteri + Gliserol + Kitosan, Membran Kitosan

Pengujian Karakterisasi sifat fisik (makroskopik dan organoleptis, IR, SEM, XRD) >>> Pengujian aktivitas antimikroba

Preparasi Limbah Cair Ketela pohon

Pengamatan aktivitas antimikroba

Analisis Hasil

81


82

Lampiran 5. Foto bahan yang digunakan

a. Ketela pohon

b. Limbah cair ketela pohon

c. Serbuk kitosan d. Kitosan yang dilarutkan dalam asam asetat 2%

Lampiran 6. Hasil perbandingan berat ketela pohon dan air yang digunakan No.

Pembuatan

Berat (gram)

Jumlah air (mL)

1

I

1000

1000

2

II

400

400

3

III

500

500

4

IV

700

700

5

V

800

800


Lampiran 7. Foto masing-masing sampel hasil karakterisasi secara makroskopis a. Selulosa bakteri-gliserol sebelum pengeringan

b. Selulosa bakteri-gliserol setelah pengeringan

c. Selulosa bakteri-gliserolkitosan sebelum pengeringan

d. Selulosa bakteri-gliserolkitosan setelah pengeringan

e. Kitosan setelah pengeringan

83


84

Lampiran 8. Hasil penimbangan berat basah sampel No.

Sampel

Berat basah (g)

Berat Kering (g)

1

SG

135,440

6,430

2

SGK

136,645

6,480

Lampiran 9. Hasil perhitungan konsentrasi NaOH dan HCl yang digunakan a. NaOH 3% Hasil Penimbangan : 3,00 g Pelarut yang digunakan = 100 mL aquadest Konsentrasi = massa/volume Konsentrasi = 3,00 g/100 mL Konsentrasi = 0,03 g/mL = 3 %

b. HCl 3% C1x V1= C2xV2 37% x V1= 3% x 100 mL V1= 8,11 mL Volume HCl yang diambil 8,11 mL dari HCl 37 % lalu dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL, add dengan aquadest.


85

Lampiran 10. Hasil spektra IR setiap sampel

Mon May 27 14:20:54 2013 (GMT+07:00)

45

668,13

1154,70 1081,51

50

1645,76

2359,82 2341,47

55 2923,30

%Transmittance

60

1418,68 1384,16

65

40

30 25

4000

3500

3444,41

35

3000

2500

2000

1500

1000

500

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Fri May 24 08:25:45 2013 (GMT+07:00)

a. Spektra IR Kitosan

30,095 49,813 54,168 54,664 57,248 57,388 57,935 58,820 60,271 60,620

30 25

564,14 529,65 509,62 486,44 473,70 454,41 438,44 418,37 405,19

1650,06

35

667,49

1457,59

1045,30

926,65

Fri May 24 09:02:18 2013 (GMT+07:00)

2360,07 2340,10

%Transmittance

Mon May 27 14:20:49 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: Kitosan 20 gram Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 70,117 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 3444,41 Intensity: Position: 2923,30 Intensity: Position: 1645,76 Intensity: Position: 1081,51 Intensity: Position: 2359,82 Intensity: Position: 1154,70 Intensity: 45 Position: 668,13 Intensity: Position: 2341,47 Intensity: Position: 1384,16 Intensity: 40 Position: 1418,68 Intensity:

15

4000

3500

3433,67

20

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Mon May 20 15:22:11 2013 (GMT+07:00) Fri May 24 09:02:13 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: *Selulosa Singkong Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 49,219 Sensitivity: 50 Peak list: Position: 3433,67 Intensity: Position: 2360,07 Intensity: Position: 2340,10 Intensity: Position: 1650,06 Intensity: Position: 438,44 Intensity: Position: 1457,59 Intensity: Position: 667,49 Intensity: Position: 564,14 Intensity: Position: 529,65 Intensity: Position: 1045,30 Intensity: Position: 418,37 Intensity: Position: 454,41 Intensity: Position: 486,44 Intensity: Position: 509,62 Intensity: Position: 473,70 Intensity: Position: 405,19 Intensity:

b. Spektra IR Selulosa bakteri + gliserol (SG) 16,471 26,890 29,159 32,593 38,782 39,502 39,641 39,709 40,003 40,272 40,878 41,207 41,930 42,011 43,737 44,286

500


86

Mon Jun 17 14:44:29 2013 (GMT+07:00)

463,85 424,28

30

5

4000

3500

3441,28

10

3000

2500

2000

1500

1000

Wavenumbers (cm-1) Collection time: Tue Jun 11 13:36:08 2013 (GMT+07:00) Mon Jun 17 14:44:13 2013 (GMT+07:00) FIND PEAKS: Spectrum: *Singkong Kitosan 2% Region: 4000,00 400,00 Absolute threshold: 33,372 Sensitivity: 60 Peak list: Position: 3441,28 Intensity: Position: 1646,38 Intensity: Position: 1554,32 Intensity: Position: 1414,91 Intensity: Position: 651,32 Intensity: Position: 1047,08 Intensity: Position: 463,85 Intensity: Position: 424,28 Intensity:

c.

Spektra IR Selulosa bakteri+gliserol+kitosan (SGK)

4,862 15,261 16,947 18,876 22,220 22,749 24,875 25,475

Lampiran 11. Hasil perhitungan DD kitosan

DD = 100 – (

)

DD = 100 – ( DD = 100 –(

)

)

(

) (

)

DD = 100 – 25,062 DD = 74,937%

(

)

651,32

1047,08

1414,91

15

1554,32

20

1646,38

%Transmittance

25

500


87

Lampiran 12. Foto SEM setiap sampel a. Penampang cross section sampel SGK

b.

Foto permukaan SEM Selulosa

c. Foto permukaan SEM SGK

Lampiran 13. Hasil XRD setiap sampel * Peak List Selulosa Ketela Pohon. No.

2theta(deg)

d(ang.)

Height(cps) FWHM(de Int. I(cps Int. g) deg) W(deg)

Size(ang.)

1 2 3 4 5

9.6(12) 14.83(3) 22.96(2) 35.0(4) 47.1(2)

9.2(10) 5.967(11) 3.871(3) 2.56(3) 1.929(8)

60(16) 868(60) 2435(101) 46(14) 55(15)

14(6) 38.5(6) 58.4(9) 24(4) 49(6)

6(2) 2.17(4) 1.45(2) 3.6(6) 1.9(2)

741(212) 2887(39) 5515(36) 291(29) 128(14)

12(7) 3.3(3) 2.27(11) 6(3) 2.3(9)


4000

Intensity (cps)

3000

2000

1000

0 20

40

60

80

2-theta (deg)

a. XRD Selulosa Ketela Pohon

2000

Intensity (counts)

1500

1000

500

0 20

40

60

2-theta (deg)

b. XRD Selulosa Ketela Pohon + Kitosan

80

88


89

*Peak List Selulosa Ketela Pohon + Kitosan No .

2-theta (deg)

D (ang.)

Height (counts)

1 2 3

14.85(6) 23.15(2) 46.54(16)

5.96(2) 803(28) 3.839(3 982(31) 1.950(6 252(16) ) )

FWHM (deg)

6.0(2) 2.02(7) 7.9(3)

Int. I(counts deg)

Int. W (deg)

10289(333 12.8(9) 3225(54) 3.28(16) ) 4183(167) 16.6(17)

Lampiran 14. Perhitungan % daya hambat (diameter zona hambat zat uji – kontrol negatif) X 100%

% daya hambat = (zona hambat kontrol positif)

i. Replikasi 1 % daya hambat =

x 100% = 29,73 ≈ 30 %

ii. Replikasi II % daya hambat =

x 100% = 25,00%

iii. Replikasi III % daya hambat =

x 100% = 23,53 ≈ 24%

iv. Replikasi IV % daya hambat =

x 100% = 27,78 ≈ 28%

v. Replikasi V % daya hambat =

x 100% = 18,75 ≈ 19%

Rata-rata % daya hambat = 30% + 25% + 24% + 28% + 19% = 25,2% dari amoxicillin.

Size (ang.)

13.9(5) 42.0(15) 11.4(5)


Lampiran 15. Foto instrumen yang digunakan untuk karakterisasi setiap sampel c. IR

d. Ion Coating Spuiter

a. SEM

b. Pendingin XRD

c. XRD

d. Pelubang kertas

90


BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi dengan judul “Aktivitas Antimikroba Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri dari Limbah Ketela Pohon (Manihot utilissima Pohl.) dengan Penambahan Kitosan Terhadap Staphylococcus aureus” memiliki nama lengkap Haris Witantyo. Penulis lahir tanggal 2 Januari 1991 di Sleman. Penulis merupakan anak kedua dari pasangan Witono dan Sri Sulistyaningtyas. Penulis menyelesaikan pendidikan di TK PKK 40 Argorejo, Sedayu, Bantul (1996-1997), SDK SANG TIMUR Yogyakarta (1997-2003), SMP Pangudi Luhur Sedayu (2003-2006), SMA N 1 Kasihan (20062009) kemudian menempuh pendidikan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma (2009-2013). Selama menempuh kuliah, penulis pernah mengikuti kegiatan-kegiatan fakultas seperti Titrasi (2010 & 2011) sebagai sie keamanan, Pharmacy Performance (2010) sebagai sie acara dan sebagai anggota dalam Unit Kegiatan Fakultas (UKF) Basket (2010-2011). Selain kegiatan internal kampus, penulis juga aktif mengikuti kegiatan di luar kampus non akademik. Penulis menjabat sebagai Ketua Orang Muda Katolik (OMK) di Paroki Gereja Santa Theresia Sedayu, Bantul (2011-2013). Panitia kegiatan Futsal se-Kevikepan DIY sebagai sie perlengkapan. Menjadi perwakilan dari Orang Muda Katolik (OMK) Paroki sebagai peserta Kongres Ekaristi Keuskupan II Keuskupan Agung Semarang (2012).

91

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents