STUDI ANALISIS ANTIBAKTERI DARI FILM GELATIN-KITOSAN MENGGUNAKAN Staphylococcus aureus

Prosiding Skripsi Semester Genap 2010/2011

SK - 091304

STUDI ANALISIS ANTIBAKTERI DARI FILM GELATIN-KITOSAN MENGGUNAKAN Staphylococcus aureus Mardian Darmanto*, Lukman Atmaja ph.D1, Drs.Muhammad Nadjib M.Si2 Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember ABSTRAK Penelitian tentang aktivitas antibakteri film gelatin (GI)-kitosan (Ch) terhadap Staphylococcus aureus menggunakan metode difusi agar telah dilakukan. Gelatin yang digunakan berasal dari kulit ikan pari dan kitosan yang digunakan berasal dari kulit udang windu. Film gelatin-kitosan dikarekterisasi menggunakan FTIR untuk melihat interaksi yang terjadi pada pencampuran gelatin dengan kitosan. Hasil spektrum FTIR menunjukkan bahwa adanya interaksi ikatan hidrogen yang terjadi pada pencampuran gelatin dan kitosan. Film GI 4%-Ch 3% menunjukkan aktivitas antibakteri yang lebih baik dengan adanya zona hambat sekitar 0,1 cm dibandingkan dengan film-film lainnya yang diuji. Kata kunci: Film Gelatin (GI)-Kitosan (Ch), FTIR, Antibakteri

I. Pendahuluan Menigkatnya permintaan konsumen akan kualitas yang lebih baik dan panjangnya waktu konsumsi suatu makanan telah mendorong dilakukannya beberapa penelitian dan pengembangan pada proses edible coatings dan edible film (Tharanthan, 2003). Edible film merupakan suatu lapisan tipis yang dibuat dari bahan yang dapat dimakan, diletakkan diantara komponen makanan yang berfungsi sebagai barrier terhadap transfer massa dan sebagai carrier bahan makanan dan aditif untuk meningkatkan penanganan makanan. Bahan-bahan yang paling sering digunakan dalam memproduksi edible film adalah biopolimer seperti karbohidrat dan protein. Biopolimer dapat diperoleh dari tumbuhan seperti getah asli, dari hewan seperti gelatin, dan lainya. Diantara biopolimer yang lainnya, kitosan dan gelatin telah menarik perhatian semenjak diperoleh film dan pelapisan yang baik terhadap makanan dengan meningkatkan kualitas dan panjangnya waktu konsumsi suatu makanan karena memiliki sifat mekanik yang memadai dan memiliki sifat penghalang gas yang baik (oksigen dan aroma (Abugoch, dkk., 2010), selain itu, kitosan dan gelatin juga menawarkan peluang besar dalam melengkapi nilai gizi makanan, biodegradabilitas, dan kompatibilitas terhadap lingkungan. *Corresponding author Phone: +628175013130, email: [email protected] 1 Alamat sekarang: Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. e-mail: [email protected] 2 Alamat sekarang: Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Prosiding KIMIA FMIPA - ITS

Kitosan adalah poli 2-amino-2-deoksi-β-Dglukosa, merupakan kitin yang terdeasetilasi, dimana gugus asetil pada kitin disubstitusikan oleh hidrogen menjadi gugus amino dengan penambahan larutan basa kuat berkonsentrasi tinggi. Kitosan sebagian besar tidak hanya dimanfaatkan untuk pembentukan film tapi dapat digunakan juga sebagai antimikroba. Secara khusus, kitosan telah diketahui aktif terhadap Stahylococcus aureus (Fernandez, dkk., 2008). Aktifitas antibakteri kitosan berkorelasi erat dengan karakteristik permukaan sel mikroba tersebut. Hal ini dikarenakan muatan positif yang berasal dari gugus asam amino dalam suasana pH asam (dibawah 6,5), yang menyebabkan depolarisasi membran seluler mikroba, sebagai akibat tergangunya integritas dinding sel dari hubungan molekul yang menyebabkan kematian bagi mikroba (Kong, dkk., 2010). Kekurangan utama dari kitosan adalah daya larutnya terhadap air, sehingga membatasi penggunaannya sebagai bahan kemasan yang dapat berdiri sendiri. Disisi yang lain, Gelatin dapat dibentuk menjadi film dan pelapis yang mempunyai sifat optik yang sangat baik, karena memiliki sifat mekanis dan sifat penghalang gas yang sangat baik pada kelembaban yang relatif rendah yang dapat digunakan sebagai bahan bio-kemasan (Gennadios, 2002). Film kitosan dan gelatin mempunyai sifat yang sama-sama dapat diterapkan dalam sistem makanan sebagai edible film dan edible coating, tetapi kedua film ini memiliki beberapa kelemahan yang membatasi penggunaan dari film ini karena kedua film tersebut memiliki karakter bersifat hidrofilik. Untuk mengatasi hal ini adalah dengan melalui pencampuran dan laminating biopolimer (Pereda, dkk., 2011).

Prosiding Skripsi Semester Genap 2010/2011 Lopez-Caballero, dkk (2005) telah berhasil mengembangkan sebuah lapisan film yang terbuat dari campuran gelatin ikan-kitosan yang diaplikasi pada patties yang terbuat dari chilled cod. Lapisan film ini dapat mencegah pembusukkan dari patties cod yang terlihat dari menurunnya total volatil dasar nitrogen dan jumlah mikroorganisme, khususnya jumlah bakteri gram negatif. Begitu pentingnya peranan film gelatinkitosan dalam pengemasan suatu makanan, maka dilakukan penelitian mengenai film gelatin-kitosan sebagai antibakteri dari Staphylococcus aureus yang bersifat patogen terhadap makanan yang diharapkan nantinya dapat mengatasi masalah pembusukkan makanan akibat aktifitas dari Staphylococcus aureus. II. Metodologi Penelitian 2.1 Alat Alat-alat yang digunakan pada penelitian ini adalah peralatan gelas, waterbath, pemanas, pipet volum, pipet mikro, jarum ose, magnetic stirer, cawan petri, ayakan 125 mesh, batang pengaduk, pompa vakum, oven pengering, tabung gas nitrogen, corong buchner, peralatan refluks, inkubator, autoclave, laminari flow dan Fourier Transform Infrared (FTIR). 2.2 Bahan Bahan-bahan yang dibutuhkan pada penelitian ini adalah kertas pH indikator universal dari Merck, kulit ikan pari, kulit udang windu, asam fosfat 85% (H3PO4), padatan NaOH p.a, HCl 37%, aquades, gliserol 87%, sorbitol 70%, nutrien agar, dan nutrien broth dan Staphylococcus aureus yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Sains dan Teknologi UNAIR Surabaya. 2.3 Prosedur Kerja 2.3.1 Pembuatan Gelatin Ikan pari yang masih segar diambil kulitnya dan dibersihkan dari daging, sisik, dan lapisan luar yang mengandung lemak yang menempel. Kulit ikan pari kemudian dicuci dengan air yang mengalir hingga bersih, kemudian dimasukkan dalam lemari pendingin Kulit yang telah disimpan dalam lemari pendingin dicuci dengan air mengalir. Kulit kemudian direndam dengan air panas 60-70oC selama 1-2 menit. Kulit lalu ditiriskan dan dipotong kecil-kecil kemudian dicuci dengan air mengalir. Kulit diambil beberapa gram kemudian direndam dalam larutan H3PO4. Perendaman dilakukan selama 12 jam. Kulit yang telah direndam lalu ditimbang dan dicuci dengan air mengalir hinga pH menjadi netral (6-7). Kulit diekstrasi dalam waterbath pada suhu 60-700C selama 2 jam dengan perbandingan kulit : air = 1:2. Ekstrak disaring dengan kain katun untuk menghilangkan kotoran, kemudian diukur filtrat yang diperoleh. Filtrat


SK - 091304

kemudian dimasukkan dalam lemari pendingin hingga membentuk gel. Gel lalu dioven dengan suhu 60oC selama 24 jam hingga terbentuk lapisan gelatin. Lapisan tipis gelatin yang diperoleh dimasukkan desikator kemudian ditimbang dan dikecilkan ukurannya untuk disimpan dalam wadah yang tertutup rapat. 2.3.2 Pembuatan Kitosan Kulit udang digiling hingga halus menggunakan ballmill selama 24 jam, kemudian serbuk kulit udang diayak menggunakan ayakan 125 mesh. Serbuk kulit udang yang telah selesai diayak dimasukkan kedalam beaker gelas untuk preparasi dan analisis kitosan berikutnya. 2.3.2.1 Proses Deproteinasi dan Demineralisasi Cuplikan serbuk udang ditambah larutan NaOH 3,5% dengan perbandingan 1:10 (w/v) Campuran dipanaskan selama 2 jam pada suhu 65◦ C sambil diaduk. Larutan yang diperoleh disaring dan residu yang dihasilkan dicuci dengan air hingga netral. Residu selanjutnya dioven pada temperatur 100◦C hingga kering. Residu kering yang diperoleh ditambah dengan larutan HCl 1N dengan perbandingan 1:15 (w/v) dan didiamkan selama 30 menit pada suhu kamar. Larutan disaring dan residu dicuci sampai netral dengan air. Residu selanjutnya dioven pada suhu 100o C. Kitin yang telah terbentuk dikrakterisasi dengan FTIR untuk melihat gugus fungsi dari kitin. 2.3.2.2 Proses Deasetilasi Serbuk kitin dimasukkan ke labu gelas leher tiga yang dilengkapi dengan termometer dan selang yang berisi N2. Larutan NaOH 50% dimasukkan kedalam labu leher tiga dengan perbandingan 1:10 (w/v). Kitin di refluks pada temperatur 1000 C sambil dialirkan gas N2 selama 1 jam. Larutan yang diperoleh kemudian disaring, filtrat dibuang dan residu dicuci dengan air sampai pH netral. Residu yang diperoleh dikeringkan dalam oven pada suhu 100o C. Kitosan yang telah terbentuk dikarakterisasi dengan FTIR untuk melihat gugus fungsi dari kitosan. 2.3.3 Pembuatan Larutan Film dan Film Lima larutan yang berbeda disiapkan dalam botol, yakni gelatin kulit ikan pari (GI), kitosan (Ch), GI 4% - Ch 3% , GI 3% - Ch 4%, dan GI 3% - Ch 3%. Pembuatan larutan GI dilakukan dengan cara melarutkan 4 gr gelatin ke dalam 100 mL aquades (GI 4%) dan 3 gr gelatin ke dalam 100 mL aquades (GI 3%). Sedangkan pembuatan larutan Ch dilakukan dengan cara melarutkan 4 gr khitosan ke dalam 100 mL asam asetat 0,15 M (Ch 4%) dan 3 gr khitosan ke dalam 100 mL asam asetat 0, 15 M (Ch 3%). Setiap larutan pembentuk film gelatinkitosan ditambahkan gliserol sebanyak 0,15 gr per


SK - 091304

rantai alfa triple helik yang saling yang terhubung dengan ikatan hidrogen H N

C

H N

C

Rantai polipeptida O

O O

H

Rantai polipeptida

H N

C

O

H

H N

O

O

H

C

C

O

H

H

N

(a) H2N H2N

COOH

H 2N

H2N

COOH

COOH

H 2N

COOH

COOH (CH2)2

(CH2)2

(CH2)2

CH2

Ikatan silang kovalen

CH

H

H

N

CH

H2N

COOH

H

C

O

NH2

CH2 CH

OH

COOH

CH2 OH

CH

(CH2)2

(CH2)2

H2N

O

NH

CH

(CH2) 2

CH2

OH

CH2 OH

CH2 C

CH NH

CH2

(CH2) 2 CH2

CH2

O

(CH2)2

H 2N

COOH

CH2 OH

(CH2)2

H2N

HC O Alisin + H2N

COOH

CH2 (CH2)2

COOH H2N Hidroksilisin

(b) Gambar 3.1 (a) Interaksi molekul air dengan ikatan hidrogen dan (b) interaksi molekul air dengan ikatan kovalen (Zhao, 1999). gram total dari campuran larutan polimer (gelatin dan/atau kitosan). Kelima larutan yang telah disiapkan tadi kemudian dibuat film dengan cara casting atau meletakkannya dia atas plat kaca dan diratakan. Setelah itu plat kaca yang terdapat campuran larutan kemudian dikeringkan di dalam oven pada suhu 60 oC selama 15 jam. Film kemudian diletakkan di dalam desikator selama 3 hari. 2.3.4 Karakterisasi Gugus Fungsi Gelatin, Kitosan, dan Film Gelatin-Kitosan Gugus fungsi gelatin, kitosan, dan Film gelatin-kitosan dikrakterisasi menggunakan FTIR. Cuplikan bubuk gelatin sebanyak 1 mg dicampur dengan 100 mg serbuk KBr dan ditumbuk hingga halus. Campuran tersebut dimampatkan dalam sebuah cetakan menggunakan pompa hidrolik sehingga membentuk kepingan tipis. Karakterisasi terhadap kepingan cuplikan dilakukan dengan menggunakan spektrometer FTIR Buck Scientific model M-500 pada panjang gelombang antara 4000-500 cm-1. Pengujian ini juga dilakukan untuk cuplikan kitosan dan film gelatin-kitosan. 2.3.5 Pembuatan Media Media padat yang digunakan dibuat dari melarutkan 2,8 gram nutrien agar kedalam 100 ml aquades dan dipanaskan sampai nutrien agar larut sempurna. Media padat ini disiapkan untuk membuat kultur awal pertumbuhan bakteri


Staphylococcus aureus dan untuk media pengujian antibakteri dengan metode inhibisi difusi agar. Media cair dibuat dari melarutkan 1,3 gram nutrien broth kedalam 100 ml aquades. Media padat dan media cair disterilisasi menggunaka autoclave pada suhu 121oC selama 15 menit. 2.3.6 Pembiakan Staphylococcus aureus Biakan Staphylococcus aureus diremajakan pada media agar miring, selanjutnya biakan diinkubasi selama 24 jam, Staphylococcus aureus pada media agar miring ini akan menjadi stok kultur awal. Kultur awal pada media cair dibuat dengan mengambil 1 ose biakan media padat dan dimasukkan ke dalam 100 ml media cair. Kultur ini selanjutnya diinkubasi pada inkubator bergoyang selama 24 jam pada kecepatan 120 rpm dan suhu 38oC. 2.3.7 Analisis Antibakteri Biakan Staphylococcus aureus pada media cair diambil sebanyak 25 µml dan dimasukkan kedalam tabung reaksi yang berisi media padat sebanyak 20 ml kemudian dituangkan kedalam cawan petri. Media padat yg telah berisi Staphylococcus aureus ditunggu hingga hampir padat kemudia dimasukkan cuplikan Film yang akan diuji aktifitas antibakterinya. Media padat tersebut diinkubasi selama 24 jam. Film yang akan diuji aktifitas antibakterinya adalah Film kitosan

Prosiding Skripsi Semester Genap 2010/2011 murni, gelatin murni, 3% gelatin - 3% kitosan, 4% gelatin - 3% kitosan, dan 3% gelatin - 4% kitosan. III. Hasil dan Pembahasan 3.1 Persiapan Bahan Baku Gelatin Kulit ikan hasil perendaman dengan asam dicuci dengan air yang mengalir hingga pH netral (6-7) untuk menghindari adanya komponenkomponen protein non-kolagen ikut terekstrak dalam air. Menurut Hinterwaldner (1977) komponen-komponen protein non-kolagen pada kulit pada pH netral mengalami titik isoelektri sehingga mudah terkoagulasi dan dihilangkan. Proses ekstraksi antara air dan kulit ikan berfungsi untuk merusak ikatan hidrogen antar molekul tropokolagen. Ikatan hidrogen antara rantai-α dalam tropokolagen akan terdenaturasi oleh molekul H2O (Gambar 3.1). Tahap ekstraksi ini menyebabkan molekul triple-helix kolagen terurai menjadi rantai tunggal gelatin, seperti yang terlihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 Proses terurainya tropokolagen menjadi gelatin (Malov, 2002) Adanya sifat hidrofilik menyebabkan terjadinya interaksi antara rantai triple helix tropokolagen dengan air. Sifat ini terjadi akibat adanya gugus karboksil pada sepanjang molekul peptida. Gugus karboksil tersebut memiliki atom O yang tidak berpasangan. Atom O pada gugus –CO bermuatan negatif sehingga mampu menarik atom H yang bermuatan positif dari air. Peristiwa inilah yang disebut hidrolisis kolagen menjadi rantai-α jika terlarut dalam air dan saat didinginkan menjadi gelatin dalam fasa sol-gel. Hasil ekstraksi yang telah disaring ditampung dalam botol kaca dan diletakkan dalam lemari pendingin bersuhu 4-10oC selama 24 jam. Gel kemudian dioven pada suhu 60oC selama 24 jam. Pengovenan bertujuan untuk mengeringkan gel gelatin sehingga diperoleh gelatin padat dalam bentuk lembaran tipis. 3.2 Karekterisasi Gugus Fungsi Gelatin Gelatin memiliki struktur yang terdiri dari karbon, hidrogen, gugus hidroksil (OH), gugus karbonil (C=O), dan gugus amina (NH) seperti umumnya struktur protein. Hasil spektra infra merah (Gambar 3.3) menunjukkan adanya vibrasi stretching gugus fungsi OH dengan puncak serapan


SK - 091304

pada 3336,96 cm-1 yang mempunyai bentuk serapan lebar dan sangat kuat. Adanya gugus OH ini juga diperkuat dengan adanya serapan pada daerah 1500-1300 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi bending gugus OH. Puncak serapan gugus NH stretching tidak terlihat dalam spektra infra merah ini disebabkan adanya tumpang tindih spektra serapan dengan gugus OH stretching. Untuk memperkuat adanya gugus NH, pada 1242,20 cm-1 muncul puncak serapan yang menandakan adanya vibrasi bending NH. Adanya puncak serapan pada 2931,90 cm-1 menunjukkan bahwa terjadi vibrasi stretching CH yang berikatan dengan gugus NH dalam amida apabila gugus karboksilat dalam keadaan stabil. Adanya puncak CH aromatik ditunjukkan pada 3086,21 cm -1 dan adanya vibrasi stretching C=O ditunjukkan pada 1658,84 cm-1.

bilangan gelombang (cm-1) Gambar 3.3 Spektra infra merah gelatin 3.3 Pesiapan Bahan Baku Kitosan Isolasi kitin pada penelitian ini menggunakan dua tahapan yaitu proses deproteinasi (pemisahan protein) dan proses demineralisasi (pemisahan kalsium karbonat atau kalsium fosfat). Pada saat proses deproteinasi, larutan NaOH 3,5% ditambahkan untuk memutuskan ikatan antara protein dan kitin. Protein yang terekstrak dalam bentuk Na-proteinat dimana ion Na+ mengikat ujung rantai protein yang bermuatan negatif sehingga mengendap. Keberadaan protein tidak diharapkan karena akan menggangu atau dapat mengurai efektivitas dalam dalam proses deasetilasi. Kitosan yang dihasilkan tanpa proses deproteinasi mempunyai derajat deasetilasi yang rendah (Zulfikar dan Ratnadewi, 2006). Derajat deasetilasi kitosan sangat mempengaruhi sifat aktivitas antimikrobanya. Semakin tinggi nilai derajat deasetilasi, semakin tinggi pula aktivitas antimikrobanya. Proses demineralisasi dilakukan untuk menghilangkan senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang udang. Mineral yang banyak terkandung dalam cangkang kerang adalah CaCO3 dengan reaksi yang terjadi sebagai berikut.


SK - 091304

Residu-CaCO3(s) + 2HCl(l) CaCl2(l) + CO2(g) + H2O(l) + Residu(s) Cuplikan yang dihasilkan dari proses deproteinasi dan proses demineralisasi dianalisis menggunakan FTIR.

Gambar 3.5 Transformasi kitin menjadi kitosan (Hayashi dan Mikio, 2002)

bilangan gelombang (cm-1) Gambar 3.4 Spektra infra merah kitin Hasil spektra infra merah kitin (Gambar 3.4) menunjukkan adanya serapan pada 3483,56 cm -1 yang menandakan adanya vibrasi stretching amina sekunder (NH). Vibrasi C-N-H terjadi pada 1554,68 cm-1. Adanya vibrasi stretching OH ditunjukkan dengan adanya serapan yang lebar pada 3700-3100 cm-1 dan adanya OH diperkuat dengan adanya serapan vibrasi bending OH pada 1500-1200 cm-1. Pada 1627,97 cm-1 terlihat adanya serapan dari vibrasi stretching CO amida. Vibrasi stretching CH terlihat pada 2924,18 cm-1 dan adanya CH diperkuat dengan adanya serapan vibrasi bending CH pada 1500-1300 cm-1. Kitin yang telah didapatkan diubah menjadi kitosan dengan melepaskan gugus asetilnya menggunakan larutan basa kuat, karena larutan basa kuat mempengaruhi laju deasetilasi. Semakin tingi konsentrasi NaOH yang digunakan, laju deasetilasi akan semakin cepat. Hal ini disebabkan gugus fungsional amino (-NH3+) yang mensubtitusi gugus asetil kitin didalam sistem larutan semakin aktif, maka semakin sempurnalah proses deasetilasi, akan tetapi konsentrasi NaOH yang tinggi juga akan meningkatkan laju depolimerisasi. Kolodjzieska (2000) menemukan bahwa laju deasetilasi optimum akan diperoleh jika konsentrasi NaOH yang digunakan sebesar 50%. Pelepasan gugus asetil menjadi gugus amino (NH2), terjadi akibat adanya reaksi hidrolisis antara kitin dengan basa kuat yaitu NaOH 50%. Reaksi pelepasan gugus asetil pada kitin sehingga menjadi kitosan dapat diamati pada gambar 3.5.


Kitin yang telah terdeasetilasi dianalisis menggunakan FTIR. Adanya serapan pada 37003000 cm-1 memperlihatkan adanya gugus OH dan NH. Adanya gugus OH didukung dengan munculnya serapan pada 1381,08 dan 1323,21 cm-1 yang menandakan adanya vibrasi bending OH. Vibrasi amida I (C-N) terserap pada 1624,12 cm-1 dan vibrasi stretching CH terserap pada 2924,18 cm-1. Adanya CH diperkuat dengan adanya serapan vibrasi bending CH pada 1500-1300 cm-1. Lima, dkk (2006) pernah melaporkan bahwa ikatan amida I dari gugus asetil (C-N) menyerap pada 1637 cm-1 dan pada daerah 3500-3400 cm-1 merupakan pita serapan dari vibrasi streaching NH dan vibrasi streaching OH dari senyawa kitosan.

bilangan gelombang (cm-1) Gambar 3.6 Spektra infra merah kitosan 3.4 Film Gelatin-kitosan Film gelatin-kitosan mempunyai perbedaan daerah serapan pada 1580-1490 cm-1 dan 17001630 cm-1 dengan film gelatin dan film kitosan. Cara yang mudah untuk melihat interaksi yang terjadi pada campuran gelatin dan kitosan adalah dengan cara membandingkannya dengan spektra gelatin dan kitosan itu sendiri. Apabila pada spektra film gelatin-kitosan tidak ada perubahan, hal ini menandakan tidak adanya interaksi antara kedua senyawa tersebut. Peningkatan intensitas beberapa pita serapan pada daerah 1700-1500 cm-1. Hal ini berkaitan dengan adanya interaksi elektrostatik antara gugus amino dan karbonil melalui


SK - 091304

Gambar 3.7 Spektra infra merah dari film gelatin, kitosan, dan gelatin-kitosan

Gambar 3.8 Spektra infra merah film gelatin-kitosan pembentukkan kompleks polielektrolit (PEC). Spektra infra merah film gelatin-kitosan pada daerah 1700-1500 cm-1 tidak mengalami perubahan posisi puncak yang signifikan, sehingga dapat disimpulkan bahwa ikatan hidrogen atau interaksi lainnya hanya mempunyai peran yang kecil dalam pembentukkan kompleks gelatin-kitosan (Pereda, dkk., 2011). Hubungan ketiga spektra tersebut ditunjukkan oleh Gambar 3.7. Pada penelitian ini film gelatin-kitosan dibuat dengan tiga macam konsentrasi, yaitu 3% gelatin-3% kitosan, 3%gelatin-4% kitosan, dan 4%gelatin-3% kitosan. Pencampuran gelatin pada kitosan ini menyebabkan adanya pergeseran dan perubahan puncak pada spektra infra merah kitosan. Hasil dari analisis spektra infra merah pada film gelatin-kitosan ditunjukkan pada Gambar 3.8. Perubahan dan pergeseran spektra infra merah pada film gelatin-kitosan bila dibandingkan dengan spektra infra merah kitosan diakibatkan dari adanya ikatan hidrogen antara kitosan dan gelatin dalam pembentukkan polielektrolit. Menurut Sionkowska,


dkk (2004) ikatan hidrogen tersebut terjadi antara gugus –OH dari hidroksiprolin pada gelatin dengan gugus NH2 pada kitosan. 3.5 Analisis Antibakteri

Film kitosan, gelatin, dan gelatinkitosan diuji aktivitas antibakterinya terhadap pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus dengan metode difusi agar.

Gambar 3.9 Hasil pengujian antibakteri dengan metode difusi agar untuk film GI 4%-Ch 3%

Prosiding Skripsi Semester Genap 2010/2011 Aktivitas antibakteri dari suatu film diperlihatkan dengan muncul zona halo atau daerah bening disekitar film. Apabila zona halo tidak nampak diasumsikan bahwa tidak ada zona hambat pada film tersebut. Hasil pengujian (Gambar 3.9) untuk film gelatinkitosan (GI 4%-Ch 3%) menunjukkan mempunyai sifat sebagai antibakteri dengan zona hambat sebesar 0,1 cm. Pada film GI 3%Ch 3% juga menunjukkan adanya zona hambat tetapi sangat kecil dan hanya ada di salah satu sekitar film. Film GI 3%-Ch 4% tidak menunjukkan adanya zona hambat disekitar film. Aktivitas antimikroba kitosan terhadap Staphylococcus aureus telah diteliti secara luas. Menurut beberapa penulis mekanisme aktivitas antimikroba dari kitosan terhadap Staphylococcus aureus yaitu kitosan akan membentuk membran polimer pada permukaan sel Staphylococcus aureus sehingga akan menghambat nutrisi masuk kedalam sel. Hal ini disebabkan oleh adanya gugus amina pada kitosan yang mempunyai muatan kationik yang dapat mengikat sumber makan bagi bakteri tersebut seperti alginat, pektin, protein, dan polielektrolit anorganik seperti polifosfat. Aktivitas antibakteri kitosan terhadap Staphylococcus aureus meningkat dengan peningkatan berat molekul kitosan. Selain itu, aktivitas antibakteri kitosan dipengaruhi oleh derajat deasetilasi, konsentrasi dalam larutan, dan pH media. Pada penelitian ini film kitosan tidak menunjukkan adanya zona hambatan pada Staphylococcus aureus. Menurut Gomez-Estaca, dkk (2010) kitosan dalam bentuk film tidak mengalami perpindahan agent aktif yang berfungsi sebagai antibakteri. Organisme akan terhambat pertumbuhannya apabila berkontak langsung dengan sisi aktif dari film kitosan tersebut. Kitosan yang dalam bentuk film tidak bisa berdifusi sisi aktifnya yang bersifat sebagai antibakteri melalui media agar. Menurut Fernandez-Saiz, dkk (2008) film kitosan bukan merupakan agen antimikroba terhadap Staphylococcus aureus dan hanya kitosan yang berbentuk gel atau larutan saja yang menunjukkan sifat biosida yang optimal, karena apabila kitosan dalam berbentuk gel atau larutan gugus amina akan mudah terprotonasi. Film gelatin ikan menunjukkan adanya zona hambatan pada Staphylococcus aureus. Hal ini diakibatkan adanya rantai oligopeptida


SK - 091304

dari hidrolisis gelatin, yang diduga memiliki sifat antimikroba akibat dari adanya gugus amino pada rantainya. Berapa-beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam penggunaan film gelatin sebagai antibakteri seperti komposisi, urutan penyusunan, dan berat molekul asam amino, dan jenis bakteri (Di Bernardini, dkk., 2011). Karakteristik asam amino yang bersifat hidrofobik akan membuat rantai peptida menjadi bermuatan positif sehingga dapat masuk kedalam membran bakteri yang menyebabkan terjadinya interaksi antara rantai peptida dari gelatin dengan permukaan bakteri. IV. Kesimpulan dan Saran 4.1 Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah: 1. Film gelatin ikan-kitosan mempunyai sifat sebagai antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dengan film GI 4%-Ch 3% mempunyai sifat antibakteri yang paling baik dengan zona hambatan sebesar 0,1 cm dibandingkan dengan film GI 3%-Ch 3% dan GI 3%-Ch 4%. 2. Sifat antibakteri dari film GI 4%-Ch 3% mungkin diakibatkan dari adanya gugus amina pada kitosan dan adanya rantai peptida dari gelatin yang akan menyerang masuk kedalam membran bakteri. 3. Penggabungan antara film gelatin-kitosan dipengaruhi oleh adanya ikatan hidrogen yang terjadi pada gugus hidroksil (OH) yang berasal dari gelatin dengan gugus amina (NH2) yang berasal dari kitosan. 4.2 Saran Saran untuk pengembangan selanjutnya adalah mencari komposisi maksimal dari perbandingan pencampuran gelatin ikan dan kitosan sehingga diperoleh hasil yang maksimal sifat antibakteri dari film gelatin ikan-kitosan dan diperlukan pengujian lebih lanjut aktivitas antibakteri film gelatin ikan-kitosan terhadap bakteri patogen yang lainnya. UCAPAN TERIMA KASIH 1. Allah SWT atas segala nikmat dan karunia serta kemudahan yang telah diberikan kepada penulis 2. Keluarga (papah, mamah, dede) yang telah memberikan kasih sayang, motivasi dan doa yang tiada putus kepada penulis. 3. Bapak Lukman Atmaja, Ph.D selaku dosen pembimbing 1 atas semua motivasi, diskusi, saran, dan bimbingan yang telah diberikan serta ilmu yang bermanfaat selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

Prosiding Skripsi Semester Genap 2010/2011 4. Bapak Drs. Muhammad Nadjib, M.Si selaku dosen pembimbing 2 atas semua motivasi, diskusi, saran, dan bimbingan yang telah diberikan serta ilmu yang bermanfaat selama penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 5. Temen-temen angkatan 2007 yang telah berjuang bersama-sama dalam menempuh pendidikan di kampus perjuangan kita di Institut Teknologi Sepuluh Nopember jurusan Kimia dan kebersamaannya selama ini. Daftar Pustaka Abugoch, I., E., Tapia, C., Yazdani-Pedram, M., & Diaz-Dosque, M. 2010. “Characterization of Quinoa Proteine Chitosan Blend Edible Film”. Food Hydrocolloids, doi:10.1016/j.foodhyd.2010.08.008. Di Bernardini, R., Harnedy, P., Bolton, D., Kerry, J., O’Neill, E., Mullen, A. M., et al. (2011). “Antioxidant and antimicrobial peptidic hydrolysates from muscle protein sources and by-products”. Food Chemistry, 124: 1296-1307. Fernandez-Saiz, P., Lagaron, J. M., HemandezMunoz, P., & Ocio, M. J,. 2008. “Characterization of Antimicrobial Properties on The Growth of S. aureus of Novel Renewable Blends of Gliadins and Chitosan of Interest in Food Packaging and Coating Applications”. International Journal of Food Microbiology, 124(1): 13-20. Gennandios, A. 2002. “Soft Gelatine Capsules”. In A. Gennandios (Ed). Protein-Based Films and Coatings. 1era (pp. 1-44). CRC Press. Gómez-Estaca, J., López de Lacey, A., LópezCaballero, M. E., Gómez-Guillén, M. C., & Montero, P. 2010. “Biodegradable Gelatine-Chitosan Films Incorporated with Essential Oils as Antimicrobial Agents for Fish Preservation”. Food Microbiology, 27: 889-896. Hinterwaldner, R. 1997. Raw Material in Ward, AG dan Courts, A. (Ed.). The Science and Technology of Gelatin. New York: Academic Press. Kolodziejska, I., Wojtasz-Pajak, A., Ogonowska, G., and Sikorski, Z. E. 2000. “Deacetylation of Chitin in Two-Stage Chemical and Enzymatic Process”. Bull Sea Fish Inst, 150:15-24. Kong, M., Chen, X. G., Xing, K., & Park, H. J. 2010. “Antimicrobial Properties of Chitosan and Mode of Action: A State of The Art Review”. International Journal of Food Microbiology, 144(1): 51-63.


SK - 091304

Lima, C. G. A., de Oliveira, R. S., Figueiro, S. D., Wehmann, C. F., Goes, J. C., & Sombra, A. S. B. 2006. “DC Conductivity and Dielectric Permittivity of Collagene Chitosan Films”. Materials Chemistry and Physics, 99: 284-288. Lopez-Caballero, M. E., Gomez-Guillen, M. C., Perez-Mateoz, M., & Montero, P. 2005. “A Chitosan-Gelatin Blend as A Coating for Fish Patties”. Food Hydrocolloids, 19: 303-311. Pereda, A., Ponce, G. A., Marcovich, E. N., Ruseckaite, A. R., Martucci, F. J. 2011. “Chitosan-Gelatin Composites and BiLayer Films with Potential Antimicrobial Activity”. Food Hydrocolloids, 25: 13721381. Sionkowska, A., Wisniewski, M., Skopinska, J., Kennedy, C. J., & Wess, T. J. 2004. “Molecular Interactions in Collagen and Chitosan Blends”. Biomaterials, 25: 795801. Tharanathan, R. N. 2003. ”Biodegradable Film and Composite, Coating: Past, Present, and Future”. Trends in Food Science and Technology, 14(3): 71-78. Zhao, W. B. 1999. Polymer Data Handbook. Oxford: Oxford University Press. Zulfikar

dan Anak Agung Istri Ratnadewi. 2006.”Isolasi dan Karekterisasi Fisikokimia-Fungsional Kitosan Udang Air Tawar”. Jurnal Teknologi Proses, 5(2): 120-128.

STUDI ANALISIS ANTIBAKTERI DARI FILM GELATIN-KITOSAN MENGGUNAKAN Staphylococcus aureus

Recommend Documents