Karagenan Pengembangan kitosan sebagai absorben pengotor dalam aplikasi pemurnian agar dan karagenan

Tabel 3 Komponen mineral pada alga merah Mineral Berat Molekul Na Mg K Ca Fe Cu Cd Hg Pb I 2 23 24 39 48 56 63,5 112 200 207 215 Sumber: Chapman 1979 Tabel 4 Mikroorganisme yang ditemukan dalam alga merah Mikroorganisme Ukuran-Diameter µm Keterangan Bakteri 1000-3000 0,5-1x 2-5 - Mikoplasma 150-200 panjang 125-250 - Riketsia 250-400 - Virus 10-300 - Dinding sel gram positif 15-80 - Dinding sel gram negatif 10-15 - Staphylococcus 0,75-1,25 bentuk bola Streptococcus 0,75-1,25 - Bakteri tifoid 0,5-1 lebar batang Sumber: Martin et al. 2000

2.5 Penelitian Terdahulu

Penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh penulis berkaitan dengan kitosan antara lain: 1 Optimasi proses pembuatan kitosan dengan reagen teknis. 2 Modifikasi proses pembuatan kitosan dengan perlakuan variasi suhu dan konsentrasi NaOH untuk menghasilkan produk dengan mutu bervariasi. 3 Uji kemampuan kitosan dalam mengabsorbsi zat warna pada limbah cair serta absorbsi logam berat pada limbah industri, daging kerang, mikroorganisme E.coli, enzim galaktosidase, ekstrak wortel dan klorofil A murni. 4 Uji penurunan kadar kolesterol pada mencit. 5 Pembuatan agar bakto dengan proses absorbsi oleh kitosan. Adapun hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut: Pada awalnya proses pembuatan kitosan dilakukan dengan reagen berkualitas PA Pro Analis, setelah diuji coba dengan reagen teknis diperoleh kondisi proses yang optimum sebagai berikut: Proses demineralisasi dengan larutan HCl 1 N pada suhu 90 C selama 1 jam, proses deproteinisasi dengan larutan NaOH 3 N pada suhu 90 C selama 1 jam proses deasetilasi dengan larutan NaOH 50 pada suhu140 C selama 1 jam, dengan demikian biaya proses dapat ditekan. Kondisi inilah yang dijadikan proses baku pembuatan kitosan. Dengan memodifikasi proses melalui variasi suhu dan konsentrasi NaOH diperoleh variasi mutu produk diantaranya: grade farmasi, pangan, kosmetik dan industri. Penanganan campuran limbah industri logam dan pewarna tekstil yang berwarna hitam dapat diperlakukan dengan penambahan larutan kitosan pada konsentrasi 0,1 - 1. Diperoleh penurunan warna yang cukup efektif yaitu reduksi warna sampai 85, dari warna hitam menjadi kuning muda. Walaupun belum optimum masih dapat dioptimumkan dengan dugaan dua kali proses. Uji kemampuan kitosan mengabsorbsi logam berat dalam limbah buatan, 1, diperoleh penurunan konsentrasi Fe 3+ mencapai rata-rata 54,78, untuk logam tembaga Cu mencapai 49,90 dan untuk logam merkuri Hg mencapai 80 dalam waktu absorbsi satu jam. Uji absorbsi sel E.coli pada konsentrasi 0,2 g sel10 ml menghasilkan daya absorbsi terbaik pada kitosan 0,3 mg dengan rata-rata 80,58 dalam waktu absorbsi 30 menit. Untuk absorbsi enzim galaktosidase murni 1 diperoleh kemampuan kitosan dalam mengabsorbsi enzim mencapai rata-rata 70. Penambahan kitosan pada pembuatan agar bakto, optimum pada perlakuan kitosan 1 dengan waktu proses absorbsi 45 menit, diperoleh mutu fisika-kimia hasil yang hampir sama dengan agar bakto komersial produksi Difco yaitu: rendemen 21,35, kadar sulfat 1,10, kadar air 16,89, kadar abu 3,15, kadar garam 0,0215, pH 5,88, kekuatan gel 341,01gF, totalplate count TPC 1,25 CFU dengan pembanding agar Difco mempunyai TPC 2,04CFU. Hasil uji kitosan dalam absorbsi ekstraks karotenoid menunjukkan bahwa perlakuan 1 - 6 kitosan menghasilkan rendemen 0,006 - 0,0981, yang meningkat pada konsentrasi semakin tinggi yaitu 98 mg100 gram. Hasil analisis FTIR menunjukkan terdapatnya 4 gugus fungsi pada bilangan gelombang yang bersamaan dibandingkan dengan karoten komersil, diantaranya pada bilangan gelombang 670 cm -1 alkena, 758 cm -1 aromatik, 1217cm -1 ester dan 3024 cm -1 alkena. Tabel 5 Karakteristik gugus fungsi ekstrak wortel hasil deteksi FTIR Karotenoid ekstrak wortel Βkarotin komersial Bil. Gelombang cm -1 Gugus fungsi Gugus Fungsi 3024 - CH alkena - CH alkena OH alkohol 1217 - C-O ester - C-O ester -CH iso propil 758 - =C-H aromatik -=C-H aromatik C=C aromatik 670 -RCH-CHR alkena -R 2 CH-CH 2 alkena - CH 3 alkana =CHsubstit meta RCH-CH 3 alkana

2.6 Originalitas dan Kebaharuan

Berdasarkan penelusuran pustaka-pustaka pada umumnya proses produksi kitosan dilakukan dalam berbagai metode antara lain metode kimiawi, enzimatis, elektro kimia dan irradiasi. Metode paling sederhana adalah metode kimiawi, karena itu telah dicoba proses produksi dengan metode kimiawi yang awalnya menggunakan reagen ProAnalis PA yang cukup mahal, dengan pemanas hot plate, kemudian dilanjutkan dengan modifikasi proses menggunakan reagen teknis dengan pemanas uap boiller, dengan kapasitas 30 liter. Untuk meningkatkan keamanan proses pembuatan, maka diupayakan menurunkan konsentrasi reagen yang digunakan, tetapi dengan menambah waktu proses dan akhirnya diperoleh kondisi proses yang optimum sehingga dapat menurunkan biaya produksi. Adapun kondisi tersebut disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Perbandingan kondisi proses pembuatan kitosan metode terdahulu dengan metode modifikasi Proses Pembuatan Metode terdahulu Knorr 1984 Suptijah 1992 Metode modifikasi Demineralisasi dengan HCl 1N 1 N 0,5 N Deproteinasi dengan NaOH 1N 3 N 2 N Deasetilasi dengan NaOH 50 50 25 Waktu proses 60 menit 60 menit 180 menit Suhu 65 o C 140 C 130 C Dari penelusuran pustaka terbaru bahwa kitosan dapat berfungsi sebagai absorben seperti halnya arang aktif, bentonit, zeolit dan lain-lain. Dengan didukung oleh struktur kristal kitosan yaitu berbentuk matriks dengan pori- porinya dan keunikan gugus fungsi NH 2 gugus amin yang reaktif. Dengan proses dalam media air pada suhu tinggi, dapat diasumsikan bahwa dalam keadaan tersebut kitosan mampu mengembangkan seluruh polimernya dan meningkatkan kapasitas pori-porinya untuk digunakan sebagai absorben berbagai molekul yang bermuatan berlawanan dan yang ukuran molekulnya sesuai dengan ukuran pori-pori kitosan. Hal tersebut dapat dibuktikan dengan uji coba absorbsi molekul-molekul yang mempunyai berat molekul bervariasi melalui uji spektroskopis. Hasil uji absorbsi dapat diaplikasikan pada pemurnian komponen primer rumput laut yang mempunyai berat molekul cukup besar nomor dua setelah selulosa. Tetapi dalam rumput laut tersebut terdapat lebih dari dua puluh komponen lain dengan berat molekul lebih kecil selain komponen primer. Melalui pemanfaatan kitosan yang mempunyai berat molekul hampir sama dengan komponen primer rumput laut, tetapi kitosan mempunyai pori-pori yang mampu mengabsorbsi komponen yang bermuatan dan berukuran sesuai dengan pori-pori kitosan, maka kitosan dapat dikembangkan sebagai absorben pengotor dalam pemurnian agar dan kaaragenan. Berdasarkan penelusuran paten yang sudah diterbitkan dari tahun 1981 sampai tahun 2003, terdaftar ratusan paten mengenai pemanfaatan kitosan di bidang pangan dan non pangan. Terdaftar sekitar 41 paten Lampiran 1 yang menggunakan kitosan yang pada umumnya sebagai absorben dan adsorben serta aplikasinya sebagai pengkelat lemak, pereduksi kolesterol, pengolah limbah cair industri, pengekelat logam berat dalam limbah dan lain-lain. Dari 41 paten tersebut ditemukan 17 paten kitosan sebagai adsorben dan adsorben yang lebih difokuskan dalam bentuk campuran, terikat pada komponen lain sebagai binder keramik dan bahan kimia lainnya atau dalam bentuk fiber krosling, kopolimer, konjugat, komposit dan butiran, umumnya kitosan berperan sebagai adsorben. Selain itu digunakan juga membran diantaranya membran millipore yang cukup selektif menurunkan kadar logam, pengotor berukuran kecil sementara membran