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