BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil sebagai berikut:
- Nanokitosan yang dihasilkan dari cangkang belangkas memenuhi kriteria
dari nanoteknologi, karena memiliki diameter 200 nm sebagaimana terlihat pada analisa morfologi.
- Aktivitas antibakteri terhadap bakteri Escherichia coli lebih sensitif
daripada terhadap Stapylococcus aureus dan diameter zona bening semakin besar dengan adanya penambahan logam Zn ke dalam larutan
nanokitosan. Diameter zona bening dan indeks antimikrobial terhadap bakteri Escherichia coli 14,3 mm dan 1,38 sedangkan untuk bakteri
Stapylococcus aureus 11,4 mm dan 0,90.
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dilakukan pengujian terhadap aktivitas antibakteri dengan penambahan logam seperti Fe dan menggunakan metode uji
antibakteri yang lain seperti metode dilusi.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kitosan
Kitosan adalah poli-2-amino-2-deoksi- β1-4-D-glukopiranosa dengan rumus
molekul C
6
H
11
NO
4 n
yang diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga dijumpai secara alamiah di beberapa organisme Sugita, 2009.
O CH
2
OH
NH
2
OH O
n
Gambar 2.1 Struktur Kitosan Mardliyati, 2010.
Proses deasetilasi kitosan dapat dilakukan dengan cara kimiawi maupun enzimatik. Proses kimiawi menggunakan basa misalnya NaOH dan dapat
menghasilkan kitosan dengan derajat deasetilasi yang tinggi, yaitu mencapai 85- 93. Namun proses kimiawi menghasilkan kitosan dengan bobot molekul yang
beragam dan deasetilasinya juga sangat acak, sehingga sifat fisik dan kimia kitosan tidak seragam. Selain itu proses kimiawi juga dapat menimbulkan
pencemaran lingkungan, sulit dikendalikan, dan melibatkan banyak reaksi samping yang dapat menurunkan rendemen. Proses enzimatik dapat menutupi
kekurangan proses kimiawi. Pada dasarnya deasetilasi secara enzimatik bersifat selektif dan tidak merusak struktur rantai kitosan, sehingga menghasilkan kitosan
Universitas Sumatera Utara
dengan karakteristik yang lebih seragam agar dapat memperuas bidang aplikasinya Sugita, 2009.
2.1.1 Sifat Fisika-Kimia Kitosan
Sifat dan penampilan produk kitosan dipengaruhi oleh perbedaan kondisi seperti jenis pelarut, konsentrasi, waktu, dan suhu proses ekstraksi. Kitosan dapat
diperoleh dengan berbagai macam bentuk morfologi diantaranya struktur yang tidak teratur, bentuknya kristalin atau semikristalin Harianingsih, 2010.
Kitosan merupakan padatan amorf yang berwarna putih kekuningan dengan rotasi spesifik [
α]
D 11
-3 hingga -10
o
pada konsentrasi asam asetat 2. Kitosan larut pada kebanyakan larutan asam organik pada pH sekitar 4,0, tetapi
tidak larut pada pH lebih besar dari 6,5, juga tidak larut dalam pelarut air, alkohol, dan aseton. Dalam asam mineral pekat seperti HCl dan HNO
3
, kitosan larut pada konsentrasi 0,15-1,1, tetapi tidak larut pada konsentrasi 10. Kitosan tidak larut
dalam H
2
SO
4
pada berbagai konsentrasi, sedangkan di dalam H
3
PO
4
tidak larut pada konsentrasi 1 sementara pada konsentrasi 0,1 sedikit larut. Perlu kita
ketahui, bahwa kelarutan kitosan dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi spesifiknya yang beragam bergantung pada sumber dan
metode isolasi serta transformasinya Sugita, 2009.
Kitosan mempunyai sifat spesifik yaitu adanya sifat bioaktif, biokompatibel, pengkelat, anti bakteri dan dapat terbiodegradasi. Kualitas kitosan
dapat dilihat dari sifat intrinsiknya, yaitu kemurniannya, massa molekul, dan derajat deasetilasi. Umumnya kitosan mempunyai derajat deasetilasi 75-100.
Massa molekul kitosan dan distribusinya berpengaruh terhadap sifat-sifat fisika- kimia polisakarida, seperti sifat reologi kitosan, fleksibilitas rantai. Derajat
deasetilasi dan massa molekul kitosan hasil deasetilasi kitin pada dasarnya dipengaruhi oleh konsentrasi alkalibasa, rasio larutan terhadap padatan, suhu, dan
waktu reaksi, lingkungankondisi reaksi selama deasetilasi. Konsentrasi alkali,
Universitas Sumatera Utara
rasio padatan dan larutan yang tinggi dapat memfasilitasi proses deasetilasi menghasilkan kitosan yang memiliki siaft fisiko-kimia yang memenuhi syarat
untuk berbagai aplikasi Ramadhan, dkk. 2010.
2.1.2 Kegunaan kitosan
Kitosan telah dimanfaatkan dalam berbagai keperluan industri seperti industri kertas dan tekstil sebagai zat aditif, industri pembungkus makanan berupa film
khusus, industri metalurgi sebagai adsorban untuk ion-ion metal, industri kulit untuk perekat, photografi, industri cat sebagai koagulan, pensuspensi, dan
flokulasi, serta industri makanan sebagai aditif dan penghasil protein tunggal Suptijah, dkk. 1992.
Di bidang industri, kitosan berperan antara lain sebagai koagulan polielektrolit pengolahan limbah cair, pengikat dan penyerap ion logam,
mikroorganisme, mikroalga, pewarna, residu pestisida, lemak, tannin, PCB poliklorinasi bifenil , mineral dan asam organik, media kromatografi afinitas gel
dan pertukaran ion, penyalut berbagai serat alami dan sintetik, pembentuk film dan membrane mudah terurai, meningkatkan kualitas kertas, pulp dan produk
tekstil. Sementara dibidang pertanian dan pangan, kitin dan kitosan digunakan antara lain untuk pencampur ransum pakan ternak, antimikroba, antijamur, serat
bahan pangan, penstabil, pembawa zat aditif makanan, flavor, zat gizi, pestisida, herbisida, virusida tanaman, dan deasedifikasi buah-buahan, sayuran dan
penjernih sari buah. Fungsinya sebagai antimikroba dan antijamur juga diterapkan di bidang kedokteran. Kitin dan kitosan dapat mencegah pertumbuhan Candida
albicans dan Staphvlacoccus aureus. Selain itu, biopolimer tersebut juga berguna sebagai antikoagulan, antitumor, antivirus, penambahan dalam obat pembuluh
darah-kulit dan ginjal sintetik, bahan pembuat lensa kontak, aditif kosmetik, membran dialisis, bahan shampoo dan kondisioner rambut, penstabil liposome,
bahan ortopedik, pembalut luka dan benang bedah yang mudah diserap, serta mempertinggi daya kekebalan, dan antiinfeksi Sugita, 2009.
Universitas Sumatera Utara
Karena adanya gugus amino, kitosan merupakan polielektrolit kationik pKa = 6,5, hal yang sangat jarang terjadi secara alami. Karena sifatnya yang
basa ini, maka kitosan : a.
Dapat larut dalam media asam encer membentuk larutan kental, sehingga dapat digunakan untuk pembuatan gel dalam beberapa variasi konfigurasi
seperti butiran, membran, pelapis kapsul, serat dan spons. b.
Membentuk kompleks yang tidak larut dalam air dengan polielektrolit anion yang dapat juga digunakan untuk pembuatan butiran gel, kapsul dan
membran. c.
Dapat digunakan sebagai pengkelat ion logam berat dimana gelnya menyediakan sistem proteksi terhadap efek destruksi dari ion Kaban,
2009.
2.1.3 Sifat Antibakteri Kitosan dan Turunannya
Sifat yang penting dari kitosan adalah muatan positif dalam larutan yang bersifat asam. Hal ini disebabkan terdapatnya amin primer pada molekul kitosan yang
mengikat proton mnurut persamaan : Chit-NH
2
+ H
3
O
+
→ Chit-NH
3 +
+ H
2
O Harga pK
a
untuk persamaan di atas sekitar 6,3. Kitosan larut apabila lebih dari 50 dari gugus asam amino diprotonasi, sehingga kelarutan dari pembuatan
kitosan kebanyakan menurun dengan tajam pada saat pH larutan naik di atas 6,0- 6,5. Konsentrasi yang larut maksimum bervariasi untuk kitosan yang berbeda tapi
pada umumnya sekitar 10-20 gl
-1
Varum, 1994.
Salah satu pemanfaatan kitosan dalam bidang farmasi adalah kitosan dapat berperan sebagai antibakteri. Kemampuan antibakteri kitosan diakibatkan
terdapatnya gugus NH
3
glukosamin yang mampu berinteraksi dengan permukaan sel bakteri yang bermuatan negatif sehingga dapat mengganggu pertumbuhan
bakteri. Kitosan sangat potensial sebagai antibakteri karena senyawa ini
Universitas Sumatera Utara
merupakan polimer alami hasil senyawa turunan kitin sehingga diharapkan aman bagi manusia Henry, 2007.
Aktivitas antibakteri kitosan berkorelasi erat dengan karakteristik permukaan sel mikroba tersebut. Hal ini dikarenakan muatan positif yang berasal
gugus asam amino dalam suasana pH asam dibawah 6,5 yang menyebabkan depolarisasi membran seluler mikroba sebagai akibat terganggunya integritas
dinding sel dari hubungan molekul yang menyebabkan kematian bagi mikroba. Kitosan bersifat antimikroba terhadap berbagai jenis organisme target. Aktifitas
sangat bervariasi dengan tipe dari kitosan, organisme target dan lingkungan dimana dilakukan aplikasi Allan Hadwiger, 1979.
2.2 Kitosan Nanopartikel
Nano kitosan yaitu kitosan yang memiliki pertikel yang berbentuk padat dengan ukuran sekitar 10 – 1000 nm. Kitosan dalam bentuk nanopartikel ini pun bersifat
netral, tidak toksik, dan memiliki stabilitas yang konstan. Nanopartikel ini digunakan dalam berbagai aplikasi yang sangat tidak invasive. Dalam sistem
pengantaran obat, nanopartikel berperan sebagai pembawa carrier dengan cara melarutkan, menjebak, mengenkapsulasi, atau menempelkan obat di dalam
matriksnya. Baru-baru ini, nanopartikel yang berasal dari bahan polimer digunakan sebagai sistem pengantaran obat yang potensial karena kemampuan
penyebarannya di dalam organ tubuh selama waktu tertentu, dan kemampuannya untuk mengantarkan protein atau peptida Mohanraj, 2006.
Sekarang ini, banyak ahli-ahli menggunakan kitosan dengan nano teknologi, You Shan Szeto dan Zhigang Hu untuk menyiapkan nanopartikel
dimana kitosan dilarutkan dalam asam lemah kemudian ditambahkan larutan yang bersifat basa seperti amoniak, natrium hidroksida atau kalium hidroksida
kemudian distirer dengan kecepatan 300 rpm sehingga diperoleh gel kitosan putih
Universitas Sumatera Utara
dan dibilas dengan aquades sampai netral kemudian ditempatkan pada ultrasonic bath untuk memecah partikel gel kitosan menjadi lebih kecil Szeto, 2007.
Sebagian ahli juga mencoba metode lain untuk menyiapkan kitosan nano dengan menambahkan larutan tripoliposfat kedalam larutan kitosan sehingga
diperoleh emulsi kitosan sambil distirer dengan kecepatan 1200 rpm kemudian emulsi di buat pH 3,5 dengan menambahkan asam asetat hasilnya akan berupa
suspensi kitosan Cheung, 2008.
2.3 Natrium Tripolifosfat
Natrium tripolifosfat adalah zat anorganik yang mempunyai rumus Na
5
P
3
O
10
dan mempunyai berat molekul 367,864. Natrium tripolifosfat adalah garam natrium
dari polifosfat penta anion yang berbentuk bubuk putih dan merupakan konjugat basa trifosforic asam. Memiliki kelarutan dalam air 14.5 g100 mL dan densitas
2.52 gcm
3
. Digunakan sebagai komponen dari berbagai produk industri seperti detergen. Natrium tripolifosfat dihasilkan dengan memanaskan campuran
stoikiometri dinatrium fosfat Na
2
HPO
4
dan monosodium fosfat NaH
2
PO
4
pada kondisi yang dikendalikan secara hati-hati.
2 Na
2
HPO
4
+ NaH
2
PO
4
→ Na
5
P
3
O
10
+ H
2
O Sagala, 2012.
Pembentukan ikatan silang ionik salah satunya dapat dilakukan dengan menggunakan senyawa tripolifosfat. Tripolifosfat dianggap sebagai zat pengikat
silang yang paling baik. Campuran polimer kitosan dengan polianion sodium tripoliposfat yang menghasilkan interaksi antara muatan positif Mohanraj, 2006.
Shu dan Zhu 2002 melaporkan bahwa penggunaan tripolifosfat untuk pembentukan gel kitosan dapat meningkatkan mekanik dari gel yang terbentuk.
Hal ini karena tripolifosfat memiliki rapatan muatan negatif yang tinggi sehingga interaksi dengan polikationik kitosan akan lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
2.4 Logam Seng Zn