2.2.1. Kelarutan dari Kitosan
Kitosan adalah biomaterial yang diperoleh melalui N – deasetilasi kitin dalam suasana basa, yang mana baru baru ini mendapat perhatian yang khusus bagi ilmuan di
seluruh dunia. Kitosan merupakan kopolimer yang terdiri dari unit β 1Æ4 -2-amino-
2-deoksi-D-glukopiranosa dan residu unit 2-asetamido-2-deoksi-D-glukopiranosa. Walaupun rantai polimer tersebut terdiri dari gugus fungsi hidrofilik tetapi bersifat
hidrofobik di alam, kitosan tidak larut di dalam air dan pelarut pelarut organik pada umumnya seperti DMSO, DMF, NMP, alkohol, piridin . Tidak larutnya kitosan
dalam pelarut pelarut organik dikarenakan struktur kristalinnya, yang terikat berupa ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler diantara rantai dan lapisannya
seperti terlihat pada Gambar 2.4 Champagne, 2008.
Gambar 2.4. Ikatan hidrogen intramolekuler dan intermolekuler pada kitosan
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Mekanisme Sifat Antimikroba dari Kitosan
Dikarenakan muatan positif dari C2 dari monomer glukosamin pada pH 6, kitosan lebih mudah larut dan memiliki aktivitas antimikroba yang lebih bagus dari
kitin Chen, 1998 . Mekanisme yang tepat dari sifat antimikroba dari kitin, kitosan dan turunannya belum diketahui secara sempurna , tetapi mekanisme yang berbeda
telah dikemukakan Rabea et al., 2003 . Salah satu alasan dari karakter antimikroba kitosan adalah muatan positif dari gugus amino yang berinteraksi dengan muatan
negatif dari membran sel dari mikroba, sehingga menyebabkan hilangnya protein dan konstituen intraseluler lain dari mikroorganisme Shahidi et al., 1999 . Kitosan
bertindak pada permukaan luar bakteri. Pada konsentrasi rendah 0,2 mgml , kitosan polikationik dapat berikatan dengan permukaan bakteri yang bermuatan
negatif yang menyebabkan aglutinasi , pada saat konsentrasi tinggi , muatan positif dalam jumlah yang cukup besar mungkin telah memberikan muatan positif pada
permukaan bakteri untuk menjaga mereka berada dalam suspensi Papineau et al., 1991 ; Sudarshan et al., 1992 .
Studi berdasarkan absorpsi UV menandakan bahwa kitosan menyebabkan hilangnya material proteinik terhadap Pythium oaroechandrum pada pH 5,8
Liu et al., 2004 . Kitosan juga bertindak sebagai bahan pengkelat yang secara selektif mengikat logam dan menghambat pertumbuhan toksin dan mikroba
Cuero et al., 1991 . Kitosan juga mengaktivasi beberapa proses dalam jaringan induk. El Ghaouth, et al., 1992 , bertindak sebagai bahan pengikat air, dan
menghambat berbagai enzim. Terikatnya kitosan dengan DNA dan penghambatan
Universitas Sumatera Utara
sintesis mRNA terjadi melalui penetrasi kitosan terhadap inti sel dari mikroorganisme dan turut serta dalam sintesis mRNA dan protein Sudarshan et al., 1992 .
Mekanisme dari aktivitas antimikroba kitosan berbeda untuk bakteri Gram positif dan Gram negatif Zheng and Zhu, 2003 . Zheng dan Zhu membedakan
pengaruh kitosan pada S. Aureus Gram positif dan Escherichia coli Gram negatif. Aktivitas antimikroba meningkat dengan meningkatnya berat molekul dari
kitosan. Berbeda dengan gram negatif, aktivitas antimikroba meningkat dengan turunnya berat molekul dari kitosan. Yang mana dari hal ini dapat disimpulkan dua
perbedaan mekanisme dari aktivitas antimikroba : 1 dalam hal S.aureus, kitosan pada permukaan sel dapat membentuk membran polimer , yang mana menghambat nutrient
dari masuknya ke sel, 2 Untuk E. coli, kitosan dengan berat molekul rendah memasuki sel melalui cara yang tak wajar.
Pengaruh dari berat molekul dari beberapa aktivitas antibakteri dan antijamur telah diselidiki Chen, 1998 . Kitosan dengan berat molekul dari 10.000 sampai
dengan 100.000 telah ditemukan berguna dalam menghambat pertumbuhan bakteri, kitosan dengan berat molekul rata rata 9300 secara efektif menghambat bakteri
E. coli, dimana dengan berat molekul 2200 dapat mempercepat pertumbuhan bakteri Tokura et al., 1994 . Aktivitas antibakteri dari kitosan juga dipengaruhi oleh derajad
deasetilasi , konsentrasinya dalam larutan dan juga pH dari medium. Aktivitas antibakteri juga ditemukan meningkat dengan urutan N,O-carboksimetil-kitosan,
kitosan dan O-karboksimetil kitosan Liu et al., 2001 .
Universitas Sumatera Utara
Aktivitas antimikroba dari kitosan diamati terhadap berbagai jenis mikroorganisme termasuk jamur dan beberapa bakteri. Aktivitas antimikroba
dipengaruhi oleh faktor intrinsik seperti jenis kitosan, derajad polimerisasi kitosan, konstituen nutrien , komposisi kimia atau nutrien dari substrat dan kondisi lingkungan
contoh aktivitas air dari substrat atau kelembabannya . Pengembangan dari metode baru untuk menghambat pertumbuhan bakteri patogen seperti bahan pengemas yang
ditambah bahan
antimikroba telah
dikembangkan baru
baru ini
Coma et al., 2002. Diantara polimer lain, kitosan telah diterima sebagai bahan pembentuk film yang bersifat antimikroba untuk pengawetan makanan dikarenakan
biodegrabilitasnya, biokompabilitasnya, toksisitasnya dan aktivitas antimikrobanya. Film kitosan mudah dibuat dengan penguapan dari larutan asam encernya Park et al.,
2002 . Kitosan telah dipelajari dalam bentuk aktivitas bakterisidal untuk mengontrol
pertumbuhan berbagai macam bakteri. Dalam bakteri gram positif, konstituen utama dari dinding selnya adalah peptidoglikan dan sejumlah protein. Dinding sel dari gram
negatif dilain pihak lebih halus tetapi kompleks dan mengandung berbagai macam polisakarida, protein dan lemak disamping peptidoglikan. Juga, dinding sel bakteri
gram negatif mempunyai membran bagian luar yang terdiri dari permukaan luar dari dinding sel Black, 1996 .
Pengaruh antimikroba dari edible film konjac glukomannan telah diperbaiki dengan inkorporasi kitosan dan nisin Li et al., 2006 . Dalam studi ini, kemanjuran
antimikroba telah dilakukan melawan empat bakteri patogen dari makanan yaitu E.
Universitas Sumatera Utara
coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, dan Bacillus cereus. Uji aktivitas antimikroba telah dilakukan menggunakan metode difusi agar.
Aktivitas antimikroba dari film kitosan telah dipertinggi dengan inkorporasi minyak bawang putih, kalium sorbat dan nisin Pranoto et al., 2005 . Aktivitas
antimikroba telah diuji melawan bakteri patogenik pada makanan diantaranya E. coli, Staphylcocus aureus, Salmonella typhimurium, L. Monocytogenes dan B. cereus . Uji
antimikroba telah dilakukan dengan metode difusi agar . Metode difusi agar adalah metode yang secara umum digunakan untuk memeriksa aktivitas antimikroba
berkenaan dengan difusi dari senyawa yang diuji melalui air yang terkandung pada agar. Inkorporasi bahan antimikroba pada edible film kitosan memperbaiki kemanjuran
antimikroba dari kitosan, dikarenakan aktivitas antimikroba yang terdifusi akan ditambahkan pada potensi antimikroba yang tak berpindah dari kitosan. Telah
disimpulkan minyak bawang putih yang ditambahkan ke film kitosan menyebabkan meningkatnya sifat antimikroba dan memiliki pengaruh yang kecil terhadap sifat fisik
dan mekanik dari film kitosan. Aktivitas antimikroba dari film kitosan – pati menggunakan perlakuan
microwave telah dilakukan menggunakan metode difusi agar Tripathi et al., 2008 . Aktivitas antimikroba dari film dan larutannya telah diuji melawan tiga kultur yang
berbeda yaitu E. coli, S.aureus dan Bacillus subtilis. Dan ditemukan bahwa larutan dari kitosan – pati menunjukkan efek penghambatan melawan ketiga bakteri tersebut
tetapi filmnya bersifat negatif Gambar 2.5 dan 2.6 .
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.5. Efek penghambat dari larutan kitosan – pati melawan a E. coli ; b S.aureus; c B. subtilis Tripathi et al., 2008
Gambar 2.6. Efek penghambat dari film kitosan – pati melawan a E. coli ; b S.aureus; c B. subtilis Tripathi et al., 2008
2.3. Edible film 2.3.1. Edible Film dan Fungsi
Kategori