Pembuatan Kitosan Nanopartikel Dari Cangkang Belangkas (Tachypleus gigas) Dengan Tripolifosfat Yang Bermuatan Ion Logam Zn2+ Untuk Uji Aktivitas Bakteri

(1)

(2)

Lampiran 1. Spektrum FT-IR


(3)

(4)

(5)

Lampiran 2. Foto Uji Bakteri

a. E. coli b. S.aureus

Gambar 2.1 Uji Antibakteri Escherichia coli Keterangan gambar:

1. Larutan Zn 2. Larutan kitosan

3. Larutan kitosan nanopartikel 4. Larutan kitosan nanopartikel + Zn

Lampiran 3. Perhitungan Indeks Antimikrobial 1. Untuk bakteri E.coli

- Larutan Zn

Diameter zona hambat = 5,3 mm Diameter cakram = 4 mm

= 0,05

Catatan : dilakukan prosedur yang sama untuk larutan Zn, larutan kitosan dan larutan kitosan nanopartikel yang mengandung logam Zn terhadap bakteri Staphylococcus aureus.


(6)

Lampiran 4. Perhitungan Derajat Deasetilasi (DD)

Penentuan derajat deasetilasi dari kitosan menggunakan persamaan Domszy dan Roberts (Sugita, 2009).

% 100 33 , 1 1 1 % 3450 1655             A A DD

1. Kitosan Nanopartikel

% 100 33 , 1 1 ) 3450 )( 86 , 3417 ( ) 1655 )( 07 , 1651 ( 1 %         DD % 100 33 , 1 1 ) 11791617 ( ) 85 , 2732520 ( 1 %          DD % 100 ) 174 , 0 1 (

%DD    % 5 , 82 %DD

2. Kitosan Nanopartikel + Zn

% 100 33 , 1 1 ) 3450 )( 57 , 3371 ( ) 1655 )( 91 , 1573 ( 1 %          DD % 100 33 , 1 1 ) 5 , 11631916 ( ) 05 , 2604821 ( 1 %         DD % 100 ) 168 , 0 1 (

%DD    % 2 , 83 %DD


(7)

DAFTAR PUSTAKA

Allan, C.R. and Hadwiger, I.A. 1979. The Fungicidal Effect of Chiosan on Fungi of Varying Cell Wall Composition. Experimental Mycology.

Buckle, K.A. 2007. Ilmu Pangan. UI-Press. Jakarta.

Cheung, W.H., Szeto, S. And McKay, G. 2008. Enchancing The adsorption Capacities Of Acid Dyes By A Chitosan NanoParticle.Department of Chemical Engineering. University of Science and Technology.Hongkong Darmono. 1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. UI Press. Jakarta. Dewi, A. 2010. Pengaruh Waktu Penggunaan Ultrasonik Bath Terhadap Sifat-Sifat Karakteristik Kitosan Nanopartikel. [Skripsi]. Medan: Universitas Sumatera Utara.

Goosen,M.F.A.1997.Applications of Chitin and Chitosan.Technomic.USA.

Harianingsih. 2010. Pemanfaatan Limbah Cangkang Kepiting Menjadi Kitosan Sebagai Bahan Pelapis (Coater) Pada Buah Stroberi. [Tesis]. Semarang: Universitas Diponegoro.

Hasyimi, H.M. 2010. Mikrobiologi dan Parasitologi Untuk Mahasiswa Keperawatan. Trans Info Media. Jakarta.

Kaban, J. 2009. Modifikasi Kimia dari Kitosan dan Aplikasi Produk yang Dihasilkan. Pidato Pengukuhan guru Besar. USU.

Li du, W., Shan Niu, S., Lei Xu, Y., Rong Xu, Z. and Li Fan, C. 2009. Antibacterial Activity of Chitosan Tripolyphosphate Nanoparticles Loaded With various Metal Ion.Carbohydrate Polymers. 75: 385-389.

Mardliyati E. 2010.Pengenalan Pemanfaatan Nanopartikel Kitosan sebagai Matriks Enkapsulasi. Jakarta: Badan Pengkaji dan Penerapan Teknologi.

Mohanraj, U.J. and Chen, Y. 2006. Nanoparticles. Tropical Journal of Pharmaceutical Research. 5(1): 561-573.

Pelczar, M.J. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. UI-Press. Jakarta.

Ramadhan, L.O.A.N., Radiman, C.L., Wahyuningrum, D., Suendo, V., Ahmad, L.O. dan Valiyaveetiil, S. 2010. Deasetilasi Kitin Secara Bertahap dan Pengaruhnya Terhadap Derajat Deasetilasi Serta Massa Molekul kitosan. Jurnal Kimia Indonesia. 5(1): 17-21.


(8)

Sagala, B.D.M. 2012. Formulasi Beads Kitosan Untuk Sistem Pelepasan Obat Terkendali. [Skripsi]. Depok: Universitas Indonesia.

Shu, X.Z. and Zhu, K.J. 2002. Controlled Drug Release Properties of Ionically Cross-Linked Chitosan beads: The Influence of Anion Structure. International Journal of Pharmaceutics. 233: 217-225.

Svehla, G. 1979. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Edisi kelima. Bagian I. PT.Kalman Media Pusaka. Jakarta.

Stevens, M.P. 2001. Kimia Polimer. Pradnya Paramita. Jakarta.

Sugita, P. 2009. Sumber Biomaterial Masa Depan Kitosan. IPB Press. Bandung. Suhartono, M.T. 2006. Pemanfaatan Kitin, Kitosan, Kitooligosakarida.

Foodreview. 6: 30 – 33.

Suptijah, P., Jacoeb, A.M. dan Deviyanti, N. 2012. Karakterisasi dan Bioavailabilitas Nanokalsium Cangkang Udang Vannamei (Litopenaeus Vannamei). Jurnal Akuatika. III: 63-73.

Suslick, K.S. and Price, G.J. 1999. Application of Ultrasound to Materials Chemistry. Annual Reviews. 29: 295-326.

Szeto Yau-shan and Zhigang Hu.2007.Article Exploring Nanochitosan.ATA-Journal for Asia on Textile & Apparel.China

Tabata, M. 1980. Chem.Phys.Lett. 73: 178.

Varum, K.M. 1994. Water Solubility of Partially N-Acetylated Chitosans as a Function On pH Effect of Chemical Composition and Depolymerisation. CarbohydratePolymers.

Wibowo, S. 2010. Penelitian Pemanfaatan Limbah Perikanan Udang Untuk produksi Turunan Kitosan dan Aplikasinya Untuk Mendukung Industri Pangan.

Wirjosentono, B. 1995.Analisis dan Karakterisasi Polimer. Cetakan Pertama.


(9)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat-alat

- Neraca analitis Chyo Electronic Balance - Alat-alat gelas Pyrex

- Ultrasonik bath Kerry Pulsatron - Sentrifugal

- Batang pengaduk - Cawan petri - Jarum ose - Bunsen

- Autoklaf Yamato

- Inkubator Fischer

- Hot plate

- Oven Gallenkamp

- Jangka sorong - Mikropipet - Blank dish - Freeze dryer

3.1.2 Bahan-bahan

- Kitosan


(10)

- Akuades

- Natrium tripolifosfat

- Serbuk ZnO Merck

- Media Nutrient Agar (NA) Merck - Media Muller Hinton Agar (MHA) Oxoid - Biakan Escherichia coli

- Biakan Staphylococcus aureus

3.2 Prosedur penelitian

3.2.1 Pembuatan Larutan Pereaksi

a. Larutan asam asetat 1%

Sebanyak 10 mL asam asetat glacial dimasukkan ke dalam labu takar 1000 dihomogenkan.

b. Larutan natrium tripoliphosfat 1%

Sebanyak 1 g natrium tripoliphosfat dilarutkan dengan 50 mL akuades. Kemudan dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL dan diencerkan dengan akuades sampai garis tanda, lalu dihomogenkan.

c. Larutan kitosan 0,3%

Sebanyak 3 g kitosan dilarutkan dengan 1000 mL larutan asam asetat 1%.

3.2.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel

Ditambahkan 40 mL larutan tripoliphosfat ke dalam 1000 mL larutan kitosan 0,3%. Diaduk dengan pengaduk selama 20 menit. Larutan tersebut diletakkan pada ultrasonik bath selama 30 menit. Disentrifugasi pada 1.200 rpm selama 10 menit kemudian didekantasi. Endapan dimasukkan ke dalam freeze dryer kemudian dikarakterisasi dengan SEM dan FT-IR.


(11)

1.2.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion Logam

Dilarutkan 0,3 g kitosan nanopartikel ke dalam 100 mL asam asetat 1%. Ditambahkan larutan ion Zn2+ hingga konsentrasi 120 μg/mL dan diaduk selama 12 jam pada temperatur kamar. Sebagian larutan tersebut dicetak film pada plat kaca. Film tersebut dikeringkan hingga benar-benar kering kemudian diuji karakterisasinya dengan FT-IR dan sebagian larutan digunakan untuk uji aktivitas antibakteri.

1.2.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA)

Dilarutkan 2 g NA dalam 100 mL akuades. Dipanaskan di atas hot plate sambil diaduk menggunakan batang pengaduk sampai mendidih. Dibagi dalam beberapa tabung reaksi sebanyak 5 mL. Ditutup rapat dengan kapas. Disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 1210C tekanan 1-2 atm selama 15 menit. Dibiarkan sampai

memadat dalam keadaan miring.

1.2.5 Pembuatan Media Padat Muller Hinton Agar (MHA)

Dilarutkan 3,4 g MHA dalam 100 mL akuades. Dipanaskan di atas hot plate sambil diaduk menggunakan batang pengaduk sampai mendidih. Ditutup rapat dengan kapas. Disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 1210C tekanan 1-2 atm selama 15 menit.


(12)

1.2.6 Penyedian Biakan Stok Bakteri

Satu ose biakan Escherichia coli dan Staphylococcus aureus masing-masing digoreskan dalam media pertumbuhan NA. Diinkubasi di dalam inkubator pada suhu 350C selama 1-2 hari.

1.2.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri

Uji aktivitas antibakteri dilakukan secara aseptik dengan metode difusi cakram. Biakan bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus digoreskan di atas media MHA. Kemudian dimasukkan blank dish yang telah ditetesi larutan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ dengan konsentrasi 0,05%; 0,10%;

0,15%; 0,20% dan 0,25%. Kultur bakteri diinkubasi dalam inkubator dengan cara terbalik pada suhu 350C selama 24 jam. Perlakuan dilakukan sebanyak 2

pengulangan pada masing-masing konsentarsi. Diukur besarnya aktivitas antibakteri berdasarkan diameter zona bening yang terbentuk di sekitar cakram kertas.


(13)

3.3 Bagan Penelitian

3.3.1 Pembuatan Larutan Kitosan 0,3% (Wen Li Du, 2009)

Dilarutkan dalam 1000 mL larutan asam asetat 1%

3.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel (Wen Li Du, 2009)

Ditambahkan 40 mL larutan tripoliphosfat

Diaduk campuran dengan pengaduk selama 20 menit

Diultrasonik bath selama 30 menit Disentrifugasi pada 1.200 rpm selama 10 menit

Didekantasi

Dimasukkan ke dalam freeze dryer

3 g kitosan

Larutan Kitosan

1000 mL larutan kitosan 0,3 %

Endapan Filtrat

Kitosan Nanopartikel

Karakterisasi Kitosan Nanopartikel


(14)

3.3.3 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion Logam

Disuspensikan ke dalam 100 mL asam asetat 1% Ditambahkan larutan ion logam Zn2+

hingga konsentrasi 120 μg/mL dan diaduk selama 12 jam pada temperatur kamar

Dibagi menjadi 2 bagian

Dicetak pada plat kaca Diuji aktivitas antibakterinya Dikeringkan hingga benar-

benar kering

Dianalisis denganFT-IR

0,3 g Kitosan Nanopartikel

Bagian 1 Bagian 2


(15)

3.3.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA) (Nurfadilah, 2013)

Dimasukkan ke dalam erlenmeyer

Dilarutkan dengan 100 mL akuades

Dipanaskan di atas hot plate sambil diaduk menggunakan batang pengaduk sampai mendidih Didinginkan

Dimasukkan sebanyak 5 mL ke dalam beberapa tabung reaksi

Ditutup rapat dengan kapas

Disterilisasi di dalam autoklaf pada suhu 1210C

tekanan 1-2 atm selama 15 menit

Dibiarkan hingga memadat dalam keadaan miring 2 g nutrient agar

Media Nutrient Agar


(16)

3.3.5 Pembuatan Media Padat Muller Hinton Agar (MHA)

Dimasukkan ke dalam erlenmeyer

Dilarutkan dengan 100 mL akuades

Dipanaskan di atas hot plate sambil diaduk menggunakan batang pengaduk sampai mendidih Didinginkan

Ditutup rapat dengan kapas

Disterilisasi di dalam autoklaf pada suhu 1210C

tekanan 1-2 atm selama 15 menit

3.3.6 Penyedian Biakan Stok Bakteri (Nurfadilah, 2013)

Digoreskan satu ose bakteri Escherichia coli

Diinkubasi dalam inkubator pada suhu 350C selama 2x24 jam

Catatan : dilakukan prosedur yang sama untuk bakteri Staphylococcus aureus 3,8 g Muller Hinton Agar

Media Muller Hinton Agar

Hasil

Media Nutrient Agar


(17)

3.3.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri

Ditetesi dengan larutan kitosan Digoreskan di atas media Nanopartikel MHA di dalam cawan petri

Diletakkan kertas cakram yang telah ditetesi larutan kitosan nanopartikel

Diinkubasi secara terbalik pada suhu 350C selama 24 jam

Diukur diameter zona bening yang terbentuk di sekitar kertas cakram

Catatan : dilakukan prosedur yang sama untuk larutan Zn, larutan kitosan dan larutan kitosan nanopartikel yang mengandung logam Zn terhadap bakteri Staphylococcus aureus.

Kertas cakram Suspensi bakteri E.coli

Kertas cakram basah

Media MHA + suspensi bakteri


(18)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Penelitian

Hasil uji aktivitas antibakteri kitosan nanopartikel dan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus menunjukkan adanya aktivitas penghambatan pertumbuhan, hal ini dapat dilihat dari hasil pengukuran diameter zona bening yang terbentuk yaitu berupa wilayah jernih di sekeliling cakram kertas yang mengandung larutan Zn, larutan kitosan, larutan kitosan nanopartikel dan larutan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ dengan menggunakan jangka sorong.

4.1.1 Uji Aktivitas Antibakteri

Data hasil pengukuran diameter zona hambat kitosan nanopartikel terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data Diameter Zona Hambat (mm) Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus

Sampel Diameter Zona Hambat

E.coli S.aureus

Larutan Zn 6,3 6,2

Larutan Kitosan 7,2 7,0

Larutan Kitosan Nanopartikel 11,1 8,4


(19)

4.2 Pengolahan Data

4.2.1 Mencari Nilai Indeks Antimikrobial dari Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri Escherichia coli danStaphylococcus Aureus.

Dari pengukuran diameter zona hambat dihasilkan indeks antimikrobial kitosan nanopartikel terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus Aureus berdasarkan rumus.

Dengan diameter cakram = 0,6 cm / 6 mm

Indeks antimikrobial terhadap bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus Aureus dapat dilihat pada tabel 4.2 dimana perhitungannya dapat dilihat pada lampiran.

Tabel 4.2 Indeks Antimikrobial Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus Aureus

Sampel Indeks Antimikrobial

E.coli S.aureus

Larutan Zn 0,05 0,03

Larutan Kitosan 0,20 0,16

Larutan Kitosan Nanopartikel 0,85 0,40


(20)

4.3 Pembahasan

4.3.1 Pembuatan Kitosan Nanopartikel

Pembuatan kitosan nanopartikel dilakukan dengan melarutkan kitosan di dalam asam asetat 1% dan diaduk hingga homogen untuk memperoleh larutan kitosan. Penambahan larutan tripolifosfat ke dalam larutan kitosan sehingga diperoleh emulsi kitosan. Ditempatkan dalam ultrasonik bath untuk memecah partikel-partikel gel kitosan menjadi lebih kecil. Disentrifugasi pada 1.200 rpm untuk memisahkan gel kitosan dari larutannya. Endapan yang berupa gel kitosan dimasukkan ke dalam freeze dryer sehingga diperoleh serbuk kitosan nanopartikel.

Kitosan nanopartikel yang dihasilkan dianalisa dengan menggunakan SEM (Scanning Elektron Microscopy). Dari hasil SEM pada gambar 4.3 menunjukkan bahwa kitosan yang dihasilkan memiliki ukuran 200 nm dan dapat digolongkan ke dalam nanopartikel karena sesuai dengan pengertian nanopartikel yang dijelaskan Mohanraj dan Chen (2006) yaitu nanopartikel adalah partikel yang memiliki ukuran 10-1000 nm. Nanopartikel dengan ukuran yang sangat kecil, memiliki kelarutan yang lebih baik sehingga dapat lebih mudah dalam pengaplikasiannya.

4.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion Logam Zn2+

Kitosan nanopartikel yang dihasilkan dilarutkan dalam asam asetat 1%. Ditambahkan logam Zn (serbuk ZnO) dan diaduk dengan stirer selama 12 jam pada temperatur ruang. Dicetak pada plat kaca dan dikeringkan pada temperatur ruang hingga benar-benar kering. Kemudian dianalisa dengan FT-IR. Dari hasil FT-IR kitosan nanopartikel (lampiran) dan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ terdapat perbedaan pita serapan pada daerah bilangan gelombang 1651,07 (tekuk N-H). Hal ini menunjukkan terjadinya perubahan intensitas gugus NH2 dari kitosan nanopartikel yang ditambahkan ion logam Zn2+. Diduga telah


(21)

terjadi ikatan antara unsur nitrogen pada gugus amino yang mempunyai sepasang elektron yang dapat membentuk ikatan aktif dengan kation logam.

Kitosan menunjukkan afinitas yang tinggi terhadap logam golongan transisi. Interaksi kitosan dengan ion logam terjadi karena proses pengkompleksan membentuk kompleks logam kitosan dimana pertukaran ion, penyerapan dan pengkhelatan terjadi selama proses berlangsung (Muzzarelli, 1973).

Gambar 4.1 Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel O-H

C-H NH


(22)

Gambar 4.2 Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion Logam Zn2+

4.3.3 Analisa Spektrum FT-IR

Analisa dengan spektroskopi FT-IR ini dapat digunakan sebagai informasi mengenai perubahan gugus yang mengindikasikan terdapatnya interaksi secara kimia. Pada polimer kitosan nanopartikel cangkang belangkas yang dikarakterisasi terdapat beberapa gugus lain seperti ulur O-H, ulur N-H, ulur C-H, dan ulur C-O. Ulur O-H pada polimer nanokitosan cangkang belangkas terlihat spektra yang membentuk pita melebar ke bawah sehingga ulur N-H yang juga terdapat pada daerah ini tidak dapat diamati. Adanya ulur N-H dapat diperjelas dengan adanya tekuk N-H pada spektrum tersebut.

Spektrum tersebut menunjukkan adanya serapan pada daerah bilangan gelombang (cm-1) : 3417,86 (N-H bending dan O-H stretching ), 2877,79 (C-H stretching), 1651,07 (C=O amida), dan 1080,14 (C-O). Munculnya puncak amida

O-H C-H Zn-N-H


(23)

disebabkan kitosan cangkang belangkas yang digunakan mempunya derajat deasetilasi (DD) sebesar 82,5%. Ulur C-H pada spektrum kitosan cangkang belangkas tersebut berasal dari rantai utama polimer. Adanya ulur C-H tersebut akan diperkuat dengan tekukan C-H dari metil atau metilen. Namun dikarenakan daerah tekuk C-H melebar maka sulit untuk diamati. Sedangkan ulur C-O berasal dari gugus metanol yang melekat pada rantai polimer.

4.3.4 Analisa Scanning Elektron Microcopy (SEM)

Analisa permukaan dilakukan dengan instrumen SEM ZEISS dan perbesaran yang diinginkan agar diperoleh foto yang baik dan jelas. Nanokitosan disinari dengan pancaran elektron bertenaga 15 kV dengan perbesaran 50.000 x.

Dari hasil yang diperoleh, uji morfologi dengan menggunakan alat SEM menunjukkan bahwa nanokitosan yang dihasilkan memenuhi kriteria dari nanoteknologi sebagaimana yang terlihat pada gambar 4.3 dibawah ini dengan perbesaran 50.000 x. Nanopartikel adalah partikel yang memiliki ukuran 10-1000 nm, dimana sebagian atau keseluruhan komponen dari kitosan berukuran nanometer. Dari gambar hasil hasil analisa morfologi menunjukkan bahwa ukuran partikel kitosan berkisar 200 nm.


(24)

Gambar 4.3 Hasil SEM Kitosan Nanopartikel Dengan Perbesaran 50.000 x

4.3.5 Aktivitas Antibakteri

Pada tabel 4.1 dan tabel 4.2 di atas dilihat bahwa larutan Zn, larutan kitosan, larutan kitosan nanopartikel dan larutan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ dapat menghambat pertumbuhan bakteri Escherichia coli dan

Staphylococcus aureus. Kitosan nanopartikel lebih aktif menghambat pertumbuhan koloni bakteri Escherichia coli dibandingkan koloni bakteri Staphylococcus aureus, hal ini dapat dilihat dari diameter zona bening yang terbentuk disekeliling cakram yang diletakkan pada media pertumbuhan bakteri Escherichia coli lebih lebar daripada yang diletakkan pada media pertumbuhan bakteri Staphylococcus aureus. Hal ini disebabkan oleh perbedaan sifat sensitivitas dari bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus terhadap larutan kitosan nanopartikel. Larutan kitosan nanopartikel memiliki kemampuan dalam menghambat pertumbuhan bakteri karena adanya gugus asam amino bebas yang bermuatan positif yang dapat mengikat muatan negatif dari mikroba.


(25)

Diameter zona bening yang terbentuk terhadap bakteri semakin meningkat dari larutan nanokitosan dan larutan kitosan dengan penambahan logam Zn dibandingkan dengan daya hambat dari larutan kitosan dan larutan Zn. Hal ini terjadi karena ukuran dari partikel nanokitosan lebih kecil sekitar 200 nm sehingga lebih mudah masuk ke dalam dinding sel dari bakteri Escherichia coli yang berukuran 1,1-1,5 μm x 2,0-6,0 μm dan bakteri Staphylococcus aureus berukuran 0,5-1,5 μm. Dan semakin meningkat dengan penambahan Zn karena ZnO merupakan salah satu oksida logam yang memiliki efek yang baik sebagai anti mikroorganisme.

Mekanisme kerja kitosan sebagai zat antimikroba adalah dengan merusak struktur-struktur utama dari sel mikroba seperti dinding sel, sitoplasma, ribosom dan membrane sitoplasma. Dengan adanya larutan kitosan yang bersifat asam akan menyebabkan denaturasi protein. Keadaan ini menyebabkan inaktivasi enzim, sehingga sistem metabolisme terganggu atau menjadi rusak dan akhirnya tidak ada aktivitas sel mikroba. Sebagai kation kitosan mempunyai potensi untuk mengikat banyak komponen seperti protein. Muatan positif dari gugus NH3+ pada

kitosan dapat berinteraksi dengan muatan negative pada permukaan sel bakteri. (Helander et al, 2001).

Adanya kerusakan pada dinding sel mengakibatkan kelemahan kekuatan dinding sel, bentuk dinding sel menjadi abnormal dan pori-pori dinding sel membesar. Hal ini mengakibatkan dinding sel tidak mampu mengatur pertukaran zat-zat dari dan ke dalam sel, kemudian membrane sel menjadi rusak dan mengalami lisis sehingga aktivitas metabolisme akan terhambat dan pada akhirnya akan mengalami kematian.


(26)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

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.


(27)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kitosan

Kitosan adalah poli-(2-amino-2-deoksi-β(1-4)-D-glukopiranosa) dengan rumus molekul (C6H11NO4)n yang diperoleh dari deasetilasi kitin. Kitosan juga dijumpai

secara alamiah di beberapa organisme (Sugita, 2009).

O CH2OH

NH2

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


(28)

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]D11 -3 hingga -10o (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 HNO3, kitosan larut pada

konsentrasi 0,15-1,1%, tetapi tidak larut pada konsentrasi 10%. Kitosan tidak larut dalam H2SO4 pada berbagai konsentrasi, sedangkan di dalam H3PO4 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 alkali/basa, rasio larutan terhadap padatan, suhu, dan waktu reaksi, lingkungan/kondisi reaksi selama deasetilasi. Konsentrasi alkali,


(29)

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).


(30)

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-NH2 + H3O+ → Chit-NH3+ + H2O

Harga pKa 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 NH3 glukosamin yang mampu berinteraksi dengan permukaan

sel bakteri yang bermuatan negatif sehingga dapat mengganggu pertumbuhan bakteri. Kitosan sangat potensial sebagai antibakteri karena senyawa ini


(31)

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


(32)

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 Na5P3O10 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 g/100 mL dan densitas 2.52 g/cm3. Digunakan sebagai komponen dari berbagai produk industri seperti

detergen. Natrium tripolifosfat dihasilkan dengan memanaskan campuran stoikiometri dinatrium fosfat (Na2HPO4) dan monosodium fosfat (NaH2PO4) pada

kondisi yang dikendalikan secara hati-hati.

2 Na2HPO4 + NaH2PO4→ Na5P3O10 + H2O

(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.


(33)

2.4 Logam Seng (Zn)

Zink adalah logam yang berwarna putih-kebiruan, logam ini cukup mudah ditempa dan liat pada suhu 110-150oC. Zink melebur pada 410oC dan mendididih pada 906oC. Logamnya yang murni melarut lambat sekali dalam asam (Svehla, 1979).

Zink merupakan salah satu dari golongan logam esensial yang terdapat pada kebanyakan makanan khususnya makanan yang kadar proteinnya tinggi seperti kerang dan makanan-makanan laut. Zink dapat menimbulkan efek toksik bila dikonsumsi pada dosis tinggi. Zink tidak bersifat toksik pada manusia jika dikonsumsi 1 gram/hari tetapi berbahaya jika dikonsumsi lebih dari 10 gram/hari. Pada manusia seng merupakan unsur yang terlibat dalam sejumlah besar enzim yang mengkatalisis reaksi metabolik yang vital. Karena fasilitasnya yang digunakan dalam sintesis DNA dan RNA dan partisipasinya dalam metabolisme protein (Darmono, 1995).

2.5 Ultrasonik Bath

Ultrasonic menggunakan gelombang suara dengan frekuensi tinggi untuk proses agitasi dalam larutan. Kavitasi gelembung disebabkan oleh proses agitasi pada kontaminan yang terdapat dalam substrat. Proses ini juga berguna dalam blind-hole, peretakan dan peredaman (Todd, 1970). Proses degradasi bergantung kepada berat molekul, yaitu molekul dengan rantai panjang lebih utama dihilangkan dan polidispersitas polimer berubah. Dengan demikian degradasi dapat digunakan sebagai proses tambahan sebagai parameter dalam mengontrol distribusi berat molekul. Produk utama degradasi diperoleh ketika bahan radikal yang timbul dari kerusakan ikatan homolytic sepanjang rantai (Tabata, 1980).

Proses degradasi lebih cepat dengan berat molekul lebih rendah pada temperatur yang lebih rendah dalam larutan dengan pelarut yang memiliki


(34)

volatilitas yang lebih rendah juga. Sonikasi pada suhu yang lebih tinggi atau dalam pelarut yang mudah menguap menghasilkan uap lebih banyak masuk ke gelembung dan terjadi penurunan pelunakan sehingga tingkat kekerasannya berkurang. Dalam larutan encer rantai polimer tidak terjerat dan bebas untuk bergerak dalam daerah aliran sekitar gelembung. Degradasi lebih efisien pada intensitas ultrasonik yang lebih tinggi karena semakin banyak jumlah gelembung dengan jari-jari yang lebih besar (Suslick & Price, 1999).

Efek kimia dari gelombang ultrasonik, tidak secara langsung berinteraksi dengan molekul-molekul untuk menginduksi suatu perubahan kimiawi. Ini karena panjang gelombang ultrasonik yang terlalu panjang jika dibandingkan dengan panjang gelombang molekul–molekul. Interaksi gelombang ultrasonik dengan molekul–molekul terjadi melalui media perantara berupa cairan. Gelombang yang dihasilkan oleh tenaga listrik (lewat tranduser) diteruskan oleh media cair ke medan yang dituju melalui fenomena kavitasi akustik yang menyebabkan terjadinya temperatur dan tekanan lokal ektrem dalam cairan dimana reaksi terjadi (Wardiyati et al, 2004).

2.6 Bakteri

Bakteri merupakan mikroba dengan dinding sel yang berfungsi melindungi protoplast. Protoplast terdiri dari membran sitoplasma yang memagari komponen-komponen dalam struktur lainnya antara lain ribosom dan kromosom yang ada di dalamnya. Bakteri adalah salah satu kelompok protista yang termasuk dalam prokariotik yaitu protista yang tidak memiliki membran inti (Hasyimi, 2010).

Bakteri terdapat secara luas di lingkungan alam yang berhubungan dengan hewan, tumbuh-tumbuhan, udara, air dan tanah. Pada kenyataannya sangat sedikit lingkungan yang bersih dari bakteri. Bakteri merupakan mikroorganisme bersel tunggal yang tidak terlihat oleh mata tetapi dengan bantuan mikroskop, mikroorganisme tersebut akan nampak. Ukuran bakteri berkisar antara panjang


(35)

0,5 - 10μ dan lebar 0,5 – 2,5μ. Bakteri memiliki berat jenis 1,05 – 1,1 g cm-3 dan berat sekitar 10-12 g sebagai partikel kering (Buckle, 2007).

2.6.1 Bioindikator Bakteri

a. Escherichia

Berbentuk batang lurus, 1,1-1,5 μm x 2,0-6,0 μm, motil dengan flagelum peritrikus atau nonmotil. Gram negatif dan dapat tumbuh dengan mudah pada medium nutrien sederhana (Pelczar, 2005). Klasifikasi Escherichia coli adalah menurut Fardiaz (1993) adalah sebagai berikut:

Kingdom : Eubacteria Divisio : Proteobacteria

Classis : Gamma Proteobacteria

Ordo : Enterobacteriales

Familia : Enterobacteriaceae Genus : Escherichia

Species : Escherichia coli

Escherichia coli adalah bakteri gram negatif yang resisten terhadap beberapa antibakteri hal ini disebabkan karena tiga lapisan dinding sel pada bakteri ini, sehingga beberapa senyawa tidak mampu merusak jaringan dari dinding sel bakteri Escherichia coli (Gambar 2.2). Bakteri ini yang bersifat patogen pada manusia yang menyebabkan gangguan pencernaan pada manusia dan mengganggu sistem kerja dari organ lambung. Bakteri ini sangat merugikan bagi manusia sehingga perlu adanya senyawa penghambat dari bakteri patogen ini (Nurfadilah, 2013).


(36)

Gambar 2.2 Bentuk koloni Escherichia coli

b. Staphylococcus

Staphylococcus aureus merupakan bakteri gram positif yang memiliki hanya satu dinding sel sehingga senyawa yang bersifat sebagai antibakteri akan lebih mudah untuk merusak dinding sel bakteri ini (Gambar 2.3). Staphylococcus aureus dapat menyebabkan beberapa macam kerugian yaitu menyebabkan makanan menjadi beracun, sindrom racun, infeksi kulit dan luka sehigga perlu diketahui senyawa yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri ini (Kunkel, 1999).

Gambar 2.3 Bentuk koloni Staphylococcus aureus

Klasifikasi Staphylococcus aureus menurut Fardiaz (1993) adalah sebagai

berikut :


(37)

Divisio : Firmicutes Classis : Bacilli Ordo : Bacillales

Familia : Staphylococcaceae

Genus : Staphylococcus

Species : Staphylococcus aureus

Sel-sel berbentuk bola, berdiameter 0,5 sampai 1,5 μm, terdapat tunggal dan berpasangan, dan secara khas membelah diri pada lebih dari satu bidang sehingga membentuk gerombol yang tak teratur. Nonmotil dan merupakan gram positif. Tidak diketahui adanya stadium istirahat. Dinding sel mengandung dua komponen utama: peptidoglikan serta asam tekoat yang berkaitan dengannya. Kemoorganotrof, anaerob fakultatif, metabolisme dengan respirasi dan fermentatif serta tumbuh lebih cepat dan lebih banyak dalam keadaan aerobik. Suhu optimim 35 sampai 40oC. Terutama berasosiasi

dengan kulit, kelenjar kulit dan selaput lendir hewan berdarah panas. Kisaran inangnya luas dan banyak galur merupakan patogen potensial (Pelczar, 2005).

2.6.2 Pengujian Antibakteri

Pengujian mikrobiologi memanfaatkan mikroorganisme sebagai indikator pengujian. Kegunaan uji antimikroba adalah diperolehnya senyawa antibakteri yang efektif dan efisien. Terdapat bermacam-macam metode uji antimikroba seperti dijelaskan berikut ini:

1. Metoda difusi agar

Metoda yang paling sering digunakan adalah metoda difusi agar yang digunakan untuk menentukan aktivitas antimikroba. Kerjanya dengan mengamati daerah yang bening, yang mengindikasikan adanya hambatan pertumbuhan mikroorganisme oleh antimikroba pada permukaan media agar. Media yang dipakai adalah Mueller Hinton. Metode difusi ini ada beberapa cara, yaitu:


(38)

a) Cara Kirby Bauer / disc diffusion

Beberapa koloni kuman dari pertumbuhan 24 jam diambil, disuspensikan ke dalam 0,5 ml BHI cair, diinkubasikan 5-8 jam pada 37°C. Suspensi ditambah akuades steril hingga kekeruhan tertentu sesuai dengan standar konsentrasi bakteri 108 CFU per ml. Kapas lidi steril dicelupkan ke dalam suspensi bakteri lalu ditekan-tekan pada dinding tabung hingga kapasnya tidak terlalu basah, kemudian dioleskan pada permukaan media agar hingga rata. Kemudian kertas samir (disk) yang mengandung antibakteri diletakkan di atasnya, diinkubasi pada 37° selama 18-24 jam. Hasilnya dibaca:

1) Zona radikal yaitu suatu daerah di sekitar disk dimana sama sekali tidak ditemukan adanya pertumbuhan bakteri. Potensi antibakteri diukur dengan mengukur diameter dari zona radikal.

2) Zona irradikal yaitu suatu daerah di sekitar disk dimana pertumbuhan bakteri dihambat oleh antibakteri tetapi tidak dimatikan.

b) Cara Sumuran / cup plat

Beberapa koloni kuman dari pertumbuhan 24 jam diambil, disuspensikan ke dalam 0,5 ml BHI cair, diinkubasikan 5-8 jam pada suhu 37°C. Suspensi ditambah akuades steril hingga kekeruhan tertentu sesuai dengan standar konsentrasi bakteri 108 CFU per ml. Kapas lidi steril dicelupkan ke dalam suspensi bakteri lalu

ditekan-tekan pada dinding tabung hingga kapasnya tidak terlalu basah, kemudian dioleskan pada permukaan media agar hingga rata. Media agar dibuat sumuran dengan garis tengah tertentu, ke dalam sumuran diteteskan larutan antibakteri kemudian diinkubasi pada 37°C selama 18-24 jam. Hasilnya dibaca seperti pada cara Kirby Bauer

c) Cara silinder plat

Cara ini dengan memakai alat pecadang berupa silinder kawat. Pada permukaan media pembenihan dibiakkan mikroba secara merata lalu diletakkan pencadang silinder harus benar-benar melekat pada media, kemudian diinkubasi pada suhu dan waktu tertentu. Setelah inkubasi, pencadang silinder diangkat dan diukur daerah hambat pertumbuhan mikroba.


(39)

2. Metoda dilusi

Metode dilusi dibedakan menjadi dua, yaitu dilusi cair (broth dilution) dan dilusi padat (solid dilution).

a. Metode dilusi cair, digunakan unutk mengukur MIC atau kadar hambat minimum dan MBC atau kadar bunuh minimum. Cara yabg dilakukan adalah dengan memberi seri pengenseran agen antimikroba pada medium cair yang ditambahkan dengan mikroba uji. Larutan uji agen antimikroba pada kadar terkecil yang terlihat jernih tanpa adanya pertumbuhan mikroba uji ditetapkan sebagai KHM. Larutan yang ditetapkan sebagi KHM tersebut selanjutnya dikultur ulang pada media cair tanpa penambahan mikroba uji ataupun agen antimikroba dan diikubasi selama 18-24 jam. Media cair yang tetap terlihat jernih setelah diinkubasi ditetapkan sebagai KMB.

b. Metode dilusi padat, metode ini serupa dengan metode dilusi cair namun menggunakan media padat (soil). Keuntungan metode ini adalah suatu konsentrasi agen antimikroba yang diuji dapat digunakan untuk menguji beberapa mikroba uji (Pratiwi, 2008).

2.7 Spektroskopi FT-IR

Spektroskopi adalah ilmu yang memmpelajari segala sesuatu tentang interaksi antara materi dengan radiasi elektromagnetik (REM). Interaksi yang terjadi dalam spektroskopi inframerah ini merupakan interaksi dengan REM melalui absorbsi radiasi. Pancaran inframerah pada umumnya mengacu pada bagian spektrum elektromagnetik yang terletak di antara daerah tampak dan gelombang mikro. Molekul menyerap radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang khusus. Absorbansi cahaya ultraviolet mengakibatkan pindahnya sebuah elektron ke orbital dengan energi lebih tinggi. Radiasi infamerah tidak cukup mengandung energi untuk melakukan eksitasi tersebut, absorbansinya hanya mengakibatkan membesarnya amplitudo getaran atom-atom yang terikat satu sama lain (Sudarmadji, 1989).


(40)

Pengukuran pada spektrum inframerah dilakukan pada cahaya inframerah tengah (mid-infrared) yaitu pada panjang gelombang 2,5 – 50 μm atau bilangan gelombang 4000 – 200 cm-1. Energi yang dihasilkan oleh radiasi ini akan menyebabkan vibrasi atau getaran pada molekul. Pita absorbsi inframerah sangat khas dan spesifik untuk setiap tipe ikatan kimia atau gugus fungsi. Spektrum yang dihasilkan berupa grafik yang menunjukkan persentase transmitan yang bervariasi pada setiap frekuensi radiasi inframerah (Dachriyanus, 2004).

Jumlah energi yang diserap juga bervariasi untuk setiap ikatan. Hal ini disebabkan terjadinya perubahan momen ikatan suatu absorbsi. Ikatan non polar (C-H atau C-C) pada umumnya akan memberikan absorbansi lemah, sedangkan ikatan polar (C-O) akan terlihat sebagai absorbansi yang kuat. Spektroskopi FTIR dapat digunakan untuk analisa kualitatif maupun kuantitatif. Analisa kualitatif spektroskopi FTIR secara umum dipergunakan untuk identifikasi ggus-gugus fungsional yang terdapat dalam suatu senyawa yang dianalisa (Silverstein, 1986).

Analisa kuantitatif dari spektroskopi FTIR dapat dilakukan berdasarkan spektra inframerah yang dihasilkan, salah satu contohnya adalah penentuan derajat deasetilasi dari kitin dan kitosan menggunakan persamaan Domszy dan Roberts (Sugita, 2009).

% 100 33 , 1 1 1 % 3450 1655             A A DD

dimana : A1655 = absorbansi pada bilangan gelombang 1655 cm-1

A3450 = absorbansi pada bilangan gelombang 3450 cm-1

1,33 = tetapan yang diperoleh dari perbandingan A1655 / A3450


(41)

2.8Scanning Elektron Microscopy (SEM)

SEM adalah alat yang dapat membentuk bayangan permukaan spesimen secara makroskopik. Berkas elektron dengan diameter 5-10 nm diarahkan pada spesimen interaksi berkas elektron dengan spesimen menghasilkan beberapa fenomena yaitu hamburan balik berkas elektron, sinar x, electron sekunder, absorbs elektron. Adanya material lain dalam suatu matriks seperti dispersi material tersebut menyebabkan terjadinya perubahan pada permukaan spesimen. Untuk melihat parubahan dalam bahan tersebut dapat dilakukan suatu analisa permukaan, dimana alat yang biasa digunakan adalah SEM.

Teknik SEM pada hakikatnya merupakan pemeriksaan dan analisa permukaan. Data atau tampilan yang diperoleh adalah data dari permukaan atau dari lapisan yang tebalnya sekitar 20 µm dari permukaan yang diperoleh merupakan gambar tofografi dengan segala tonjolan, lekukan, dan lubang permukaan. Gambar tofografi diperoleh dari penangkapan elektron sekunder yang dipancarkan oleh spesimen. Sinyal elektron sekunder yang dihasilkan ditangkap oleh detektor dan diteruskan ke monitor. Pada monitor akan diperoleh gambar yang khas yang menggambarkan struktur permukaan spesimen. Selanjutnya gambar di monitor dapat dipotret dengan menggunakan film hitam putih atau dapat pula direkam kedalam suatu disket. (wirjosentono, 1996)

SEM berbeda dengan mikroskopi electron transmisi (TEM) dalam hal bahwa suatu berkas insiden elektron yang sangat halus di-scan menyilang permukaan sampel dalam sinkronisasi dengan berkas tersebut dalam tabung sinar katoda. Elektron-elektron yang terhambur digunakan untuk memproduksi sinyal yang memodulasi berkas dalam tabung sinar katoda, yang memproduksi suatu citra dengan kedalaman medan yang besar dan penampakan yang hampir tiga dimensi. Dalam penelitian morfologi permukaan SEM terbatas pemakainannya, tetapi memberikan informasi yang bermanfaat mengenai topologi permukaan dengan resolusi sekitar 100 Å. Aplikasi-aplikasi yang khas mencakup penelitian disperse-dispersi pigmen dalam sel, pelepuhan atau peretakan koting, batas-batas


(42)

fasa dalam polipaduan yang tak dapat campur, struktur sel busa-busa polimer, dan kerusakan pada bahan perekat. SEM teristimewa berharga dalam mengevaluasi betapa penanaman (implant) bedah polimerik bereaksi baik dengan lingkungan bagian tubuhnya. (Stevens,M.P, 2001)


(43)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Dalam beberapa tahun terakhir penerapan antimikroba alami telah mendapat perhatian yang serius. Eksplorasi biopolimer alami seperti polisakarida dan protein (enzim/biokatalis) sekarang ini mendapat banyak perhatian di berbagai bidang karena biokompabilitas, biodegradabilitas serta tidak beracun dan memiliki potensi untuk digunakan sebagai antibakteri alami. Permintaan akan biopolimer juga terus meningkat seiring dengan kebutuhannya untuk keperluan sintesa berbagai bahan obat-obatan yang kompleks, bahan industri makanan, pakan, serta bahan-bahan kimia tertentu untuk berbagai keperluan (Wibowo, 2008).

Kitosan sangat menarik dan dianggap penting karena kombinasi unik dari sifat-sifatnya seperti pengkompleks logam dan memiliki aktivitas antibakteri. Aktivitas antibakteri dari kitosan telah dieksplor secara luas. Sejumlah turunan kitosan dengan modifikasi yang berbeda telah disiapkan untuk meningkatkan aktivitas antibakteri. Baru-baru ini kompleks kitosan dengan logam yang berbeda telah disiapkan untuk meningkatkan aktivitas antibakteri, seperti kompleks kitosan Ag+ dan kompleks kitosan Cu2+ menunjukkan aktivitas antibakteri yang tinggi in vitro (Li Du et al. 2009).

Penggunaan bahan alam dan pemanfaatan limbah sebagai bahan baku merupakan salah satu alternatif yang menjanjikan baik dari segi keamanan maupun ekonomi karena Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia, dengan keanekaragaman hayatinya, sehingga menyimpan potensi yang luar biasa dan juga dapat menekan tingkat pencemaran lingkungan (Nurfadilah, 2013).


(44)

Salah satu limbah yang sangat potensial untuk diolah di Indonesia adalah limbah cangkang belangkas (Tachypleus gigas), yang dapat diolah menjadi kitin dan kitosan dengan rentang pemanfaatan yang luas, dapat diaplikasikan di bidang nutrisi, pangan, medis, kosmetik, lingkungan, dan pertanian. Kitosan yang dihasilkan dari belangkas kadarnya lebih tinggi serta memiliki kandungan abu dan logam berat yang rendah (Suhartono, 2006).

Kitosan adalah polisakarida alami hasil dari proses deasetilasi

(penghilangan gugus-COCH3) kitin. Kitin merupakan penyusun utama

eksoskeleton dari hewan air golongan crustacea seperti kepiting dan udang. Kitin tersusun dari unit-unit N-asetil-D-glukosamin (2-asetamida-2-deoksi-D-glukopiranosa) yang dihubungkan secara linier melalui ikatan β-(1→4). Kitin berwarna putih, keras, tidak elastis, merupakan polisakarida yang mengandung banyak nitrogen, sumber polusi utama di daerah pantai (Goosen, 1997).

Nanopartikel dibuat dari polimer alami atau polimer buatan dengan ukuran 10-1000 nm. Satu nanometer adalah 10-9 m. Sehingga nanopartikel mempunyai

luas permukaan yang lebih besar. Kitosan nanopartikel tripoliposfat telah disintesis dan digunakan secara umum sebagai pembawa obat seperti dilaporkan pada penelitian sebelumnya (Li Du et al. 2009).

Dewi (2010) telah meneliti pengaruh waktu ultrasonik bath terhadap karakterisasi kitosan nanopartikel, dimana semakin lama waktu penggunaan ultrasonik bath maka nilai derajat deasetilasinya semakin meningkat. Li Du et al. (2009) telah membuat kompleks kitosan nanopatikel dengan logam Cu2+ yang menunjukkan aktivitas antibakteri yang tinggi in vitro. Sedangkan menurut Tsai dan Su (1999) telah meneliti adanya efek bakterial dari kitosan udang terhadap Escherichia coli. Yamamoto (2001) juga melaporkan bahwa aktivitas antibakteri meningkat dengan menurunnya ukuran partikel. Adams et al (2006) melaporkan bahwa ZnO memiliki efek yang lebih baik pada mikroorganisme dari oksida logam lain seperti MgO dan CaO.


(45)

Berdasarkan latar belakang ini, peneliti tertarik untuk meneliti tentang pembuatan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas (Tachypleus gigas) dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ untuk uji aktivitas bakteri.

1.2 Permasalahan

Bagaimana pembuatan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas

dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ untuk uji aktivitas bakteri.

1.3 Pembatasan Masalah

Penelitian ini hanya dibatasi pada penyediaan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ dengan

konsentrasi 0,3% serta aktivitas antibakterinya terhadap Escherichia coli dan

Staphylococcus aureus.

1.4 Tujuan penelitian

Tujuan dari penelitian ini untuk melakukan pembuatan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ untuk uji aktivitas antibakteri.

1.5 Manfaat Penelitian

Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kegunaan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ sebagai antibakteri serta dapat diterapkan dalam bidang


(46)

1.6 Lokasi penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Penelitian FMIPA USU, di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU, Laboratorium Kimia Organik FMIPA UGM dan Laboratorium Fisika FMIPA UNIMED.

1.7 Metodologi Penelitian

Penelitian ini adalah eksperimental laboratorium, dimana kitosan diubah menjadi kitosan nanopartikel dengan cara melarutkan kitosan sebanyak 3 g didalam 1000 ml asam asetat 1%, diaduk hingga homogen. Kemudian 1000 mL larutan kitosan ditambahkan 40 mL larutan tripolifosfat kemudian diaduk hingga homogen dengan menggunakan pengaduk selama 20 menit. Diletakkan pada ultarasonik bath selama 30 menit. Disentrifugasi pada 1.200 rpm selama 10 menit kemudian didekantasi. Endapan dimasukkan ke dalam freeze dryer untuk menghasilkan kitosan nanopartikel kemudian diuji karakterisasinya dengan SEM dan FT-IR. Kitosan nanopartikel dilarutkan dalam asam asetat 1% ditambahkan larutan ion Zn2+ hingga konsentrasi 120 μg/mL dan diaduk selama 12 jam pada temperatur kamar. Larutan tersebut dicetak film pada plat kaca. Film tersebut dikeringkan hingga benar-benar kering kemudian diuji karakterisasinya dengan FTIR dan diuji aktivitas antibakterinya dengan mengukur diameter zona bening yang terbentuk disekitar cakram kertas.


(47)

PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT

YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn2+ UNTUK UJI

AKTIVITAS BAKTERI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian untuk pembuatan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas (tachypleus gigas) dengan ukuran partikel nanokitosan yang dihasilkan 200 nm. Pengujian aktivitas antibakteri kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas (tachypleus gigas) dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+

terhadap bakteri Escherichia coli dan Stapylococcus aureus menggunakan metode difusi cakram. Hasil uji pengaruh kitosan nanopartikel dan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn2+ menunjukkan 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 indekas antimikrobial terhadap bakteri Escherichia coli 14,3 mm dan 1,38 sedangkan untuk bakteri Stapylococcus aureus 11,4 mm dan 0,90.


(48)

PREPARATION OF NANOPARTICLES CHITOSAN FROM HORSESHOE CRAB SHELLS (Tachypleus gigas) WITH

TRIPOLYPHOSFAT LOADED Zn2+ METAL ION FOR

BACTERIAL ACTIVITY

ABSTRACT

Research has been done of nanoparticles chitosan from horseshoe crab shells (tachypleus gigas) with a particle size nanokitosan produced 200 nm. Testing of antibacterial activity of chitosan nanoparticles of horseshoe crab shells (tachypleus gigas) with tripolyphosphate loaded metal ions Zn2+ against

Escherichia coli and Stapylococcus aureus used the disc diffusion method . The results of test and the effect of chitosan nanoparticles and chitosan nanoparticles loaded with metal ions Zn2+ showed antibacterial activity against Escherichia coli

bacteria are more sensitive than the Stapylococcus aureus and the larger the diameter of the clear zone with the addition of Zn metal into solution nanokitosan. Diameter of clear zone and indeks antimicrobials against Escherichia coli 14.3 mm and 1,38 while Stapylococcus aureus 11.4 mm and 0,90.


(49)

PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI

CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN

TRIPOLIFOSFAT YANG BERMUATAN ION LOGAM

Zn

2+

UNTUK UJI AKTIVITAS BAKTERI

SKRIPSI

RAISSA ADELIA HARAHAP

090802035

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN


(50)

PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT

YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn2+ UNTUK UJI

AKTIVITAS BAKTERI

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

RAISSA ADELIA HARAHAP 090802035

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2014


(51)

PERSETUJUAN

Judul : Pembuatan Kitosan Nanopartikel Dari Cangkang

Belangkas (Tachypleus gigas) Dengan

Tripolifosfat Yang Bermuatan Ion Logam Zn2+

Untuk Uji Aktivitas Bakteri

Kategori : Skripsi

Nama : Raissa Adelia Harahap

Nim : 090802035

Program studi : Sarjana (S1) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, Desember 2013

Komisi Pembimbing :

Pembimbing 2 Pembimbing 1

Prof.Dr. Zul Alfian,M.Sc Prof.Dr.Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil

NIP.195504051983031002 NIP.195308171983031002

Diketahui/Disetujui oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Ketua,

DR. Rumondang Bulan Nst. MS NIP. 19540830195032001


(52)

PERNYATAAN

PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT

YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn2+ UNTUK UJI

AKTIVITAS BAKTERI

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2013

RAISSA ADELIA HARAHAP 090802035


(53)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang dengan segala curahan rahmat, kasih dan sayang-Nya penelitian dan skripsi ini dapat diselesaikan sebagai salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Sains pada jurusan Kimia di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Serta shalawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad SAW, yang membuka jalan kebenaran kepada seluruh pengikutnya.

Penulis menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang tulus dan terdalam kepada Ayahanda tersayang H.Harapan Harahap dan Ibunda tercinta Marmina Rahayu atas segala doa, bimbingan, semangat, waktu dan pengorbanan yang telah diberikan kepada saya sehingga saya bisa menyelesaikan studi saya sampai sekarang ini. Dan saudara-saudara saya Raad Al-farizi Harahap, ST, Ferry Saputra Harahap dan Rima Aulia Harahap semoga kita dapat meraih impian kita. Terkhusus buat Nenek Hj.Raisa Zaharo Siregar, yang tiada henti memberikan doa, cinta, kasih sayang, dan dukungan materi dan semangat yang tak terhingga untuk menyelesaikan skripsi ini.

Ucapan terima kasih penulis kepada Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc, M.Phill selaku dosen pembimbing 1 dan Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing 2 yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan, masukan dan saran sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nst, MS dan Bapak Drs. Albert Pasaribu, M.Sc selaku ketua dan sekretaris departemen Kimia FMIPA USU. Bapak dan Ibu dosen yang telah memberikan ilmunya selama masa studi penulis di FMIPA USU, terkhusus kepada Bapak Dr. Adil Ginting, M.Sc selaku dosen wali yang telah memberikan masukan dan bimbingan demi kelancaran kuliah penulis. Seluruh rekan-rekan asisten Laboratorium Kimia Dasar LIDA USU yang telah memberikan dukungan. Teman-teman terdekat penulis Ayu, Indah, Dwi, Deasy, Rina, Mira, Ilman, Irwanto dan teman-teman stambuk 2009 yang telah memberikan semangat selama masa perkuliahan sampai saat ini. Juga tidak lupa kepada kak Ria selaku asisten laboratorium Mikrobiologi atas bantuan dan fasilitas yang disediakan. Serta untuk teman terbaik penulis Yulia Yuha dan Misra mi’ya yang tetap memberikan motivasi kepada penulis.

Penulis,


(54)

PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT

YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn2+ UNTUK UJI

AKTIVITAS BAKTERI

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian untuk pembuatan kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas (tachypleus gigas) dengan ukuran partikel nanokitosan yang dihasilkan 200 nm. Pengujian aktivitas antibakteri kitosan nanopartikel dari cangkang belangkas (tachypleus gigas) dengan tripolifosfat yang bermuatan ion logam Zn2+ terhadap bakteri Escherichia coli dan Stapylococcus aureus menggunakan metode difusi cakram. Hasil uji pengaruh kitosan nanopartikel dan kitosan nanopartikel

yang bermuatan ion logam Zn2+ menunjukkan 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 indekas antimikrobial

terhadap bakteri Escherichia coli 14,3 mm dan 1,38 sedangkan untuk bakteri

Stapylococcus aureus 11,4 mm dan 0,90.


(55)

PREPARATION OF NANOPARTICLES CHITOSAN FROM HORSESHOE CRAB SHELLS (Tachypleus gigas) WITH

TRIPOLYPHOSFAT LOADED Zn2+ METAL ION FOR

BACTERIAL ACTIVITY

ABSTRACT

Research has been done of nanoparticles chitosan from horseshoe crab shells (tachypleus gigas) with a particle size nanokitosan produced 200 nm. Testing of antibacterial activity of chitosan nanoparticles of horseshoe crab shells (tachypleus gigas) with tripolyphosphate loaded metal ions Zn2+ against Escherichia coli and Stapylococcus aureus used the disc diffusion method . The results of test and the effect of chitosan nanoparticles and chitosan nanoparticles loaded with metal ions Zn2+ showed antibacterial activity against Escherichia coli bacteria are more sensitive than the Stapylococcus aureus and the larger the diameter of the clear zone with the addition of Zn metal into solution nanokitosan. Diameter of clear zone and indeks antimicrobials against Escherichia coli 14.3 mm and 1,38 while Stapylococcus aureus 11.4 mm and 0,90.


(56)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Bab 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Pembatasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 4

1.7 Metodologi Penelitian 4

Bab 2 Tinjauan Pustaka 5

2.1 Kitosan 5

2.1.1 Sifat Fisika-Kimia Kitosan 6

2.1.2 Kegunaan Kitosan 7

2.1.3 Sifat Antibakteri Kitosan dan Turunannya 8

2.2 Kitosan Nanopartikel 9

2.3 Natrium Tripolifosfat 10

2.4 Logam Seng (Zn) 11

2.5 Ultrasonik Bath 11

2.6 Bakteri 12

2.6.1 Bioindikator Bakteri 13

2.6.2 Pengujian Antibakteri 15

2.7 Spektroskopi FT-IR 17

2.8 SEM (Scanning Electron Microscopy) 19

Bab 3 Metodologi Penelitian 21

3.1 Alat dan Bahan 21

3.1.1 Alat-alat 21

3.1.2 Bahan-bahan 21

3.2 Prosedur Penelitian 22

3.2.1 Pembuatan Larutan Pereaksi 22

3.2.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 22

3.2.3 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion

Logam 23

3.2.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA) 23


(57)

3.3.6 Penyediaan Biakan Stok Bakteri 24

3.2.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri 24

3.3 Bagan penelitian 25

3.3.1 Pembuatan Larutan Kitosan 0,3% 25

3.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 25

3.3.3 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion

Logam 26

3.3.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA) 27

3.3.5 Pembuatan Media Padat Muller Hinton Agar (MHA) 28

3.3.6 Penyediaan Biakan Stok Bakteri 28

3.3.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri 29

Bab 4 Hasil dan Pembahasan 30

4.1 Hasil Penelitian 30

4.1.1 Uji Aktivitas Antibakteri 30

4.2 Pengolahan Data 31

4.2.1 Mencari Nilai Indeks Antimikrobial dari Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri

Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 31

4.3 Pembahasan 32

4.3.1 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 32

4.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan

Ion Logam Zn2+ 32

4.3.3 Analisa Spektrum FT-IR 34

4.3.4 Analisa Scanning Elektron Microcopy (SEM) 35

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 38

5.1 kesimpulan 38

5.2 Saran 38

Daftar Pustaka 39


(58)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1. Data Diameter Zona Hambat (mm) Kitosan Nanopartikel

Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 30

4.2. Indeks Antimikrobial Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri


(59)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1. Struktur Kitosan 5

2.2. Bentuk Koloni Escherichia coli 14

2.3. Bentuk Koloni Staphylococcus aureus 14

4.1. Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel 33

4.2. Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan

Ion Logam Zn2+ 34


(60)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lamp

1. Spektrum FT-IR 42

2. Foto Uji Bakteri 45

3. Perhitungan Indeks Antimikrobial 45


(1)

PREPARATION OF NANOPARTICLES CHITOSAN FROM HORSESHOE CRAB SHELLS (Tachypleus gigas) WITH

TRIPOLYPHOSFAT LOADED Zn2+ METAL ION FOR BACTERIAL ACTIVITY

ABSTRACT

Research has been done of nanoparticles chitosan from horseshoe crab shells (tachypleus gigas) with a particle size nanokitosan produced 200 nm. Testing of antibacterial activity of chitosan nanoparticles of horseshoe crab shells

(tachypleus gigas) with tripolyphosphate loaded metal ions Zn2+ against

Escherichia coli and Stapylococcus aureus used the disc diffusion method . The results of test and the effect of chitosan nanoparticles and chitosan nanoparticles loaded with metal ions Zn2+ showed antibacterial activity against Escherichia coli

bacteria are more sensitive than the Stapylococcus aureus and the larger the diameter of the clear zone with the addition of Zn metal into solution nanokitosan. Diameter of clear zone and indeks antimicrobials against Escherichia coli 14.3 mm and 1,38 while Stapylococcus aureus 11.4 mm and 0,90.


(2)

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Lampiran xi

Bab 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Pembatasan Masalah 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Lokasi Penelitian 4

1.7 Metodologi Penelitian 4

Bab 2 Tinjauan Pustaka 5

2.1 Kitosan 5

2.1.1 Sifat Fisika-Kimia Kitosan 6

2.1.2 Kegunaan Kitosan 7

2.1.3 Sifat Antibakteri Kitosan dan Turunannya 8

2.2 Kitosan Nanopartikel 9

2.3 Natrium Tripolifosfat 10

2.4 Logam Seng (Zn) 11

2.5 Ultrasonik Bath 11

2.6 Bakteri 12

2.6.1 Bioindikator Bakteri 13

2.6.2 Pengujian Antibakteri 15

2.7 Spektroskopi FT-IR 17

2.8 SEM (Scanning Electron Microscopy) 19

Bab 3 Metodologi Penelitian 21

3.1 Alat dan Bahan 21

3.1.1 Alat-alat 21

3.1.2 Bahan-bahan 21

3.2 Prosedur Penelitian 22

3.2.1 Pembuatan Larutan Pereaksi 22

3.2.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 22

3.2.3 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion

Logam 23

3.2.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA) 23 3.2.5 Pembuatan Media Padat Muller Hinton Agar (MHA) 23


(3)

3.3.6 Penyediaan Biakan Stok Bakteri 24

3.2.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri 24

3.3 Bagan penelitian 25

3.3.1 Pembuatan Larutan Kitosan 0,3% 25

3.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 25 3.3.3 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan Ion

Logam 26

3.3.4 Pembuatan Media Padat Nutrient Agar (NA) 27 3.3.5 Pembuatan Media Padat Muller Hinton Agar (MHA) 28

3.3.6 Penyediaan Biakan Stok Bakteri 28

3.3.7 Penentuan Aktivitas Antibakteri 29

Bab 4 Hasil dan Pembahasan 30

4.1 Hasil Penelitian 30

4.1.1 Uji Aktivitas Antibakteri 30

4.2 Pengolahan Data 31

4.2.1 Mencari Nilai Indeks Antimikrobial dari Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri

Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 31

4.3 Pembahasan 32

4.3.1 Pembuatan Kitosan Nanopartikel 32

4.3.2 Pembuatan Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan

Ion Logam Zn2+ 32

4.3.3 Analisa Spektrum FT-IR 34

4.3.4 Analisa Scanning Elektron Microcopy (SEM) 35

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 38

5.1 kesimpulan 38

5.2 Saran 38

Daftar Pustaka 39


(4)

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1. Data Diameter Zona Hambat (mm) Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 30

4.2. Indeks Antimikrobial Kitosan Nanopartikel Terhadap Bakteri

Escherichia coli dan Staphylococcus aureus 31


(5)

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1. Struktur Kitosan 5

2.2. Bentuk Koloni Escherichia coli 14

2.3. Bentuk Koloni Staphylococcus aureus 14

4.1. Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel 33

4.2. Spektrum FT-IR Kitosan Nanopartikel yang Bermuatan

Ion Logam Zn2+ 34


(6)

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

Lamp

1. Spektrum FT-IR 42

2. Foto Uji Bakteri 45

3. Perhitungan Indeks Antimikrobial 45

4. Perhitungan Derajat Deasetilasi (DD) 46