SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN UJI KINERJA BIOHIDROGEL BERBAHAN DASAR EGN-PVA DENGAN CROSSLINKER GLUTARALDEHIDA.

SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN UJI KINERJA

BIOHIDROGEL BERBAHAN DASAR EGN-PVA DENGAN

CROSSLINKER GLUTARALDEHIDA

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Menempuh Ujian Sidang Sarjana Sains Program Studi Kimia

Nurul Chotimah 0902305

PROGRAM STUDI KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU

PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

2013

SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN UJI KINERJA

BIOHIDROGEL BERBAHAN DASAR EGN-PVA DENGAN

CROSSLINKER GLUTARALDEHIDA

Oleh Nurul Chotimah

0902305

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Kimia Fakultas Pendidikan Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam

© Nurul Chotimah 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

September 2013

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang.

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian, dengan dicetak ulang, di fotocopy, atau cara lainnya tanpa izin penulis.

NURUL CHOTIMAH

SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN UJI KINERJA

BIOHIDROGEL BERBAHAN DASAR EGN-PVA DENGAN

CROSSLINKER GLUTARALDEHIDA

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING :

Pembimbing I,

Dr. Hendrawan, M.Si NIP. 196309111989011001

Pembimbing II,

Fitri Khoerunnisa, Ph.D NIP. 197806282001122001

Mengetahui

Ketua Jurusan Pendidikan Kimia FPMIPA UPI

NIP. 196611211991031002

PERNYATAAN

“Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan judul “SINTESIS, KARAKTERISASI, DAN UJI KINERJA BIOHIDROGEL BERBAHAN DASAR EGN-PVA DENGAN CROSSLINKER GLUTARALDEHIDA

”

ini

beserta seluruh isinya adalah benar-benar karya saya sendiri, dan tidak melakukan penjiplakan atau pengutipan dengan cara-cara yang tidak sesuai dengan etika keilmuan yang berlaku dalam masyarakat. Atas pernyataan ini, saya siap menanggung risiko/sanksi yang dijatuhkan kepada saya apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini.”

Bandung, Oktober 2013 Yang Membuat Pernyataan

ABSTRAK

Telah dilakukan penelitian tentang sintesis, karakterisasi, dan uji kinerja biohidrogel berbahan dasar EGN-PVA dengan crosslinker glutaraldehida. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui preparasi ekstrak GN (EGN), komposisi optimum PVA-EGN-Crosslink GA pada sintesis biohidrogel CRF, dan karakteristik dan kinerja biohidrogel hasil sintesis sebagai CRF. EGN diperoleh dari hasil ekstraksi simplisia GN kering dengan metode maserasi menggunakan pelarut metanol 70 %. Kondisi optimum sintesis biohidrogel diperoleh pada rasio komposisi PVA:EGN:GA = 1:1:1, dimana kemampuan swelling (%SR) dan waktu retensi (%WR) air biohidrogel mencapai 440% dan 25 hari, secara berturut-turut. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa biohidrogel yang disintesis memiliki struktur berpori. Penyisipan nutrien meningkatkan kristalinitas biohidrogel, dimana %SR dan %WR dari biohidrogel meningkat secara linier terhadap kristalinitas. Hal ini menunjukkan bahwa biohidrogel yang disintesis berpotensi sebagai agen control released nutrient (CRF). Biohidrogel bersifat

biodegradable dan juga dapat dijadikan sebagai media tumbuh apabila didukung

oleh penggunaan media lain seperti tanah atau pasir.

ABSTRACT

Has done research on the synthesis, characterization, and performance test of biohydrogel based EGN - PVA with glutaraldehyde as a crosslinker. This study aims to determine extract preparation GN (EGN), optimum composition of PVA-EGN-Crosslink GA on biohydrogel CRF synthesis, characteristics and also performance of biohydrogel synthesized as CRF. EGN is obtained from the extraction of dried GN by maceration method using methanol 70%. The optimum conditions of biohydrogel synthesized, obtained on the composition ratio of PVA:EGN:GA = 1:1:1, where the ability of swelling (%SR) and retention time (%WR) biohydrogel are 440% and 25 days, respectively. The characterization results showed that the synthesized biohydrogel has a porous structure. Insertion of nutrients increases the crystallinity biohidrogel, where SR% and WR% of biohidrogel increased linearly from the crystallinity. This shows that the synthesized biohidrogel is potential to be an agents of control released fertilizer (CRF). Biohydrogel is biodegradable and can also be used as a growing medium if it is supported by the use of other media such as soil or sand.

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... Error! Bookmark not defined. PERNYATAAN ... Error! Bookmark not defined. ABSTRAK ... Error! Bookmark not defined. ABSTRACT...iv KATA PENGANTAR ... Error! Bookmark not defined. UCAPAN TERIMA KASIH ... Error! Bookmark not defined.i DAFTAR ISI ... ii DAFTAR TABEL ... ix DAFTAR GAMBAR ... iv BAB I PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.1 Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2 Rumusan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.3 Tujuan Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 1.4 Manfaat Penelitian ... Error! Bookmark not defined. BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. 2.1 Controlled-Release Fertilizer (CRF) ... Error! Bookmark not defined. 2.1.1 Definisi Controlled-Release Fertilizer (CRF) Error! Bookmark not defined.

2.1.2 Kegunaan Agen CRF ... Error! Bookmark not defined. 2.2 Hidrogel ... Error! Bookmark not defined. 2.2.1 Definisi Hidrogel ... Error! Bookmark not defined. 2.2.2 Keuntungan Menggunakan Hidrogel CRF .... Error! Bookmark not defined.

2.3 Bahan Dasar Hidrogel CRF ... Error! Bookmark not defined. 2.3.1 GN ... Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Ekstrak GN ... Error! Bookmark not defined. 2.3.3 Gracilaria sp ... Error! Bookmark not defined. 2.3.4 Polivinil Alkohol ... Error! Bookmark not defined. 2.4 Crosslink ... Error! Bookmark not defined. 2.4.1 Glutaraldehida Sebagai Crosslinker . Error! Bookmark not defined.

2.5 Makronutrien dan Mikronutrien ... Error! Bookmark not defined.

BAB III METODE PENELITIAN... Error! Bookmark not defined. 3.1 Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian .. Error! Bookmark not defined. 3.2 Alat dan Bahan ... Error! Bookmark not defined. 3.3 Metode Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.4 Prosedur Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.4.1 Tahap Preparasi ... Error! Bookmark not defined. 3.4.2 Tahap Sintesis ... Error! Bookmark not defined. 3.4.3 Tahap Karakterisasi Hidrogel CRF .. Error! Bookmark not defined. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... Error! Bookmark not defined. 4.1 Tahap Preparasi ... Error! Bookmark not defined. 4.1.1 Preparasi GN ... Error! Bookmark not defined. 4.2 Tahap Karakterisasi ... Error! Bookmark not defined. 4.3.1 Uji Instrumentasi ... Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Uji Kinerja ... Error! Bookmark not defined. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... Error! Bookmark not defined. 5.1 Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined. 5.2 Saran ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN I DATA PERHITUNGAN ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN 2 PENGUJIAN KINERJA BIOHIDROGEL SEBAGAI CRF Error! Bookmark not defined.

LAMPIRAN 3 KARAKTERISASI STRUKTUR KIMIA BIOHIDROGEL MELALUI FTIR... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN 4 KARAKTERISASI KRISTALINITAS BIOHIDROGEL

MENGGUNAKAN XRD ... Error! Bookmark not defined. RIWAYAT HIDUP ... Error! Bookmark not defined.

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi kimia GN ... Error! Bookmark not defined. Tabel 2.2 Sisi aktif agen crosslink dan gugus fungsi yang diserangnya ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 2.3 Nutrisi Esensial untuk pertumbuhan tanaman ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 2.4 Nutrien primer dan sekunder, gejala umum defisiensi, kemungkinan penyebab, serta metode untuk memperbaiki ... Error! Bookmark not defined. Tabel 2.5 Mikronutrien, gejala umum defisiansi, kemungkinan penyebab, serta metode untuk memperbaiki ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.2 Perbandingan volume PVA dan EGN pada pembuatan hidrogel dengan pengeringan alami pada suhu ruang...28 Tabel 3.2 Perbandingan volume PVA dan EGN pada pembuatan hidrogel dengan pengeringan menggunakan oven pada 40°C selama 24 jam...28 Tabel 4.1 Hasil analisis XRD pada biohidrogel tanpa nutrien dan biohidrogel dengan nutrien...47 Tabel 4.2 Hasil analisis release behavior mikronutrien Zn pada biohidrogel menggunakan instrumen AAS...53 Tabel 4.3. perubahan massa biohidrogel pada uji kemampuan biodegradable...56

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Struktur Polivinil Alkohol (PVA) ……….14

Gambar 2.2 Struktur Glutaraldehida ……….16

Gambar 2.3 Reaksi Crosslinking antara PVA dan Glutaraldehida ………...17

Gambar 3.1 Bagan Alir Preparasi EGN ………....23

Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian ………....24

Gambar 4.1 Simplisia GN basah dan simplisia GN kering .………...34

Gambar 4.2 (a) EGN 1; (b) EGN 2; (c) EGN 3 ………35

Gambar 4.3 Biohidrogel dari EGN 2 ………36

Gambar 4.4 Spektra FTIR pada GN dan EGN ………..37

Gambar 4.5 Rasio swelling biohidrogel dengan pengeringan suhu ruang (per-menit) ………38

Gambar 4.6 Rasio swelling biohidrogel dengan pengeringan oven 40°C (per-menit) ………38

Gambar 4.7 Rasio swelling biohidrogel dengan pengeringan suhu ruang (per-hari) ………...39

Gambar 4.8 Rasio swelling biohidrogel dengan pengeringan oven 40°C (per-hari) ………...39

Gambar 4.9 Rasio swelling biohidrogel per menit ………41

Gambar 4.10 Retensi air pada biohidrogel dengan pengeringan suhu ruang ……43

Gambar 4.11 Retensi air pada biohidrogel dengan pengeringan oven 40°C …….43

Gambar 4.12 Spektra FTIR pada PVA; PVA:CL(GA); dan PVA:CL(GA) …….45

Gambar 4.13 Spektra FTIR pada EGN:PVA:CL(GA) dan EGN:PVA:CL(GA):Nutrien ……….47

Gambar 4.14 Difraktogram biohidrogel tanpa nutrien dan difraktogram biohidrogel dengan nutrien ………...48

Gambar 4.15 Hasil analisis SEM biohidrogel tanpa nutrien dengan perbesaran (a) 20µm , (b) 599nm, dan (c) 300nm ………49

Gambar 4.16 Hasil analisis SEM biohidrogel dengan nutrien dengan perbesaran (a) 3µm , (b) 600nm, dan (c) 300nm ………50

Gambar 4.17 Rasio swelling biohidrogel tanpa nutrien dan biohidrogel dengan nutrien ……….51

Gambar 4.18 Retensi air pada biohidrogel tanpa nutrien dan biohidrogel dengan nutrien ………..52

Gambar 4.19 Grafik hubungan antara konsentrasi Zn terukur dengan Δn/sisa ………..54

BAB I PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia yang dikenal sebagai salah satu negara agraris, memiliki lahan pertanian yang cukup luas dimana sebagian besar masyarakatnya bekerja di bidang pertanian. Berdasarkan data BPS tahun 2002, bidang pertanian di Indonesia menyediakan lapangan kerja bagi sekitar 44,3% penduduk. Namun, dalam pengolahannya, pertanian Indonesia masih jauh tertinggal oleh negara-negara maju di belahan Eropa dan Amerika yang hanya memiliki lahan pertanian relatif kecil karena pengembangan dan pemanfaatan teknologi pertanian yang masih terbatas.

Beberapa permasalahan yang masih ditemukan dalam pengeloaan pertanian di Indonesia, diantaranya; (1) pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh pemakaian pestisida dan pupuk yang melebihi kebutuhan tanaman masih sering dijumpai pada banyak lahan pertanian sehingga konsentrasi nutrien di dalam tanah meningkat dan menyebabkan penurunan pada kualitas air dan tanah serta kapasitas retensi tumbuhan. Atefah, et al (2009) menyebutkan bahwa sekitar 40 - 70% dari nitrogen yang dimuat dalam pupuk tidak diserap oleh akar tanaman tetapi terbuang ke lingkungan (2) keterbatasan lahan pertanian diakibatkan oleh beralihnya penggunaan lahan pertanian menjadi lahan industri dan lahan pemukiman seiiring dengan pertambahan jumlah penduduk yang semakin pesat, (3) pemenuhan ketersediaan pengairan untuk aktifitas pertanian yang masih terbatas, terutama di daerah-daerah berlahan kering yang berakibat pada menurunnya produktifitas pertanian, dan (4) inefisiensi pemupukan yang berakibat pada meningkatnya ongkos produksi pertanian (Atefah, 2009).

Salah satu alternatif metoda yang dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan di atas ialah dengan penggunaan material yang dapat berfungsi untuk mengontrol laju dan pola pelepasan nutrisi dalam proses pertumbuhan tanaman yaitu material controlled-release fertilizer (CRF). CRF

menunjukkan banyak keunggulan seperti menurunkan tingkat kehilangan pupuk dari tanah akibat hujan atau air irigasi, mempertahankan persediaan air dan mineral untuk waktu yang cukup lama, sehingga meningkatkan efisiensi pupuk, mengurangi potensi efek negatif dari kelebihan dosis, mengurangi tingkat toksisitas dan berpotensi sebagai media alternatif tumbuh pada tanaman (Shaviv, 2005). Mengingat hidrogel memiliki karakteristik yang unik dimana material ini responsif terhadap perubahan kondisi lingkungan seperti pH, konduktifitas, konsentrasi ionik dan suhu, maka hidrogel dapat digunakan sebagai agen CRF.

Hidrogel dapat didefinisikan sebagai jaringan polimer tiga dimensi yang dapat menyimpan sejumlah besar air diantara strukturnya dan mengembang tanpa terlarut dalam air. Hidrogel memiliki kapasitas menyerap air yang besar. Selain itu, pelepasan air dan nutrien juga dapat dikontrol, sehingga tanaman dapat menyerap nutrien dan air sesuai kebutuhan (Kaewpirom & Boonsang, 2006). Uji hidrogel untuk aplikasi pertanian telah menunjukkan hasil yang gemilang seperti telah diamati dapat membantu mengurangi konsumsi air irigasi, menurunkan kecepatan matinya tanaman dan memperbaiki ketahanan pupuk dalam tanah (Tomaszewska & Jarosiewicz, 2002). Selain itu hidrogel mempunyai potensi untuk digunakan sebagai salah satu teknologi mengatasi usaha budidaya tanaman di lahan kering dan efisiensi pemakaian air untuk tanaman tertentu, oleh karena itu hidrogel berpotensi sebagai CRF (Rahardjo, 2007).

Pembuatan hidrogel umumnya masih menggunakan bahan dasar sintesis dimana bahan sintetis tersebut dapat menghasilkan limbah yang tidak

biodegradable. Selain itu penggunaan bahan sintetis memerlukan biaya yang

cukup tinggi sehingga tidak ekonomis untuk dijadikan sebagai salah satu solusi dalam mengatasi masalah pertanian. Dalam beberapa tahun terakhir, pengembangan hidrogel dari bahan polimer alam yang biodegradable dan

biocompatible mulai menjadi pusat perhatian para ilmuwan (Abdel-Mohzen,

et al., 2011). Dalam konteks ini, salah satu peluang yang dapat dimunculkan adalah dengan memanfaatkan bahan polimer alam. Bahan polimer alam

memiliki banyak keunggulan dibanding bahan sintetis dimana kebanyakan bahan alam bersifat biodegradable, ketersediaannya melimpah, bernilai ekonomis, dan berkontribusi positif pada konservasi alam.

Terdapat beberapa alternatif bahan alam yang merupakan jenis tumbuhan tingkat rendah dimana kaya akan polimer alam dan dapat digunakan sebagai salah satu komponen penyusun hidrogel. Bahan alam berupa agar-agar dengan kode GN akan digunakan sebagai bahan dasar dalam pembuatan biohidrogel. GN memiliki struktur tiga dimensi, dapat mengembang, menyusut, dan membentuk gel. Hal ini sesuai dengan syarat pembentukan hidrogel sehingga GN dapat digunakan sebagai bahan baku alternatif yang dapat digunakan untuk membuat hidrogel. GN banyak tumbuh di perairan Indonesia dan sangat cocok dibudidayakan di wilayah tropis seperti Indonesia.

Budidaya GN telah banyak dikembangkan di berberapa wilayah perairan Indonesia, namun pemanfaatan GN untuk berbagai aplikasi masih kurang maksimal. Dengan memperhatikan kelimpahan dan kandungan selulosa GN yang tinggi, pengolahan GN umtuk berbagai kebutuhan dan aplikasi dapat meningkatkan nilai tambah material tersebut. Selain itu, GN bersifat biodegradable sehingga cocok digunakan sebagai salah satu material pembuatan hidrogel CRF.

Hidrogel dari bahan alam memiliki kekuatan mekanik yang rendah, sehingga dibutuhkan suatu polimer yang berfungsi untuk memperkuat struktur mekanik hidrogel dengan teknik ikat silang (crosslinker). Terdapat banyak senyawa kimia yang digunakan sebagai agen pengikat silang seperti senyawa epoksi dan aldehida, misalnya epichlorohydrin (ECH) dan glutaraldehid. Dalam penelitian ini polimer yang digunakan ialah polivinil alcohol (PVA) dengan pengikat silang (crosslink) glutaraldehid (GA).

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan uraian yang dikemukakan di atas, maka rumusan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana komposisi optimum PVA-EGN-Crosslinker GA pada sintesis biohidrogel

2. Bagaimana karakteristik biohidrogel hasil sintesis

3. Bagaimana kinerja biohidrogel hasil sintesis sebagai CRF

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini ialah sebagai berikut:

1. Mengetahui komposisi optimum PVA-EGN-Crosslinker GA pada sintesis biohidrogel

2. Mengetahui karakteristik biohidrogel hasil sintesis, serta 3. Mengetahui kinerja biohidrogel hasil sintesis sebagai CRF

1.4 Manfaat Penelitian

Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai: 1. Metode alternatif untuk sintesis biohidrogel CRF berbahan dasar EGN 2. Sumbangan bagi perkembangan teknologi pertanian di Indonesia,

terutama dalam pemanfaatan biohidrogel sebagai material CRF

3. Informasi mengenai potensi pemanfaatan hidrogel berbahan dasar EGN sebagai agen pengontrol pelepasan pupuk (CRF)

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian dan Waktu Penelitian

Tahapan penelitian yaitu preparasi ekstrak GN, sintesis hidrogel CRF, dan uji kinerja hidrogel CRF dilakukan di Laboratorium Riset Kimia Lingkungan FPMIPA B UPI yang beralamat di Jl. Dr. Setiabudhi No.229 Bandung. Sedangkan tahapan karakterisasi hidrogel CRF dengan FTIR dilakukan di Laboratorium Instrumen FPMIPA UPI dan karakterisasi hidrogel CRF dengan SEM dan XRD dilakukan di Laboratorium Research Center for Exotic Nanocarbon, Shinshu University dan Hiroshima University, Jepang. Waktu penelitian dimulai pada bulan April 2013.

3.2 Alat dan Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah GN kering, glutaraldehida p.a. (Merck), metanol, asam sulfat, asam asetat p.a. (Merck), n-polivinil alkohol p.a. (Merck), natrium hidrogen pospat (NH4H2PO4), kalium nitrat (KNO3), zink nitrat (Zn(NO3)2), kacang hijau, tanah, kapas, dan aquadest.

Sedangkan alat yang digunakan adalah Scanning Electron Microscopy (SEM), Spektrofotometer FTIR, X-ray diffraction (XRD), spektrometer serapan atom (AAS), magnetic stirer, gelas kimia 600 mL, 400 mL, 250 mL, dan 100 mL, gelas ukur 50 mL, 25 mL, dan 10 mL, botol semprot, kertas saring, corong

buchner, neraca analitik, kaca arloji, cetakan hidrogel, spatula, oven, penangas

listrik, plastik wraps, batang pengaduk, labu ukur 250 mL dan 100 mL, pipet tetes, blender, mikropipet ukuran 5 mL dan 10 mL, dan gelas plastik.

3.3 Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan melalui berbagai tahap yaitu tahap preparasi, sintesis dan karakterisasi. Tahap preparasi meliputi tahap penyiapan EGN dengan teknik ekstraksi menggunakan tiga jenis pelarut yaitu metanol, etanol, dan air. Proses sintesis hidrogel EGN-PVA dilakukan pada berbagai variasi komposisi. Pada tahap ini, pembuatan biohidrogel dilakukan pada variasi volume bahan

dasar. Biohidrogel hasil sintesis kemudian dikarakterisasi melalui pengujian sifat mekanik dan kinerjanya sebagai CR (uji swelling dan retensi air) untuk penentuan kondisi optimum. Biohidrogel disintesis kembali dengan menggunakan komposisi optimum untuk kemudian disisipkan larutan nutrien. Karakterisasi dan uji kinerja biohidrogel sebelum dan sesudah penyisipan nutrien dilakukan melalui penentuan struktur dan morfologi dengan bantuan instrumentasi SEM, FTIR dan XRD, serta uji kinerja swelling ratio, retensi air, release behavior, dan biodegradasi.

3.4 Prosedur Penelitian

3.4.1Tahap Preparasi

3.4.1.1Tahap Pembuatan Larutan Asam asetat 10%

Diambil asam asetat glasial sebanyak 10,20 mL, kemudian dilarutkan ke dalam aquades 50 mL, dihomogenkan dan ditambahkan kembali aquades hingga volume 100 mL.

3.4.1.2Tahap Pembuatan Larutan Methanol 50%

Larutan metanol 96% dipipet sebanyak 52,08 mL, kemudian dimasukan ke dalam gelas kimia 100 mL, lalu ditambahkan aquades sampai volume 100 mL dan dihomogenkan.

3.4.1.3Tahap Pembuatan Larutan Glutaraldehida 1,25%

Larutan glutaraldehida 25% dipipet sebanyak 5 mL, kemudian dimasukan ke dalam gelas kimia 100 mL, lalu ditambahkan aquades sampai volume 100 mL dan dihomogenkan.

3.4.1.4Tahap Pembuatan Larutan Asam Sulfat 10%

Larutan asam sulfat 98% dipipet sebanyak 10,20 mL, kemudian dimasukan ke dalam labu ukur 100 mL, lalu ditambahkan aquades sampai tanda batas dan dihomogenkan.

3.4.1.5Tahap Pembuatan Larutan Crosslink dengan Perbandingan 3:2:1:1

Larutan metanol 50% ditambahkan larutan asam asetat 10%, larutan glutaraldehida 1,25%, dan larutan asam sulfat 10% kemudian diaduk sampai homogen. Campuran ini dibuat dengan perbandingan 3:2:1:1.

3.4.1.6Tahap Pembuatan Larutan PVA 10%

Polivinil alkohol ditimbang sebanyak 10 gram, kemudian dilarutkan ke dalam aquades 50 mL, dihomogenkan dan ditambahkan kembali aquades hingga volume 100 mL.

3.4.1.7Tahap Pembuatan Nutrien 0,025mol

Natrium hidrogen pospat (NH4H2PO4) ditimbang sebanyak 2,857 g, kalium nitrat (KNO3) ditimbang sebanyak 2,5275 g, dan zink nitrat (Zn(NO3)2) ditimbang sebanyak 6,5349 g. Masing-masing zat

dibuat 0,025 mol. Kemudian ketiga zat tersebut dilarutkan ke dalam aquades 50 mL, dihomogenkan dan ditambahkan kembali aquades hingga volume 100 mL.

3.4.1.8Tahap Preparasi GN

Simplisia GN diperoleh dari Pulau Pari, Kepulauan Seribu, DKI Jakarta. GN dicuci dengan air untuk menghilangkan garam, mikroorganisme dan kotoran-kotoran yang menempel. GN yang telah bersih dikeringkan di udara terbuka selama beberapa minggu tanpa terkena cahaya matahari langsung. Simplisia yang telah kering kemudian dihaluskan menggunakan blender. Setelah itu, simplisia ditimbang massa keringnya.

3.4.1.9Tahap Pembuatan EGN

Ekstraksi GN dilakukan melalui beberapa cara untuk mengetahui cara ekstraksi terbaik yang sesuai dengan kebutuhan ekstrak GN sebagai bahan dasar pembuatan hidrogel. Cara pertama ekstraksi dilakukan dengan menambahkan etanol 80% dengan perbandingan 1:5 (w/v), dihomogenkan, diendapkan dan kemudian disaring. Filtrat dievaporasi dengan menggunakan penguap putar (rotary evaporator) pada suhu 50 °C sehingga dihasilkan ekstrak GN pertama. (Jasmanindar, 2009)

Cara kedua simplisia GN ditimbang sebanyak 40 gram dan dimasukkan ke dalam gelas erlenmeyer. Lalu dilakukan perendaman (maserasi) dengan larutan metanol 70% sebanyak 200 mL dan direndam selama 4 hari. Perendaman tersebut berfungsi untuk menyerap senyawa-senyawa organik yang terkandung dalam simplisia. Setelah 4 hari, larutan disaring menggunakan kertas saring hingga didapat larutan ekstrak GN kedua. (Melki, 2012)

Cara ketiga ekstraksi GN dilakukan dalam dua tahap yaitu direbus dengan air dengan total air perebusan sebanyak 20 kali berat GN kering. Perebusan pertama dilakukan dengan air seberat 14 kali berat kering GN selama 2 jam (suhu 85-95 °C, pH 6 - 7) sambil

diaduk. Hasil perebusan disaring dengan kain dan residunya diekstrak lagi selama 1 jam dengan air (massa air 6 kali berat GN kering). Hasil perebusan disaring, residu dibuang, dan filtratnya dicampurkan ke filtrat hasil penyaringan pertama. Campuran ini lalu diendapkan untuk memisahkan kotoran halus yang masih ada. Setelah pengendapan, dilakukan pengentalan dengan menambahkan bahan pengental KCl 2,5% sambil dipanaskan selama 15 menit dan terus diaduk hingga di dapat ekstrak GN ketiga. Ekstrak GN pertama, kedua, dan ketiga yang dihasilkan disimpan dalam wadah tertutup yang akan digunakan untuk penentuan optimasi pelarut.

3.4.2Tahap Sintesis

3.4.2.1Uji Awal EGN

Pada tahap ini dilakukan pembuatan hidrogel EGN–PVA, ketiga jenis EGN dari hasil ekstraksi dicampurkan dengan PVA dan

crosslinker GA masing-masing di dalam gelas yang berbeda dengan

perbandingan 1:1:1. Setelah itu diaduk selama 5 menit menggunakan

magnetic stirer sampai homogen dengan bantuan pemanasan sebesar

50°C kemudian dituangkan ke cetakan dan dibiarkan sampai hidrogel kering. Tahap ini bertujuan untuk mengetahui apakah hidrogel dapat terbentuk atau tidak. Hasil pengujian ini dapat digunakan untuk memilih pelarut EGN terbaik ketika dicampurkan dengan PVA dan

crosslinker GA pada penelitian hidrogel ditahap berikutnya melalui uji swelling.

3.4.2.2Optimasi Komposisi EGN dan PVA

Pada tahap ini dilakukan pembuatan hidrogel EGN-PVA dengan 5 macam variasi komposisi untuk mengetahui komposisi optimum dalam pembentukan hidrogel dimana variabel tetap dalam hal ini ialah volume crosslinker, suhu (50 °C), dan waktu pemanasan (5 menit).

Larutan PVA ditambahkan larutan EGN dan larutan

crosslinker dengan perbandingan masing-masing seperti pada tabel di

bawah. Setelah itu diaduk 5 menit menggunakan magnetic stirer sampai homogen dengan bantuan pemanasan sebesar 50°C kemudian dituangkan ke dalam cetakan dan dibiarkan sampai hidrogel kering. Terdapat dua cara pada pengeringan hidrogel yaitu pengeringan secara alami pada suhu ruang (suhu sesuai keadaan lingkungan) dan pengeringan dengan bantuan oven (suhu 40 °C) selama 24 jam.

Tabel 3.1 Perbandingan Volume PVA dan EGN pada Pembuatan Hidrogel dengan Pengeringan Alami pada Suhu Ruang No. PVA

(mL) EGN (mL) Crosslinker (mL) Suhu (°C) Waktu Pemanasan (menit)

1N 5 15 10 50 5

2N 10 10 10 50 5

3N 15 5 10 50 5

4N 20 - 10 50 5

5N - 20 10 50 5

Tabel 3.2 Perbandingan Volume PVA dan EGN pada Pembuatan Hidrogel dengan Pengeringan Menggunakan Oven pada 40 °C Selama 24 Jam

No. PVA (mL) EGN (mL) Crosslinker (mL) Suhu (°C) Waktu Pemanasan (menit)

1N-O 5 15 10 50 5

2N-O 10 10 10 50 5

3N-O 15 5 10 50 5

4N-O 20 - 10 50 5

5N-O - 20 10 50 5

3.4.2.3Tahap Pemasukan Nutrien ke dalam Hidrogel

Hidrogel yang telah terbentuk disisipkan nutrisi yang telah disiapkan sebelumnya dalam bentuk larutan nutrien. Metode penyisipan yang dilakukan ada dua yaitu, larutan nutrien dicampurkan bersamaan dengan bahan hidrogel CRF pada tahap pembuatan hidrogel. Sedangkan metode yang kedua dilakukan dengan cara

membenamkan hidrogel yang telah terbentuk ke dalam larutan nutrien sehingga terjadi difusi nutrien ke dalam hidrogel. Nutrien disisipkan pada hidrogel hasil uji optimasi komposisi dan variasi GA. Nutrien disisipkan dengan perbandingan PVA: EGN: Crosslinker: Nutrien yaitu 10:10:10:7,5 sesuai dengan penelitian sebelumnya. Adapun mikronutrien yang disisipkan yaitu Zink Nitrat 0,025 M sebagai sumber nutrisi bagi tanaman.

Pada tahap ini dilakukan pembuatan hidrogel EGN-PVA plus nutrien dengan dua cara penyisipan nutrien untuk mengetahui cara yang tepat dan selanjutnya hidrogel plus nutrien akan dikarakterisasi dan diuji kinerjanya.

3.4.3Tahap Karakterisasi Hidrogel CRF

Pada tahap ini, dilakukan karakterisasi terhadap biohidrogel controlled

release fertilizer yang terdiri dari PVA, EGN, dan crosslinker, ddengan dan

tanpa penambahan nutrien. Karakterisasi struktur dan morfologi biohidrogel dilakukan dengan menggunakan instrumentasi spektrometer FTIR, XRD, dan SEM. Sedangkan pengujian kinerja meliputi parameter swelling ratio,

water retention, release behavior, uji tumbuh, dan uji degradasi.

3.4.3.1Rasio Swelling

Untuk mempelajari swelling hidrogel, digunakan metode gravimetri. Rasio swelling diperlukan untuk mengetahui tingkat elastisitas hidrogel. Hidrogel kering ditimbang (Wd) lalu direndam

dalam 25 mL aquadest dalam gelas kimia 100 mL. Setelah beberapa saat, hidrogel diangkat dan permukaannya dikeringkan dengan menggunakan tissue. Kemudian hidrogel tersebut ditimbang kembali berdasarkan waktu yang telah ditentukan yaitu setiap 10 menit sekali selama 2 jam pertama dan selanjutnya setiap satu hari sampai dua minggu setelah perendaman pertama.

Waktu pengangkatan hidrogel dilambangkan dengan Ws. Rasio

swelling pada hidrogel CRF dipelajari dengan menggunakan

persamaan 1

(1)

3.4.3.2Retensi Air

Faktor retensi air dalam hidrogel berfungsi untuk mempertahankan kelembaban dan kandungan nutrisi dalam tanah pertanian. Untuk mempelajari retensi air tanah yang mengandung hidrogel CRF, sampel hidrogel CRF kering dibenamkan di dalam 40g tanah kering yang ditempatkan dalam cangkir (A). Sejumlah 40g tanah kering lain tanpa hidrogel CRF ditempatkan dalam cangkir (B), kemudian setiap cangkir ditimbang (W). Setelah itu, air suling sebanyak 25mL ditambahkan ke dalam kedua cangkir dan ditimbang kembali (Wo). Cangkir tersebut disimpan pada kondisi suhu kamar yang sama dan ditimbang setiap hari (Wt) sampai berat tanah kembali

seperti sebelum ditambahkan air suling. Retensi air (%WR) dari tanah kemudian dihitung dengan Persamaan 2.

(2) 3.4.3.3Uji Tumbuh pada Kecambah Kacang Hijau

Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah hidrogel dapat bekerja sebagai media tumbuh tanaman. Pada aplikasi ini tanaman yang digunakan ialah kacang hijau. Kacang hijau yang akan digunakan disortasi terlebih dahulu dengan merendam kacang hijau tersebut di dalam air bersih selama satu malam, kacang hijau yang terendam dipilih untuk selanjutnya digunakan untuk uji tumbuh pada hidrogel. Kacang hijau yang telah disortasi diletakkan di atas permukaan hidrogel plus nutrien dan diletakan di dalam cangkir (A). Sejumlah kacang hijau lain diletakkan di atas permukaan hidrogel plus nutrien yang disimpan di atas kapas basah dan ditempatkan dalam

cangkir (B). Kemudian kedua cangkir tersebut ditetesi dengan air secara berkala dan diamati pertumbuhannya.

3.4.3.4Pengujian Kemampuan Biodegradasi

Hidrogel dipotong dengan ukuran 1x1 cm, setiap spesi yang telah ditimbang ditempatkan pada tanah pertanian yang ada didalam sebuah pot. Pot tersebut dibiarkan selama 50 hari dalam kondisi

ambient. Variasi morfologi dan waktu disintregasi dari hidrogel

diamati.

3.4.3.5Release Behavior dengan Instrumentasi AAS

Penentuan konsentrasi adsorbsi dan desorbsi nutrien pada hidrogel dilakukan dengan menggunakan metode AAS untuk mengetahui perubahan konsentrasi pada hidrogel sebelum dan setelah pelepasan nutrisi. Konsentrasi nutrient dapat ditentukan dari kurva kalibrasi larutan standar. Kurva standar dibuat dengan memplot absorbansi (sumbu Y) terhadap konsentrasi larutan standar (sumbu X). Diperoleh garis linear dengan dejarat linearitas mendekati 1. Kemudian, konsentrasi larutan nutrien diperoleh dengan membandingkan absorbansi larutan tersebut dengan absorbansi larutan standar yang telah diketahui konsentrasinya.

Hidrogel kering tanpa nutrien direndam ke dalam larutan nutrien Zink Nitrat dengan konsentrasi 1, 2, 3, 4, dan 5 ppm. Penyisipan nutrien ke dalam hidrogel dilakukan selama 18 menit. Hidrogel kemudian diangkat dan keringkan dengan tissue. Hidrogel yang telah dikeringkan tersebut bersama hidrogel nutrien coated yang telah dipotong dengan ukuran 0,5 x0,5 cm2 dibenamkan dalam 25 mL aquadest selama 18 menit kemudian diangkat dan ditiriskan. Konsentrasi nutrien yang terdesorbsi dalam aquadest hasil rendaman tersebut di uji AAS dengan panjang gelombang 766.5 nm, energi 64%, dan interval waktu pengukuran 0,7 detik. Pengukuran konsentrasi dilakukan secara triplo.

3.4.3.6Karakterisasi menggunakan SEM

Alat yang akan digunakan pada analisis ini yaitu SEM. Pengujian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui penampang muka dan penampang melintang hidrogel serta untuk mengetahui ukuran pori hidrogel. Sebelum diuji, hidrogel terlebih dahulu dikeringkan dan kemudian dihaluskan. Setelah itu, sampel ditempatkan pada wadah sampel kemudian dimasukkan ke dalam vacuum chamber dari instrumen SEM untuk diobservasi struktur morfologinya.

3.4.3.7Karakterisasi menggunakan FTIR spektrometer

Karakterisasi ini dilakukan untuk menentukan gugus fungsi pada hidrogel dengan bantuan alat spektrofotometer FTIR (SHIMADZU FTIR-8400). Terdapat 5 sampel yang dikarakterisasi menggunakan FTIR spektrometer, diantaranya: GN, EGN, PVA-GA, biohidrogel dengan dan tanpa nutrien. Pada tahap preparasi, sampel dihaluskan kemudian dipadatkan dan dianalisis dalam bentuk pelet dengan penambahan KBr. Pelet sampel dimasukkan ke dalam intrumen untuk diukur serapan FTIR pada sampel tersebut. Spektrum direkam dalam daerah bilangan gelombang dari 4000 cm-1 sampai 600 cm-1. Kemudian spektrum yang diperoleh dibandingkan satu sama lain untuk melihat pengaruh nutrien dalam pembentukan gugus fungsi pada hidrogel.

3.4.3.8Karakterisasi menggunakan XRD

Kristalinitas biohidrogel CRF dikarakterisasi dengan menggunakan teknik X-ray diffraction (XRD) dengan energi 50kV/ 300 mA. Sebelum dilakukan pengukuran, hidrogel terlebih dahulu dikeringkan dan kemudian dihaluskan. Setelah itu, sampel ditempatkan pada wadah sampel kemudian diuji kristalinitasnya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :

a. Ekstrak GN (EGN) didapat dari hasil ekstraksi simplisia GN kering dengan metode maserasi selama 4 hari menggunakan pelarut optimum yaitu methanol 70%. EGN tersebut direaksikan dengan PVA dan CL(GA) untuk membentuk biohidrogel. Adapun waktu yang dibutuhkan sampai biohidrogel terbentuk ialah tujuh hari setelah hari sintesis.

b. Berdasarkan hasil optimasi komposisi melalui uji rasio swelling, retensi air, dan FTIR maka dapat disimpulkan komposisi optimum dengan perbandingan PVA:EGN:CL(GA) ialah 1:1:1 dengan kemampuan swelling mencapai 440% dan mampu menjaga kelembaban tanah (retensi air) sampai hari ke-25.

c. Uji instrumentasi menggunakan XRD menunjukkan bahwa biohidrogel dengan nutrien memiliki nilai kristalinitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan biohidrogel tanpa nutrien. Uji FTIR menyatakan bahwa biohidrogel dengan nutrien dan tanpa nutrien menghasilkan puncak-puncak pada bilangan gelombang yang sama namun lebar dan ketajaman puncak yang berbeda, hal ini disebabkan oleh adanya pengaruh lingkungan yang berasal dari air ataupun nutrien. Sedangkan uji SEM mengkonfirmasi bahwa pada kedua jenis biohidrogel tersebut terdapat pori, namun ukuran dari pori-pori tersebut belum bisa dihitung karena keterbatasan alat.

d. Uji kinerja pada biohidrogel terdiri dari rasio swelling, retensi air,

release behavior, uji tumbuh, dan juga uji biodegradable. Pada rasio swelling dan retensi air, biohidrogel dengan nutrien menunjukkan

dapat dikaitkan dengan harga kristalinitas dimana daya absorpsi dan desorpsi berbanding lurus dengan kristalinitas. Selanjutnya, release

behavior menunjukkan bahwa biohidrogel berbahan dasar EGN

memiliki ikatan kimia yang kuat dengan nutrien yang disisipkan sehingga laju pelepasan nutrien belum dapat diukur. Uji tumbuh menunjukkan bahwa biohidrogel tidak bisa bekerja secara mandiri sebagai media tumbuh tetapi biohidrogel dapat bekerja dengan adanya media pendukung. Sedangkan uji biodegradable menyatakan bahwa biohidrogel berbahan dasar EGN bersifat biodegradable.

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya penulis menyarankan:

a. Pada uji SEM sebaiknya biohidrogel di sintesis dengan bentuk setipis mungkin atau monolayer untuk memudahkan analisis mengenai porositas dan luas permukaan dari pori biohidrogel yang telah disintesis sehingga didapatkan hasil yang maksimal.

b. Pada uji kinerja release behavior, perubahan konsentrasi larutan nutrien diukur berdasarkan fungsi waktu untuk mengetahui kemampuan pelepasan nutrien oleh biohidrogel.

c. Pada uji tumbuh sebaiknya dilakukan pula pengujian pada blanko agar dapat membandingkan hasil analisis uji tumbuh pada hidrogel dan juga blanko.

DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Mohzen, A.M., et al. (2011). “Eco-Synthesis of PVA/Chitosan Hidrogels for Biomedical Appliccation”. J Polym Environ. 19, 1005-1012.

Anggadiredja, J.T., Zatnika, A., Purwoto, H., dan Istini, S., 2002. Rumput Laut, Penebar Swadaya, Jakarta Chapman, V.J., and Chapman, C.J., 1980. ”Seaweed and Their Uses”. 3rd

ed., pp. 148 – 193, Chapman and Hall Ltd., London

Aslan, L. M. (1998). Budidaya rumput laut. Kanisius. Yogyakarta, 92 hlm.

Atefah, et al. (2009). “Synthesis and Analysis of Swelling and Controlled Release Behaviour of Anionic sIPN Acrylamide based Hydrogels”. World Academy of Science, Engineering and Technology 56 2009.

[Dirjen] Direktorat Jenderal Perikanan. 2005. Profil rumput laut Indonesia. Jakarta. Dirjen Perikanan Budidaya DKP. 152 hlm.

Distantina, Sperisa, dkk. (2008). “Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Larutan Perendaman terhadap Kecepatan Ekstraksi dan Sifat Gel Agar-agar dari Rumput Laut Gracilaria verrucosa”. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 2, No. 1

Han X, Chen S, dan Xianguo Hu. (2008). “Controlled-release fertilizer encapsulated by starch/polyvinyl alcohol coating”. Desalination. 240,

21-26.

Hendrajat, A. E. (2010). “Polikultur udang vaname (Litopenaeus vannamei) dan rumput laut (Gracillaria verrucosa)”. Sulawesi: Balai Riset Perikanan Budidaya Air Payau.

Jamnongkan, T., Kaewpirom, S. (2010). “Controlled-Release Fertilizer Based on Chitosan Hidrogel: Phosphorus Release Kinetic”. Science Journal UBU. 1,

(1), 43-50.

Jasmanindar, Y. (2009). Penggunaan Ekstrak Gracilaria Verrucosa Untuk

Meningkatkan Sistem Ketahanan Udang Vaname Litopenaeus Vanname.

Kaewpirom, S., & Boonsang, S. (2006). “Electrical response characterization of poly(ethylene glycol) macromer (PEGM) / chitosan hydrogels in NaCl solution”. European Polymer Journal, 42, 1609–16.

Liang, R., Liu, M., & Wu, L. (2007). “Controlled Release NPK Compound Fertilizer with The Function of Water Retention”. Reactive and Functional Polymers. 67, 769-79.

Luning, K. 1990. Seaweeds - Their Environment, Biogeography, and Ecophysiology. A WileyInterscience Publication.

Matsuhasi, T., 1977. Acid Pretreatment of Agarophytes Provides Improvement in Agar Extraction, J. Food Sci., 42, 1396 – 1400.

M.E. Trenkel. 2010. Slow- and Controlled- Release and Stabilized Fertilizers An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture. Graphics:

Helene Glnet, IFA. ISBN 978-2-9523139-7-1.

Melki, Ayu EP, Wike, dan Kurniati. (2012). “Uji Antibakteri Ekstrak Gracilaria sp (Rumput Laut) Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus

aureus”. FMIPA Universitas Sriwijaya, Indralaya: Tidak Diterbitkan.

Mobarok. (2007). Kristalisasi dan Karakterisasi Senyawa Aktif Bioflokulan DYT

hasil Isolasi Melalui Metode Refluks. Skripsi Sarjana pada FPMIPA

Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan.

M. Ray. (1999). Essential Plant Nutrients: their presence in North Carolina soils

and role in plant nutrition. Agronomis Division : NCDA&CS

Nurul-Ulfah, N. (2013). Preparasi dan Uji Swelling Ratio Hidrogel Berbahan

Dasar Polivinil Alkohol Bioflokulan DYT dan Kitosan. Skripsi Sarjana pada

FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan. Omidian, H. and Park, K. (2008). “Swelling agents and devices in oral drug

delivery”. J. DRUG DEL. SCI. TECH. 18(2)83-93 2008.

Purnawijaya, Y. (2013). Preparasi dan Uji Swelling Ratio Hidrogel Berbahan

Dasar Polivinil Alkohol Bioflokulan DYT dan Kitosan. Skripsi Sarjana pada

FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan. Putra, S. E. (2006). Alga laut sebagai biotarget industri. Sekjen Ikatan Mahasiswa

Shaviv, A. and Mikkelsen, R.L. (1993a). “Slow release fertilizers for a safer environment maintaining high agronomic efficiency”. Fertilizer Research 35, 1-12.

Shaviv A. and Mikkelsen, R.L. (1993b). “Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimize environmental degradation” – A review. Fertilizer Research 35, 1-12.

Shaviv, A. (2005): Controlled Release Fertilizers. IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertilizers, Frankfurt. International Fertilizer Industry Association Paris, France.

Shoji, S. (2005). “Innovative use of controlled availability fertilizers with high performance for intensive agriculture and environmental conservation”. Science in China Ser. C. Life Sciences 48, 912-920.

Swantomo, dkk. (2008). “Pembuatan Komposit Polimer Superabsorben dengan Mesin Berkas Elektron”. Seminar Nasional IV Sdm Teknologi NuklirYogyakarta.

Tachibana, M. (2007 and 2008). Chissoasahi fertilizer co., Ltd: personal report. Uswatun Hasanah, R. (2007). Pemanfaatan Rumput Laut (Gracilaria sp.) dalam

Meningkatkan Kandungan Serat Pangan Pada Sponge Cake. Skripsi Sarjana pada FPIK Institut Pertanian Bogor, Bogor : Tidak Diterbitkan. Varshosaz', J. dan Koopaie, N. (2002). ”Cross-linked Poly (vinyl alcohol)

Hydrogel : Study of Swelling and Drug Release Behaviour”. Iranian Polymer Journal .11, (2), 123-131.

Wang, W. Dan Wang, A. (2010). “Preparation, Swelling and Water-retention Properties of Crosslinked Superabsorbent Hydrogels Based on Guar Gum”.

Advanced Materials Research . 96, 177-182.

You, H.C., Jinhae., dan Park, J.H. (2009). “Pulp And Paper Made From Rhodophyta And Manufacturing Method Thereof”. United States Patent.

US 7,662,019 B2.

Zhang, M. (2007). “Effect of coated controlled-release fertilizer on yield increase and environmental significance”. (Chinese) Ecology and Environment.

Zhang, M., Yang, Y.Ch., Song, F.Pg. and Shi, Y.Xi (2005). “Study and Industrialized Development of Coated Controlled-Release Fertilizers”. (Chinese) Journal of Chemical Fertilizer Industry, 177-196.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :

a. Ekstrak GN (EGN) didapat dari hasil ekstraksi simplisia GN kering dengan metode maserasi selama 4 hari menggunakan pelarut optimum yaitu methanol 70%. EGN tersebut direaksikan dengan PVA dan CL(GA) untuk membentuk biohidrogel. Adapun waktu yang dibutuhkan sampai biohidrogel terbentuk ialah tujuh hari setelah hari sintesis.

b. Berdasarkan hasil optimasi komposisi melalui uji rasio swelling, retensi air, dan FTIR maka dapat disimpulkan komposisi optimum dengan perbandingan PVA:EGN:CL(GA) ialah 1:1:1 dengan kemampuan swelling mencapai 440% dan mampu menjaga kelembaban tanah (retensi air) sampai hari ke-25.

c. Uji instrumentasi menggunakan XRD menunjukkan bahwa biohidrogel dengan nutrien memiliki nilai kristalinitas yang lebih tinggi dibandingkan dengan biohidrogel tanpa nutrien. Uji FTIR menyatakan bahwa biohidrogel dengan nutrien dan tanpa nutrien menghasilkan puncak-puncak pada bilangan gelombang yang sama namun lebar dan ketajaman puncak yang berbeda, hal ini disebabkan oleh adanya pengaruh lingkungan yang berasal dari air ataupun nutrien. Sedangkan uji SEM mengkonfirmasi bahwa pada kedua jenis biohidrogel tersebut terdapat pori, namun ukuran dari pori-pori tersebut belum bisa dihitung karena keterbatasan alat.

d. Uji kinerja pada biohidrogel terdiri dari rasio swelling, retensi air, release behavior, uji tumbuh, dan juga uji biodegradable. Pada rasio swelling dan retensi air, biohidrogel dengan nutrien menunjukkan kinerja yang lebih baik di banding biohidrogel tanpa nutrien. Hal ini

dapat dikaitkan dengan harga kristalinitas dimana daya absorpsi dan desorpsi berbanding lurus dengan kristalinitas. Selanjutnya, release behavior menunjukkan bahwa biohidrogel berbahan dasar EGN memiliki ikatan kimia yang kuat dengan nutrien yang disisipkan sehingga laju pelepasan nutrien belum dapat diukur. Uji tumbuh menunjukkan bahwa biohidrogel tidak bisa bekerja secara mandiri sebagai media tumbuh tetapi biohidrogel dapat bekerja dengan adanya media pendukung. Sedangkan uji biodegradable menyatakan bahwa biohidrogel berbahan dasar EGN bersifat biodegradable.

5.2 Saran

Untuk penelitian selanjutnya penulis menyarankan:

a. Pada uji SEM sebaiknya biohidrogel di sintesis dengan bentuk setipis mungkin atau monolayer untuk memudahkan analisis mengenai porositas dan luas permukaan dari pori biohidrogel yang telah disintesis sehingga didapatkan hasil yang maksimal.

b. Pada uji kinerja release behavior, perubahan konsentrasi larutan nutrien diukur berdasarkan fungsi waktu untuk mengetahui kemampuan pelepasan nutrien oleh biohidrogel.

c. Pada uji tumbuh sebaiknya dilakukan pula pengujian pada blanko agar dapat membandingkan hasil analisis uji tumbuh pada hidrogel dan juga blanko.

DAFTAR PUSTAKA

Abdel-Mohzen, A.M., et al. (2011). “Eco-Synthesis of PVA/Chitosan Hidrogels for Biomedical Appliccation”. J Polym Environ. 19, 1005-1012.

Anggadiredja, J.T., Zatnika, A., Purwoto, H., dan Istini, S., 2002. Rumput Laut, Penebar Swadaya, Jakarta Chapman, V.J., and Chapman, C.J., 1980. ”Seaweed and Their Uses”. 3rd

ed., pp. 148 – 193, Chapman and Hall Ltd., London

Aslan, L. M. (1998). Budidaya rumput laut. Kanisius. Yogyakarta, 92 hlm.

Atefah, et al. (2009). “Synthesis and Analysis of Swelling and Controlled Release Behaviour of Anionic sIPN Acrylamide based Hydrogels”. World Academy of Science, Engineering and Technology 56 2009.

[Dirjen] Direktorat Jenderal Perikanan. 2005. Profil rumput laut Indonesia. Jakarta. Dirjen Perikanan Budidaya DKP. 152 hlm.

Distantina, Sperisa, dkk. (2008). “Pengaruh Konsentrasi dan Jenis Larutan Perendaman terhadap Kecepatan Ekstraksi dan Sifat Gel Agar-agar dari Rumput Laut Gracilaria verrucosa”. Jurnal Rekayasa Proses, Vol. 2, No. 1

Han X, Chen S, dan Xianguo Hu. (2008). “Controlled-release fertilizer encapsulated by starch/polyvinyl alcohol coating”. Desalination. 240, 21-26.

Hendrajat, A. E. (2010). “Polikultur udang vaname (Litopenaeus vannamei) dan rumput laut (Gracillaria verrucosa)”. Sulawesi: Balai Riset Perikanan Budidaya Air Payau.

Jamnongkan, T., Kaewpirom, S. (2010). “Controlled-Release Fertilizer Based on Chitosan Hidrogel: Phosphorus Release Kinetic”. Science Journal UBU. 1, (1), 43-50.

Jasmanindar, Y. (2009). Penggunaan Ekstrak Gracilaria Verrucosa Untuk Meningkatkan Sistem Ketahanan Udang Vaname Litopenaeus Vanname. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Kaewpirom, S., & Boonsang, S. (2006). “Electrical response characterization of poly(ethylene glycol) macromer (PEGM) / chitosan hydrogels in NaCl solution”. European Polymer Journal, 42, 1609–16.

Liang, R., Liu, M., & Wu, L. (2007). “Controlled Release NPK Compound Fertilizer with The Function of Water Retention”. Reactive and Functional Polymers. 67, 769-79.

Luning, K. 1990. Seaweeds - Their Environment, Biogeography, and Ecophysiology. A WileyInterscience Publication.

Matsuhasi, T., 1977. Acid Pretreatment of Agarophytes Provides Improvement in Agar Extraction, J. Food Sci., 42, 1396 – 1400.

M.E. Trenkel. 2010. Slow- and Controlled- Release and Stabilized Fertilizers An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture. Graphics: Helene Glnet, IFA. ISBN 978-2-9523139-7-1.

Melki, Ayu EP, Wike, dan Kurniati. (2012). “Uji Antibakteri Ekstrak Gracilaria sp (Rumput Laut) Terhadap Bakteri Escherichia coli dan Staphylococcus aureus”. FMIPA Universitas Sriwijaya, Indralaya: Tidak Diterbitkan.

Mobarok. (2007). Kristalisasi dan Karakterisasi Senyawa Aktif Bioflokulan DYT hasil Isolasi Melalui Metode Refluks. Skripsi Sarjana pada FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan.

M. Ray. (1999). Essential Plant Nutrients: their presence in North Carolina soils and role in plant nutrition. Agronomis Division : NCDA&CS

Nurul-Ulfah, N. (2013). Preparasi dan Uji Swelling Ratio Hidrogel Berbahan Dasar Polivinil Alkohol Bioflokulan DYT dan Kitosan. Skripsi Sarjana pada FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan. Omidian, H. and Park, K. (2008). “Swelling agents and devices in oral drug

delivery”. J. DRUG DEL. SCI. TECH. 18(2)83-93 2008.

Purnawijaya, Y. (2013). Preparasi dan Uji Swelling Ratio Hidrogel Berbahan Dasar Polivinil Alkohol Bioflokulan DYT dan Kitosan. Skripsi Sarjana pada FPMIPA Universitas Pendidikan Indonesia, Bandung : Tidak Diterbitkan. Putra, S. E. (2006). Alga laut sebagai biotarget industri. Sekjen Ikatan Mahasiswa

Shaviv, A. and Mikkelsen, R.L. (1993a). “Slow release fertilizers for a safer environment maintaining high agronomic efficiency”. Fertilizer Research 35, 1-12.

Shaviv A. and Mikkelsen, R.L. (1993b). “Controlled-release fertilizers to increase efficiency of nutrient use and minimize environmental degradation” – A review. Fertilizer Research 35, 1-12.

Shaviv, A. (2005): Controlled Release Fertilizers. IFA International Workshop on Enhanced-Efficiency Fertilizers, Frankfurt. International Fertilizer Industry Association Paris, France.

Shoji, S. (2005). “Innovative use of controlled availability fertilizers with high performance for intensive agriculture and environmental conservation”. Science in China Ser. C. Life Sciences 48, 912-920.

Swantomo, dkk. (2008). “Pembuatan Komposit Polimer Superabsorben dengan Mesin Berkas Elektron”. Seminar Nasional IV Sdm Teknologi NuklirYogyakarta.

Tachibana, M. (2007 and 2008). Chissoasahi fertilizer co., Ltd: personal report. Uswatun Hasanah, R. (2007). Pemanfaatan Rumput Laut (Gracilaria sp.) dalam

Meningkatkan Kandungan Serat Pangan Pada Sponge Cake. Skripsi Sarjana pada FPIK Institut Pertanian Bogor, Bogor : Tidak Diterbitkan. Varshosaz', J. dan Koopaie, N. (2002). ”Cross-linked Poly (vinyl alcohol)

Hydrogel : Study of Swelling and Drug Release Behaviour”. Iranian Polymer Journal .11, (2), 123-131.

Wang, W. Dan Wang, A. (2010). “Preparation, Swelling and Water-retention Properties of Crosslinked Superabsorbent Hydrogels Based on Guar Gum”. Advanced Materials Research . 96, 177-182.

You, H.C., Jinhae., dan Park, J.H. (2009). “Pulp And Paper Made From Rhodophyta And Manufacturing Method Thereof”. United States Patent. US 7,662,019 B2.

Zhang, M. (2007). “Effect of coated controlled-release fertilizer on yield increase and environmental significance”. (Chinese) Ecology and Environment.

Zhang, M., Yang, Y.Ch., Song, F.Pg. and Shi, Y.Xi (2005). “Study and Industrialized Development of Coated Controlled-Release Fertilizers”. (Chinese) Journal of Chemical Fertilizer Industry, 177-196.