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 2014
PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn 2+ 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
PERSETUJUAN Judul : Pembuatan Kitosan Nanopartikel Dari Cangkang Belangkas (Tachypleus gigas) Dengan Tripolifosfat Yang Bermuatan Ion Logam Zn 2+ Untuk Uji Aktivitas Bakteri Kategori : Skripsi Nama : Raissa Adelia Harahap Nim : 090802035 Program studi : Sarjana (S1) Kimia Departemen Fakultas : Kimia : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Desember 2013 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Prof.Dr. Zul Alfian,M.Sc NIP.195504051983031002 Prof.Dr.Harry Agusnar, M.Sc, M.Phil NIP.195308171983031002 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, DR. Rumondang Bulan Nst. MS NIP. 19540830195032001
PERNYATAAN PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn 2+ 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
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. 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, Raissa Adelia Harahap
PEMBUATAN KITOSAN NANOPARTIKEL DARI CANGKANG BELANGKAS (Tachypleus gigas) DENGAN TRIPOLIFOSFAT YANG BERMUATAN ION LOGAM Zn 2+ 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 Zn 2+ terhadap bakteri Escherichia coli dan Stapylococcus aureus menggunakan metode difusi cakram. Hasil uji pengaruh kitosan nanopartikel dan kitosan nanopartikel yang bermuatan ion logam Zn 2+ 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. Kata kunci : Kitosan, Nanopartikel, Belangkas, Antibakteri,
PREPARATION OF NANOPARTICLES CHITOSAN FROM HORSESHOE CRAB SHELLS (Tachypleus gigas) WITH TRIPOLYPHOSFAT LOADED Zn 2+ 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 Zn 2+ 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 Zn 2+ 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. Keywords : Chitosan, Nanoparticle, Horseshoe crab, Antibacterial
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran Halaman ii iii iv v vi vii ix x 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
3.3.6 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 Zn 2+ 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 Lampiran 41
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
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 Zn 2+ 34 4.3. Hasil SEM Kitosan Nanopartikel Dengan Perbesaran 50.000 x 36
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