KAJIAN PENGOLAHAN DAN TOKSISITAS KHITOSAN LARUT AIR DENGAN MENGGUNAKAN TIKUS PUTIH ( Rattus norvegicus ) MUNAWWAR KHALIL SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Kajian Pengolahan dan Toksisitas Khitosan Larut Air dengan Menggunakan Tikus Putih (Rattus norvegicus) adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Januari 2007 Munawwar Khalil NIM F051020021
ABSTRAK MUNAWWAR KHALIL. Kajian Pengolahan dan Toksisitas Khitosan Larut Air dengan Menggunakan Tikus Putih (Rattus norvegicus). Dibimbing oleh EDY HARTULISTIYOSO dan SINGGIH WIBOWO. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari cara pembuatan khitosan larut air (CMC) dengan karakteristiknya dan mengetahui pengaruh toksisitas CMC melalui perubahan biokimia darah dan hispatologi jaringan hati dan ginjal pada tikus percobaan. Penelitian ini dilakukan dalam 2 tahap yaitu Tahap I, persiapan bahan baku, pengolahan khitin, pengolahan khitosan, pengolahan CMC dengan perlakuan suhu (50, 70 dan 90 o C) dan mengkarakterisasinya (viskositas, kelarutan, rendemen, ph, kadar air, kadar abu, derajat deasetilasi, protein dan nitrogen). Tahap II meliputi proses aplikasi CMC dengan konsentrasi yang berbeda yaitu 0 %, 0.5 %, 1 %, 1.5 % dan 2 % pada tikus percobaan yang dilakukan selama 21 hari dan pengamatan terhadap perubahan biokimia darah dan hispatologi jaringan hati dan ginjal. Hasil pengamatan terhadap viskositas menunjukkan hasil yang bervariasi yaitu antara 123.67-338.33 Cps, dimana terdapat perbedaan yang nyata pada semua perlakuan (P<0.05) dan ternyata penggunaan suhu berpengaruh kepada viskositas, artinya semakin tinggi suhu akan menurunkan viskositas. Kelarutan CMC juga diperoleh hasil yang bervariasi, berkisar antara 95.08-99.84 %. Hasil tertinggi diperoleh pada pelakuan suhu 70 o C dan terrendah pada perlakuan 50 o C. Terdapat perbedaan yang nyata (P<0.05) antara perlakuan 50 o C dengan 70 o C dan 90 o C, sedangkan perlakuan 70 o C tidak berbeda nyata (P>0.05) dengan perlakuan 90 o C. Untuk nilai ph diperoleh hasil antara 4.33-4.57. Sebenarnya untuk menaikkan ph sampai netral sangat sulit dilakukan, karena dengan menambahkan NaOH akan mengendapkan larutan dan tidak dapat ditarik dengan isopropil alkohol. Derajat deasetilasi dihasilkan berkisar antara 61.51-63.51%. Secara umum hasil ini masih di bawah standar yang ditetapkan oleh Protan Laboratories yaitu >70 %. Hasil analisis sidik ragam ternyata tidak berpengaruh nyata (P>0.05) pada semua perlakuan. Berdasarkan hasil analisis biokimia darah SGOT diperoleh hasil antara 137.77 154.33 U/l dan SGPT 42.30 55.28 U/l. Hampir semua hasil analisis ini di bawah perlakuan kontrol, artinya tidak terjadi peningkatan enzim dalam darah yang menunjukkan kerusakan pada hati. Pada analisis Kreatinin tidak terjadi perubahan sampai pada konsentrasi 0.5 dan 1 %, sedangkan pada 1.5 dan 2 % mengalami pembendungan ringan dengan terjadinya pertumbuhan sel baru untuk memproteksi sel dari pengaruh bahan yang bersifat toksik. Kadar BUN meningkat pada perlakuan 1% yaitu sebesar 33.67 mg/dl, lebih besar dari perlakuan kontrol yaitu 25.67 mg/dl, sedangkan perlakuan 1.5 dan 2 % terjadi penurunan. Hal ini menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi CMC yang diberikan, maka kadar BUN dalam darah semakin menurun. Dalam proses pengolahan CMC ternyata penggunaan suhu yang tinggi dapat meningkatkan kelarutan dan rendemen, tetapi viskositas menurun dan pengaturan ph sampai netral sulit dilakukan. Pada pengujian toksisitas secara histologi, ternyata pemberian CMC sampai konsentrasi 2 % dapat menekan laju berat badan dan tidak menunjukkan gejala klinis yang bersifat toksik pada tikus percobaan.
Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya
KAJIAN PENGOLAHAN DAN TOKSISITAS KHITOSAN LARUT AIR DENGAN MENGGUNAKAN TIKUS PUTIH (Rattus norvegicus) MUNAWWAR KHALIL Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Teknologi Pasca Panen SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2007
PRAKATA Puji syukur ke hadlirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-nya penulis telah dapat menyelesaikan penulisan Tesis ini dengan judul Kajian Pengolahan dan Toksisitas Khitosan dengan Menggunakan Tikus Putih (Rattus norvegicus) sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan Program Magister Sains. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada Bapak Dr. Ir. Edy Hartulistiyoso, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. Singgih Wibowo, MS selaku Ketua dan Anggota Komisi Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan arahannya dalam penulisan Tesis ini. Kemudian penulis mengucapkan terimakasih kepada Bapak Dr. W. Farid Ma ruf selaku Kepala Balai Besar Riset Pengolahan Produk dan Bioteknologi Kelautan dan Perikanan Jakarta, atas bantuan dana, fasilitas dan kerjasamanya. Ibu Ir. Yusro Nuri Fazwya, M.Si beserta staf peneliti lainnya yang telah bersedia membantu selama pengumpulan data. Bapak Prof. Dr. Ir. Hadi Karya Purwadaria, Ipm (mantan Ketua Departemen Teknologi Pasca Panen/TPP) dan Dr. Ir. I Wayan Budiastra, M.Agr selaku Ketua Departemen Teknologi Pasca Panen (TPP), terimakasih atas perhatian dan motivasinya. Ibu drh. Ekowati Handharyani, DVM, MS, PhD yang telah bersedia membantu dalam menganalisis hispatologitoksisitas khitosan larut air (CMC). Ucapan terimakasih yang tak terhingga dan setulus-tulusnya kepada Ayahanda Abdurrahman Ibrahim (Alm) dan Ibunda Ummi Usman, Abang, Kakak, Adik serta seluruh anggota keluarga atas doa, dukungan dan kasih sayangnya. Tidak lupa pula penulis mengucapkan terimakasih kepada teman-teman Jurusan Teknologi Pasca Panen (TPP) angkatan 2002 khususnya dan teman-teman dari Ikatan Mahasiswa Pascasarjana Aceh (IKAMAPA) Bogor pada umumnya, atas dorongan semangat dan kebersamaannya. Terakhir penulis juga sangat mengharapkan saran-saran dan kritikan yang bersifat membangun atas kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan Tesis ini, semoga dapat bermanfaat bagi pembacanya. Bogor, Januari 2007 Penulis
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 4 Manfaat Penelitian... 4 TINJAUAN PUSTAKA... 5 Khitosan... 6 Sumber Khitosan... 6 Sifat-sifat Fisikokimia Khitin dan Khitosan... 6 Ekstraksi Khitosan... 8 Aplikasi Khitin dan Khitosan... 9 Khitosan Larut air... 10 Hewan Percobaan... 11 Toksisitas Khitosan... 12 Penurunan Berat Badan... 14 BAHAN DAN METODE... 15 Tempat dan Waktu... 15 Bahan dan Alat... 15 Metode Penelitian... 16 Analisis... 20 Rancangan Percobaan... 24 HASIL DAN PEMBAHASAN... 26 Penelitian Tahap I... 26 Penelitian Tahap II... 28 SIMPULAN... 38 DAFTAR PUSTAKA... 39 LAMPIRAN... 44
DAFTAR TABEL Halaman 1 Spesifikasi Khitosan... 8 2 Spesifikasi Khitosan Larut Air... 29 3 Hasil Rata-rata Kadar SGOT dan SGPT dalam Darah. 32 4 Hasil Rata-rata Kadar Kreatinin dan BUN dalam Darah... 34
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Struktur molekul khitin... 8 2 Struktur molekul khitosan... 9 3 Struktur khitosan larut air... 11 4 Diagram proses pembuatan khitin... 18 5 Diagram proses pembuatan khitosan... 19 6 Diagram proses pembuatan khitosan larut air... 19 7 Penampang melintang hati pada perlakuan kontrol (0%)... 31 8 Penampang melintang hati pada perlakuan 1.5%... 31 9 Pengaruh CMC terhadap biokimia darah... 34 10 Penampang melintang ginjal pada perlakuan kontrol (0%)... 35 11 Penampang melintang ginjal pada perlakuan 2%... 35 12 Grafik rata-rata berat badan tikus yang diberi CMC selama 21 hari... 36 13 Grafik rata-rata sisa pakan per hari selama 21 hari... 37