penentuan kadar glukosamin dari substrat …digilib.unila.ac.id/24598/3/skirpsi tanpa bab...

57
PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT KULIT UDANG MENGGUNAKAN BAKTERI Actinomycetes ANL-4 SEBAGAI PENDEGRADASI DALAM VARIASI WAKTU INKUBASI (Skripsi) Oleh FEBRI WINDI ASMORO JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2016

Upload: leque

Post on 16-Feb-2018

245 views

Category:

Documents


10 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT KULITUDANG MENGGUNAKAN BAKTERI Actinomycetes ANL-4 SEBAGAI

PENDEGRADASI DALAM VARIASI WAKTU INKUBASI

(Skripsi)

Oleh

FEBRI WINDI ASMORO

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG2016

Page 2: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

ABSTRAK

PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT KULIT UDANG

MENGGUNAKAN BAKTERI Actinomycetes ANL-4 SEBAGAI

PENDEGRADASI DALAM VARIASI WAKTU INKUBASI

Oleh

Febri Windi Asmoro

Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat kulit udangmenjadi glukosamin menggunakan Actinomycetes ANL-4. ActinomycetesANL-4 menghasilkan enzim kitinase dan enzim kitin deasetilase. Produksiglukosamin dilakukan secara fermentasi dengan sistem tertutup (Batch).Waktu fermentasi dilakukan untuk 1, 2, 3, 4, dan 5 hari. Produk berupaglukosamin diperoleh paling tinggi pada hari pertama sebesar 72%. Produkglukosamin direaksikan dengan ninhidrin dan dianalisis menggunakanspektofotometri UV-Vis. Hasil analisis menunjukkan kadar kemurnianglukosamin paling tinggi didapat pada hari pertama yaitu sebesar 0,0638 %.

Kata kunci : Actinomycetes ANL-4, Fermentasi Batch, Spektrofotometer UV-Vis

Page 3: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

ABSTRACT

THE DETERMINATION OF GLUCOSAMINE AMOUNT FROM SHIRMP

SHELL SUBSTRAT BY USING Actinomycetes ANL-4 BACTERY AS A

DECOMPOSITION IN INCUBATIONS TIME VARIATION

By

Febri Windi Asmoro

This research was conducted to convert enzyme of chitin to glucosamine fromshrimp shell by using Actinomycetes ANL-4. Actinomycetes ANL-4 produceschitinase and deasetilase enzymes. The production of glucosamine for thatprocess was performed by fermentation with batch system. The fermentationperiod was carried out for 1, 2, 3, 4 and 5 days. The highest result ofglucosamine production was acquired in first day, about 72%. Then, theproduct was mixed with ninhidrin and analyzed by using UV-Visspectrofhotometry. The analysis’s result showed that the highest purity ofglucosamine was acquired at the first day it.e. 0,0638%.

Kata kunci : Actinomycetes ANL-4, Fermentasi Batch, Spektrofotometer UV-Vis

Page 4: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT KULITUDANG MENGGUNAKAN BAKTERI Actinomycetes ANL-4 SEBAGAI

PENDEGRADASI DALAM VARIASI WAKTU INKUBASI

Oleh

FEBRI WINDI ASMORO

SkripsiSebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan KimiaFakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG2016

Page 5: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat
Page 6: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat
Page 7: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sukoharjo pada tanggal 6 Februari

1993, sebagai anak pertama dari dua bersaudara, dari

Bapak Amin Winarno dan Ibu Barsilah.

Penulis mulai menempuh pendidikan di TK Bustanul

Atfhal pada tahun 1998 dan lulus tahun 1999. Kemudian

melanjutkan pendidikan di SD Negeri 1 Pandansurat lulus

pada tahun 2005, kemudian melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 2 Adiluwih

dan selesai pada tahun 2008. Pada tahun yang sama, penulis melanjutkan

pendidikan di SMA PGRI 2 Pringsewu, lulus pada tahun 2011 dan di terima

sebagai mahasiswa baru di Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung pada

melalui jalur Seleksi Ujian Mandiri (UM).

Selama pendidikan di Universitas Lampung, penulis mengikuti organisasi menjadi

Kader Muda Himaki kepengurusan 2011-2012, anggota di bidang Kaderisasi dan

Pengembangan Organisasi (KPO) tahun 2012-2013, sekretaris bidang Sains dan

Penalaran Ilmu Kimia (SPIK) tahun 2013-2014. Kemudian menjadi asisten

praktikum Kimia Dasar, Sains Dasar dan praktikum Biokimia untuk mahasiswa

jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian, jurusan Matematika dan Biologi

Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam.

Page 8: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

MOTTO HIDUP

“La Tahzan, Allah Always With Us”

“Sesungguhnya Bersama Kesulitan Ada Kemudahan. Karenaitu bila kau sudah selesai (mengerjakan yang lain). Dan

berharap kepada Tuhanmu.”Q.S. Al-Insyirah : 6-8

“Selalu Semangat dan Pantang Menyerah,dan Keep Smile”

“Yang lalu biarlah berlalu”

“Sebaik-baiknya Manusia Adalah Yang Bermanfaat Bagi OrangLain”

(HR. Thabrani dan Daruquthni)

“Ada luka yang harus dibayar denga obat, ada diam yang harusdibayar denga sapaan, ada tangis yang harus dibayar dengan

senyum, ada kesendirian yang harus dibayar dengan kehadiran,ada rindu yang harus dibayar dengan temu,ada maaf yang

harus dibayar dengan iklas, lain hari lain cerita, lain hujan lainlagi sisa jejaknya”

Page 9: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

Musuh yang paling berbahaya di dunia ini adalah penakut dnbimbang. Teman yang paling setia hanyalah keyakinan dan

keberanian yang teguh.(Andrew Jackson)

Ilmu tidak akan diraih dengan mengistirahatkan badan(bermalas-malasan) (HR Muslim)

Page 10: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

Bismillahirrohmannirrohim

Ku persembahkan karya kecilku ini sebagaitanda bakti dan rasa tanggung jawabku

Kepada

Allah SWT

Bapak dan Ibu yang senantiasa mencurahkankasih sayang, doa, restu dan dukungannya

kepadaku. Tanpa mereka aku bukan apa-apa.

Adikku Ilyasa Icha Nayandra yang senantiasamemberikan dukungan dan keceriaan serta

memotivasi semangat untukku.

Almarhum kakek Sunarto Ejo Pramono &Almarhumah nenek Margini serta Almarhumkakek Pawiro katiran & Almarhumah nenek

Marmi semoga tenang disurga Allah. amin

Pakde dan bude, oom dan bulek, sodara sepupudan keponakan ku yang telah berbagikebersamaan dan dukungan kepadaku

Teman-teman terbaikku yang telah bersamaberjuang menggapai impian

Guru-guru yang terus memberikan dorongandan bimbingan kepadakku

Serta Almamater Tercinta

Page 11: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

SANWACANA

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirobbil ‘alamin, segala puji hanya bagi Allah, Rabb semesta alam

yang telah memberikan nikmat-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul :

PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT KULIT

UDANG MENGGUNAKAN BAKTERI Actinomycetes ANL-4 SEBAGAI

PENDEGRADASI DALAM VARIASI WAKTU INKUBASI

Allahumma sholli ‘ala Muhammad sholli wasallim wabaarik ‘alaihi semoga tetap

tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang memberikan syafa’atnya kepada

umatnya di dunia dan di akhirat, Aamiin.

Teriring do’a yang tulus, penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-

besarnya kepada :

1. Ibu Dra. Aspita Laila, M.S. selaku pembimbing I penulis yang telah

membimbing, mendidik, dan mengarahkan penulis dengan kesabaran serta

Page 12: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

kasih sayang yang tulus sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Semoga

kasih Allah selalu menyertai Beliau.

2. Bapak Andi Setiawan, Ph.D. selaku pembimbing II penulis yang telah

membimbing penulis dengan penuh kesabaran dan keikhlasan sehingga skripsi

ini dapat terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan kebaikan.

3. Bapak Mulyono, Ph.D. selaku pembahas penulis yang telah memberikan

bimbingan, arahan, dan nasihat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat

terselesaikan. Semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

4. Bapak Prof. Jhon Hendri sebagai pembimbing yang sangat berperan penting

dalam penulisan skripsi ini. Terimakasih untuk waktu, pikiran dan tenaga nya.

Semoga Allah melimpahkan pahala kepada Beliau.

5. Bapak Prof. Suharso, Ph.D. sebagai pembimbing akademik penulis yang telah

memberikan motivasi, arahan, dan nasihat sehingga penulis dapat menempuh

pendidikan dengan baik di Jurusan Kimia FMIPA Unila. Semoga cinta kasih

Allah selalu tercurah untuk Beliau.

6. Bapak Prof. Warsito, S.Si., D.EA., Ph.D. selaku dekan Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

7. Bapak Dr. Eng. Suripto Dwi Yuwono, M.T. selaku Ketua Jurusan Kimia

FMIPA Unila dan seluruh Bapak/Ibu dosen Jurusan Kimia FMIPA Unila.

8. Pak Gani, Mbak Nora, Mbak Liza, dan Uni Kidas, Mbak Ani, Mas Nomo,

pak Man dan seluruh Laboran, serta staf di Jurusan Kimia FMIPA Universitas

Lampung.

9. Bapak ku Amin Winarno, terimakasih bapak untuk kasih sayang dan cinta

yang diberikan kepada anakmu, perjuangan dan usahamu dalam menafkahi

Page 13: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

keluarga dan menjadi kepala keluarga yang baik, semoga Allah SWT

memberikan pahala dan umur panjang untuk bapak.

10. Ibuku Barsilah yang tak terhitung dan tak terhingga memberikan kasih sayang,

dukungan, nasihat, motivasi, rasa aman dan kesetiaannya sebagai seorang ibu.

Semoga Allah SWT selalu melindungi ibu.

11. Adikku Ilyasa Icha Nayandra yang senantiasa berbagi keceriaan, dukungan,

semangat dan motivasinya, mbak sayang kamu.

12. Alm. kakek Sunarto Ejo Pramono & Almh. nenek Margini serta Alm. kakek

Pawiro katiran & Almh. nenek Marmi semoga tenang disurga Allah. Amin.

13. Pakde, Bude, Oom ,Bulek serta sepupu dan keponakan yang selalu

memberikan semangat dan kasih sayang untuk penulis hingga saat ini.

14. Special untuk mbak Riana Sudanti dan keponakan ku Zafran Juna yang sudah

memberikan motivasi kepadaku untuk terus semangat. Terima Kasih banyak.

15. Partner penelitianku J.Julianser Nicho, S.Si dan adik tingkat sesama

pembimbing Erlita Aisyah, S.Si., Maria Ulfa, S.Si., Ruwaidah Muliyana, S.Si.

Tim kerja yang hebat, yang senantiasa memberikan ilmu, saran, dukungan,

motivasi, keceriaan, dan kehangatan selama ini. Doaku untuk kesuksesan

kalian.

16. Sahabat - sahabat terbaik semasa sekolah di SDN 1 Pandansurat, SMPN 2

Adiluwih khususnya kelas C, SMA PGRI 2 Pringsewu khususnya IPA 2 yang

sudah berjuang bersama untuk meraih cita-cita dan semoga kita semua tetap

diridoi Allah SWT. Amin.

17. Sahabat seperjuangan dikampus Unila Aprilia Isma Denila,S.Si.,Lusi

Meliyana, S.Si., Uswatun Hasanah, S.Si., Vevi Aristiani, S.Si., Ismi

Page 14: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

Khomsiah,. S.Si. terimakasih untuk semua pengalaman berbagi dalam suka

duka nya. Semoga kita tetap dalam silaturahmi yang baik.

18. Teman – teman angkatan 2011 peer group Biokimia; Ajeng Ayu Miranti,

S.Si., Ana Febrianti Wulandari, S.Si., Ayu Berliana, S.Si., Azis Nur

Dwiansyah, S.Si. Peer group Organik ; Andri Nosya, S.Si., Jelita Siahaan,

S.Si., Junaidi Permana, S.Si., Miftahur Rahman, S.Si., Mirfat Salim Abdat,

S.Si., Ridho Nahrowi, S.Si., Rio Febriansyah, S.Si., Wagiran, S.Si.,

Yulianingsih Nasution, S.Si. Peer group Anorganik : Asti Nurul Aini, S.Si.,

Dewi Karlina, S.Si., Dia Tamara, S.Si., Irkham Bariklana, S.Si., Melli Novita

Windiyani, S.Si., Mely Antika, S.Si., Niko Mei Candra, S.Si., Nopita Sari,

S..Si., Rina Wijayanti, S.Si., Rio Wicaksono, S.Si. Peer group Analitik :

Anggino Saputra, S.Si., Ari Susanto, S.Si., Ayu Fitriani, S.Si., Cindy Moyna

Clara L.A, S.Si., Daniar Febriliani Pratiwi, S.Si., Fatimah Milasari, S.Si.,

Frederica Giofany Tirtasari, S.Si., Lewi Puji Lestari, S.Si., Mardian Bagus

Saputra, S.Si., Mega Suci Hanifa Putri, S.Si., Nira Dwi Puspita, S.Si. Peer

Group Kimia Fisik : Endah Pratiwi, S.Si., Eva Dewi Novianti Sirait, S.Si.,

Fatma Maharani, S.Si., Ivan Halomoan, S.Si., Jelita Purnama Sari Saroinsong,

S.Si., Muhammad Yusry Ahmadhani, S.Si., Ramos vicher, S.Si., Umi Fadilah,

S.Si. Terima Kasih atas kebersamaan, suka duka dan pengalaman bersama

nya selama ini.

19. Keluarga Besar KKN Bapak Muhammmad Sodiq dan Ibu Rahayu ,Hendrik,

Dicky, Dian, Rani serta seluruh masyarakat Desa Batang Hari Kec, Rawa Pitu,

Kab. Tulang Bawang. Terimakasih atas kebersamaan, pengalaman, kasih

sayang dan kekeluargaan nya semoga Allah membalasnya dengan keberkahan.

Page 15: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

20. Kiyay Handoko yang sudah rela meluangkan waktu dan berbagi pengalaman

nya selama 6 tahun terakhir dan seterusnya. Semoga cita-cita mu tercapai

kiyay. Amin

21. Rekan – Rekan ku selama di rumah Kost Eko Wijayanti : kak Mahar, Kak

Rendy, Kak Econ, Kak Dapson, Kak Nyoman, Kak Bayu, Kak Umpu, Kak

Lian, Kak Rian, Mbak Dewi, Mbak Lida, Mbak Erika, Mbak Vindy, mbak

Yuli, Ardel. Kosan Griya Gedung Meneng : Nita, Rika, teteh Yuni, Tika,

Marlia, Nisa Darmono, Nisa, Pita. Kosan Griya Kencana :Ade, Arnold, Randi,

rolly, Atma, Olip, Seva, Yuni, Rafika,Vika, semangat kuliah perawatnya dan

terimakasih utuk kebersamaan dan pengalamannya.

22. Kepada seluruh teman-teman sepermainan yang tidak dapat saya sebutkan

satu persatu, terimakasih untuk pengalamannya.

23. Seluruh mahasiswa kimia angkatan 2009, 2010,2012, 2013, 2014 dan 2015.

24. Almamaterku tercinta serta semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata, penulis memohon maaf kepada semua pihak apabila skripsi ini masih

terdapat kesalahan dan kekeliruan, semoga skripsi ini dapat berguna dan

bermanfaat sebagaimana mestinya, Aamiin.

Bandar Lampung, Oktober 2016Penulis

Febri

Windi Asmoro

Page 16: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR ISI..................................................................................................... i

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ iv

I. PENDAHULUANA. Latar Belakang................................................................................... 1B. Tujuan Penelitian .............................................................................. 3C. Manfaat Penelitian ............................................................................ 4

II. TINJAUAN PUSTAKAA. Kulit Udang ....................................................................................... 5B. Kitin ................................................................................................... 6C. Kitosan............................................................................................... 7D. Glukosamin........................................................................................ 9E. N-Asetil glukosamin.......................................................................... 10F. Enzim................................................................................................. 11G. Enzim Kitinase .................................................................................. 13H. Enzim kitin Deasetilase ..................................................................... 16I. Actinomycetes .................................................................................... 18J. Fermentasi ......................................................................................... 19K. Fermentasi Fasa Cair Sistem Tertutup (Batch).................................. 21L. Ninhidrin............................................................................................ 22M. Spektrofometri UV-Vis ..................................................................... 23

III. METODOLOGI PENELITIANA. Tempat dan Waktu Penelitian............................................................ 27B. Alat dan Bahan .................................................................................. 27C. Prosedur Penelitian ............................................................................ 28

1. Preparasi Kulit Udang ................................................................. 282. Pembuatan Media ........................................................................ 28

a. Media ISP-2 (International Streptomycetes Project-2)......... 28

Page 17: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

ii

b. Larutan Mineral Garam Actinomycetes ANL-4..................... 293. Pertumbuhan Actinomycetes ANL-4 ........................................... 294. Fermentasi Fasa Cair Sistem Tertutup (Batch)............................ 295. Analisis Glukosamin dengan Spektrofotometri UV-Vis ............. 306. Persiapan Standar dan Sampel Glukosamin ................................ 30

a. Pembuatan Standar Glukosamin............................................ 30b. Pembuatan Sampel Glukosamin............................................ 30c. Pembuatan Kurva Standar Glukosamin................................. 30d. Analisis Kadar Glukosamin.................................................... 31

IV. HASIL DAN PEMBAHASANA. Peremajaan Actinomycetes ANL-4.................................................... 32B. Fermentasi Serbuk Kulit Udang dengan Actinomycetes ANL-4 ....... 33C. Analisis Glukosamin dengan Spektrofotometri UV-Vis…………… 36

V. SIMPULAN DAN SARANA. Simpulan............................................................................................ 43B. Saran .................................................................................................. 44

DAFTAR PUSTAKA....................................................................................... 45

LAMPIRAN...................................................................................................... 50

Page 18: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Struktur kitin ..................................................................................................6

2. Struktur kitosan..............................................................................................8

3. Struktur glukosamin.......................................................................................9

4. Struktur N-asetil glukosamin .........................................................................10

5. Reaksi pemutusan ikatan β-1,4 pada bagian internal mikro fibil kitin ..........14

6. Reaksi pembebasan unit-unit deasetilasi kitobiodase oleh enzim .................14

7. Reaksi pemutusan diasetil kitobiose, dan dan kitotetraose danmenghasilkan monomer-monomer ClcNAc kitinase berguna dalamproduksi kitooligosakarida.............................................................................15

8. Skema spektrofotometri UV-Vis ...................................................................24

9. Isolat Actinomycetes ANL-4 ..........................................................................32

10. Grafik hasil fermentasi glukosamin terhadap waktu inkubasi .......................35

11. reaksi antara glukosamin dan ninhidrin .........................................................37

12. Kurva Standar glukosamin.............................................................................39

13. Grafik kadar glukosamin terhadap waktu inkubasi .......................................40

Page 19: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

iv

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Persentase Glukosamin dalam Substrat Kulit Udang Awal ............................52

2. Absorbansi Larutan Glukosamin Standar ......................................................53

3. Absorbansi Larutan Glukosamin Sampel pada Analisis................................53

4. Konsentrasi Terukur Glukosamin Hasil Fermentasi......................................54

5. Bobot Glukosamin dalam Filtrat Hasil Fermentasi .......................................55

6. Persentase Rendemen Glukosamin dalam Substrat Serbuk Kulit Udang......56

Page 20: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kitin merupakan suatu polimer utama yang memiliki sifat tidak larut dalam

berbagai jenis pelarut. Kitin tersusun dari residu N-asetil-D–glukosamin yang

terikat melalui ikatan β-1,4 glikosidik. Kitin merupakan sumber daya alam

yang dapat diperbaharui dan paling melimpah setelah selulosa (Arif dkk.,

2013).

Kitin didapatkan dengan cara mengisolasi dari limbah kulit udang. Limbah

udang ini berupa kulit, kepala dan ekor udang. Limbah kepala udang bisa

mencapai 35%-50% dari berat total udang (Yanming et al., 2001). Kulit

udang mengandung protein (25%-40%), kitin (15%-20%), dan kalsium

karbonat (45%-50%) (Azhar dkk., 2010).

Kandungan kitin di alam yang sangat melimpah ini dapat dengan mudah dan

cepat terdegradasi oleh beberapa bakteri atau jamur yang memiliki enzim

kitinase. Kitin ini dapat didegradasi dalam dua jalur, pertama adalah degradasi

oleh mekanisme kitinolitik yang akan menghidrolisis ikatan β-1,4-glikosida

atau polimernya akan mengalami deasetilasi. Selanjutnya akan dihidrolisis

oleh kitinase (Herdyastuti dkk., 2009)

Page 21: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

2

Eksokitinase, endokitinase, kitisanase, dan kitin deasetilase merupakan enzim

kitinase yang dihasilkan dari berbagai organisme, antara lain bakteri, khamir,

fungi, serangga, tumbuhan, dan vertebrata (Green et al., 2005; Gohel et

al.,2006 ).

Actinomycetes ANL-4 merupakan salah satu bakteri kitinolitik yang digunakan

sebagai pendegradasi kitin untuk menghasilkan enzim kitinase melalui proses

fermentasi dan akan menghasilkan senyawa glukosamin. Actinomycetes ANL-

4 ini adalah anggota bakteri, namun siklus morfologinya hampir sama dengan

fungi/jamur karena strukturnya berupa filamen-filamen halus yang disebut

dengan hifa atau maselia (Rao, 2001). Berdasarkan klasifikasinya,

Actinomycetes termasuk dalam kelas Schizomycetes, ordo Actinomycetales

yang dikelompokan menjadi empat familia, yaitu Mycobacteriaceae,

Actinomycetaeceae, streptomyceae, dan Actinoplanaceae. Actinomycetes

ANL-4 termasuk golongan bakteri gram positif yang diketahui memiliki

kemampuan untuk menghasilkan antibiotik (Uno W. Dkk., 2012). Disamping

antibiotik, Actinomycetes ANL-4 juga mampu menghasilkan metabolit

sekunder lain yaitu agen anti tumor, agen immunosupresif dan enzim.

Metabolit tersebut juga potensial sebagai antibakteri, antifungi, neuritogenik,

antikanner, antialga, anti malaria dan memiliki aktivitas antiinflamasi

(Ravikumar et al.,2011).

Enzim pendegradasi kitin secara langsung adalah kitinase dan kitin

deasetilase. Kitinase adalah enzim yang dapat menghidrolisis kitin secara

acak pada ikatan glikosidiknya, sedang kitin deasetilase adalah enzim yang

Page 22: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

3

dapat mengkonversi kitin menjadi kitosan. Teknik produksi kitosan secara

enzimatik, dibanding secara termokimia, relatif lebih baik karena mudah

dikendalikan, terurai biologis(biodegradable), dan sesuai lingkungan

(biocompatible), serta dapat membentuk oligomer atau polimer (Artiningsih,

2003).

Pada penelitian sebelumnya, Robiah (2015) melakukan uji penetapan waktu

inokulasi optimum degradasi kitin oleh Actinomycetes ANL-4 selama

fermentasi yang dilakukan selama 7 hari inkubasi dengan interval waktu 1

sampai 4 jam, ditentukan kadar glukosamin yang dihasilkan. Nilai kadar

kemurnian glukosamin pada 1 jam pertama menunjukan nilai yang tinggi,

yaitu sebesar 97,16% dari bobot awal sampel kitin. Hal ini menunjukkan

bahwa proses produksi glukosamin dengan fermentasi kitin membutuhkan

waktu yang sangat singkat. Namun, belum diketahui secara pasti tentang

peran aktivitas enzim kitinase atau enzim deasetilase dalam reaksi

pendegradasi kitin. Sedangkan pada penelitian ini akan digunakan substrat

kulit udang sebagai pengganti substrat kitin yang didegradsasi bakteri

Actinomycetes ANL-4 untuk mengamati pengaruh kandungan protein dan

mineral dalam menghasilkan glukosamin.

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari dilakukannya penelitian ini adalah :

1. Mengetahui kadar glukosamin yang dihasilkan dari aktivitas enzim

kitinase dan kitin deasetilase dari ActinomycetesANL-4 dalam

Page 23: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

4

mendegradasi substrat kulit udang selama fermentasi yang dilakukan

selama 5 hari inkubasi dengan interval waktu sampling 1 hari.

2. Mengamati pengaruh mineral pada proses pembentukan glukosamin.

3. Menentukan kadar glukosamin yang terbentuk selama fermentasi yang

dilakukan selama 5 hari inkubasi dengan interval waktu sampling 1 hari

menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis.

C. Manfaat Penelitian

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang :

1. Mengetahui pengaruh kandungan mineral dalam proses fermentasi yang

dilakukan selama 5 hari inkubasi dengan interval waktu sampling 1 hari.

2. Mengetahui perbedaan hasil glukosamin antara substrat kitin dan substrat

kulit udang yang digunakan.

3. Mengetahui kadar glukosamin dalam rendemen dan substrat kulit udang

dalam variasi waktu inkubasi

Page 24: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Kulit Udang

Kekayaan sumber daya alam yang dimiliki oleh Indonesia, belum banyak

dimanfaatkan, hal ini dikarenakan oleh beberapa faktor diantaranya adalah

keterbatasan kemampuan dibidang ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK).

Indonesia merupakan salah satu negara kepulauan yang besar dan banyak

mendapatkan sumbangan devisa dari hasil lautnya. Hasil laut yang umum

banyak diekspor ke manca negara seperti Eropa, Amerika, dan Jepang adalah

produksi makanan kaleng dari hewan laut seperti udang, kepiting, dan

ranjungan. Pada proses pengolahan ketiga biota laut tersebut banyak

menyisakan limbah yang belum dapat dimanfaatkan secara optimal. Pada

pengolahan pembekuan udang untuk ekspor sekitar 60-70% dari berat total

udang menjadi limbah (kulit udang), sehingga diperkirakan akan dihasilkan

limbah kulit udang sekitar 30-35% dari berat udang yang menghasilkan

senyawa kitin (Anonim, 2010 dan Hendri, 2005).

Kitin merupakan senyawa polimer alam yang dapat dimanfaatkan sebagai

bahan baku berbagai keperluan industri. Kitin adalah polimer kedua tersebar

di bumi setelah selulosa (Steven, 2005). Senyawa ini dijumpai sebagai

komponen eksoskeleton kelompok Crustaceae, dinding sel insekta,kapang dan

Page 25: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

6

kamir (Patil et al., 2000) senyawa kitin atau (1-4)-N-asetil-D-glukosamin

dapat dipertimbangkan sebagai suatu senyawa turunan selulosa, dimana gugus

hidroksil pada atom karbon nomor 2 digantikan oleh gugus asetamida

(Pujiastuti, 2011). Kitin bersifat hidrofobik, tidak dapat larut dalam air air,

alkohol,dan hampir semua pelarut pelarut organik sehingga penggunanya

terbatas. Oleh karena itu, perlu dilakukan degradasi senyawa kitin menjadi

oligomer yang mudah larut dalam berbagai jenis pelarut, agar dapat

diaplikasikan dalam pengolahan limbah, obat-obatan, pengolahan makanan

dan biteknologi (Savant dkk., 2000).

B. Kitin

Struktur yang dimiliki oleh kitin hampir sama dengan selulosa adalah pada

ikatan antara monomernya yaitu ikatan glikosidik yang berada pada posisi β-

(1,4). Sedangkan perbedaannya ada pada atom C-2. Isolasi kitin dapat

diperoleh dari limbah kulit udang karena mudah diperoleh dan memiliki

kandungan kitin yang cukup banyak. Selain itu, kulit udang juga mengandung

protein (25%-40%), dan kalsium karbonat (45%-50%) (Natsir et al., 2002).

Struktur kitin dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur kitin (Murray et al., 2003)

Page 26: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

7

Proses isolasi atau produksi kitin terdiri dari 2 tahap yaitu tahap deproteinasi,

dan tahap demineralisasi. Proses deproteinasi ini dapat menggunakan dua

metode yaitu, enzimatik menggunakan enzim proteolitik dan secara kimia

misalnya menggunakan larutan basa adalah NaOH (Robiah, 2015). Metode

secara kimia dengan natrium hidroksida lebih sering digunakan karenalebih

efektif dan mudah untuk menghilangkan kandungan protein yang terdapat

dalam sampel serbuk kasar kulit udang. Reaksi protein diekstraksi sebagai

Na-proteanat yang larut dalam air (Kusumaningsih, 2004). Sedangkan

demineralisasi merupakan proses pemisahan mineral atau senyawa mineral

yang menempel pada kitin. Mineral utama yang menempel pada kulit udang

adalah kalsiun karbonat (CaCO3) dan kalsium fosfat (Ca3(PO4)2). Proses

demineralisasi ini basanya menggunakan larutan asam klorida (HCl) sebesar

1,5 N, jika pada kondisi yang lebih tinggi, kitin akan mengalami reaksi

destruksi (Hamsina dkk., 2002).

C. Kitosan

Kitosan adalah salah satu senyawa turunan dari kitin yang mempunyai rumus

β(1,4)-2-amino-2-dioksi-D-glukosa. Kitosan diperoleh dari proses hidrolisis

kitin menggunakan basa kuat (proses deasetilasi) (Srijanto and Imam, 2005).

Kitosan memiliki bentuk seperti lembaran tipis dan berserat,bewarna putih

atau kuning, tidak berbau, dan memiliki sifat yang tidak larut dalam air, sedikit

larut dalam HCl, HNO3, dan H3PO4 dan tidak larut dalam H2SO4. Kitosan

memiliki struktur yang mirip dengan kitin hanya saja gugus asetilnya

dihilangkan dengan menggunakan basa kuat. Adanya gugus amina dan

Page 27: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

8

hidroksil pada kitosan menjadikan sifatnya lebih aktif dan bersifat polikationik

(Murray et al., 2003). Struktur kitosan dapat ditunjukan oleh gambar dibawah

Gambar 2. Struktur kitosan (Kristbergsson, 2003)

Dalam bidang pangan, kitosan digunakan untuk penjernih jus, pengawet anti

mikroba, suplemen makanan. Dalam bidang kosmetik, kitosan digunakan

sebagai bahan campuran produk perawatan rambut dan kulit. Dalam bidang

pertanian, kitosan dimanfaatkan sebagai flokulan untuk menghilangkan logam

berat dan mencegah kontaminasi (Rochima, 2014). Karena kitosan adalah

polimer alami yang bersifat non toksis, lebih ramah lingkungan dan mudah

terdegradasi secara alami. Isolasi kitosan dapat dilakukan dengan dua metode

yaitu kimiawi dan enzimatik. Metode kimiawi mudah dilakukan tetapi

memiliki ketidak ramahan terhadap lingkungan, prosesnya tidak mudah

dikendalikan dan hasil kitosan yang terbentuk memiliki berat molekul dan

derajat deasetilasi yang tidak seragam. Metode kimiawi biasanya

menggunakan basa kuat berkonsentrasi tinggi seperti, NaOH (Hendri dkk.,

2007). Sedangkan metode enzimatis memiliki keunggulan jika dibandingkan

dengan metode kimiawi sehingga dapat diaplikasikan dengan baik di dalam

bidang kosmetik, medis atau farmasi. Dilakukan dengan proses fermentasi

oleh enzim yang dihasilkan dengan mikroorganisme (Patil et al., 2000).

Page 28: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

9

D. Glukosamin

Glukosamin (C6H13NO5) merupakan salah satu gula amino yang di peroleh

dari hidrolisis kitin dengan menggunakan asam klorida pekat (Purnomo, H.E,

2012) dan merupakan prekusor penting dalam sintesis biokimia dari protein

glikosilasi dan lipid. Glukosamin sebagai komponen utama dari rangka luar

Crustaceae, Artropoda, dan cendawan juga merupakan salah satu

monosakarida yang banyak dijumpai, misalnya dalam industri.

Glukosamin juga ditemukan di matriks tulang rawan sendi dan cairan sendi

manusia, bahkan dihampir semua jaringan lunak dalam tubuh manusia,

konsentrasi glukosamin tertinggi terdapat di tulang rawan (Miller, 2011).

Glukosamin yang diproduksi oleh tubuh berbentuk glukosamin-6-fosfat dan

dihasilkan dari glukosamin (Oegema et al., 2002). Keberadaan glukosamin di

dalam tubuh mempunyai peranan yang penting untuk kesehatan dan

kelenturan sendi, lapisan membran sel, kolagen, osteroid, tulang rusuk,

pembentukan pelumas dan agen perlindungan (Purnomo, H.E, 2012). Selain

itu, glukosamin juga ditemukan di pasaran dalam bentuk glukosamin

hidroklorida (GHCl), co-crystals atau coprecipitates glukosamin sulfat dan

kalium atau natrium klorida (Dahmer, 2008).

Gambar 3. Struktur glukosamin (kardiman, 2013)

Page 29: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

10

E. N-asetil Glukosamin

N-asetil-glukosamina (GlcNAc) merupakan monomer dari kitin yang memiliki

rumus molekul C6H15NO6 yang berisi campuran murni 6,9% nitrogen dengan

struktur kimia yang sama dengan selulosa yang diganti oleh suatu unit asetil

amino (CH3COONH2) (Pasaribu, 2004). Pada umumnya N-asetilglukosamin

memiliki bentuk serbuk berwarna putih dan rasa yang manis serta berfungsi

sebagai bioregulator sebagai pengganti gula dan berperan dalam penyakit

orteoarthritis (Wulandari, 2009).

N-asetil-glukosamina (GlcNAc) dihasilkan dari reaksi hidrolisis asam lemah

seperti HCl dari β-kitin yang akan melewati dua tahap. Pada awalnya, kitin

akan dipecah perlahan oleh endokitinase menjadi oligosakarida. Selanjutnya,

oligosakarida akan dipecah secara cepat oleh eksokitinase dan terbentuk hasil

akhir yaitu N-asetilglukosamina (GlcNAc) (Sashiwa et al., 2002).

Gambar 4. Struktur N-asetil glukosamin

N-asetil-glukosamin bersifat mudah larut dalam air, sedikit larut dalam

metanol yang dipanaskan dan tidak larut dalam dietileter. Besarnya suhu yang

baik untuk menyimpan N-asetilglukosamin adalah 2–8ºC (Hendri dan Laila,

2013).

Page 30: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

11

F. Enzim

Kata enzim berasal dari kata Yunani “Enzyme” yang berati “di dalam sel:.

Willy Kuche (1876) mendinisikan enzi sebagai fermen (ragi) yang bentuknya

tidak tertentu dan tidak teratur, yang dapat bekerja tanpa adanya mikroba.

Selanjutnya definisi ini berubah setelah dilakukan penelitian lanjutan oleh

Bucher pada tahun 1897. Enzim dapat diproduksi oleh mikroba atau bahan

lainnya seperti hewan dan tumbuhan. Enzim juga dapat diisolasi dalam

bentuk murni.

Enzim merupakan molekul biopolimer yang tersusun dari serangkaian asam

amino dalam komposisi dan susunan rantai yang teratur dan tetep. Enzim

juga merupakan biokatalisator yang terdapat dalam semua sistem hidup.

Enzim dapat digunakan untuk mengaktifkan, mengkatalis dan mengendalikan

reaksi kimia yang penting untuk mempertahankan keberadaan organisme itu

sendiri. Katalis enzim berbeda dengan katalis kimia, yaitu memiliki

karakteristik yang spesifik dan menghasilkan produk serta substrat yang

spesifik (Voet et al., 2006).

Enzim adalah senyawa protein yang dapat mempercepat reaksi biologis, dari

reaksi yang sederhana sampai reaksi yang sangat rumit. Enzim bekerja dengan

cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi sehingga

mempercepat proses reaksi. Percepatan reaski terjadi karena enzim

menurunkan energi pengaktifan yang dengan sendirinya akan mempermudah

terjadinya reaksi. Enzim mengikat molekul substrat membentuk

kompleksenzim substrat yang bersifat sementara dan terurai membentuk

Page 31: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

12

enzim dan produknya. Kerja enzim dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor

sebagai berikut :

a. Konsentrasi enzim

Kecepatan reaksi enzim bergantung pada konsentrasi enzim yang berperan

sebagai katalisator dalam suatu reaksi. Pada suatu reaksi dengan

konsentrasi substrat tertentu, kecepatan reaksi akan bertambah dengan

semakin bertambahnya konsentrasi enzim.

b. Konsentrasi substrat

Konsentrasi substrat juga dapat mempengaruhi kecepatan suatu reaksi

yang dikatalis oleh enzim. Apabila konsentrai substrat ditambahkan secara

terus menerus hingga mencapai suatu laju maksimum, maka keadaaan

substrat akan menjadi jenuh.

c. Temperatur

Enzim merupakan senyawa protein yang sangat peka terhadap perubahan

temperatur. Pada temperatur yang tinggi enzim akan mengalami

perubahan struktur yang diikuti oleh hilangnya aktivitas katalitik dari

enzim. Pada beberapa enzim suhu yang terlalu rendah juga dapat

menyebabkan perubahan struktur dan aktivitasnya.

d. Derajat Keasaman (pH)

Kerja enzim juga dipengaruhi oleh perubahan kadar pH, karena perbahan

pH dapat mempengaruhi aktivitas dari enzim. Hal ini karena terjadinya

perubahan ionisasi enzim, substrat atau kompleks enzim substrat serta

Page 32: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

13

perubahan kemampuan peningkatan dan pengaruh laju reaksi. Enzim akan

menunjukkan aktivitas maksimum pada kisaran pH optimum yaitu antara

4,5 – 8,0.

e. Inhibitor

Enzim dapat dihambat sementara atau tetap oleh inhibitor yaitu berupa zat

kimia tertentu. Inhibitor merupakan senyawa selain substrat yang biasa

terikat pada sisi aktif enzim substat normal), sehingga antara substrat dan

inhibitor terjadi persaingan untuk mendapatkan sisi aktif. Persaingan dapat

terjadi karena inhibitor memiliki kemiripan kimiawi dengan substrat

normal. Enzim sebagai biokatalisator memiliki keunggulan sifat, seperti

aktivitas yang tinggi, efektif, spesifik dan ramah lingkungan (Lidya and

Djenar, 2000). Menurut Saktiwansyah (2001), enzim memiliki sifat yang

khas, yaitu sangat aktif walaupun konsentrasinya amat rendah, sangat

selektif dan bekerjapada kondisi yang ramah (mild), yaitu tanpa temperatur

atau tekanan tinggi dan tanpa logam yang umumnya beracun. Hal ini yang

menyebabkan reaksi dapat dikatalisis secara enzimatik menjadi lebih

efisien dibandingkan dengan reaksi yang dikatilisis oleh katalis kimia

(August, 2000).

G. Enzim Kitinase

Kitinase merupakan enzim yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi

kitin dengan memotong ikatan glikosidik dari polimer β-1,4-N-asetil-D-

glukosamin dan akan menghasilkan monomer-monomer N-asetilglukosamin.

enzim ini dihasilkan oleh bakteri, fungi, tanaman, dan hewan (Haliza dkk.,

Page 33: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

14

2012). Berdasarkan cara kerjanya dalam mendegradasi substrat, kitinase

dibedakan menjadi 2 kelompok utama, yaitu endokitinase dan eksokitinase.

Endokitinase akan memotong struktur kitin secara acak pada ikatan β-1,4

bagian internal mikrofibil kitin yang kemudian menghasilkan produk akhir

yang berupa oligomer pendek N-asetilglukosamin (GlcNAc) dan memiliki

berat molekul rendah seperti kitotetraose

Gambar 5. Reaksi pemutusan ikatan β-1,4 pada bagian internal mikrofibilkitin (Pratiwi dkk., 2015).

Eksokitinase disebut juga kitobiodase atau kitin β-1,4-kitobiodase, yang akan

memotong dengan teratur pada ujung non reduksi mikrofibil kitin tanpa

terjadi pembentukan unit-unit monosakarida atau polisakarida.

Gambar 6. Reaksi pembebasan unit-unit deasetilasikitobiodase oleh enzimeksokitinase (Pratiwi dkk., 2015).

Page 34: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

15

β-1,4-N-asetilglukosaminidase merupakan suatu suatu kitinase yang bekerja

pada pemutusan diasetilkitobiose, kitotriose dan kitotetraose dengan

menghasilkan monomer-monomer GlcNAc.

Gambar 7. Reaksi pemutusan diasetilkitobiose, kitotriose dan kitotetraosedan menghasilkan monomer-monomer ClcNAc kitinase bergunadalam produksi kitooligosakarida (Pratiwi dkk., 2015).

Enzim kitinase banyak dihasilkan oleh organisme seperti bakteri, fungi,

khamir, tumbuhan, insekta, protozoa, manusia, dan hewan (Gohel et al.,2006).

Kitinase yang dihasilkan oleh bakteri, diproses secara ekstraseluler dan

digunakan untuk pengambilan nutrisi dan parasitisme (Patil et al., 2000).

Kitinase pada fungi berperan sebagai pengatur fisiologis saat pembelahan sel,

diferensiasi, dan aktivitas mikroparasit. Khamir menggunakan kitinase untuk

proses pembagian sel selama pertunasan dan untuk mekanisme perlawanan

terhadap fungi lain. Tumbuhan menggunakan kitinase untuk mendegradasi

Page 35: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

16

dinding sel fungi patogen. Insekta menggunakan kitinase sebagai

pertumbuhan dan perkembangannya (Gohel et al., 2006).

Aktivitas kitinase juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lingkungan seperti

substrat (reaktan), (temperatur), derajat keasaman (pH), penghambat enzim

(inhibitor) (Lehninger, 2005). Mikroorganisme kitinolitik adalah

mikroorganisme yang dapat mendegradasi kitin menggunakan enzim kitinase

yang dihasilkan. Mikroba tersebut dapat diperoleh dari berbagai sumber

lingkungan tanah, laut, danau, kolam, tempat pembuangan limbah udang dan

sebagainya. Bakteri kitinolitik dari tanah yaitu Serratia marcescens,

Streptomyces sp, Bacillus sp. yang berasal dari Rizosphere c, Pseudomonas sp,

Alkaligenes denitrificans, Aeromonas hydrophila, dan Agrobacterium sp dari

danau Jeziorak (Pratiwi dkk., 2015).

H. Enzim Kitin Deasetilase

Enzim kitindeasetilase merupakan salah satu enzim yang dapat mendegradasi

kitin selain enzim kitinase, enzim kitin deasetilase ini dihasilkan oleh

mikroorganisme seperti Absidia coerulea, Colletotricum Lindemuthianum, dan

Mucor rouxii (Pujiyanto dkk., 2005) dan lebih lanjut diketahui bahwa enzim

tersebut dikaitkan dengan sistesis dinding sel dengan mengubah kitin menjadi

kitosan. Enzim kitin deasetilase memiliki perbedaan dengan enzim kitin

deasetilase yaitu enzim kitinase adalah enzim yang mendegradasi kitin secara

acak pada ikatan glikosidiknya, sedangkan kitin deasetilse adalah enzim yang

akan mengkonversi kitin menjadi kitosan. Proses degradasi kitin untuk

menghasilkan kitosan dapat dilakukan secara termokimia dengan

Page 36: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

17

menggunakan alkali kuat pada suhu tinggi. Dengan menggunakan proses ini,

hasil yang diperoleh belum mencukupi mutu kitosan karena hasilnya masih

beragam. Selain itu, proses termokimia juga menghasilkan limbah dan produk

samping yang berpotensi menjadi toksik bagi lingkungan (Tsigos et al., 2000).

Proses degradasi kitin menggunakan enzim kitin deasetilase memiliki

keunggulan yaitu lebih mudah dikendalikan, terurai secara biologis

(biodegradable), ramah lingkungan (biocompatible) dan dapat membentuk

oligomer atau polimer (Tsigos et al., 2000). Sampai saat ini sudah banyak

dilakukan penelitian mengenai enzim kitin deasetilase. Penelitian ini

bertujuan untuk mempelajari sifat-sifat yang dimiliki oleh enzim kitin

deasetilase, antara lain yaitu :

1. Masa Molekular

Masa molekular untuk sebagian besar kitin deasetilase adalah kisaran 25

sampai 80 kDa.

2. Suhu dan pH Optimum

Menurut hasil laporan, pH optimum untuk kitin deasetilase ekstraseluler

adalah netral atau dalam kisaran basa 7-12, sementara sebagian kitin

deasetilase instraseluler yang nilai pH optimalnya berada dalam kisaran 6.

Suhu optimal adalah 50-60oC (Zhao et al., 2010).

3. Substrat Spesifik

Caufrier et al., (2003) menguji asetil xilan, peptidoglikan dan kitin sebagai

substrat untuk kitin deasetilase dari M. Rauxii dan asetil xilan esterase dari

Streptomycetes lividans. Semua enzim diuji untuk menentukan aktif

Page 37: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

18

tidaknya pada asetil xilan, peptidoglikan, dan kitin. Hasil menunjukan

bahwa enzim kitin deasetilase tidak aktif pada peptidoglikanakan tetapi

aktif pada asetil xilan. Hal ini menunjukkan bahwa enzim kitin deasetilase

dan asetil xilan memiliki dominan katalitik yang sama.

I. Actinomycetes

Actinomycetes adalah salah satu kelompok bakteri gram positif (Remya dan

Vijayakumar, 2008) yang terdistribusi luas di alam dan berhabitat di tanah.

Actinomycetestumbuh secara perlahan membentuk cabang-cabang seperti

benang, sehingga dapat digolongkan sebagai fungi. Actinomycetes memiliki

sifat-sifat yang dimiliki oleh jamur dan bakteri. Terlihat dari luar seperti

jamur (eukariotik), tetapi organisme ini juga memiliki kriteria sel-sel

prokariotik, yaitu dinding sel yang mengandung asam muramat, tidak

mempunyai mitokondrion, mengandung ribosom 70s, tidak mempunyai

nukleus, garis tengah selnya berkisar dari 0,5-0,2 μm, dan dapat dimatikan

atau dihambat oleh banyak antibiotik bakteri. Pada lempeng agar,

Actinomycetes dapat dibedakan dengan mudah dari bakteri dimana koloni

bakteri tumbuh dengan cepat dan berlendir, sedangkan Actinomycetes tumbuh

secara perlahan dan membentuk serbuk melekat erat pada permukaan agar

(Rao, 1994).

Walaupun Actinomycetes disebut juga sebagai peralihan antara bakteri dan

fungi, tetapi Actinomycetes memiliki ciri khas yang dapat digunakan untuk

membatasi kelompoknya menjadi jelas berbeda. Actinomycetes diketahui

sebagai bakteri penghasil antibiotik, yaitu sebesar dua pertiga dari 10.000

Page 38: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

19

antibiotik yang telah dihasilkan oleh bakteri ini (Miyadoh and Misa, 2004).

Actinomycetes telah dieksploitasi secara komersil untuk produksi farmasi,

enzim, agen antitumor, inhibitor enzim, dan sebagainya (Remya dan

Vijayakumar, 2008). Actinomycetes juga hidup sebagai bakteri safrofit dan

aktif sebagai bakteri pendekomposisi bahan-bahan organik, sehingga dapat

meningkatkan kadar kesuburan tanah, dan juga mampu mensekresi berbagai

senyawa lain yang dapat dimanfaatkan dalam bidang pertanian seperti zat

pengatur pertumbuhan tanaman (Lezin et al., 2001; Donadio et al., 2002).

J. Fermentasi

Fermentasi adalah proses dimana suatu mikroorganisme dapat melakukan

perubahan dari suatu energi, karbon, nitrogen dan pospor menjadi senyawa

organik yang memiliki nilai ekonomi yang lebih tinggi dan terakumulasi

dalam sebuah medium. Dalam suatu proses fermentasi , perlu adanya substrat

yang digunakan untuk tempat pertumbuhan suatu mikroorganisme yang ada

dalam medium tersebut.

Secara umum ada empat macam proses fermentasi jika dilihat secara nilai

ekonomisnya :

1. Fermentasi yang memproduksi mikroba (biomass)

Produksi komesial dari biomass dapat dibedakan menjadi produksi yeast

untuk industri roti, dan produksi sel mikroba untuk digunakan sebagai

makanan manusia dan hewan.

2. Fermentasi yang menghasilkan enzim dari mikroba

Page 39: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

20

Secara komersial, enzim dapat diproduksi oleh tanah, hewan, dan mikroba,

namun enzim yang diproduksi oleh mikroba memiliki beberapa

keunggulan yaitu, mampu dihasilkan dalam jumlah besar dan mudah untuk

meningkatkan produktivitas bila dibandingkan dengan tanaman atau

hewan.

3. Fermentasi yang menghasilkan metabolit mikroba

Metabolit mikroba dapat dibedakan menjadi metabolit primer dan

metabolit sekunder. Produk metabolisme primer yang dianggap penting

contohnya etanol, asam nitrat, polisakarida, aseton, butanol, dan vitamin.

Sedangkan metabolit sekunder yang dihasilkan mikroba contohnya

antibiotik, pemacu pertumbuhan, inhibitor enzim, dan lain-lain.

4. Proses transformasi

Sel mikroba dapat digunakan untuk mengubah suatu senyawa menjadi

senyawa lain yang masih memiliki kemiripan struktur namun memiliki

nilai komersial yang lebih tinggi. Proses transformasi dengan

menggunakan mikroba ini leibh baik jika dibandingkan dengan proses

kimia, berkaitan dengan penggunaan reagen kimia yang lebih sedikit.

Selain itu proses dapat berlangsung pada suhu rendah tanpa membutuhkan

katalis logam yang berpotensi menimbulkan efek samping

(Sulistyaningrum, 2008).

Page 40: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

21

K. Fermentasi Fase Cair Sistem Tertutup (Batch)

Fermentasi merupakan suatu reaksi reduksi oksidasi yang melibat sumber

energi, karbon, nitrogen dan fosfor untuk menghasilkan senyawa organik

yang terakumulasi dalam medium. Medium yang digunakan untuk proses

fermentasi menggunakan metode kultur permukaan berupa medium padat dan

cair dan kultur terendam menggunakan bioreaktor berupa labu aerasi, labu

yang dishaker atau fermentor.

Fermentasi medium cair dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu, fermentasi

tertutup (batch culture), fermentasi fed batch dan fermentasi kontinu

(continuous batch). Pada fermentasi tertutup, setelah inokulasi tidak

dilakukan lagi penambahan medium ke dalam fermentor, kecuali penambahan

oksigen (udara steril), antibuih dan asam atau basa untuk pengaturan pH.

Karena itu pada sistem tertutup ini, dengan semakin lamanya waktu

fermentasi, laju pertumbuhan spesifik mikroba semakin menurun sampai pada

akhirnya pertumbuhan berhenti. Penurunan dan berhentinya pertumbuhan

disebabkan karena dengan semakin bertambahnya waktu fermentasi, nutrien-

nutrien esensial dalam medium semakin berkurang atau terjadi akumulasi

autotoksin yang mempengaruhi laju pertumbuhan, atau dari keduanya.

Dengan demikian pada fermentasi tertutup jumlah sel pada fase stasioner

merupakan jumlah sel maksimum. Pada fermentasi kontinyu, larutan nutrien

steril dalam volume tertentu ditambahkan ke dalam fermentor secara terus

menerus, dan pada saat bersamaan cairan fermentasi yang mengandung sel dan

produk-produk fermentasi dikeluarkan dari fermentor dengan volume yang

Page 41: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

22

sama. Penambahan medium baru dengan kecepatan tertentu dapat

menghasilkan keadaan steady state, yaitu suatu keadaan dimana jumlah sel-sel

yang terbentuk sama dengan sel-sel yang dikeluarkan dari fermentor. Yield

yang dihasilkan pada fermentasi fed-batch lebih besar jika dibandingkan

dengan fermentasi batch (Winarni, I, 1995).

L. Ninhidrin

Uji ninhidrin adalah uji umum untuk protein dan asam amino. Ninhidrin dapat

mengubah asam amino menjadi suatu aldehida. Ninhidrin dilakukan dengan

menambahkan beberapa tetes larutan ninhidrin yang terlihat tidak warna

kedalam sampel, kemudian dipanaskan beberapa menit. Adanya protein

ditandai dengan adanya perubahan warna ungu (Novita, 2009). Protein

memiliki molekul besar dengan berat molekul yang bervariasi antara 5000

hingga jutaan dengan hidrolisis oleh asam atau oleh enzim protein akan

menghasilkan asam amino, ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam

molekul protein.

Ninhidrin bereaksi dengan asam amino bebas dan protein menghasilkan warna

biru. Reaksi yang paling umum digunakan untuk analisis kualitatif protein

dan produk hasil hidroplisisnya. Reaksi ninhidrin dapat pula dilakukan

terhadap urin untuk mengetahui adanya asam amino atau mengetahui adanya

pelepasn protein oleh cairan tubuh (Santoso, 2008).

Page 42: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

23

M. Spektrofotometri Ultraviolet-Visible

Spektrofotometri merupakan salah satu instrumentasi yang digunakan untuk

mengukur absorbsi energi cahaya oleh suatu atom atau molekul pada panjang

gelombang tertentu (Day and Underwood, 2002). Spektrofotometer terdiri atas

spektrofotometer terdiri atas spektrometer dan fotometer. Spektrofotometer

menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan

fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang

diabsorbsi. Spektrofotometer tersususn dari sumber spektrum yang kontinyu,

monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat

untuk mengukur perbedaan antara absorbsi antara sampel dan blangko ataupun

pembanding (Khopkar, 2002).

Berdasarkan daerah serapannya, spektrofotometer dibagi menjadi dua yaitu,

spektrofotometer UV-Vis dan spektrofotometer sinar tampak. Rentang spektrum

untuk spektrofotometer UV-Vis atau ultraviolet yaitu pada panjang gelombang

200-400 nm, sedangkan untuk rentang spektrofotometer sinar tampak yaitu pada

rentang panjang gelombang 400-750 nm (Rohman, 2007). Absorpsi cahaya

ultraviolet atau sinar tampak oleh molekul organik terbatas hanya untuk beberapa

gugus fungsi (kromofor) yang mengandung elektron valensi dari energi ekstasi

yang rendah. Spektrum UV-Vis merupakan spektrum yang kompleks dan

nampak seperti pia absorbsi berlanjut, hal ini dikarenakan gangguan yang besar

dari transisi rotasi dan vibrasi pada elektron memberikan kombinasi garis yang

tumpang tindih (overlapping).

Spektrum UV-Vis mempunyai bentuk yang lebar dan hanya sedikit informasi

tentang struktur yang bisa didapatkan. Akan tetapi, spektrum ini sangat berguna

Page 43: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

24

untuk pengukuran kuantitatif. Konsentrasi dari analit di dalam larutan bisa

berguna dengan mengukur absorban pada panjang gelombang tertentu

menggunakan hukum Lamber-Beer (Dachriyanus, 2004).

Gambar 8. Skema spektrofotometri UV-Vis

Komponen-komponen Spektrofotometer UV-Vis

untuk mendapatkan hasil pengukuran yang optimum, setiap komponen dari

instrumentasi yang dipakai harus berfungsi dengan baik. Komponen-

komponen spektrofotometri UV-Vis meliputi sumber sinar , monokromator,

dan sistem optik.

a. Sebagai sumber sinar; lampu deuterium atau lampu hidrogen untuk

pengukuran UV dan lampu tungsen digunakan daerah tampak (visible).

b. Monokromator; digunakan untuk mendispersikan sinar ke dalam

komponen-komponen panjang gelombangnya yang selanjutnya akan

dipilih oleh celah (slit). Monokromator berputar sedemikian rupa

sehingga kisaran panjang gelombang dilewatkan pada sampel sebagai scan

instrumen melewati spektrum.

Page 44: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

25

c. Optik-optik; dapat didesain untuk memecahkan sumber sinar sehingga

sumber sinar melewati 2 kompertemen, dan sebagai mana dalam

spektrofotometer berkas ganda (double beam), suatu larutan blanko dapat

digunakan dalam suatu kompartemen untuk mengoreksi pembacaan atau

spektrum sampel. Yang paling sering digunakan sebagai blanko dalam

spektrofotometri adalah semua pelarut yang digunakan untuk melarutkan

sampel atau pereaksi (Rohman, 2007).

Untuk menganalisis kitin dilakukan menggunakan spektrofotometri UV-

Vis dengan larutan baku N-setil glukosamin dan uji gugus fungsinya

dengan metode spektrofotometri infra merah (Kumar, 2000). Namun,

terdapat beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis

menggunakan spektrofotometri ultra violet dan cahaya tampak terutama

untuk senyawa berwarna yang akan dianalisis yaitu :

1.Pembentukan molekul yang dapat menyerap sinar UV-Vis

Cara yang digunakan adalah dengan merubahnya menjadi senyawa lain

atau direaksikan dengan pereaksi tertentu sehingga dapat menyerap sinar

UV-Vis.

2.Waktu kerja (operating time)

Untuk mengetaahui waktu pengukuran yang stabil. Waktu kerja

ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu pengukuran

dengan absorbansi larutan.

3.Pemilihan panjang gelombang

Page 45: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

26

Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah

panjang gelombang yang memiliki absorbansi maksimal.

4.Pembuatan kurva baku

Pembuatan kurva baku dilakukan denga membuat seri larutan baku

dalam berbagai konsentrasi kemudian absorbansi tiap konsentrasi diukur

lalu dibuat kurva yang merupakan hubungan antara absorbansi

konsentrasi.

5.Pembacaan absorbansi sampel

Absorbansi yang terbaca pada spektrofotometer hendaknya antara 0,2

sampai 0,8 atau 15% sampai 70% jika dibaca sebagai transmitan. Hal

ini disebabkan pada kisaran nilai absorbansi tersebut kesalahan

fotometrik yang terjadi adalah paling maksimal.

Page 46: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

27

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat

Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Februari 2016 sampai Juli

2016, dengan uraian kegiatan pengambilan sampel di gudang lelang Teluk

Betung Bandar Lampung, peremajaan bakteri Actinomycetes ANL-4, serta

pengukuran glukosamin hasil dari fermentasi secara spektrofotometri UV-

Vis, dilakukan di Laboraturium Biokimia jurusan Kimia FMIPA

Universitas Lampung.

B. Alat dan Bahan

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas, jarum

ose, pembakar spritus, mikropipet ependorff, neraca analitik, spatula,

sentrifuga, autoclave model S-90N, lemari pendingin, shaker incubator

(orbit environ shaker), waterbath, laminar air flow CURMA model 9005-

FL, thermometer, magnetic stirer dan spektrofotometer UV-VIS Hitachi

U2010.

Bahan-Bahan yang dilakukan adalah serbuk kulit udang, akuades, kertas

saring, kapas, kain kasa, indikator universal, ninhidrin,agar for

Page 47: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

28

microbiology, dekstrosa, yearst extract, isolat Actinomycetes, air laut steril,

cyclohexamide, nalidixic acid, akuades, K2HPO4, KH2PO4,

(NH4)2SO4, NaCl, MgSO4, CaCl2

C. Prosedur Penelitian

1. Preparasi serbuk kulit udang

Langkah awal untuk preparasi sampel adalah menyiapkan kulit udang.

Kulit udang dipisahkan dari isi, kepala dan ekornya, dibersihkan dan

dicuci dengan air bersih. Kemudian dipanaskan dalam air mendidih

selama kurang lebih 15-20 menit. Selanjutnya diangkat dan ditiriskan dan

dikeringkan dibawah sinar matahari. Kulit udang yang sudah kering

kemudian dihaluskan dengan menggunakan blender dan diayak hingga

diperoleh serbuk kulit udang 100 gram. Serbuk kulit udang disimpan pada

tempat yang kering dan selanjutnya siap digunakan untuk proses

fermentasi.

2. Pembuatan Media

a. Media ISP-2 (International Streptomyces Project-2)

Media ISP-2 dapat dibuat dari 0,4 gram yearst extract, 1 gram malt

extract,0,4 gram dekstrosa, dan 2 gram agar for microbiology, di larutkan

dalam 100 ml air laut steril dan kemudian disterilkan menggunakan autoklaf

pada suhu 121oC dan tekanan 2 atm (Khamma et al., 2010). Selanjutnya,

media tersebut dimasukkan kedalam Laminar air Flow, di-UV selama 5

Page 48: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

29

menit dan ditambahkan masing-masing 25 μl cyclohexamide dan nalidixic

acid (Margavey et al., 2004).

b. Media inokulum dan fermentasi

Media inokulum dan media fermentasi terdiri dari komposisi yang sama

yaitu, 0,4% (NH4)2SO4, 0,6% NaCl, 0,1% K2HPO4, 0,01% CaCl2, dan 1%

serbuk kulit udang. Larutan ini, disterilkan menggunakan autoklaf pada

suhu 121oC tekanan 2 atm selama 15 menit.

3. Pertumbuhan Actinomycetes ANL-4

Media ISP-2 dituang kedalam cawan petri dan tabung reaksi (media agar

miring) yang sudah di sterilisasi sebelumnya dan dibiarkan menjadi padat.

Setelah media menjadi padat, ditumbuhkan strain Actinomycetes ANL-4

didalam media ISP-2 dan diinkubasi dalam inkubator pada suhu 30oC.

Pertumbuhan Actinomycetes diamati setelah ± 7 hari waktu inkubasi.

4. Fermentasi Fase Cair Sistem Tertutup (Batch)

Proses fermentasi ini dilakukan dengan cara menginokulasikan media

inokulum yang terlebih dahulu dibuat kedalam media fermentasi yang telah

disterilisasi. Media inokulum dan media fermentasi memiliki komposisi

yang sama, hanya saja substrat yang digunakan pada media inokulum lebih

sedikit jika dibandingkan dengan media fermentasi. Media fermentasi ini

dibuat sebanyak 5 replikat. Hasil dari fermentasi bacth, selama 5 hari

inkubasi dengan interval waktu sampling 1 hari, dipanaskan dengan

waterbath pada suhu 70oC selama 45 menit. Kemudian, ditambahnkan 5

Page 49: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

30

mL air suling dan diletakkan di rotary shaker dengan kecepatan 200 rpm

selama 1 jam. Selanjutnya, campuran disaring dengan menggunakan kertas

saring hingga diperoleh filtrat. Filtrat disentrifugasi pada suhu 4oC

(Khamma et al., 2010) dan kecepatan 10.000 rpm selama 20 menit. Semua

filtrat yang diperoleh, dibekukan dalam freezer selama 24 jam, lalu

diliofilisasi menggunakan freeze dry sampai terbentuk kristal glukosamin.

5. Analisis Glukosamin dengan Spektrofotometer UV-Vis

Sampel yang akan dianalisis adalah rendemen selama fermentasi yang

dilakukan selama 5 hari inkubasi dengan interval waktu sampling 24 jam,

yang telah diliofilisasi dengan freeze dry.

6. Persiapan Standart dan Sampel Glukosamin

a. Pembuatan standart Glukosamin

Glukosamin standart sebanyak 0,05 gram dilarutkan dalam 50 ml

akuades dan dibuat ke dalam konsentrasi 50 sampai 150 mg/L

b. Pembuatan Sampel Glukosamin

Sedikit sampel glukosamin hasil fermentasi yang telah diliofilisasi

menggunakan freezdray masing-masing dilarutkan dengan akuades

kemudian di tambahkan larutan buffer pospat .dan ninhidrin.

c. Pembuatan Kurva Standart Glukosamin

Page 50: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

31

Larutan glukosamin standart konsentrasi 50 sampai 150 mg/L masing-

masing ditambahkan larutan buffer pospat dan ninhidrin. Campuran

larutan dihomogenkan kemudian di panaskan dalam penangas selama ±

30 menit dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV-Vis

pada pamjang gelombang 570 nm. Selanjutnya nilai absorbansi yang

diperoleh diplotkan terhadap konsentrasi untuk mendapatkan kurva

standart dan persamaan garis yang menunjukkan hubungan antara

absorbansi konsentrasi glukosamin.

d. Analisis Kadar Glukosamin

Beberapa gram serbuk sampel glukosamin direaksikan dengan cara di

larutkan dengan akuades dan dihomogenkan. Kemudian campuran ini

ditambahkan larutan buffer pospat dan ninhidrin. Setelah itu diukur

absorbansinya dengan spektrometer UV-Vis pada panjang gelombang

570 nm. Hasil absorbansi yang diperoleh dimasukkan dalam persamaan

regresi linier dari kurva standar glukosamin sehingga diperoleh

konsentrasi sampel glukosamin.

Page 51: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

43

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

1. Actinomycetes ANL-4 memiliki kemampuan untuk mendegradasi subtrat

serbuk kulit udang menjadi glukosamin.

2. Berdasarkan hasil penelusuran, enzim kitinase dan kitin deasetilase

menunjukkan aktivitasnya tertinggi dalam waktu inkubasi hari pertama

dan kelima

3. Produksi glukosamin tertinggi didapat pada waktu inkubasi hari pertama

sebesar 72 % dan ke lima yaitu 60%.

4. Kandungan mineral yang adadalam substrat kulit udang mempunyai

pengaruh dalam kerja enzim untuk mendegradasi substrat.

Page 52: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

44

B. Saran

Berdasarkanm hasil penelitian yang dilakukan, maka pada penelitian

selanjutnya disarankan :

1. Perlu dilakukan penambahan jumlah substrat, volume media inokulum

dan media fermentasi agar produk glukosamin yang didapat lebih besar

2. Dilakukan proses demineralisasi pada substrat

3. Prosedur kerja menggunakan 7 hari waktu inkubasi dengan interval waktu

sampling 1 jam

4. Dilakukan prosedur untuk mencari nilai OD (Optikal Densiti) pada bakteri

Actinomycetes ANL-4

5. Perlu dilakukan analisis kandungan pada filtrat sisa dari fermentasi

Page 53: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

45

DARTAR PUSTAKA

Anggraini, W. 2010. Uji Aktivitas Enzim Kitinase dari Isolat Actinomycetes

Selama proses Solid State Fermentation Kitin Dengan Metode Somogyi-

Nelson. Skripsi. Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Arif, A. R., Ischaidar., Natsir, H., Dali, S. 2013. Isolasi Kitin dari Limbah Udang

Putih (Penaeus merguiensis) Secara Enzimatis. Seminar Nasional Kimia

2013, Makassar, Laboraturium Biokimia, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA

Universitas Hasanuddin.

Artiningsih A., Noor A., Natsir H., 2003. Usaha Biokonversi Kitin Asal Kepiting

Rajungan Menjadi Khitosan. Vol. 4. No. 1. Program Studi Kimia

Pascasarjana. Jurusan Kimia FMIPA UNHAS.

Azhar, M., Efendi, J., Syofyeni, E., Lesi, R, M., Novalina, S. 2010. Pengaruh

Konsentrasi NaOH Dan KOH Terhadap Derajat Deasetilasi Kitin Dari

Limbah Kulit Udang. Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Padang.

Anonim. 2010. Lampung Dalam Angka, Biro Pusat Statistik Daerah Provinsi

Lampung.

Anonim. 2016. Kandungan Nutrisi dan Manfaat Udang.

http//manfaatnyasehat.blogspot.com/2013/08/kandungan-nutrisi-dan-

manfaat-udang.html?m=1. Diakses pada hari Minggu, tanggal 28 Agustus

2016.

Caufrier, F., A. Martinou, C. Dupont, and V. Bouriotis. 2003. Carbohydrate

esterase family 4 enzymes : Substrate spesificity. Carbohydrate. Res. Vol

338, pp 687-692.

Dachriyanus. 2004. Analisis Struktur Senyawa Organik secara Spektrofotometri.

CV. Trianda Anugrah Pratama. Padang.

Dahmer, M., and Schiller, R. M. 2008. Glucosamine. American Family Phusician

Ann Intern Med. 2008;78:470-476.

Day, R.A. dan Underwood, A.L. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam.

Erlangga. Jakarta.

Page 54: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

46

Gohel, V., A. Singh, M. Vimal, P. Ashwini, and H.S. Chatpar. 2006.

Bioprospecting and Antifungal Potential of Chitinolytic Microorganisms.

African Journal of Biotecnology. 5(2): 54-72.

Green A. T., M. G. Healy, and A. Healy. 2005. Production of chitinolytic by

serratia marcescens QMB1466 using various chitinous substrates. Journal

of Chemical Tecnology and Biotecnology. Vol. 80, pp. 28-34.

Gritter, R. J., J. M. Robbit, and A. E. Schwarting. 1991. Introduction to

Chromatography. Halden Day Inc. Oakaland, USA.

Haliza, W., dan Suhartono, M., T. 2012. Karakterisasi Kitinase Dari Mikrobia.

Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Pascapanen Pertanian Bogor.

Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Institut Pertanian Bogor.

Hamsina, Noor, A., Budi, P. 2002. Optimalisasi proses Ekstraksi Khitin Dari

Cangkang Kepiting Dan Uji Kualitatif. Program Studi Kimia Pasca

Sarjana. Jurusan Kimia FMIPA UNHAS.

Herdyastuti, N., Raharjo, T.,J., Mudasir, Matsjeh, S. 2009. Kitinase dan

Mikroorganisme kitinolitik : Isolasi, Karakterisasi, dan Manfaatnya.

Department of Chemistry, Gadjah Mada University, Sekip Utara

Yogyakarta.

Hendri J., Wardana, Aspita Laila, Irwan Ginting, S, 2007, Penetuan Kadar Ca dan

Mg Pada Hasil Deminerralisasi Optimum Kulit Udang Windu Secara

Gravimetri Dan Spektroskopi Serapan Atom Dimuat. Dalam Jurnal Sains

MIPA, Vol.13 No 2.

Hendri J., 2005. Teknik Pengolahan Limbah Kulit Udang Dan Kepala Udang.

Suatu Seri Monograf Permasalahn Dan Pengolahan Lingkungan Hidup.

Provinsi Lampung, Pusat Penelitian Lingkungan, Lembaga Penelitian

Unila, September 2005.

Jayanti, J.F.L. 2002. Studi kitinase dan kitin deasetilase termostabil dari isolat

asal Manado (Skripsi). Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Khamna, S., Yokota, A., Peberdy, J.F., and Lumyong, S. 2010. Indole-3-acetic

acid production by Streptomycetes sp. isolat from some Thai medicinal

plant rhizophere soils. EurAsia J Bio Sci 4:23-32.

Khopkar, S. M. 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. Penerbit Swadaya. Jakarya

Kumar, R.M.N. V. 2000. A Riview of Chitin and Chitosan Applications. React.

Fungsional Polymer. 46: 1-26.

Page 55: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

47

Kusumaningsih, T., Masykur, A., dan Arief, U. 2004. Pembuatan Kitosan dari

kitin cangkang bekicot (Achatina fulica). Bifarmasi 2(2),64-68.

Lehninger, A.L. 2005. Dasar-Dasar biokimia. Terjemahan dari: Principles of

Biochemistry, oleh Thenawidjadja, M. Erlangga. Jakarta.

Lezin, D.C., Salova, M.K.H., Crawford, D.L., and Beaulieu, C.2011.

Actinomycetes, promising tools to control plants diseases and to promote

plant growth. Phytopretection. 83 (3) : 85-102.

Margavey, N.A., J. M. Keller, V. Bernan, M. Dworkin, and D. H. Sherma. 2004.

Isolation and Characterization of Novel Marine-Derived Actinomycetes

Taxa Rich In Bioactive Metabolites. Applied and Enviromental

Microbiology. Vol. 12 Hlm.7520-7529.

Miller, K.L., and Clengg, D.O. 2011. Glucosamine and chondroitin sulfate.

Rheum Disn Clin N Am. 2011 ; 37:103-18.

Miyadoh, S., dan Misa. 2004. Workshop on isolation methods and classification

of actinomycetes. Biotecnology Center, Indonesia Institute of Sciences,

Bogor.

Mulja, M. Dan suharman. 1995. Analisis Instrumental. Airlangga University

Press. Surabaya.

Murray, T. Athonsen, and Sanford. 2003. Chitin and Chitosan: Sources,

Chemistry, Biochemistry, Physical properties and Applicatios. Elsevier

Applied Science, London. Hlm. 561.

Oegema, Theodore R., et al. 2002. Effect of Oral Glucosamine on Cartilage and

Meniscus in Normal and Chymopapain-Injected Knees of Young Rabbits.

Arthritis and Rheumatism. 46 (9) : 2495-2503.

Pasaribu N. 2004. Berbagai Ragam Pemanfaatan polimer.

http://library.usu.ac.id/download/ft/tki.mia-nurhaida .pdf. diakses pada 4 Agustus

20015.

Patil, R. S., V. Ghormade, and M. V. Deshpande. 2000. Chitinolytic Enzymes :

An Explorations. Enzyme and Microbial Technology. Vol. 26, pp. 473-

483.

Pratiwi, R.S., Susanto, T.E., Wardani, Y.A.K., Sutrisno, A. 2015. Enzim Kitinase

dan Aplikasi di Bidang Industri: Kajian Pustaka. Jurnal Pangan dan

Agroindustri Vol. 3 No 3 p. 878-887. Jurusan Teknologi Hasil Pertanian,

FTP Universitas Brawijaya Malang.

Page 56: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

48

Pujiastuti, P 2001. Kajian Transformasi Khitin menjadi Khitosan Secara Kimiawi

dan Enzimatik. Seminar Nasional Jurusan Kimia, Surakarta, 13 Oktober

2001, Jurusan Kimia FMIPA UNS.

Rao. N. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. UI press.

Jakarta.

Ravikumar S, M. Fredimoses, and R. Gokulakrishnan. 2011. Biodiversity of

actinomycetes in Manakkudi mangrove ecosystem, Southwest coast of

India. Annals of Biological Research. Vol. 2(1), pp. 76-82.

Robiah, Nur. 2015.Mapping Aktivitas Enzim Kitinase dan Kitin Deasetilase Dari

Isolat Actinomycetes ANL-4 Dalam Mendegradasi Kitin Selama 24 Jam

Waktu Inkubasi (skripsi). Universitas Lampung. Bandar Lampung.

Rochima, E., 2014. Kajian Pemanfaatan Limbah Ranjungan dan Aplikasinya

untuk Bahan Minuman Kesehatan Berbasis Kitosan. Jurnal Akuatika Vol.

V No. 1 .71-82. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Universitas

Padjajaran.

Rohman, A. 2007. Kimia Farmasi analisis : Spektrofometri UV dan Tampak

(visible). Pustaka Pelajar. Yogyakarta.

Sashiwa, H., Fujishima, S., Yamano N., Kawasaki N., Nakayama A., Muraki E.,

Hiraga K., Oda K., and Aiba S. 2003. Productoin of N-acetyl-D-

glucosamine from α-Chitin by Crude Enzymes from Aeromonas

Hydrophila H-2330. Carbohydrate Research. 337: 761-763.

Savant., D. Vivek, and J .A> Torres. 2000. Chitosan based coagulating agents for

treatment of ceddar chees whey. Biotecnhonoly Progress 16: 1091-1097.

Srijanto, B., dan Paryanto, I. 2005. Pengaruh Suhu pada Pembuatan Khitosan

Secara kimiawi,

http://www.faperta.ugm.ac.id/semnaskan/abstrak/prosiding2005/abstrak/bi

dang.thp.php. Diakses pada tanggal 6 Agustus 2015.

Stevens, W. 2005. Chitin and Chitosan : Productions and Applications. Journal of

Bioscience Bioenergy. 89: 515-521.

Sulistyaningrum L.S. 2008. Optimalisasi fermentasi. FMIPA UI.

Remya, M. And Vijayakumar, R. 2008. Isolation and Characterization of marine

Antaginistic Actinomycetes from West Cost of India. Medicine and

Biology. Vol. 15. 1: 13-19.

Tsigos, I., dan V. Bouriotis. 2000. Purification and Characterization og Chitin

Deacetylase from Colletotrichum lindemuhianum. J. Biol. Chem.,

270:26286-26291.

Page 57: PENENTUAN KADAR GLUKOSAMIN DARI SUBSTRAT …digilib.unila.ac.id/24598/3/SKIRPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · Febri Windi Asmoro Penelitian ini dilakukan untuk mengubah kitin dari substrat

49

Uno, W., Retnowati, Y., DR. Kandowango, N., 2012.Biodiversitas Actinomycetes

Pada Kawasan Mangrove Desa Bulalo Kecamatan Kwandang Dan Uji

Potensi Sebagai Penghasil Antibiotika. Jurusan Biologi Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetehuan Alam Universitas Negeri Gorontalo.

Winarni, I. 1995. Optimasi Produksi Dekstranase dan Streptococcus sp.B7.

Skripsi. Bogor: Fakultas Tekno!ogi Pertanian. IPB.

Yanming, D., Congyi, X.U., Jianwei, W., Mian, W., Yusong, W.U., and

Yonghong, R. 2001. Determination of degree of substitution for N-

acylated chitosan using IR spectra. Science in Chine. Vol. 44, pp. 216-224.

Zhao, Yong., Ro-Dong Taman, and Riccardo A. A. Muzzarelli. 2010. Chitin

Deacetylases: Properties and Application. Marine Drugs. Vol8, pp. 24-46.