plagiat merupakan tindakan tidak terpuji · rumus perhitungan dd chitosan ... rumus perhitungan...

PENGARUH PEMBERIAN SEDIAAN BIOMATERIAL SELULOSA

BAKTERI Acetobacter xylinum DARI LIMBAH KETELA RAMBAT

(Ipomoea batatas Poir) DENGAN PENAMBAHAN CHITOSAN SEBAGAI

MATERIAL PENUTUP LUKA PADA TIKUS GALUR WISTAR JANTAN

SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm.)

Program Studi Farmasi

Oleh:

Michael Raharja Gani

NIM: 098114101

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2013

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

PERSETUJUAN PEMBIMBING


iii

PENGESAHAN SKRIPSI BERJUDUL


iv

IMAGINATION IS MORE IMPORTANT THAN KNOWLEDGE. KNOWLEDGE IS LIMITED. IMAGINATION ENCIRCLES THE

WORLD (ALBERT Einstein)

The future belongs to those who believe in the beauty of their

dreams (Elanor Roosevelt)

AD MAIOREM DEI GLORIAM (Society of Jesus)

TOGETHER WE CAN

(farmasi ANGKATAN 2009)

Karena aku telah mengawali segala sesuatunya maka aku akan berjuang

untuk menemukan jalanku dan mengakhiri apa yang telah aku awali

(Michael R. Gani)

Karya ini Kupersembahkan bagi :

Papa dan mama tercinta Teman-temanku terkasih

Almamater Gereja, Bangsa dan Negaraku

Mereka yang mati karena berjuang mencari kebenaran ditengah dunia ini


v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN


vi

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA


vii

PRAKATA

Penulis mengucapkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa

karena atas berkat, rahmat dan kasih-Nya yang diberikan, penulis dapat

menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial

Selulosa Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah Ketela Rambat (Ipomoea

batatas Poir) dengan Penambahan Chitosan sebagai Material Penutup Luka pada

Tikus Galur Wistar Jantan”. Skripsi ini disusun guna memenuhi salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu Farmasi (S.Farm.), di program studi

Farmasi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma,Yogyakarta.

Selama perkuliahan, penelitian dan penyusunan skripsi ini, Penulis telah

mendapatkan banyak bantuan, sarana, dukungan, bimbingan, saran dan kritik dari

berbagai pihak. Oleh karena itu, perkenakanlah Penulis ingin mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Bapak Ipang Djunarko, M.Sc., Apt., selaku Dekan Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Ibu Dr. Eli Rohaeti selaku dosen pembimbing utama dan penguji yang telah

member kesempatan kepada Penulis dalam mengerjakan penelitian payung

ini serta bantuan finansial, dukungan semangat, perhatian, bimbingan,

perhatian serta meluangkan waktu untuk berdiskusi bersama Penulis selama

proses penyusunan proposal hingga penyelesaian skripsi ini.

3. Ibu Phebe Hendra, Ph.D., Apt., selaku dosen pembimbing pendamping dan

penguji yang telah memberikan bantuan, dukungan semangat, bimbingan,


viii

perhatian serta meluangkan waktu untuk berdiskusi bersama Penulis selama

proses penyusunan proposal hingga penyelesaian skripsi ini.

4. Bapak Yohanes Dwiatmaka, M.Si., selaku dosen penguji yang telah

meluangkan waktu untuk menguji serta memberi beberapa masukan terkait

skripsi Penulis.

5. Ibu Dr. Sri Hartati Yuliani, Apt., selaku dosen penguji yang telah meluangkan

waktu untuk menguji serta memberi beberapa masukan terkait skripsi Penulis.

6. Ibu Christophori Maria Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt., selaku Ketua

Program Studi Farmasi yang telah membantu dan memberi dukungan kepada

Penulis dalam menyelesaikan administrasi dosen pembimbing serta

meluangkan waktu untuk berdiskusi dengan Penulis dalam menyelesaikan

skripsi ini.

7. Ibu Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt., selaku Kepala Laboratorium Fakultas

Farmasi Universitas Sanata Dharma.

8. Bapak Jeffry Julianus, M.Si., selaku dosen Metopen.

9. Ibu Dra. MM. Yetty Tjandrawati, M.Si., selaku dosen pembimbing akademik

yang telah membimbing dan mendampingi Penulis sejak selama kegiatan

perkuliahan di Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.

10. Mas Narto, Mas Dwi dan Mas Sarwanto yang telah membantu dalam

mengurus beberapa administrasi dan surat ijin terkait penelitian bagi Penulis.

11. Dekan dan segenap dosen serta jajaran staf Dekanat Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Negeri Yogyakarta yang telah membantu

mengijinkan Ibu Dr. Eli Rohaeti menjadi dosen pembimbing Penulis.


ix

12. Bapak Mukminin, Mas Ratijo, drh. Nila, Mas Heru, Mas Parjiman, Mas

Kayat, Mas Wagiran, Mas Sigit, Pak Parlan, Pak Mus, Mas Darto beserta

segenap laboran dan karyawan lain yang telah membantu Penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

13. Papa dan mama yang senantiasa selalu memberikan dukungan, doa, nasehat

dan semangat kepada Penulis selama menyelesaikan skripsi ini.

14. Anugerah, David, Laras, Haris dan Arvi selaku partner skripsi Penulis yang

senantiasa menemani dan berjuang bersama serta memberikan masukan,

motivasi dan semangat dari awal hingga penyelesaian skripsi ini.

15. Lauren, Bruri, Ryan, Lisu, Agnes, Reza, Mas Argo dan Mas Widi yang telah

mendukung kepada Penulis selama menyelesaikan skripsi ini.

16. Mas Danang, Pak Puji Santosa, Pak Rahmat dan Bu Eko yang telah

membantu dan membagi ilmu kepada Penulis untuk mengoperasikan

beberapa instrumen yang terkait dengan skripsi Penulis.

17. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu

Penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dan ketidaksempurnaan

yang ada dalam penyusunan skripsi ini. Maka Penulis mengharapkan kritik dan

saran yang dapat membuat karya ini menjadi lebih baik. Akhir kata, semoga

penelitian skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca terutama bagi perkembangan

ilmu pengetahuan.

Penulis


x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ..................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ........................................................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI.................................. v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................ vi

PRAKATA ............................................................................................................ vii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xvi

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xvii

DAFTAR PERSAMAAN .................................................................................... xix

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... xx

INTISARI ............................................................................................................ xxii

ABSTRACT ....................................................................................................... xxiii

BAB I PENGANTAR ............................................................................................. 1

A. Latar Belakang .............................................................................................. 1

1. Rumusan Masalah ............................................................................... 4

2. Keaslian Penelitian ............................................................................. 5

3. Manfaat Penelitian .............................................................................. 6

B. Tujuan ........................................................................................................... 6

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA...................................................................... 7

A. Selulosa Bakteri ............................................................................................ 7


xi

B. Aplikasi Selulosa Bakteri dalam Bidang Medis............................................ 8

C. Karakteristik Selulosa Bakteri....................................................................... 9

D. Acetobacter xylinum ...................................................................................... 9

E. Ketela Rambat ............................................................................................. 10

1. Sistematika Tanaman ........................................................................ 10

2. Nama Tanaman ................................................................................. 10

3. Morfologi Tanaman .......................................................................... 11

4. Golongan Ketela Rambat .................................................................. 12

5. Kandungan Kimia ............................................................................. 12

6. Waktu Panen Ketela Rambat ............................................................ 13

F. Chitosan ...................................................................................................... 14

G. Karakteristik Chitosan ................................................................................ 15

H. Gliserol ........................................................................................................ 17

I. Luka............................................................................................................. 17

J. Penutup Luka .............................................................................................. 20

K. Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Infra Merah ................... 20

L. Foto Permukaan dengan Teknik Scanning Electron Microscopy ............... 24

M. Analisis Sifat Mekanik dengan Uji Tarik.................................................... 25

N. Analisis Kristalinitas dengan Difraksi Sinar X (XRD) ............................... 26

O. Analisis Sifat Termal dengan Differential Thermal Analysis (DTA) ......... 27

P. Analisis Sifat Termal dengan Thermal Gravimetric Analysis (TGA) ........ 29

Q. Landasan Teori ............................................................................................ 29

R. Hipotesis ...................................................................................................... 30


xii

BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 31

A. Jenis Penelitian ............................................................................................ 31

B. Variabel Penelitian ...................................................................................... 31

1. Variabel utama .................................................................................. 31

2. Variabel pengacau ............................................................................. 31

C. Definisi Operasional.................................................................................... 32

D. Alat dan Bahan ............................................................................................ 34

E. Tata Cara Penelitian .................................................................................... 35

1. Determinasi Tanaman ....................................................................... 35

2. Pemilihan Bahan ............................................................................... 35

3. Preparasi Limbah Cair Ketela Rambat ............................................. 35

4. Orientasi Pembuatan Membran Chitosan ......................................... 37

5. Pembuatan Membran Chitosan sebagai Kontrol Positif ................... 37

6. Orientasi Pembuatan Material Selulosa

Bakteri+Gliserol+Chitosan dengan Metode Perebusan dan

Memakai Cawan Petri sebagai Tempat Fermentasi .......................... 37


Bakteri+Gliserol+Chitosan dengan Metode Perebusan dan

Memakai Nampan sebagai Tempat Fermentasi ................................ 38


Bakteri+Gliserol+Chitosan dengan Metode Pelapisan ..................... 39

9. Pembuatan Material Selulosa Bakteri (S) sebagai Kontrol

Karakterisasi Biomaterial ................................................................. 40


xiii

10. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol (SG) ....................... 42

11. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

(SGK) ................................................................................................ 43

12. Analisis Karakteristik Biomaterial .................................................... 45

13. Sterilisasi Produk .............................................................................. 48

14. Orientasi Penyembuhan Luka Secara Normal .................................. 48

15. Pengelompokkan Hewan Uji ............................................................ 49

16. Pembuatan Luka pada Hewan Uji .................................................... 50

17. Pengamatan Penyembuhan Luka dan Pengukuran Diameter

Luka .................................................................................................. 50

F. Analisis Data ............................................................................................... 50

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 52

A. Hasil Determinasi Tanaman ........................................................................ 52

B. Hasil Pemilihan Bahan ................................................................................ 54

C. Preparasi Limbah Ketela Rambat................................................................ 54

D. Orientasi Pembuatan Membran Chitosan ................................................... 55

E. Pembuatan Membran Chitosan sebagai Kontrol Positif ............................. 57

F. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Perebusan dan Memakai Cawan Petri sebagai

Tempat Fermentasi ..................................................................................... 58

G. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Perebusan dan Memakai Nampan sebagai Tempat

Fermentasi .................................................................................................. 61


xiv

H. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Pelapisan ........................................................................... 61

I. Pembuatan Material Selulosa Bakteri (S) sebagai Kontrol

Karakterisasi Biomaterial ........................................................................... 63

J. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol (SG) ................................. 66

K. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan (SGK) .............. 66

L. Analisis Karakteristik Biomaterial .............................................................. 67

1. Analisis Sifat Fisik Secara Makroskopis dan Organoleptis .............. 67

2. Analisis Gugus Fungsi dengan Instrumen FT-IR ............................. 69

3. Analisis Struktur Morfologi .............................................................. 74

4. Analisis Sifat Mekanik ...................................................................... 79

5. Analisis Sifat Termal dengan Differential Thermal Analysis

(DTA) ................................................................................................ 83

6. Analisis Sifat Termal dengan Thermal Gravimetric Analysis

(TGA) ................................................................................................ 85

7. Analisis Kristalinitas dengan XRD .................................................. 89

M. Sterilisasi Produk ........................................................................................ 93

N. Orientasi Penyembuhan Luka Secara Normal ............................................ 94

O. Pengelompokkan Hewan Uji ...................................................................... 95

P. Pembuatan Luka pada Hewan Uji ............................................................... 95

Q. Pengamatan Penyembuhan Luka dan Pengukuran Diameter Luka ............ 96

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 111

A. Kesimpulan ............................................................................................... 111


xv

B. Saran .......................................................................................................... 111

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 113

LAMPIRAN ........................................................................................................ 121

BIOGRAFI PENULIS ........................................................................................ 158


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel I. Kandungan kimia ketela rambat ...................................................... 13

Tabel II. Hasil korelasi dari serapan inframerah selulosan dan chitosan ....... 24

Tabel III. Hasil sifat mekanik komposit selulosa bakteri nano

kristal/polivinil alkohol ................................................................. 26

Tabel IV. Tabel sifat fisik membran chitosan .................................................. 57

Tabel V. Hasil pengamatan sifat fisik sampel biomaterial ............................. 67

Tabel VI. Hasil interpretasi gugus fungsi dari sampel biomaterial .................. 71

Tabel VII. Hasil absorbansi selulosa bakteri, selulosa bakteri+gliserol

dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan ............................................. 72

Tabel VIII. Hasil pengujian sifat mekanik biomaterial ...................................... 79

Tabel IX. Hasil pengamatan visual dari luka akibat perlakuan ....................... 97

Tabel X. Hasil pengukuran diameter luka tiap kelompok perlakuan ........... 100

Tabel XI. Persentase penurunan luas luka tiap kelompok perlakuan ............. 100

Tabel XII. Hasil uji statistik persentase penurunan luas luka tiap

kelompok perlakuan ........................................................................ 101


xvii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Struktur selulosa bakteri ................................................................ 8

Gambar 2. Struktur chitosan ......................................................................... 15

Gambar 3. Tahapan penyembuhan luka ........................................................ 19

Gambar 4. Metode mengkonstruksi garis dasar ............................................ 22

Gambar 5. Spektra inframerah dari selulosa bakteri dan chitosan ............... 23

Gambar 6. Foto SEM selulosa bakteri .......................................................... 25

Gambar 7. Difraktogram XRD dari selulosa bakteri dan chitosan ............... 27

Gambar 8. Termogram DTA untuk polimer semikristalin ........................... 28

Gambar 9. Termogram dari selulosa bakteri ................................................. 29

Gambar 10. Hasil pembandingan bagian ketela rambat dengan literatur ....... 53

Gambar 11. Skema pengelupasan bioplastik .................................................. 57

Gambar 12. Membran chitosan ....................................................................... 58

Gambar 13. Skema biosintesis selulosa bakteri .............................................. 65

Gambar 14. Spektra serbuk chitosan .............................................................. 69

Gambar 15. Hasil spektra IR biomaterial S, SG dan SGK ............................. 70

Gambar 16.a. Foto permukaan SEM selulosa bakteri ....................................... 75

Gambar 16.b. Foto permukaan SEM SGK ……………………………………75

Gambar 17.a. Foto permukaan SEM selulosa bakteri ....................................... 77

Gambar 17.b. Foto permukaan SEM membran chitosan ……………………. 77

Gambar 18.a. Foto penampang melintang SEM selulosa bakteri ...................... 78

Gambar 18.b. Foto penampang melintang SEM SGK ………………………. 78

Gambar 19. Kurva termogram DTA biomaterial ............................................ 83

Gambar 20. Kurva termogram TGA biomaterial ............................................ 86


xviii

Gambar 21. Kehilangan massa vs suhu .......................................................... 86

Gambar 22.a. Difraktogram selulosa bakteri ..................................................... 90

Gambar 22.b. Difraktogram selulosa bakteri+gliserol+chitosan …………….. 90

Gambar 23. Grafik persentase penurunan luas luka gabungan dari

kelompok SGK, K dan O selama 3, 5 dan 7 hari ....................... 106


xix

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 1. Rumus perhitungan DD chitosan .................................................... 16

Persamaan 2. Rumus perhitungan absorbansi menurut hukum Lambert-Beer ..... 21

Persamaan 3. Rumus perhitungan absorbansi ....................................................... 21

Persamaan 4. Rumus perhitungan % kristalinitas ................................................. 27


xx

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil determinasi tanaman ketela rambat .............................. 121

Lampiran 2. Surat pengesahan determinasi ............................................... 122

Lampiran 3. Formula yang digunakan (per 100 mL) ................................. 123

Lampiran 4. Skema jalannya penelitian ..................................................... 123

Lampiran 5. Foto bahan yang digunakan ................................................... 124

Lampiran 6. Foto masing-masing sampel hasil karakterisasi secara

makroskopis ........................................................................... 124

Lampiran 7. Hasil perbandingan berat ketela rambat dan air yang

digunakan .............................................................................. 125

Lampiran 8. Hasil penimbangan berat basah sampel ................................. 125

Lampiran 9. Hasil perhitungan konsentrasi NaOH dan HCl yang

digunakan .............................................................................. 125

Lampiran 10. Hasil spektra IR chitosan untuk perhitungan derajat

deasetilasi (DD) beserta perhitungan nilai DD-nya .............. 126

Lampiran 11. Hasil spektra IR tiap sampel .................................................. 127

Lampiran 12. Hasil penarikan base line spektra IR tiap sampel .................. 128

Lampiran 13. Hasil perhitungan absorbansi tiap sampel ............................. 130

Lampiran 14. Foto SEM tiap sampel ........................................................... 130

Lampiran 15. Hasil uji sifat mekanik sampel .............................................. 131

Lampiran 16. Hasil statistik uji sifat mekanik tiap sampel .......................... 132

Lampiran 17. Hasil XRD tiap sampel .......................................................... 136

Lampiran 18. Hasil perhitungan luas total di bawah kurva tiap sampel ...... 137


xxi

Lampiran 19. Hasil perhitungan luas background tiap sampel .................... 138

Lampiran 20. Hasil perhitungan luas kristal+amorf tiap sampel ................. 139

Lampiran 21. Hasil perhitungan luas kristal tiap sampel ............................. 139

Lampiran 22. Hasil perhitungan % kristalinitas tiap sampel ....................... 140

Lampiran 23. Hasil data massa tersisa (%) akibat perubahan suhu tiap

sampel .................................................................................... 141

Lampiran 24. Hasil perhitungan suhu untuk sampel yang terdekomposisi

/ kehilangan massa 50% ........................................................ 141

Lampiran 25. Foto instrumen yang digunakan untuk karakterisasi tiap

sampel .................................................................................... 142

Lampiran 26. Surat keterangan Ethical Clearance ...................................... 143

Lampiran 27. Hasil perhitungan dosis ketamine dan xylazine ..................... 144

Lampiran 28. Foto pengamatan penyembuhan luka pada hewan uji ........... 145

Lampiran 29. Hasil pengukuran diameter luka pada hewan uji ................... 145

Lampiran 30. Perhitungan luas metode Morton .......................................... 147

Lampiran 31. Hasil statistik persentase penurunan luas luka tiap sampel ... 149


xxii

Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri Acetobacter

xylinum dari Limbah Ketela Rambat (Ipomoea batatas Poir) dengan

Penambahan Chitosan sebagai Material Penutup Luka pada Tikus Galur

Wistar Jantan

INTISARI

Penelitian dilakukan untuk mempelajari karakter biomaterial yang

dihasilkan dari pemanfaatan limbah cair ketela rambat yang diperoleh dari proses

pembuatan tepung pati dari ketela rambat yang ditambah gliserol dan chitosan

serta aktivitas penyembuhan luka jika diaplikasikan sebagai material penutup luka

pada tikus jantan galur Wistar.

Biomaterial terbuat dari selulosa bakteri sebagai kontrol karakterisasi,

selulosa bakteri+gliserol dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan sebagai

perlakuan. Karakterisasi meliputi analisis sifat fisik, gugus fungsional dengan

instrumen spektrofotometer infra merah, morfologi permukaan dengan instrumen

SEM, sifat mekanik dengan instrument Universal Tester, kristalinitas dengan

instrumen XRD dan kestabilan termal dengan instrumen TGA/DTA Analyzer. Uji

penyembuhan luka dilakukan dengan melukai hewan uji lalu luka ditutup dengan

membran chitosan, selulosa yang ditambah gliserol dan chitosan serta tanpa

ditutup lalu didiamkan selama 3, 5 dan 7 hari. Sehari setelah luka dibuat, diameter

luka diukur dengan jangka sorong. Pada hari yang ditentukan, hewan uji

dikorbankan dan diukur kembali diameter lukanya lalu diubah menjadi persentase

penurunan luas luka dan dilihat patologi anatomi lukanya secara makroskopis.

Karakteristik biomaterial yang dihasilkan meliputi peningkatan intensitas

gugus fungsi dan kestabilan termal, perubahan struktur morfologi, penurunan sifat

mekanik dan persen kristalinitas serta perubahan sifat fisik akibat penambahan

chitosan. Pemberian gliserol meningkatkan intensitas gugus fungsi, persen

perpanjangan dan kestabilan termal, menurunkan kuat tarik serta tidak

mempengaruhi sifat fisik, persen kristalinitas, dan struktur morfologi. Pemberian

penutup luka dari biomaterial selulosa bakteri+gliserol+chitosan tidak

berpengaruh terhadap proses penyembuhan luka.

Kata Kunci: biomaterial, chitosan, limbah ketela rambat, penutup luka


xxiii

Effect Bacterial Cellulose Acetobacter xylinum toward Biomaterial

Preparation from Sweet Potato Waste (Ipomoea batatas Poir) with Addition

of Chitosan as Wound Dressing in Male Rats

ABSTRACT

The objective of this research was to study the character of biomaterials

from the utilization of wastewater derived from sweet potato starch manufacturing

process of the sweet potatoes and was added with glycerol and chitosan as well as

the healing activity of biomaterials when applied as wound dressing material in

Wistar male rats.

Biomaterials is made from bacterial cellulose as a control characterization,

bacterial cellulose+glycerol and bacterial cellulose+glycerol+chitosan as a

treatment. Characterization included analysis of physical properties, functional

groups with an infrared spectrophotometer instrument, morphology surface with

SEM instrument, the mechanical properties with Universal Tester instrument,

crystallinity with XRD instrument and the thermal stability with TGA / DTA

Analyzer. Wound healing assay performed with the wounding of test animals with

specific diameter and wounds covered with chitosan membranes, biomaterials

cellulose+glycerol+chitosan then allowed to stand uncovered for 3, 5 and 7 days.

A day after the wound was made, the wound diameter was measured with

calipers. On the appointed day, the test animals were sacrificed and the wound

diameter was measured again then converted into a percentage reduction in

injuries and extensive views of anatomic pathology macroscopic wound.

The resulting biomaterial characteristics include increased intensity of the

functional groups and thermal stability, structural changing of in the morphology,

decreasing mechanical properties and percent crystallinity as well as changing in

physical properties due to the addition of chitosan. Adding glycerol can increasing

the intensity of functional groups, percent elongation and thermal stability but

decrease tensile strength and did not affect the physical properties, percent

crystallinity, and morphology structure. Giving of wound dressing biomaterials

from bacterial cellulose+glycerol+chitosan did not affect the wound healing

process.

Keywords: biomaterials, chitosan, sweet potatoes waste, wound dressing


1

BAB I

PENGANTAR

A. Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil ketela rambat terbesar

di dunia. Menurut salah seorang narasumber yang diliput oleh wartawan Harian

Kompas dalam rubrik liputan khusus pada tanggal 22 Maret 2008, Indonesia

dikatakan menduduki peringkat kedua di dunia sebagai negara penghasil ketela

rambat terbesar. Indonesia pada saat itu kalah dari Republik Rakyat Cina yang

menduduki peringkat pertama. Menurut angka sementara BPS (2012) tentang data

hasil produksi tanaman pangan di Indonesia yang dikeluarkan secara resmi

melalui web BPS, produksi ketela rambat di Indonesia pada tahun 2011-2012

mencapai 2.196.033 ton. Ketela rambat oleh sebagian masyarakat Indonesia

dimanfaatkan sebagai bahan makanan konsumsi, tepung ketela rambat, tepung

pati serta sirup ketela rambat (Richana, 2012).

Menurut Harian Republika pada tanggal 29 Juli 2011 dalam rubrik

kuliner, dikatakan bahwa proses pembuatan tepung pati dari bahan ketela rambat,

saat proses pengendapan dari saripati ketela rambat setelah dicuci dan dikupas,

diparut, ditambah air serta diperas untuk memperoleh pati ini akan menghasilkan

air perasan yang oleh masyarakat akan dibuang sebagai limbah. Adanya

pembuangan air limbah perasan ini jika tidak mengalami proses pengolahan dan

pembuangan yang tepat maka dapat menyebabkan polusi bagi lingkungan sekitar.

Salah satu cara untuk mengurangi polusi tersebut adalah dengan memanfaatkan


2

air limbah perasan ketela rambat sebagai bahan dalam pembuatan selulosa bakteri

(Pratomo dan Rohaeti, 2011).

Menurut Pratomo dan Rohaeti (2011), air perasan ketela rambat ini dapat

digunakan untuk membuat suatu selulosa bakteri. Selulosa bakteri secara umum

dapat dibuat dari bahan alam yang cukup mengandung nutrisi melalui proses

fermentasi yang dilakukan oleh bakteri.

Selulosa bakteri adalah selulosa yang diproduksi oleh bakteri asam asetat

dan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan selulosa yang berasal dari

tumbuhan. Keunggulan tersebut di antaranya memiliki kemurnian yang tinggi,

struktur jaringan yang sangat baik, kemampuan degradasi tinggi, dan kekuatan

mekanik yang unik (Takayasu dan Fumihiro, 1997). Selain itu, selulosa bakteri

memiliki kandungan air yang tinggi (98-99%), penyerap cairan yang baik, bersifat

non-alergenik, dan dapat dengan aman disterilisasi tanpa menyebabkan perubahan

karakteristiknya (Ciechańska, 2004).

Penelitian mengenai selulosa bakteri juga telah dilakukan oleh

Tampubolon (2008) mengenai pembuatan material selulosa-chitosan bakteri

melalui fermentasi dengan memanfaatkan pati sebagai sumber glukosa. Selulosa

bakteri banyak diaplikasikan dalam dunia medis, di antaranya untuk memberikan

perawatan pada penderita penyakit ginjal dan juga sebagai subtitusi sementara

dalam perawatan luka bakar. Selulosa bakteri juga dapat di-implant ke dalam

tubuh manusia sebagai benang jahit dalam pembedahan (Hoenich, 2006). Namun,

dalam aplikasinya untuk keperluan medis, penggunaan selulosa bakteri hanya

dalam waktu sementara, disebabkan kekuatan serta sifat bioaktifnya yang rendah


3

sehingga untuk memperbaikki serta meningkatkan sifat bioaktif dari selulosa

bakteri dapat ditambahkan dengan polisakarida aktif lain atau modifikasi pada

selulosa bakteri tersebut (Tampubolon, 2008)

Menurut Ciechańska (2004), sangat mungkin dilakukan modifikasi pada

selulosa bakteri melalui penambahan suatu bahan dalam media kultur. Tujuan

modifikasi adalah untuk memperoleh struktur kimia, morfologi, dan struktur

molekuler yang diinginkan. Dalam kasus ini, penambahan bahan lain diharapkan

mampu meningkatkan sifat bioaktif dari selulosa bakteri. Modifikasi tersebut

dapat dilakukan melalui penambahan bahan lain seperti chitosan.

Chitosan merupakan salah satu jenis polisakarida yang bersifat bioaktif,

biokompatibel, dan tidak beracun (Kumar, Joydeep dan Tripathi, 2004). Selain

itu, chitosan juga bersifat antibakteri (Alexandra, Anna, Bogumila, Alojzy dan

Lukasz, 2005). Terkait dengan itu, di Institue of Chemical Fibers (IWCh)

Polandia, telah melakukan modifikasi selulosa bakteri dengan chitosan yang

bertujuan untuk meningkatkan sifat bioaktif dari selulosa bakteri, dimana dengan

meningkatnya sisi bioaktif dari selulosa bakteri maka akan meningkatkan

kemampuan dari selulosa bakteri tersebut untuk digunakan sebagai komponen

bioaktif dari suatu material sementara untuk merawat luka (Ciechańska, 2004).

Namun seiring dengan penambahan chitosan pada selulosa bakteri,

ternyata dengan adanya penambahan chitosan ini masih memiliki kekurangan,

yaitu lapisan chitosan ini seringkali bersifat rapuh (Mourya dan Inamdar, 2008).

Salah satu cara untuk mengatasi kekurangan tersebut adalah dengan

menambahkan bahan pemlastis, salah satu contohnya adalah gliserol. Gliserol


4

dapat digunakan sebagai bahan tambahan dalam pembuatan selulosa bakteri

karena efisiensi pemlastisnya yang baik, ketersediaannya yang banyak dan biaya

produksinya yang rendah sehingga gliserol dapat digunakan untuk memperbaiki

sifat plastis dari suatu biomaterial (Epure, Griffon, Pollet dan Avérous, 2011).

Menurut Bourtoom (2006), penambahan bahan pemlastis dapat digunakan untuk

dapat meningkatkan sifat plastis dari suatu biomaterial.

Melalui adanya penambahan bahan tambahan lain seperti chitosan serta

gliserol, tentunya akan berdampak terhadap sifat dan karakteristik (sifat fisik,

gugus fungsi, struktur morfologi, sifat mekanik, kristalinitas dan kestabilan

termal) dari biomaterial selulosa bakteri. Dampak yang diperoleh dapat

memperbaiki karakteristik dari selulosa bakteri atau dampak yang menurunkan

karakteristik dari biomaterial tersebut. Oleh karena itu, melalui penelitian ini,

peneliti ingin melihat adanya pengaruh dari pemberian chitosan serta gliserol

terhadap karakteristik dari biomaterial selulosa bakteri dan melihat kemampuan

kombinasi biomaterial selulosa bakteri yang ditambahkan dengan chitosan dan

gliserol dalam aplikasinya untuk mempercepat penyembuhan luka ketika

digunakan sebagai penutup luka.

1. Rumusan Masalah

a. Bagaimana karakteristik (sifat fisik, gugus fungsi, struktur morfologi,

sifat mekanik, kristalinitas dan kestabilam termal) biomaterial selulosa

bakteri dari limbah cair ketela rambat dengan penambahan chitosan dan

gliserol sebagai material penutup luka?


5

b. Bagaimana pengaruh pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah

cair ketela rambat dengan penambahan chitosan dan gliserol sebagai

material penutup luka pada tikus jantan galur Wistar dilihat secara

makroskopis dan penurunan luas luka?

2. Keaslian Penelitian

Penelitian yang terkait dengan “Pengaruh Pemberian Sediaan

Biomaterial Selulosa Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah Ketela

Rambat (Ipomoea batatas Poir) dengan Penambahan Chitosan sebagai

Material Penutup Luka pada Tikus Galur Wistar Jantan” pernah dilakukan

oleh Ciechańska, Wietecha, Kaźmierczak dan Kazimierczak (2010), dengan

judul “Biosynthesis of Modified Bacterial Cellulose in a Tubular Form”

Perbedaan penelitian yang dilakukan oleh peneliti dengan Ciechańska et. al.

adalah pada penelitian Ciechańska et.al. tidak menggunakan limbah cair

ketela rambat sebagai medium untuk pertumbuhan Acetobacter xylinum

namun menggunakan medium selektif untuk pertumbuhan bakteri

Acetobacter xylinum, tidak menggunakan penambahan gliserol sebagai

pemlastis, menggunakan guinea pig sebagai hewan uji serta tidak melakukan

uji karakterisasi sifat fisik terhadap biomaterial yang dihasilkan sedangkan

pada penelitian ini digunakan limbah cair ketela rambat sebagai medium

pertumbuhan Acetobacter xylinum, gliserol sebagai pemlastis lalu hewan uji

yang digunakan adalah tikus jantan galur Wistar serta melakukan uji

karakterisasi sifat fisik terhadap biomaterial yang dihasilkan. Penelitian

terkait “Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial Selulosa Bakteri


6

Acetobacter xylinum dari Limbah Ketela Rambat (Ipomoea batatas Poir)

dengan Penambahan Chitosan sebagai Material Penutup Luka pada Tikus

Galur Wistar Jantan” sejauh yang peneliti ketahui belum pernah dilakukan.

3. Manfaat Penelitian

a. Manfaat teoritis. Penelitian ini diharapkan dapat memperkaya ilmu

pengetahuan tentang pembuatan biomaterial selulosa bakteri dari limbah

rumah tangga untuk keperluan biomedis.

b. Manfaat metodologis. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu

metode pengembangan selulosa bakteri sebagai penutup luka dari

limbah-limbah yang tidak digunakan.

c. Manfaat praktis. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi alternatif

penutup luka yang dibuat dari limbah ketela rambat yang bersifat ramah

lingkungan.

B. Tujuan

1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik (sifat fisik, gugus

fungsi, struktur morfologi, sifat mekanik, kristalinitas dan kestabilan termal)

biomaterial selulosa bakteri dari limbah cair ketela rambat dengan

penambahan chitosan dan gliserol sebagai material penutup luka.

2. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian biomaterial

selulosa bakteri dari limbah cair ketela rambat dengan penambahan chitosan

dan gliserol sebagai material penutup luka pada tikus jantan galur Wistar

dilihat secara makroskopis dan penurunan luas luka.


7

BAB II

PENELAAHAN PUSTAKA

A. Selulosa Bakteri

Selulosa yang diperoleh dari proses fermentasi adalah sejenis

polisakarida mikrobial yang tersusun oleh serat selulosa yang dihasilkan oleh

strain xylinum, subspesies dari Acetobacter aceti, bakteri non-patogen, yang

dinamakan sebagai selulosa bakterial atau selulosa yang diperoleh dari fermentasi.

Aplikasi dari selulosa bakteri sangat luas, di antaranya dalam bidang membran,

elektronik, tekstil, dan terutama di bidang biomedis. Hal ini dilatarbelakangi

karena keunggulannya dalam hal porositas, absorbsi terhadap air, sifat mekanik,

dan biokompatibilitas (Chawla, Bajaj, Survase dan Singhal, 2009).

Selulosa bakteri mirip dengan kulit manusia, sehingga selulosa bakteri

dapat digunakan sebagai kulit pengganti dalam luka bakar (Ciechańska, 2004).

Menurut Czaja, Krystynowicz, Bielecki dan Brown (2006), selulosa bakteri

mempunyai beberapa keunggulan antara lain: kemurnian tinggi, derajat

kristalinitas tinggi, mempunyai kerapatan antara 300-900 kg/m3, kekuatan tarik

tinggi, elastis dan terbiodegradasi. Adapun struktur selulosa bakteri ditunjukkan

melalui Gambar 1.


8

Gambar 1. Struktur selulosa bakteri

(Festucci-Buselli, Otoni, and Joshi, 2007).

B. Aplikasi Selulosa Bakteri dalam Bidang Medis

Jika luka ingin disembuhkan dengan efektif, luka tersebut harus dijaga

agar tetap dalam kondisi yang basah. Penutup luka yang baik adalah tidak

mengiritasi kulit dari pasien tersebut, yang bersifat permeable terhadap uap dan

melindungi jaringan tubuh bagian dalam terhadap cedera mekanis dan infeksi.

Untuk beberapa waktu penutup luka biologis yang berasal dari kulit babi atau

kulit dari jenazah manusia telah digunakan, tetapi bahan tersebut mahal dan hanya

dapat digunakan untuk waktu yang singkat (Ciechańska, 2004).

Selulosa mikrobial yang disintesis oleh Acetobacter xylinum

menunjukkan kinerja yang cukup baik untuk dapat digunakan dalam

penyembuhan luka. Selulosa bakteri juga mempunyai kerangka jaringan yang

sangat baik dan hidrofilisitas yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai

pembuluh darah buatan yang sesuai untuk pembedahan mikro (Hoenich, 2006).

Selulosa bakteri merupakan polimer alam yang sifatnya menyerupai

hidrogel yang diperoleh dari polimer sintetik; selulosa bakteri menunjukkan


9

kandungan air yang tinggi (98-99%), daya serap yang baik terhadap cairan,

bersifat non-allergenik dan dapat disterilisasi tanpa mempengaruhi karakteristik

dari bahan tersebut. Selulosa bakteri dapat digunakan sebagai pengganti kulit

untuk merawat luka bakar yang serius karena karakteristiknya yang mirip seperti

kulit manusia. (Ciechanska, 2004).

C. Karakteristik Selulosa Bakteri

Meskipun selulosa bakteri mempunyai struktur kimia yang sama seperti

selulosa yang berasal dari tumbuhan, selulosa bakteri tersusun oleh serat selulosa

yang lebih baik yang dihasilkan oleh bakteri. Setiap serat tunggal dari selulosa

bakteri mempunyai diameter 50 nm, dan selulosa bakteri terdapat dalam bentuk

kumpulan serat-serat tunggal yang berdiameter sekitar 0,1-0,2 nm. Panjang

seratnya tidak dapat ditentukan karena kumpulan serat-serat tunggal selulosa

saling melilit satu sama lain membentuk struktur jaringan. Diameter dari selulosa

bentuk kristalin adalah 10–30 nm (Philips dan Williams, 2000).

D. Acetobacter xylinum

Bakteri Acetobacter xylinum berbentuk elips atau tongkat yang

melengkung. Kultur yang masih muda merupakan bakteri gram negatif,

sedangkan kultur yang sudah agak tua merupakan bakteri dengan gram yang

bervariasi. Acetobacter merupakan bakteri aerob, yang memerlukan respirasi

dalam metabolisme. Acetobacter dapat mengoksidasi etanol menjadi asam asetat,

juga dapat mengoksidasi asetat dan laktat menjadi CO2 dan H2O (Warisno, 2004).


10

Bakteri Actobacter xylinum tumbuh baik dalam media yang memiliki pH

3–4. Jika pH lebih dari empat atau kurang dari tiga, proses fermentasi tidak dapat

berjalan sempurna. Suhu optimum untuk pertumbuhan. Acetobacter xylinum

adalah 26–270

C (Warisno, 2004).

E. Ketela Rambat

1. Sistematika Tanaman

Menurut Anonim (2012), ketela rambat diklasifikasikan sebagai berikut:

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta

Superdivisi : Spermatophyta

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Subkelas : Asteridae

Ordo : Solanales

Famili : Convolvulaceae

Genus : Ipomoea

Spesies : Ipomoea batatas Poir

2. Nama Tanaman

Berikut ini beberapa istilah nama tanaman ketela rambat menurut Anonin

(2012):

Nama latin: Ipomoea batatas Poir

Indonesia: Ketela rambat, ketela, ketela rambat


11

Nama daerah: Jawa: Telo rambat. Papua: Patatas. Sunda: Mantang

Common name: Inggris: Sweet potato. Melayu: Ubi keledek. Thailand: Phak

man thet. Filipina: Kamote. Jepang: Satsumaimo

3. Morfologi Tanaman

Tanaman ketela rambat merupakan tanaman semusim yang memiliki

susunan tubuh utama yaitu batang, daun, bunga dan akar (umbi). Batang

tanaman ketela rambat berakar banyak, berwarna hijau, kuning atau ungu,

berbentuk bulat tidak berkayu, berbuku-buku dan tipe pertumbuhannya tegak

atau merambat (menjalar) dengan panjang tanaman 1–3 m (Rukmana, 1997).

Daun ketela rambat berbentuk bulat hati, bulat lonjong dan bulat runcing

tergantung varietasnya. Bunga ketela rambat berbentuk terompet, ukurannya

relatif besar dengan warna putih atau putih keunguan pucat dengan warna

ungu di bagian tengahnya (Juanda dan Cahyono, 2000).

Tanaman ketela rambat mempunyai umbi akar yang merupakan

simpanan energi bagi tumbuhan tersebut. Bentuk daunnya sangat bervariasi

dari bentuk lonjong sampai bentuk seperti jari dengan lekukan tepi yang

banyak dan dalam. Ketela rambat dapat berwarna putih, orange sampai

merah, bahkan ada yang berwarna kebiruan, violet atau berbintik-bintik biru.

Ubi yang berwarna kuning, orange sampai merah banyak mengandung

karatenoid yang merupakan prekursor vitamin A (Sediaoetoma, 1993).

Ketela rambat dapat beradaptasi luas terhadap lingkungan tumbuh

karena daerah penyebarannya terletak pada 30º LU dan 30º LS. Daerah yang

paling ideal untuk mengembangkan ketela rambat adalah daerah bersuhu


12

antara 21–27º C yang mendapat sinar matahari 11–12 jam/hari dengan

kelembaban udara (RH) 50–60% dan curah hujan 750–1500 mm/tahun.

Pertumbuhan dan produksi yang optimal untuk usaha tani ketela rambat

tercapai pada musim kemarau karena tanaman ini tahan terhadap panas dan

kering (Rukmana, 1997).

4. Golongan Ketela Rambat

Menurut Juanda dan Cahyono (2004), ketela rambat dibedakan

menjadi beberapa golongan sebagai berikut:

a. Ketela rambat putih, yakni jenis ketela rambat yang memilki daging umbi

berwarna putih.

b. Ketela rambat kuning, yakni jenis ketela rambat yang memiliki daging

umbi berwarna kuning, kuning muda atau putih kekuning-kuningan

c. Ketela rambat orange, yakni jenis ketela rambat yang memiliki daging

umbi berwarna orange.

d. Ketela rambat jingga, yakni jenis ketela rambat yang memilki daging umbi

berwarna jingga jingga muda.

e. Ketela rambat ungu, yakni jenis ketela rambat yang memilki daging umbi

berwarna ungu hingga ungu muda.

5. Kandungan Kimia

Contoh komposisi zat gizi ketela rambat disajikan pada Tabel I.

Komposisi zat gizi ketela rambat bervariasi tergantung pada cara penanaman,

iklim, tingkat kematangan dan lama penyimpanan. Ketela rambat memiliki

kadar air yang cukup tinggi berkisar 61,2-89,0% (b/b) sehingga bahan kering


13

yang terkandung didalamnya relatif rendah. Kandungan rata-rata bahan

kering ketela rambat yaitu 30% dan sangat bervariasi tergantung pada

kultivar, lokasi, iklim, tipe tanah, serangan hama dan penyakit serta cara

menanamnya (Juanda, 2004).

Tabel I. Kandungan kimia ketela rambat

Komponen Jumlah

Kadar air (%) 72,84

Pati (%) 24,28

Protein (%) 1,65

Gula reduksi(%) 0,85

Mineral (%) 0,95

Asam askorbat (mg/100 g) 22,7

K (mg/100 g) 204,0

S (mg/100 g) 28,0

Ca (mg/100 g) 22,0

Mg (mg/100 g) 10,0

Na (mg/100 g) 13,0

Fe (mg/100 g) 0,59

Mn (mg/100 g) 0,355

Vitamin A (IU/100 g) 20063,0

Energi (kJ/100 g) 441,0

(Kotecha dan Kadam, 1998).

6. Waktu Panen Ketela Rambat

Waktu panen ketela rambat yang baik berkisar sekitar umur 3-4 bulan

setelah penanaman. Pada umur tersebut ketela rambat telah matang. Ciri fisik

ketela yang matang, antara lain: bila kandungan tepungnya sudah maksimum,

ditandai dengan kadar serat yang rendah dan bila direbus (dikukus) rasanya

enak (Rukmana, 1997).


14

F. Chitosan

Chitosan merupakan senyawa hasil deasetilasi kitin, terdiri dari unit N-

asetil glukosamin dan N glukosamin. Adanya gugus reaktif amino pada atom C-2

dan gugus hidroksil pada atom C-3 dan C-6 pada chitosan bermanfaat dalam

aplikasinya yang luas yaitu sebagai pengawet hasil perikanan dan penstabil warna

produk pangan, sebagai flokulan dan membantu proses reverse osmosis dalam

penjernihan air, aditif untuk produk agrokimia dan pengawet benih (Muzzarelli,

1997; Shahidi, Arachchi dan Jeon, 1999).

Chitosan sebagai bahan yang dapat diperbarui secara alami mempunyai

sifat yang unik seperti biokompatibel, biodegradable, non-toksik, dan

kemampuan untuk pembentukan lembaran yang bagus. Chitosan mempunyai dua

gugus reaktif, yaitu amino dan hidroksil yang secara kimia dapat melakukan

interaksi pada temperatur ruangan. Adanya gugus amino memungkinkan untuk

dilakukan beberapa modifikasi kimia (Xiaoxiao, Wang dan Bai, 2009).

Berdasarkan sifat fisika dan kimia yang dimilikinya, chitosan banyak

digunakan dalam bidang farmasi, produk kosmetik, penyaringan air, perawatan

kulit, dan perlindungan tanaman. Selain itu, chitosan dapat juga digunakan

sebagai pasta gigi, pencuci mulut, dan permen karet kunyah. Hal ini karena

chitosan dapat menyegarkan nafas, mencegah terjadinya plak pada mulut, dan

mencegah kerusakan gigi. Dalam bidang teknologi jaringan, chitosan dan

turunannya diaplikasikan sebagai penutup luka, sistem pengiriman obat, dan

pengisi implant (Kumar, dkk., 2004). Struktur chitosan ditunjukkan melalui

Gambar 2.


15

Gambar 2. Struktur chitosan

(Pardosi, 2008).

Berdasarkan sifat fisika dan kimia yang dimilikinya, chitosan banyak

digunakan dalam bidang farmasi, produk kosmetik, penyaringan air, perawatan

kulit, dan perlindungan tanaman. Selain itu, chitosan dapat juga digunakan

sebagai pasta gigi, pencuci mulut, dan permen karet kunyah. Hal ini karena

chitosan dapat menyegarkan nafas, mencegah terjadinya plak pada mulut, dan

mencegah kerusakan gigi. Dalam bidang teknologi jaringan, chitosan dan

turunannya diaplikasikan sebagai penutup luka, sistem pengiriman obat, dan

pengisi implant (Kumar, et.al, 2004).

G. Karakteristik Chitosan

Chitosan merupakan padatan putih yang tidak larut dalam air, pelarut

organik, alkali, dan asam mineral, dalam berbagai kondisi. Chitosan larut dalam

asam formiat, asam asetat, dan asam organik lainnya dalam keadaan dipanaskan

sambil diaduk. Chitosan larut dalam asam mineral pekat, apabila dalam kondisi

yang bagus diperoleh dalam bentuk endapan. Namun dengan asam nitrat, chitosan

yang terbentuk adalah chitosan nitrat yang sukar larut (Manskaya, dan Drodzora,

1968). Pelarut yang paling sering digunakan adalah CH3COOH. Menurut Sugita

(2009), kelarutan chitosan yang paling baik adalah dalam larutan asam asetat 2%.

Kelarutan chitosan dalam pelarut asam anorganik adalah terbatas.

Chitosan dapat larut dalam HCl 1% tetapi tidak larut dalam asam sulfat dan asam


16

fosfat. Stabilitas larutan chitosan pada pH diatas tujuh adalah rendah akibat dari

pengendapan ataupun pembentukan gel yang terjadi pada range pH alkali. Larutan

chitosan membentuk kompleks poli-ion dengan hidrokoloid anionik dan

menghasilkan gel (Nadarajah, 2005).

Parameter lain yang berpengaruh pada sifat chitosan adalah berat

molekul (BM) dan derajat deasetilasi (DD). Derajat deasetilasi menunjukkan

berkurangnya gugus asetil dari chitin menjadi gugus amino pada chitosan.

Penentuan DD dapat dilakukan dengan beberapa metode, seperti titrimetri HBr,

spektroskopi IR, FDUV-spektrofotometri, X-Ray Diffraction dan spektroskopi 1H

NMR. Penentuan DD dengan spektroskopi IR dilakukan dengan metode base line.

Berikut ini rumus untuk perhitungan DD seperti ditunjukkan oleh Persamaan 1.

DD = (

)

……………………………………………... (1)

Keterangan:

DD = Derajat Deasetilasi

A1655 = absorbansi pada bilangan gelombang 1655 cm-1

yang menunjukkan

serapan karbonil dari amida.

A3450 = absorbansi pada bilangan gelombang 3450 cm-1

yang menunjukkan

serapan hidroksil dan digunakan sebagai standar internal.

Faktor 1,33 merupakan nilai perbandingan (

) untuk chitosan terdeasetilasi

100% (Khan, Peh dan Chang, 2002).


17

H. Gliserol

Gliserol adalah senyawa yang netral, dengan rasa manis, tidak berwarna,

cairan kental dengan titik lebur 200

C dan memiliki titik didih yang tinggi yaitu

2900

C. Gliserol dapat larut sempurna dalam air dan alkohol, tetapi tidak dalam

minyak. Sebaliknya banyak zat dapat lebih mudah larut dalam gliserol dibanding

dalam air maupun alkohol. Oleh karena itu gliserol merupakan pelarut yang baik

(Anonim, 1976).

Senyawa ini bermanfaat sebagai anti beku (anti freeze) dan juga

merupakan senyawa yang higroskopis sehingga banyak digunakan untuk

mencegah kekeringan pada tembakau, pembuatan parfum, tinta, kosmetik,

makanan dan minuman lainnya (Austin, 1985).

Demikian juga dalam industri polimer, senyawa poliol banyak digunakan

sebagai pemlastis maupun pemantap. Senyawa poliol ini dapat diperoleh dari hasil

industri petrokimia, maupun langsung dari transformasi minyak nabati dan olahan

industri oleokimia. Dibandingkan dengan hasil industri petrokimia, senyawa

poliol dari minyak nabati dan industri oleokimia dapat diperbaharui, sumbernya

mudah diperoleh, dan juga akrab dengan lingkungan karena mudah terdegradasi

dalam alam (Goudung, 2004).

I. Luka

Luka adalah terputusnya kontinuitas atau hubungan anatomis jaringan

sebagai akibat dari kerja paksa. Luka dapat merupakan luka yang sengaja dibuat


18

untuk tujuan tertentu, seperti luka insisi pada operasi atau luka akibat trauma

seperti luka akibat kecelakaan (Mann, Breuhahn, Schirmacher, Blessing, 2001).

Penyembuhan luka adalah proses normalisasi integritas kulit dan jaringan

dibawahnya melalui berbagai tahap peradangan akut. Penyembuhan erat kaitannya

dengan peradangan. Peradangan merupakan proses yang sangat awal dari

penyembuhan luka. Sebelum terjadi penyembuhan, produk dari inflamasi seperti

eksudat dan sel mati telah bergerak dari wilayah tersebut. Proses ini disertai

dengan meleburnya jaringan mati. Peristiwa ini terjadi karena enzim autolitik dari

jaringan mati itu sendiri (autolisis) dan juga karena enzim yang dikirim dari

leukosit peradangan (heterolisis). Material cair kemudian siap diabsorbsi ke dalam

pembuluh limfa dan membuka jalan untuk penyembuhan luka (Vegad, 1996).

Perbaikan jaringan meliputi dua proses nyata yaitu perbaikan dengan

regenerasi dan pergantian dengan jaringan ikat (fibroplasias). Perbaikan dengan

regenerasi ditunjukkan dengan tergantinya sel dan jaringan yang rusak dengan

yang baru. Perbaikan dengan jaringan ikat terjadi melalui empat tahap yaitu

migrasi dan proliferasi fibroblast, dekomposisi ekstraseluler matriks,

pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis), dan pematangan jaringan

parut (Vegad, 1996). Penyembuhan luka terdiri atas fase peradangan, fase

fibroblastik, dan fase pematangan serta fase retraksi jaringan (Jones, Hunt, dan

King, 1996). Proses dan tahapan penyembuhan luka dapat digambarkan seperti

pada Gambar 3.


19

Gambar 3. Tahapan penyembuhan luka

(Shaw dan Martin, 2009).

Ada beberapa prinsip dalam penyembuhan luka menurut Taylor (1997)

yaitu: kemampuan tubuh untuk menangani trauma jaringan dipengaruhi oleh

luasnya kerusakan dan keadaan umum kesehatan tiap orang, respon tubuh pada

luka lebih efektif jika nutrisi yang tepat tetap dijaga, respon tubuh secara sistemik

pada trauma, aliran darah ke dan dari jaringan yang luka, keutuhan kulit dan

mukosa membran disiapkan sebagai garis pertama untuk mempertahankan diri

dari mikroorganisme, dan penyembuhan normal ditingkatkan ketika luka bebas

dari benda asing tubuh termasuk bakteri.


20

J. Penutup Luka

Penutup luka yang ideal menurut Eldin, Soliman, Hashem dan Tamer

(2008) serta Czaja et. al. (2006) seharusnya adalah penutup luka yang mampu

memiliki beberapa fungsi berikut:

1 Menyediakan lingkungan yang lembab bagi luka / permukaan penutup

luka.

2 Melindungi luka secara fisik dari infeksi bakteri.

3 Steril, murah dan mudah digunakan.

4 Menyerap kelebihan eksudat tanpa kebocoran di permukaan penutup luka.

5 Menyerap bau luka.

6 Melindungi luka secara mekanik dan suhu.

7 Mampu menyediakan pori-pori yang digunakan untuk sirkulasi pergantian

udara dan cairan.

8 Secara signifikan mengurangi rasa nyeri pada luka.

9 Tidak toksik, tidak mengandung pirogen, tidak mensensitasi dan tidak

menyebabkan alergi baik pada pasien maupun pada staf medis.

10 Tidak menempel di luka dan ketika dilepas tidak menyebabkan rasa nyeri

atau trauma pada luka.

K. Analisis Gugus Fungsi dengan Spektrofotometri Infra Merah

Spektrum infra merah pada dasarnya merupakan gambaran dari pita

absorbansi spesifik dari gugus fungsional yang mengalami vibrasi karena


21

pemberian energi. Interaksi antara gugus dengan atom yang mengelilinginya dapat

menandai spektrum itu dalam setiap senyawa.

Analisis kualitatif, dilakukan untuk mengetahui ada atau tidaknya

absorbsi pada frekuensi tertentu dan merupakan penanda ada tidaknya gugus

fungsional tertentu. Penggunaan spektrofotometri infra merah pada bidang kimia

organik menggunakan daerah dari 650-4000 cm-1

(15,4-2,5 μm) (Sastrohamidjojo,

2007).

Gugus fungsional dalam molekul dianalisis secara kualitatif dengan

melihat bentuk spektrumnya yaitu dengan melihat puncak spesifik yang

menunjukkan jenis gugus funsgional. Analisis secara kuantitatif dilakukan

berdasarkan hukum Lambert-Beer, ditunjukkan pada Persamaan 2.

A = log (Io/I) = a c l ……………………………………………..….. (2)

Keterangan :

A = absorbansi

Io = intensitas sinar masuk

I = Intensitas sinar yang ditransmisikan

a = koefisien absorpsi (M-1

cm-1

)

c = konsentrasi zat (M)

l = panjang lintasan (cm)

Untuk mengoreksi kesalahan yang timbul akibat adanya overlap puncak

absorpsi, maka garis dasar (base line) dalam spektrum infra merah harus dibuat

seperti ditunjukkan pada Gambar 4, I dan Io ditentukan sebagai intesitas transmisi


22

pada garis dasar. Absorbansi (A) pada frekuensi yang diberikan (dalam cm-1

)

terlihat pada Persamaan 3.

Absorbansi (A) = log (Io/I) = log (AC/AB) ……………………….. (3)

Keterangan :

AC = Io = intensitas sinar masuk

AB = I = intensitas sinar yang ditransmisikan

AC dan AB ditentukan dari spektrum infra merah seperti ditunjukkan pada

Gambar 4.

Gambar 4. Metode mengkonstruksi garis dasar

dalam spektrum infra merah

(Stevens, 2001).

Gambar 5 menunjukkan karakteristik serapan dari selulosa bakteri

menunjukkan puncak di sekitar daerah 3350 cm-1

yang menunjukkan O-H

stretching dan di sekitar daerah 2916,81 cm-1

yang menunjukkan CH stretching.

Adanya pita di sekitar daerah 1649,8 cm-1

yang menunjukkan deformasi vibrasi

dari molekul air yang terabsorbsi (Wonga, Kasapis dan Tan, 2009). Adapun

karakteristik serapan dari chitosan ditunjukkan dengan puncak di sekitar 1559,17

cm-1

yang menunjukkan vibrasi stretching dari gugus amino chitosan dan di


23

sekitar daerah 1333,5 cm-1

yang menunjukkan vibrasi dari C-H. Adanya pita di

sekitar 3367,1 cm-1

menunjukkan vibrasi simetrik dari amina NH. Adanya puncak

disekitar daerah 2927,41 cm-1

menunjukkan vibrasi C-H. Adanya puncak disekitar

daerah 896,73 cm-1

dan 1154,19 cm-1

berkaitan dengan struktur sakarida dari

chitosan. Adanya puncak yang melebar di sekitar daerah 1080,91 cm-1

menunjukkan vibrasi stretching C-O (de Souza Costa-Junior, Pereira dan Mansur,

2009; Rao, Naidu, Subha, Sairam dan Aminabhavi, 2006). Gambar 5.

menunjukkan contoh spektra inframerah dari selulosa bakteri dan chitosan.

Gambar 5. Spektra inframerah dari selulosa bakteri dan chitosan

(Anicuta, Dobre, Stroescu dan Jipa, 2010).

Berdasarkan Gambar 5, maka perlu dibuat suatu tabel korelasi serapan

dari spektra IR. Korelasi ini perlu dibuat untuk memudahkan dalam


24

menginterpretasikan gugus-gugus fungsi dari spektra IR yang didapatkan. Hasil

korelasi dari gugus-gugus fungsi ini disajikan pada Tabel II.

Tabel II. Hasil korelasi dari serapan inframerah selulosa dan chitosan Kode Serapan

Selulosa (cm-1

)

Serapan

Chitosan (cm-1

)

Keterangan kode Referensi

A 3430 3430 –OH and –NH stretching

Stefanescu,

Daly,

Negulescu

(2011)

B 2919 2919 –CH stretching

C 1659 1637 C=O stretching

D - 1597 –NH bending (amide II)

E 1422 1422 –CH and –NH bending

vibrations

F 1374 1378 –CH3 bending vibrations

G 1158 1154 Anti-symmetric stretching

of the C–O–C bridge

H 1067 1072 Skeletal vibrations

involving the C–O

stretching

L. Foto Permukaan dengan Teknik Scanning Electron Microscopy

SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan

sampel, selanjutnya informasi yang diperoleh diubah menjadi gambar. Imajinasi

mudahnya, gambar yang didapat mirip sebagaimana gambar pada televisi (Utami,

2007).

Foto SEM dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder)

atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan

sampel tersebut di-scan dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron

pantul yang terdeteksi, kemudian sinyalnya diperkuat, besar amplitudonya

ditampilkan dalam gradasi gelap terang pada layar monitor CRT (cathode ray

tube). Pada layar CRT tersebut, gambar struktur objek yang sudah diperbesar

dapat terlihat (Utami, 2007).

SEM mempunyai resolusi tinggi dan dikenal untuk mengamati objek

benda berukuran nanometer. Resolusi tinggi tersebut didapatkan untuk scan dalam


25

arah horizontal, sedangkan scan secara vertikal atau tinggi rendahnya struktur

memiliki resolusi rendah (Utami, 2007). Contoh foto hasil SEM dari selulosa

bakteri ditunjukkan pada Gambar 6. Foto SEM tersebut menggunakan perbesaran

5000x.

Gambar 6. Foto SEM selulosa bakteri

(Freire, Silvestre, Gandini dan Neto, 2011).

M. Analisis Sifat Mekanik dengan Uji Tarik

Uji tarik merupakan salah satu analisis mekanik dari suatu bahan

polimer. Kekuatan tarik menggambarkan kekuatan tegangan maksimum spesimen

untuk menahan gaya yang diberikan (Billmeyer 1984). Kuat tarik merupakan

ukuran besarnya beban atau gaya yang dapat ditahan sebelum suatu sampel rusak

atau putus. Kekuatan tarik diukur dengan menarik polimer pada dimensi yang

seragam. Tegangan tarik (σ) adalah gaya yang diaplikasikan (F) dibagi dengan

luas penampang (A).

Perpanjangan tarik (elongasi, ε) adalah perubahan panjang sampel yang

dihasilkan oleh ukuran tertentu panjang spesimen akibat gaya yang diberikan

(Billmeyer 1984).

Pengujian kuat tarik akan menghasilkan kurva tegangan-regangan

(stress-strain). Informasi yang diperoleh dari kurva tegangan-regangan untuk

polimer adalah kekuatan tarik saat putus (ultimate strength) dan perpanjangan saat


26

putus (elongation at break) dari bahan. Kekuatan atau tegangan tarik diukur

dengan menarik sekeping polimer dengan dimensi yang seragam (Rosida, 2007).

Contoh data sifat mekanik dari selulosa bakteri ditunjukkan pada Tabel III.

Tabel III. Hasil sifat mekanik komposit selulosa bakteri nano kristal/polivinil

alkohol

(George, Ramana, Bawa dan Siddaramaiah, 2011).

N. Analisis Kristalinitas dengan Difraksi Sinar X (XRD)

Difraksi sinar X merupakan metode analisis yang didasarkan pada

hamburan cahaya pada kisi kristal yang dikenai sinar X. Metode ini dapat

digunakan dalam penentuan struktur kristal suatu padatan dengan menganalisis

pola difraksinya dan juga digunakan untuk penentuan komposisi bahan penyusun

suatu campuran. Pola difraksi sinar X khas untuk setiap material karena masing-

masing komponen terdiri dari susunan atom tertentu.

Morfologi dan struktur polimer dapat diperoleh dari pemeriksaan visual

serta interpretasi matematika terhadap pola dan intensitas radiasi terhambur,

termasuk derajat kristalinitas (Rabek, 1983).

Derajat kristalinitas berhubungan dengan struktur rantai polimer. Apabila

suatu polimer memiliki struktur rantai yang semakin linier maka derajat


27

kristalinitasnya akan semakin besar sehingga bersifat semakin kristalin, demikan

pula sebaliknya apabila strukturnya bercabang maka akan cenderung bersifat

amorf. XRD sangat penting untuk analisis polimer karena XRD dapat

memperlihatkan indeks dari struktur kristal, dan derajat kristalinitas (Rosida,

2007).

Menurut Anggraeni (2003), derajat kristalinitas dapat ditentukan bila

difraksi kristalin dipisahkan dari difraksi amorf, dengan cara menghitung

perbandingan luas difraksi kristalin terhadap luas total difraksi (amorf dan

kristalin) seperti ditunjukkan oleh Persamaan 4.

Derajat kristalinitas = Luas kristalin ×100% ………………. (4)

Luas (kristalin+amorf)

Contoh hasil difraksi sinar-X dari selulosa bakteri dan chitosan

ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7. Difraktogram XRD dari selulosa bakteri dan chitosan

(Stefanescu, et. al., 2012).

O. Analisis Sifat Termal dengan Differential Thermal Analysis (DTA)

Differential Thermal Analysis (DTA) merupakan teknik yang cukup tua

untuk analisis terhadap transisi termal dalam polimer. DTA memiliki kemiripan


28

dengan Differential Scanning Calorimetry (DSC) karena memberikan tipe

informasi yang sama. Termogram yang dihasilkan keduanya mempunyai kaitan

dengan kapasitas panas ΔT untuk DTA dan ΔQ/dt untuk DSC, sehingga

termogram-termogram DSC dan DTA memiliki bentuk yang sama.

Instrumentasi alat DTA memiliki perbedaan yang signifikan dengan

DSC. Perbedaannya yaitu dalam DTA, sampel dan referensi keduanya dipanaskan

oleh sumber pemanasan yang sama dan dicatat perbedaan temperatur antar

keduanya. Ketika terjadi suatu transisi dalam sampel tersebut, misalnya, transisi

gelas atau reaksi ikat silang–temperatur sampel akan tertinggal di belakang

temperatur referensi jika transisi tersebut endotermik dan akan mendahului jika

transisi tersebut eksotermik (Stevens, 2001).

Secara skematik termogram DTA untuk polimer semikristalin

ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Termogram DTA untuk polimer semikristalin

(Stevens , 2001).


29

P. Analisis Sifat Termal dengan Thermal Gravimetric Analysis (TGA)

Analisis termal gravimetri merupakan metode analisis yang menunjukkan

sejumlah urutan dari lengkungan termal, kehilangan berat dari bahan dari setiap

tahap, dan suhu awal penurunan (Mc Neil, 1989). Analisis termal gravimetri

dilakukan untuk menentukan kandungan pengisi dan kestabilan termal dari suatu

bahan. Contoh termogram TGA dari selulosa bakteri ditunjukkan pada Gambar 9.

Gambar 9. Termogram dari selulosa bakteri

(Stefanescu, et. al., 2012).

Q. Landasan Teori

Biomaterial dari selulosa bakteri dapat dibuat dari bahan dasar limbah

ketela rambat melalui proses fermentasi yang dilakukan oleh bakteri Actobacter

xylinum. Selulosa bakteri ini memiliki sifat bioaktif rendah sehingga dapat

digunakan sebagai perawatan sementara untuk luka yang terbakar. Oleh karena itu

dilakukan suatu modifikasi pada selulosa bakteri dengan menambahkan bahan

lain tertentu, contohnya adalah gliserol dan chitosan. Gliserol berfungsi untuk

meningkatkan fleksibilitas dari selulosa bakteri karena nantinya selulosa bakteri


30

ini akan diaplikasikan pada luka di kulit sehingga jika selulosa bakteri memiliki

fleksibilitas yang rendah maka selulosa bakteri akan mudah putus saat

diaplikasikan khususnya jika diaplikasikan pada luka di daerah persendian.

Chitosan bersifat sebagai bakteriostatik serta mempercepat regenerasi sel pada

kulit yang rusak sehingga dengan penambahan chitosan diharapkan dapat

meningkatkan sifat bioaktif dari selulosa bakteri dan mempercepat proses

penyembuhan luka jika selulosa bakteri ini diaplikasikan pada luka. Namun

seiring dengan adanya penambahan gliserol dan chitosan ini akan mempengaruhi

karakteristik dari selulosa bakteri sehingga perlu dilakukan proses karakterisasi.

Karakterisasi yang dilakukan meliputi analisis sifat fisik secara makroskopis dan

organoleptis; gugus fungsi; struktur morfologi; sifat mekanik; kestabilan termal

serta kristalinitasnya.

R. Hipotesis

1. Limbah cair ketela rambat dapat membentuk suatu biomaterial.

2. Pemberian gliserol dan chitosan dapat mempengaruhi karakteristik (sifat

fisik, gugus fungsi, struktur morfologi, sifat mekanik, kestabilan termal dan

kristalinitas) dari biomaterial yang terbentuk.

3. Pemberian chitosan pada biomaterial yang diaplikasikan pada luka dapat

mempercepat proses penyembuhan luka.


31

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Jenis Penelitian

Penelitian ini merupakan jenis penelitian yang bersifat eksperimental

murni sederhana dengan rancangan acak lengkap pola searah.

B. Variabel Penelitian

Variabel dalam penelitian ini terdapat dua variabel, yaitu:

1. Variabel utama

Variabel utama dalam penelitian ini meliputi:

a. Variabel bebas: Pengaruh lama pemberian biomaterial pada kulit yang

terluka.

b. Variabel tergantung: Kemampuan biomaterial dalam mempercepat

penyembuhan kulit yang terluka.

2. Variabel pengacau

Variabel pengacau dalam penelitian ini meliputi:

a. Variabel pengacau terkendali: jenis umbi, waktu panen, cara panen, jenis

kelamin subjek hewan uji, galur subjek hewan uji, umur subjek hewan

uji, berat subjek hewan uji, pemberian pakan dan minum dari hewan uji,

kondisi tempat untuk memelihara hewan uji, luka yang dibuat pada

punggung hewan uji


32

b. Variabel pengacau tidak terkendali: suhu, cuaca, intensitas cahaya

matahari, kelembaban udara, kondisi bakteri, kondisi patologis dan

fisiologis tikus.

C. Definisi Operasional

1. Biomaterial adalah sediaan yang berupa selulosa bakteri yang merupakan

hasil fermentasi bakteri Acetobacter xylinum.

2. Selulosa bakteri adalah sejenis polisakarida mikrobial hasil fermentasi yang

tersusun oleh serat selulosa yang dihasilkan oleh strain xylinum, subspesies

dari Acetobacter aceti, bakteri non-patogen.

3. Ketela rambat adalah ketela yang tumbuh merambat di atas tanah. Pada

penelitian ini ketela rambat yang digunakan adalah ketela rambat dengan

daging umbi yang berwarna putih.

4. Limbah ketela rambat adalah limbah cair yang dihasilkan dari proses

pemisahan sari pati dari ketela rambat pada saat pembuatan tepung pati ketela

rambat.

5. Chitosan adalah senyawa hasil deasetilasi chitin, terdiri dari unit N-asetil

glukosamin dan N-glukosamin.

6. Luka adalah bagian kulit yang jaringannya sobek dan terbuka karena adanya

pengaruh perlakuan dari luar. Proses ini dilakukan dengan pengambilan

komplit dari kulit termasuk epidermis, dermis, lemak subkutan, dan lapisan

otot polos panniculus carnosus dengan cara menyobek area kulit (diameter

sekitar 5 mm) pada punggung hewan uji.


33

7. Film adalah lembaran tipis dari biomaterial yang telah dikeringkan.

8. Analisis mekanik adalah analisis untuk melihat kualitas suatu film yang

meliputi kuat tarik dan persen perpanjangan.

9. Kuat tarik (tensile strength) adalah gaya tarik maksimum yang dapat ditahan

oleh film selama pengukuran berlangsung sampai film terputus.

10. Nilai elongasi atau persen perpanjangan (persen elongation) merupakan

perubahan panjang maksimal film sebelum putus.

11. Analisis struktur morfologi merupakan analisis untuk melihat bentuk

morfologi/kenampakan dari suatu biomaterial baik kenampakan bentuk

permukaan maupun kenampakan bentuk melintang.

12. Kristalinitas adalah nilai yang menyatakan perbandingan daerah kristal suatu

polimer dengan nilai kristal+amorf yang dapat menunjukkan keteraturan

struktur suatu material.

13. Parameter penyembuhan luka yang diamati adalah pengamatan

makroskopis/patologi anatomi luka dan persentase penurunan luas luka.

14. Patologi anatomi penyembuhan luka yang diamati meliputi ada tidaknya

keropeng, tingkat kekeringan luka dan warna luka.

15. Persentase penurunan luas luka yang diamati merupakan hasil perhitungan

dari diameter luka yang diukur pada luka tikus satu hari setelah luka dibuat.


34

D. Alat dan Bahan

1. Alat

Spektrofotometer IR (IR Shimadzu Prestige-21), seperangkat instrumen SEM

(Jeol JSM T300), fine coat ion sputter (Jeol JFC 1100), alat uji tensile strength

(Universal Testing Machine Zwick Z 0.5,) alat pencetak dumbble (Dumb Bell Ltd

Japan Saitama Cutter SOL-100), mikrometer (Mitotuyo MT-485 dial Thickness

Gage 2046F), TGA-DTA Analyzer (Perkin-Elmer Diamond), alat XRD (Rigaku

Multiflex 2 kW), pendingin (Rigaku), timbangan digital (Mettler-Toledo B.V.PC

2000), oven drying (Memmert BE 500), autoklaf (ALP Co.,Ltd. Model KT-40),

magnetic stirrer-hot plate (Heidolph MR 2002), seperangkat alat gelas (Pyrex dan

Duran), Nampan (Lion Star dengan dimensi 230x176x39 mm), spatula, magnetic

stirrer, timbangan, pisau, talenan, gunting (Han Kwang Korea), blender

(Moulinex), baskom, cawan petri (Pyrex), kain mori, kain warna hitam, plastik,

toples, spuit injeksi i.p. ukuran 1 mL (Terumo), seperangkat alat bedah, jangka

sorong (Mitutuyo), Alat cukur dan metabolic cage.

2. Bahan

Ketela rambat yang bagian daging umbinya berwarna putih, gula pasir, urea

kualitas teknis, alkohol 70 % kualitas teknis, asam asetat glasial kualitas teknis,

gliserol kualitas teknis, chitosan kualitas teknis, kultur bakteri Acetobacter

xylinum, NaOH kualitas p.a. buatan E.Merck®,

HCl kualitas p.a. buatan

E.Merck®, aquadest, pH stik buatan E.Merck

®, kertas coklat pembungkus, isolasi

bening, kapas, hepafix, koran, tikus jantan galur Wistar, ketamine, xylazine, pakan

tikus, silika gel, dan silet buatan Gillette®


35

E. Tata Cara Penelitian

1. Determinasi Tanaman

Determinasi tanaman ketela rambat dilakukan dengan bantuan seorang

determinator, cara determinasi yang digunakan adalah dengan

membandingkan ciri-ciri umbi ketela rambat dan tanaman ketela rambatnya

yang ditumbuhkan sendiri dengan ciri-ciri tanaman dan umbi dari ketela

rambat yang ada dalam web botani resmi (www.plantamor.com) serta

mencocokkan dengan buku deskripsi tanaman ketela rambat yang ditulis oleh

Huamán (1991), yang terdapat di Laboratorium Botani Farmasi Fakultas

Farmasi Universitas Sanata Dharma.

2. Pemilihan Bahan

Umbi ketela rambat yang dipilih ini adalah umbi ketela rambat yang

bagian dalamnya berwarna putih agak kekuningan serta kulitnya berwarna

kekuningan dan dipanen pada waktu ketela rambat berumur tiga bulan. Waktu

pengambilan umbi ini dilakukan di bulan Juni dan November tahun 2012.

3. Preparasi Limbah Cair Ketela Rambat

Preparasi limbah cair ketela rambat dilakukan sesuai prosedur

pembuatan tepung pati dari ketela rambat seperti yang dikutip dari Surat

Kabar Harian Republika pada tanggal 21 Juli 2011. Pada berita tersebut,

disebutkan bahwa “Untuk membuat tepung pati ubi jalar menurut Ratih

Suratih dari Masyarakat Mandiri Dompet Dhuafa. Caranya:

Ubi dikupas dan kemudian dicuci hingga bersih. Ubi jalar diparut

halus, hingga membentuk seperti bubur. Tambahkan air dengan


http://www.plantamor.com/

36

perbandingan ubi jalar:air adalah 1:1. Setelah itu, bubur disaring dengan

menggunakan kain. Bubur ubi jalar diperas hingga sari patinya keluar, dan

hanya tertinggal serat sertanya di dalam kain. Biarkan saripati itu

mengendap. Kira-kira tunggu sampai 12 jam. Cairan di atas endapan

dibuang, kemudian endapan yang berupa pasta dijemur, bisa menggunakan

tampah saat menjemurnya. Hasilnya? Tepung pati ubi jalar yang bertekstur

agak kasar. Apabila kita ingin lebih halus, dapat dihaluskan menggunakan

mesin selep, ataupun blender.”

Pada penelitian ini, langkah-langkah yang dilakukan yaitu umbi

dikupas, kemudian dicuci sampai bersih. Umbi lalu ditimbang. Umbi

dipotong-potong menjadi kecil dan ditambah sedikit air lalu diblender

menjadi bubur umbi. Setelah itu, bubur ditambah air (1 bagian bubur

ditambah dengan 1 bagian air), diaduk-aduk agar pati lebih banyak yang

terlepas dari sel umbi. Bubur umbi dimasukkan ke dalam kain mori lalu

diperas dan disaring dengan kain mori sehingga pati lolos dari saringan

sebagai suspensi pati, dan serat tertinggal pada kain saring. Suspensi pati ini

ditampung pada wadah pengendapan lalu bagian cairan hasil penyaringan

pertamanya langsung dipindahkan ke dalam botol plastik sambil dibiarkan

selama 3 jam agar beberapa pati yang belum mengendap ini mengendap di

dalam botol plastik. Pati akan mengendap. Cairan di atas endapan ini diambil

untuk proses pembuatan biomaterial.


37

4. Orientasi Pembuatan Membran Chitosan

Sejumlah 2 gram chitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat

dengan konsentrasi 2% di atas hot plate sambil diaduk dengan magnetic

stirrer. Larutan kemudian dimasukkan ke dalam 4 cawan petri bersih lalu

petri ditutup dan dikeringkan dengan diangin-anginkan di udara terbuka.

5. Pembuatan Membran Chitosan sebagai Kontrol Positif

Sejumlah 2 gram chitosan dilarutkan dalam 100 mL asam asetat

dengan konsentrasi 2% di atas hot plate sambil diaduk dengan magnetic

stirrer. Larutan chitosan lalu dituang ke atas nampan yang telah dicuci

alkohol 70% dan dikeringkan lalu diletakkan selama beberapa hari di udara

terbuka untuk menjamin penguapan solven secara sempurna. Setelah

beberapa hari maka akan terbentuk produk membran yang transparan dan

fleksibel. Membran chitosan yang terbentuk lalu disimpan di dalam toples

yang sebelumnya telah diberi silika gel.

6. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Perebusan dan Memakai Cawan Petri sebagai Tempat

Fermentasi

Sebanyak 2 gram chitosan dilarutkan dalam 100 mL air limbah ketela

rambat hasil penyaringan yang dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah

dilengkapi dengan magnetic stirrer. Selama pelarutan chitosan ini, pH cairan

dicek dengan pH stik agar memiliki pH 3-4, jika pH larutan campuran belum

sesuai dengan yang diharapkan maka larutan campuran diasamkan dengan

penambahan asam asetat glasial hingga pH larutan campuran berkisar 3-4.


38

Setelah chitosan larut lalu ditambahkan 10 gram gula pasir dan 0,5 gram urea,

selanjutnya diaduk hingga larut.

Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan ditambahkan gliserol

sebanyak 0,5 gram lalu dituangkan dalam keadaan hangat ke dalam cawan

petri yang telah disterilkan dengan alkohol 70% dan masing-masing cawan

petri diisi sebanyak 25 mL larutan campuran lalu cawan petri ditutup sambil

didinginkan hingga sesuai suhu kamar. Setelah dingin, cawan petri dibuka

dan tiap cawan petri yang berisi larutan campuran ditambahkan 5 mL

Acetobacter xylinum secara aseptis dan proses ini dikerjakan di dalam

Laminar Air Flow, setelah bakteri dituang ke dalam cawan petri, cawan petri

ditutup dan difermentasi selama 7-14 hari pada suhu kamar. Setelah 7-14

hari, penutup cawan dibuka dan dilihat apakah terbentuk lapisan pelikel.



Fermentasi

Sebanyak 2 gram chitosan dilarutkan dalam 100 mL air limbah ketela

rambat hasil penyaringan yang dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah

dilengkapi dengan magnetic stirrer. Selama pelarutan chitosan ini, pH cairan

dicek dengan pH stik agar memiliki pH 3-4, jika pH larutan campuran belum

sesuai dengan yang diharapkan maka larutan campuran diasamkan dengan

penambahan asam asetat glasial hingga pH larutan campuran berkisar 3-4.

Setelah chitosan larut lalu ditambahkan 10 gram gula pasir dan 0,5 gram urea,

selanjutnya diaduk hingga larut.


39

Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan ditambahkan gliserol

sebanyak 0,5 gram lalu dituangkan dalam keadaan hangat ke dalam nampan

yang telah disterilkan dengan alkohol 70% sambil didinginkan hingga sesuai

suhu kamar. Setelah dingin, larutan campuran ditambahkan 20 mL

Acetobacter xylinum secara aseptis lalu nampan ditutup dengan rapat

menggunakan koran dan difermentasi selama 7-14 hari pada suhu kamar.

Setelah 7-14 hari, penutup nampan dibuka dan dilihat apakah terbentuk

lapisan pelikel.


dengan Metode Pelapisan

Sebanyak 200 mL air limbah ketela rambat hasil penyaringan

dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan magnetic

stirrer, ditambahkan 20,0 gram gula pasir dan 1,0 gram urea, selanjutnya

diaduk hingga larut. Bila pH larutan campuran masih berkisar antara 5-6,

campuran diasamkan dengan penambahan asam asetat glasial hingga pH

berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan

ditambahkan gliserol sebanyak 1,0 gram lalu dituangkan dalam keadaan

hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan dengan alkohol 70% dan telah

ditutup sebagian dengan koran sambil didinginkan hingga tercapai suhu

kamar. Setelah dingin campuran ditambahkan 40 mL Acetobacter xylinum

dan nampan ditutup dengan rapat menggunakan koran dan difermentasi

selama 7-14 hari pada suhu kamar.


40

Setelah 7-14 hari, penutup koran dibuka dan lapisan pelikel yang

terbentuk diambil lalu dicuci beberapa kali dengan air PAM, lalu dengan

aquadest, lalu dengan air panas, lalu lapisan pelikel ini ditimbang dengan

timbangan digital. Lapisan pelikel lalu direndam dengan larutan NaOH 3%

selama 48 jam dimana tiap 24 jam sekali larutan NaOH 3% ini diganti lalu

setelah 48 jam, lapisan pelikel ini dicuci kembali dengan aquadest setelah

dicuci dengan aquadest lalu lapisan pelikel ini direndam dengan larutan HCl

3% selama kurang lebih 15 menit. Setelah 15 menit, lapisan pelikel ini lalu

dicuci kembali dengan aquadest dan dicek pH-nya dengan pH stik, jika pH

pada pH stik sudah menunjukkan pH mendekati range pH netral, pencucian

dengan aquadest ini dihentikan kemudian air di lapisan pelikel ini dibuang

lalu lapisan pelikel ini ditimbang. Setelah ditimbang, lalu larutan chitosan 2%

yang telah dibuat dituangkan ke atas lapisan pelikel dan dikeringkan di dalam

oven dengan suhu antara 37- 400 C selama kurang lebih 2 minggu.

9. Pembuatan Material Selulosa Bakteri (S) sebagai Kontrol Karakterisasi

Biomaterial






berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan sebentar lalu

dituangkan dalam keadaan hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan


41

dengan alkohol 70% dan telah ditutup sebagian dengan koran sambil

didinginkan hingga tercapai suhu kamar. Setelah dingin, tambahkan 40 mL

Acetobacter xylinum dan nampan ditutup dengan rapat menggunakan koran

dan difermentasi selama 7 hari pada suhu kamar.

Setelah 7 hari, penutup koran dibuka dan lapisan pelikel yang

terbentuk diambil lalu dicuci berturut-turut dengan air PAM, dengan

aquadest, dengan air panas kemudian lapisan pelikel ini ditimbang dengan









lalu lapisan pelikel ini ditimbang. Setelah ditimbang, lapisan pelikel ini lalu

dikeringkan dalam oven pada suhu 400

C selama kurang lebih 2 minggu.

Setelah 2 minggu atau setelah air pada nampan ini kering, lapisan

pelikel ini dikeluarkan dari oven dan dijemur dibawah cahaya matahari

selama kurang lebih 1 minggu dengan sebelumnya nampan yang berisi

pelikel ini ditutup dengan kain hitam. Setelah 1 minggu atau setelah lapisan

pelikel ini membentuk lembaran tipis, lapisan pelikel ini ditimbang lalu


42

disimpan di dalam plastik dan diletakkan di dalam toples yang sebelumnya

telah diberi silika gel.

10. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol (SG)






berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan sebentar dan

ditambahkan gliserol sebanyak 1,0 gram lalu dituangkan dalam keadaan

hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan dengan alkohol 70% dan telah

ditutup sebagian dengan koran sambil didinginkan hingga tercapai suhu

kamar. Lalu campuran ditambahkan 40 mL Acetobacter xylinum dan nampan

ditutup dengan rapat menggunakan koran dan difermentasi selama 7 hari pada

suhu kamar.

Setelah 7 hari, penutup koran dibuka dan lapisan pelikel yang

terbentuk diambil lalu dicuci berturut-turut dengan air PAM, dengan

aquadest, dengan air panas kemudian lapisan pelikel ini ditimbang dengan







43




lalu lapisan pelikel ini ditimbang. Setelah ditimbang, lapisan pelikel ini lalu



Setelah 2 minggu atau setelah air pada nampan ini kering, lapisan

pelikel ini dikeluarkan dari oven dan dijemur dibawah cahaya matahari

selama kurang lebih 1 minggu dengan sebelumnya nampan yang berisi

pelikel ini ditutup dengan kain hitam. Setelah 1 minggu atau setelah lapisan

pelikel ini membentuk lembaran tipis, lapisan pelikel ini ditimbang lalu

disimpan di dalam plastik dan diletakkan di dalam toples yang sebelumnya

telah diberi silika gel.

11. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan (SGK)


dituangkan ke dalam Erlenmeyer yang telah dilengkapi dengan pengaduk

magnet, ditambahkan 20,0 gram gula pasir dan 1,0 gram urea, selanjutnya

diaduk hingga larut. Campuran diasamkan dengan penambahan asam asetat

glasial hingga pH berkisar antara 3-4. Selanjutnya campuran didinginkan

sebentar dan ditambahkan gliserol sebanyak 1,0 gram lalu dituangkan dalam

keadaan hangat ke dalam nampan yang telah disterilkan dengan alkohol 70%

dan ditutup dengan koran sambil didinginkan hingga sesuai suhu kamar. Lalu

campuran ditambahkan 40 mL Acetobacter xylinum dan wadah ditutup


44

dengan rapat menggunakan koran dan difermentasi selama 7 hari pada suhu

kamar.

Lapisan pelikel yang terbentuk dicuci beberapa kali dengan air kran,

lalu dengan aquadest, lalu dengan air panas, lalu lapisan pelikel ini ditimbang

dengan timbangan digital. Lapisan pelikel lalu direndam dengan larutan

NaOH 3% selama 48 jam dimana tiap 24 jam sekali larutan NaOH 3% ini

diganti lalu setelah 48 jam, lapisan pelikel ini dicuci kembali dengan

aquadest setelah dicuci dengan aquadest lalu lapisan pelikel ini direndam

dengan larutan HCl 3% selama kurang lebih 15 menit. Setelah 15 menit,

lapisan pelikel ini lalu dicuci kembali dengan aquadest dan dicek pH-nya

dengan pH stik, jika pH pada pH stik sudah menunjukkan pH mendekati

range pH netral, pencucian dengan aquadest ini dihentikan kemudian air di

lapisan pelikel ini dibuang dan lapisan pelikel ditimbang.

Setelah ditimbang lalu larutan chitosan 2% yang telah dibuat

dituangkan ke atas lapisan pelikel. Lapisan pelikel+larutan chitosan ini lalu



Setelah 2 minggu atau setelah air pada nampan ini kering, lapisan pelikel ini

dikeluarkan dari oven dan dijemur dibawah cahaya matahari selama kurang

lebih 1 minggu dengan sebelumnya nampan yang berisi pelikel ini ditutup

dengan kain hitam. Setelah 1 minggu atau setelah lapisan pelikel ini

membentuk lembaran tipis, lapisan pelikel ini ditimbang lalu disimpan di

dalam plastik dan diletakkan di dalam toples.


45

12. Analisis Karakteristik Biomaterial

a. Analisis sifat fisik secara makroskopis dan organoleptis. Analisis ini

meliputi pengamatan dari warna, tekstur, bentuk dan transparansi dari

masing-masing sampel.

b. Analisis gugus fungsi menggunakan instrumen FT-IR. Analisis ini

menggunakan seperangkat alat FTIR dan dilakukan di Laboratorium

Kimia Organik Fakultas MIPA UGM. Langkah-langkahnya adalah

lapisan tipis atau pelikel yang diperoleh dari hasil fermentasi dijepit pada

tempat sampel kemudian diletakkan pada alat ke arah sinar inframerah.

Hasilnya akan direkam ke dalam kertas berskala berupa alur kurva

bilangan gelombang terhadap intensitas.

c. Analisis morfologi menggunakan instrumen SEM. Foto permukaan

diukur ini menggunakan instrumen SEM. Uji ini dilakukan di

Laboratorium SEM di Pusat Balai Konservasi Candi Borobudur.

Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut material sampel dipotong

sedemikian rupa, lalu sampel diberi dobel tape karbon kemudian sampel

ditempatkan di atas tempat sampel yang terbuat dari tembaga. Sampel

disepuh dengan dengan emas (coating) dengan alat ion coater selama

kurang lebih 5 menit yang sebelumnya dilakukan proses pemvakuman.

Selanjutnya sampel dimasukkan ke unit electron gun melalui bilik

pergantian sampel. Kemudian sampel diset dengan bantuan microstage

sampai mendapatkan fokus yang tepat. Tombol utama pada posisi ON

dan diset detector Accelerate voltage set, 20 kilo volt.


46

d. Analisis sifat mekanik. Analisis ini dilakukan di Laboratorium

Bioteknologi 1, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada,

Yogyakarta. Sampel material yang telah dikeringkan dipotong dengan

ukuran 11 cm x 2 cm. Hasil potongan/spesimen dimasukkan ke dalam

pemotong dumbble dan dilakukan pencetakan bentuk. Kemudian

dilakukan pemotongan sesuai pola yang terbentuk pada sampel. Lalu

sampel diukur ketebalannya dengan mikrometer Mitutoyo lalu kedua sisi

hasil pemotongan ini lalu dikaitkan pada Universal Testing Machine.

Aktifkan program Test Zwick. Power dan panel pada posisi ON. Isikan

data sampel sesuai ukuran standar. Spesifikasi alat yang digunakan yaitu

memakai pisau dengan standar ASTM. Lalu alat dinyalakan dan diset

dengan test speed = 10 mm/min lalu spesimen diamati sampai putus,

pengujian dihentikan ketika spesimen sudah putus. Data yang diperoleh

berupa persen perpanjangan (percent elongation), kuat tarik (tensile

strength) dan F max.

e. Uji sifat termal dengan alat Differential Thermal Analysis (DTA). Uji

dengan Differential Thermal Analysis ini dilakukan di Balai Akademi

Teknologi Kulit Yogyakarta. Sebanyak ± 15 mg sampel yang telah

dikeringkan dimasukkan ke dalam krus tempat sampel yang sebelumnya

telah diisi sedikit oleh alumina standar yang diproduksi oleh Perkin-

Elmer untuk analisis DTA-TGA dan dimasukkan pada tempat untuk

meletakkan sampel dalam alat DTA-TGA analyzer. Lalu diisikan pula

alumina standar yang telah dimasukkan ke dalam krus dan diletakkan


47

pada bagian reference dalam alat DTA-TGA analyzer lalu pada

instrumen ini dikalibrasi beratnya dengan menggunakan reference agar

diperoleh berat sampel yang diinginkan. Lalu kondisi alat ukur

dioperasikan pada suhu 30-4000

C dengan kecepatan pemanasan 100

C

per menit dan alat dinyalakan. Pada komputer, diatur ke program untuk

membaca DTA lalu termogram DTA yang dihasilkan lalu dicetak dalam

kertas.

f. Uji sifat termal dengan alat Thermal Gravimetric Analysis (TGA). Uji

dengan Thermal Gravimetric Analysis ini dilakukan di Balai Akademi

Teknologi Kulit Yogyakarta. Sebanyak ± 15 mg sampel yang telah

dikeringkan dimasukkan ke dalam krus tempat sampel yang sebelumnya

telah diisi sedikit oleh alumina standar yang diproduksi oleh Perkin-

Elmer untuk analisis DTA-TGA dan dimasukkan pada tempat untuk

meletakkan sampel dalam alat DTA-TGA analyzer. Lalu diisikan pula

alumina standar yang telah dimasukkan ke dalam krus dan diletakkan

pada bagian reference dalam alat DTA-TGA analyzer lalu pada

instrumen ini dikalibrasi beratnya dengan menggunakan reference agar

diperoleh berat sampel yang diinginkan. Lalu kondisi alat ukur

dioperasikan pada suhu 300-400

0 C dengan kecepatan pemanasan 10

0 C

per menit dan alat dinyalakan. Pada komputer, diatur ke program untuk

membaca TGA lalu termogram TGA yang dihasilkan lalu dicetak dalam

kertas.


48

g. Uji kristalinitas dengan alat X-Ray Diffraction (XRD). Uji XRD ini

dilakukan dengan memakai instrumen X-Ray Diffraction yang dilakukan

di Laboratorium XRD, Jurusan Teknik Geologi UGM. Langkah-

langkahnya adalah lembaran film dipotong dengan ukuran 2x2 cm.

Sampel tersebut kemudian dipasang di sample holder dan sampel

diusahakan rata di atas sample holder. Selanjutnya pendingin alat XRD

dihidupkan dan instrumen XRD dihidupkan lalu diatur kondisi alat

dengan sudut putar 2θ = 2° sampai 80°, scan step = 0,04 dan scan speed

= 4 °/menit serta tegangan dan arus pada instrumen disesuaikan dengan

standard measurenment dari instrumen dan dirotasikan agar benar-benar

terorientasi secara acak. Hasil uji ini berupa difraktrogram hubungan

antara intensitas dan sudut 2θ.

13. Sterilisasi Produk

Produk biomaterial yang sudah dikeringkan serta membran chitosan

yang telah dibuat lalu dipotong menjadi beberapa bagian dengan ukuran 1x1

cm lalu dimasukkan ke dalam cawan petri dan selanjutnya dimasukkan ke

dalam autoklaf dan disterilisasi dengan suhu 1210

C selama 15 menit. Setelah

disterilisasi, produk biomaterial ini siap digunakan.

14. Orientasi Penyembuhan Luka Secara Normal

Hewan uji dicukur bulunya terlebih dahulu hingga bersih dengan alat

cukur steril kemudian hewan uji ditimbang. Setelah ditimbang, hewan uji lalu

diberi ketamine dan xylazine secara intra peritonial. Dosis ketamine dan

xylazine yang digunakan adalah dosis yang dapat menimbulkan efek anastesi


49

pada hewan uji. Setelah hewan uji teranastesi maka dibuat luka eksisi

menggunakan seperangkat gunting bedah steril pada lapisan kulit hewan uji

yang digunakan hingga ini membentuk luka eksisi dengan kedalaman tertentu

dengan diameter kurang lebih satu cm. Luka yang terbentuk lalu diamati

perhari selama empat belas hari untuk menentukan lamanya aplikasi dari

perlakuan pemberian biomaterial pada hewan uji.

15. Pengelompokkan Hewan Uji

Dipilih 24 hewan uji yang diambil secara acak lalu dikelompokkan

menjadi empat kelompok hari perlakuan, yaitu kelompok perlakuan 1, 3, 5

dan 7 hari. Kemudian pada tiap–tiap hewan uji dibuat luka pada bagian

punggung untuk pengamatan kelompok selulosa bakteri+gliserol+chitosan,

kontrol positif, dan kontrol negatif. Pada kelompok selulosa

bakteri+gliserol+chitosan, luka hewan uji ini ditutup dengan sediaan

biomaterial yang telah dibuat dan ditutup lagi dengan hepafix pada bagian

atas dari sediaan biomaterial ini agar tidak mudah lepas dan penutup pada

luka ini dibuka pada hari yang telah ditentukan sebelumnya. Pada kontrol

negatif, luka hewan uji ini hanya ditutup dengan hepafix dan penutup pada

luka ini dibuka pada hari yang telah ditentukan sebelumnya. Pada kontrol

positif, luka pada hewan uji ini ditutup dengan membran chitosan dan ditutup

lagi dengan hepafix pada bagian atas dari sediaan biomaterial ini agar tidak

mudah lepas.


50

16. Pembuatan Luka pada Hewan Uji

Hewan uji dicukur bulunya terlebih dahulu hingga bersih dengan alat

cukur steril kemudian hewan uji ditimbang. Setelah ditimbang, hewan uji lalu

diberi ketamine dan xylazine secara intra peritonial. Dosis ketamine dan

xylazine yang digunakan adalah dosis yang dapat menimbulkan efek anastesi

pada hewan uji. Setelah hewan uji teranastesi kulit hewan uji dibersihkan

dengan etanol 70% lalu dibuat luka eksisi menggunakan seperangkat gunting

bedah steril pada lapisan kulit hewan uji yang digunakan hingga ini

membentuk luka eksisi dengan kedalaman tertentu dengan diameter kurang

lebih satu cm lalu diameter lukanya diukur dengan jangka sorong.

17. Pengamatan Penyembuhan Luka dan Pengukuran Diameter Luka

Setelah biomaterial ini diaplikasikan pada luka di kulit hewan uji

sampai pada hari yang ditentukan, maka perlakuan ini dihentikan. Penutup

pada luka hewan uji ini dibuka secara perlahan lalu luka pada punggung

hewan uji ini diamati secara visual dan difoto dengan kamera kemudian

diameter lukanya diukur dengan jangka sorong.

F. Analisis Data

1. Analisis karakteristik dari biomaterial yang terbentuk ini meliputi analisis

sifat fisik secara makroskopik dan organoleptis, gugus fungsi, sifat mekanik,

uji DTA dan TGA untuk selulosa bakteri, selulosa bakteri+gliserol dan

selulosa bakteri+gliserol+chitosan; uji struktur morfologi dan uji kristalinitas

untuk selulosa bakteri dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan.


51

2. Sifat mekanik dari selulosa, selulosa bakteri+gliserol dan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan dianalisis secara statistik menggunakan Uji

Normalitas, Uji Kesamaan Varians (Levene’s Test) dan Uji ANOVA Satu

Arah.

3. Analisis hasil untuk penyembuhan luka dilakukan dengan pengamatan luka

secara visual berupa pengamatan patologi anatomi yang meliputi ada tidaknya

keropeng, kekeringan luka dan warna luka yang kemudian dideskripsikan

beserta mengukur diameter dari luka tersebut dengan jangka sorong untuk

melihat pengaruh dari pemberian biomaterial pada luka.

4. Hasil pengukuran diameter luka dikonversikan menjadi luas lalu dihitung

penurunan luas lukanya. Penurunan luas luka lalu dianalisis secara statistik

menggunakan Uji Normalitas, Uji Kesamaan Varians (Levene’s Test) dan Uji

ANOVA Satu Arah.


52

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian yang berjudul “Pengaruh Pemberian Sediaan Biomaterial

Selulosa Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah Ketela Rambat (Ipomoea

batatas Poir) dengan Penambahan Chitosan sebagai Material Penutup Luka pada

Tikus Galur Wistar Jantan” bertujuan untuk mengetahui karakteristik biomaterial

selulosa bakteri dari limbah cair ketela rambat (Ipomoea batatas Poir) dengan

penambahan chitosan sebagai material penutup luka dan mengetahui pengaruh

pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah cair ketela rambat dengan

penambahan chitosan dan gliserol sebagai material penutup luka pada tikus jantan

galur Wistar dilihat secara makroskopis. Penelitian ini merupakan bagian dari

suatu rangkaian penelitian besar yang bertujuan untuk melihat kemampuan suatu

biomaterial selulosa bakteri yang dihasilkan dari limbah cair ketela rambat dengan

penambahan chitosan dan gliserol dapat memiliki aktivitas sebagai antibakteri dan

mempercepat penyembuhan luka.

A. Hasil Determinasi Tanaman

Determinasi tanaman merupakan langkah awal apabila akan

menggunakan bagian dari tanaman sebagai sampel penelitian. Determinasi

bertujuan untuk mengetahui dan memastikan kebenaran identitas tanaman yang

akan digunakan dalam penelitian. Kebenaran dari identitas tanaman ini sangat

penting karena untuk menghindari terjadinya kesalahan dalam pengambilan


53

sampel. Pada penelitian ini, determinasi dilakukan dengan bantuan seorang

determinator.

Berdasarkan hasil pengamatan, umbi ketela rambat yang digunakan

berasal dari tanaman ketela rambat. Hal ini dibuktikan dengan membandingkan

hasil foto beberapa bagian tanaman dari ketela rambat yang diperoleh dan

ditumbuhkan sendiri dengan foto dari beberapa bagian tanaman yang terdapat di

dalam literatur. Literatur yang digunakan ada dua buah yaitu: dari web

www.plantamor.com serta buku pustaka yang ditulis oleh Huamán (1991). Bagian

dari tanaman yang dibandingkan adalah pada bagian umbi, petiole serta daunnya.

Gambar 10 menunjukkan hasil pembandingan ketela rambat dengan literatur.

Gambar 10. Hasil pembandingan bagian ketela rambat dengan literatur

Berdasarkan hasil pembandingan dengan literatur seperti yang terlihat

pada Gambar 10, serta bantuan determinator maka dibuktikan bahwa sampel

tanaman yang digunakan memang umbi ketela rambat (Ipomoea batatas Poir).


http://www.plantamor.com/

54

B. Hasil Pemilihan Bahan

Berdasarkan hasil pemilihan bahan penelitian, ketela rambat yang

digunakan adalah ketela rambat yang bagian dalamnya atau bagian daging

umbinya berwarna putih dan sedikit terdapat bercak kekuningan dan kulit

umbinya berwarna kekuningan. Menurut sumber yang diwawancara oleh

wartawan Surat Kabar Harian Republika pada tanggal 21 Juli 2011 pada bagian

rubrik kuliner menyatakan bahwa “Untuk membuat tepung pati ubi jalar, menurut

Ratih Suratih, dari Masyarakat Mandiri Dompet Dhuafa, menjelaskan pada

dasarnya semua ubi jalar dapat dijadikan tepung pati. “Tapi yang paling bagus

yang putih, dibanding yang kuning atau ungu” Tepung pati ubi jalar juga

menurutnya yang paling mudah dibuat juga dari ubi jalar putih. “Karena

jumlahnya lebih banyak, lebih mudah mencarinya,” ujarnya.” Selain itu menurut

Suprapta, Antara, Arya, Sudana, Duniadji dan Sudarma (2003), kandungan pati

dan gula tereduksi dari ketela rambat yang berwarna putih ini merupakan

kandungan pati dan gula tereduksi yang tertinggi jika dibandingkan dengan ketela

rambat yang lain. Ketela rambat yang digunakan adalah ketela rambat yang telah

matang. Kriteria ketela rambat yang telah matang adalah dapat dipanen bila ubi-

ubinya sudah tua (matang fisiologis).

C. Preparasi Limbah Ketela Rambat

Preparasi limbah ketela rambat ini mengikuti tata cara pembuatan tepung

pati ketela rambat seperti yang dikutip dari sumber yang diwawancara oleh

wartawan Surat Kabar Harian Republika pada tanggal 21 Juli 2011 pada bagian

rubrik kuliner. Preparasi limbah ketela rambat dilakukan sedikit modifikasi yaitu


55

pada proses pencucian dan pengupasan ketela, ketela lalu langsung dipotong

kecil-kecil lalu diblender dengan menambahkan sedikit air lalu hasil

pemblenderan dari ketela rambat disaring dengan kain mori. Saat penyaringan

campuran tersebut dilakukan penambahan air kembali lalu hasil saringan

ditampung dalam wadah pengendapan. Cairan pertama hasil penyaringan yang

diperoleh langsung diambil dan dipindahkan ke dalam botol plastik sambil

diendapkan kembali sisa pati selama kurang lebih 3 jam. Alasan digunakan cairan

pertama hasil penyaringan karena cairan pertama hasil penyaringan ini memiliki

kandungan nutrisi yang tertinggi dibandingkan cairan hasil penyaringan

berikutnya. Setelah 3 jam, maka cairan dalam botol plastik ini digunakan sebagai

bahan pembuatan biomaterial.

D. Orientasi Pembuatan Membran Chitosan

Membran chitosan digunakan sebagai kontrol positif. Kontrol positif ini

digunakan untuk melihat kemampuan dari chitosan dalam mempercepat

penyembuhan luka ketika diaplikasikan pada luka yang dibuat pada punggung

tikus. Saat pembuatan membran chitosan digunakan asam asetat dengan

konsentrasi 2% sebagai pelarut dari chitosan. Hasil orientasi menunjukkan bahwa

2 gram chitosan ini dapat terlarut sempurna dalam 100 mL asam asetat 2%. Hal

ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Sugita (2009). Adanya interaksi ionik

antara gugus amina pada chitosan yang terprotonasi dengan gugus asetil pada

asam asetat ini akan membentuk garam chitosan yang larut air seperti yang

dikemukakan oleh Dunn, Grandmaison dan Goosen (1997).


56

Saat orientasi ini, digunakan cawan petri sebagai tempat untuk membuat

membran chitosan. Larutan chitosan yang dibuat dimasukkan ke dalam 4 cawan

petri bersih dan ditutup lalu dikeringkan dengan cara diangin-anginkan selama

beberapa hari. Namun setelah beberapa hari, larutan chitosan ini tidak dapat

kering dan membentuk membran dengan sempurna. Selanjutnya dicoba cara lain

yaitu dengan memasukkan larutan chitosan yang dibuat oleh peneliti ini ke dalam

cawan petri dan langsung dikeringkan dengan diangin-anginkan di udara terbuka

selama beberapa hari tanpa menutup cawan petri tersebut.

Setelah beberapa hari, ternyata larutan chitosan tersebut dapat mengering

dengan sempurna dalam cawan petri tersebut dan menghasilkan membran

chitosan dengan sempurna. Namun membran tersebut sulit diambil dari cawan

petri karena membran chitosan ini terlalu lengket dengan petri tersebut sehingga

justru merusak membran yang terbentuk. Akhirnya mencoba mengganti cawan

petri dengan tempat lain yang sesuai dan tidak menyebabkan membran chitosan

lengket dan rusak ketika membran yang sudah terbentuk ini akan dikeluarkan dari

tempatnya.

Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Santoso (2006),

yang menyatakan bahwa untuk melepaskan suatu membran chitosan dari suatu

pelat kaca atau bahan yang terbuat dari kaca maka bioplastik ini harus

dimasukkan dalam suatu bak koagulan yang berisi larutan NaOH 4% sampai

bioplastik terlepas dari kaca. Dalam hal ini larutan NaOH berfungsi sebagai non

pelarut yang dapat berdifusi kebawah lapisan bioplastik sehingga membran


57

terangkat ke atas dan mudah untuk dilepas (Santoso, 2006). Berikut ini skema

pengelupasan bioplastik akibat difusi larutan NaOH.

Gambar 11. Skema pengelupasan bioplastik

E. Pembuatan Membran Chitosan sebagai Kontrol Positif

Berdasarkan hasil orientasi yang dilakukan maka dilakukan pembuatan

membran chitosan ini dengan nampan plastik merk Lion Star. Larutan chitosan

dipindahkan ke atas nampan dan diangin-anginkan di udara terbuka selama

beberapa hari. Membran chitosan dapat terbentuk sempurna di atas nampan

plastik dan ketika dikeluarkan dengan mengelupaskan membran chitosan,

membran chitosan ini dapat dikeluarkan dengan mudah dan tidak menempel serta

lengket di wadahnya seperti saat orientasi.

Hasil membran chitosan yang terbentuk dapat dilihat pada Gambar 12

dan digambarkan sifat fisiknya seperti pada Tabel IV.

Tabel IV. Tabel sifat fisik membran chitosan

No Sifat Fisik Hasil Pengamatan

1 Warna Agak kekuningan

2 Tekstur Halus

3 Bentuk Lembaran seperti kertas

4 Transparansi Transparan


58

Gambar 12. Membran chitosan

F. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Perebusan dan Memakai Cawan Petri sebagai Tempat

Fermentasi

Berdasarkan hasil orientasi yang dilakukan, ternyata untuk proses

pembuatan selulosa bakteri dengan penambahan gliserol dan chitosan dengan

metode perebusan dan memakai cawan petri sebagai tempat fermentasi sangat

sulitdilakukan. Metode perebusan adalah metode dengan mencampurkan semua

bahan dan nutrisi yang diperlukan oleh bakteri untuk proses fermentasi ke dalam

suatu wadah yang disertai dengan sedikit pengadukan dan pemanasan.

Penggunaan metode dengan memakai cawan petri sangat sulit dilakukan

dikarenakan ada beberapa penyebab. Penyebabnya antara lain adalah masalah

kelarutan dari chitosan. Berdasarkan hasil orientasi yang dilakukan, ketika

mencampurkan air ketela rambat dengan chitosan lalu gula pasir dan urea beserta

gliserol, ternyata chitosan tidak mau larut dalam air ketela rambat ini. Chitosan

merupakan suatu polisakarida dengan bobot molekul tinggi, oleh karena itu sangat

sukar larut dalam air. Ada beberapa kemungkinan penyebab tidak mau terlarutnya

chitosan, yang pertama adalah masalah pH. pH limbah cair ketela rambat yang

terukur saat itu adalah 5. pH yang baik untuk kelarutan chitosan pada pH di


59

bawah 6,5. Mat dan Zakaria (1995) melaporkan bahwa chitosan tidak larut dalam

asam-asam mineral pada pH di atas 6,5. Meskipun sudah sesuai dengan teori yang

diungkapkan oleh Mat dan Zakaria namun ternyata chitosan tetap tidak terlarut

dalam limbah cair ketela rambat tersebut. Penyebab kedua dari jenis pelarut yang

digunakan, biasanya untuk melarutkan chitosan digunakan beberapa pelarut asam

organik lemah seperti asam asetat dan asam formiat. Chitosan tidak larut dalam

air, pelarut-pelarut organik, alkali atau asam-asam mineral pada pH di atas 6,5.

Chitosan larut dalam asam-asam organik seperti asam formiat, asam sitrat dan

asam asetat (Mat dan Zakaria, 1995). Sedangkan pada penelitian yang dilakukan,

pelarut yang digunakan adalah limbah cair ketela rambat yang bukan merupakan

suatu asam organik lemah.

Alasan lain metode memakai cawan petri susah dilakukan adalah dari

cawan petri yang digunakan. Ketika menggunakan cawan petri sebagai wadah

untuk proses fermentasi dari selulosa bakteri setelah ditunggu selama 7-14 hari

tidak didapatkan adanya lapisan pelikel pada petri dan pada petri tetap cair.

Berdasarkan hal tersebut diduga kultur bakteri kesulitan mendapatkan oksigen

karena oksigen sukar menembus cawan petri, adanya cahaya yang menembus

petri ataupun kontaminasi dari mikroorganisme lain yang sangat tinggi ini yang

menyebabkan bakteri tidak dapat melakukan proses fermentasi. Adanya oksigen

yang sukar menembus petri ini akan mengakibatkan bakteri kesulitan

mendapatkan sumber oksigen untuk proses metabolismenya sehingga

kemungkinan bakteri di dalam petri tersebut tidak akan hidup. Adanya penetrasi

cahaya juga kemungkinan akan mempengaruhi suhu dan kelembaban udara yang


60

kurang optimal bagi bakteri dalam melakukan proses fermentasi. Menurut

Purnomo (2009), suhu optimum untuk pertumbuhan bakteri adalah sekitar 350

C

sehingga kemungkinan saat memakai petri, suhu saat fermentasi ini jauh dibawah

atau di atas suhu optimum yang diperlukan oleh bakteri untuk hidup. Adanya

kontaminasi ini sendiri juga akan menyebabkan kegagalan pada proses fermentasi

karena nutrisi yang seharusnya dibutuhkan oleh bakteri Acetobacter xylinum

untuk proses metabolisme bakteri tersebut justru direbut oleh mikroorganisme lain

sehingga bakteri Acetobacter xylinum akan mengalami kekurangan nutrisi dan

akhirnya tidak dapat hidup. Selain itu penyebab yang lain adalah kemungkinan

saat menuang bakteri ke dalam petri, cairan yang ada di dalam petri ini masih

terlalu tinggi suhunya sehingga bakteri langsung mati dan tidak dapat berkembang

dengan baik. Kemungkinan penyebab yang lain adalah karena saat menuang

starter bakteri, tidak didapatkan kultur bakteri karena kultur bakteri mengendap di

bagian bawah akibat botol yang mengandung medium tumbuh bakteri tidak

digojog terlebih dahulu sebelum bakteri dituang sehingga yang dituang ke dalam

petri ini hanyalah cairan medium tumbuh dari bakteri ini sendiri sehingga tidak

ada bakteri yang melakukan proses fermentasi pada petri tersebut. Berdasarkan

beberapa orientasi yang dilakukan serta karena kegagalan dari hasil orientasi yang

dilakukan sebelumnya, maka cawan petri yang digunakan dicoba diganti dengan

nampan sebagai wadah untuk fermentasi. Kemungkinan penyebab yang lain

adalah karena chitosan memiliki aktivitas antibakteri sehingga kemungkinan

dengan adanya penambahan chitosan ini akan menghambat pertumbuhan kultur

bakteri yang digunakan.


61

G. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan


Fermentasi

Berdasarkan hasil orientasi, kendala yang dialami tetap sama yaitu dari

masalah kelarutan chitosan dan tidak terbentuknya pelikel walaupun wadah

fermentasi ini sudah diganti dengan nampan yang telah disterilkan dan saat proses

fermentasi ini sudah menggunakan kertas koran sebagai penutup nampan seperti

yang dilakukan oleh industri nata de coco pada umumnya. Alasan penggunaan

kertas koran adalah karena pada kertas koran ini merupakan jenis kertas yang

memiliki banyak pori-pori sehingga akan membantu penetrasi dari oksigen ke

dalam wadah fermentasi sehingga bakteri Acetobacter xylinum dapat tumbuh

dengan baik, selain itu dengan memakai kertas koran ini maka dapat mengurangi

penetrasi cahaya dari luar jika dibandingkan dengan memakai petri yang

transparan.

Berdasarkan analisis yang dilakukan, maka hal ini kemungkinan

dikarenakan akibat adanya pengaruh keberadaan chitosan yang menghambat

pertumbuhan bakteri Acetobacter xylinum akibat adanya kemampuan antibakteri

dari chitosan. Oleh karena itu dicoba diganti dengan menggunakan metode

pelapisan.

H. Orientasi Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

dengan Metode Pelapisan

Metode pelapisan adalah metode yang digunakan untuk melapisi kain

atau serat dengan bahan lain untuk meningkatkan kemampuan bioaktif dari kain


62

tersebut. Biasanya bahan lain yang ditambahkan ini berupa larutan yang bersifat

anti bakteri. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ariany dan Maharani

(2011), chitosan ini dikombinasikan dengan silika lalu dilapiskan pada kain katun

dengan memakai metode pelapisan. Melalui hasilnya dilaporkan bahwa chitosan-

silika yang dilapiskan pada kain katun ini mampu memberikan sifat anti bakteri

terhadap bakteri S. aureus dan berikatan kuat dengan selulosa dari katun.

Berdasarkan penelitian tersebut, dicoba metode pelapisan untuk melapisi selulosa

bakteri ini dengan chitosan yang harapannya nanti dapat digunakan sebagai

material penutup luka.

Berdasarkan hasil orientasi, maka dapat terbentuk pelikel selulosa bakteri

yang terbentuk dengan sempurna melalui proses pelapisan lalu setelah pelikel ini

terbentuk, pelikel ini dicuci beberapa kali dengan aquadest, air panas, direndam

dalam larutan NaOH 3% selama 48 jam serta HCl 3% selama 15 menit lalu dicuci

kembali dengan aquadest. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dikemukakan

oleh Chawla et. al. . Menurut Chawla et. al. (2009) setelah pelikel selulosa bakteri

terbentuk, dilakukan proses purifikasi dengan mencuci pelikel tersebut dengan

aquadest, air panas, larutan NaOH 3% selama 48 jam serta HCl 3% selama 15

menit.

Adanya proses purifikasi bertujuan untuk mengurangi kandungan

endotoksin yang terdapat dalam pelikel serta melisiskan sel-sel bakteri karena

nantinya selulosa bakteri ini ini akan digunakan sebagai penutup luka. Setelah

proses tersebut, pelikel bakteri tersebut direndam dengan larutan chitosan 2%

yang telah dibuat lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 400

C selama kurang


63

lebih 2 minggu. Suhu yang digunakan untuk pengeringan ini berkisar diantara

suhu 400

C karena jika digunakan suhu yang lebih tinggi untuk proses

pengeringannya maka chitosan akan mengalami Maillard reaction. Maillard

reaction merupakan reaksi kimia yang terjadi antara asam amino dengan gula

pereduksi akibat adanya pengaruh suhu. Umemura, Mihara dan Kawai (2010)

melaporkan efek dari Maillard reaction antara glukosa dengan dalam membran

chitosan ditemukan pada membran yang dilarutkan dalam asam asetat 1% dan

dikeringkan dengan cawan petri pada suhu 500

C. Proses Mailard reaction ini

dapat terjadi jika asam amino dengan gula pereduksi yang terdapat dalam senyawa

berinteraksi secara kimia dengan bantuan suhu dan dalam kondisi yang kering.

Adanya proses Mailard reaction ini dihindari karena jika biomaterial mengalami

Mailard reaction maka biomaterial yang dihasilkan ini akan berwarna coklat

menghitam seperti gula yang dipanaskan berlebih hingga akhirnya gosong

sehingga jika nantinya biomaterial ini hendak akan diaplikasikan ke pasien maka

akan mengurangi penerimaan dari pasien karena warnanya yang coklat kehitaman.

Setelah kering dari kandungan air, biomaterial dikeringkan dengan bantuan sinar

matahari hingga membentuk lembaran tipis, setelah terbentuk lembaran tipis

kemudian biomaterial ini siap untuk digunakan baik untuk proses karakterisasi

maupun untuk proses aplikasi medis.

I. Pembuatan Material Selulosa Bakteri (S) sebagai Kontrol Karakterisasi

Biomaterial

Berdasarkan hasil orientasi, maka dilakukan proses pembuatan

biomaterial selulosa bakteri dengan langkah-langkah yang sama namun tanpa


64

tahap pelapisan dengan chitosan. Alasan perlu dilakukan penambahan gula pasir

dan urea karena sebagai sumber nutrisi tambahan bagi kehidupan bakteri

Acetobacter xylinum. Gula pasir digunakan sebagai sumber karbon sedangkan

urea digunakan sebagai sumber nitrogen bagi Acetobacter xylinum. Sumber

karbon penting bagi bakteri karena digunakan oleh bakteri untuk proses

metabolisme dari bakteri tersebut sedangkan nitrogen merupakan komponen

utama penyusun protein yang digunakan untuk metabolisme sel (Chawla et. al,

2009).

Menurut Pratomo dan Rohaeti (2011), penambahan bahan lain

merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kualitas biomaterial yang

terbentuk. Suatu biomaterial dapat terbentuk akibat aktivitas bakteri Acetobacter

xylinum, bakteri tersebut menggunakan unsur-unsur hara seperti N, H, O dan C

untuk menyusun lapisan-lapisan selulosa. Berdasarkan komposisi bahan yang

ditambahkan saat penelitian yang dilakukan oleh Pardosi (2008) ternyata

didapatkan biomaterial selulosa bakteri yang terbentuk dengan sempurna.

Berdasarkan penelitian tersebut maka dilakukan pemilihan komposisi pembuatan

bioamaterial selulosa bakteri dari penelitian yang dilakukan oleh Pardosi (2008).

Jalur biosintesis selulosa bakteri dapat dijelaskan melalui Gambar 13.


65

Gambar 13. Skema biosintesis selulosa bakteri

(Czaja, et. al., 2006)

Gambar 13 menunjukkan bahwa biosintesis selulosa bakteri dari kultur

bakteri Acetobacter xylinum dipengaruhi oleh keberadaan glukosa dan fruktosa.

Adanya glukosa dan fruktosa ini akan digunakan sebagai prekusor pembentukan

selulosa sekaligus sebagai sumber karbon bagi metabolisme dari bakteri

Acetobacter xylinum. Glukosa dan fruktosa sendiri merupakan hasil hidrolisis dari

sukrosa serta dari amilosa serta amilopektin yang terdapat dalam ketela rambat.

Kandungan amilosa dan amilopektin yang terdapat dalam ketela rambat sendiri

pada umumnya adalah 1:3 (Winarno, 1992) sehingga adanya kandungan amilosa

dan amilopektin ini juga dapat sebagai prekusor untuk pembentukan selulosa

bakteri karena amilosa dan amilopektin sendiri ketika terhidrolisis akan

menghasilkan glukosa sehingga akan menyebabkan selulosa bakteri yang

terbentuk juga menjadi semakin tebal. Adanya keberadaaan dari amilosa dan

amilopektin pada ketela rambat ini belum dapat diketahui apakah akan

mempengaruhi karakteristik dari selulosa bakteri yang terbentuk.


66

Waktu fermentasi yang digunakan untuk membentuk selulosa bakteri

adalah 7-14 hari, namun berdasarkan pengamatan yang dilakukan, pada hari

ketujuh, lapisan pelikel yang terbentuk sudah cukup tebal dan sudah tidak terlihat

adanya cairan ketela rambat pada nampan yang digunakan sebagai sumber nutrisi

saat fermentasi sehingga diputuskan bahwa waktu fermentasi optimum yang

digunakan adalah tujuh hari. Waktu fermentasi optimum selama tujuh hari ini

sendiri sesuai dengan yang dikemukakan oleh Saragih (2004) yang menyatakan

bahwa waktu optimum untuk fermentasi nata de coco adalah tujuh hari.

J. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol (SG)

Langkah pembuatan SG ini sama dengan pembuatan selulosa bakteri

sebagai kontrol karakterisasi biomaterial. Hal yang membedakan yaitu terdapat

penambahan gliserol sebanyak 0,5 gram untuk 100 mL limbah cair ketela rambat

pada proses ini. Penambahan gliserol sebanyak 0,5 gram ini mengacu pada

penelitian yang dilakukan oleh Pardosi (2008) yang menemukan bahwa dengan

pemberian 0,5 gram gliserol ini sudah mampu memberikan peningkatan sifat

mekanik dari selulosa bakteri.

K. Pembuatan Material Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan (SGK)

Langkah pembuatan SGK ini sama dengan langkah orientasi pembuatan

material selulosa bakteri+gliserol+chitosan dengan metode pelapisan. Hasil yang

didapat menunjukkan tidak ada perbedaan dengan hasil orientasi yang dilakukan.

Chitosan yang digunakan untuk melapisi selulosa bakteri memiliki konsentrasi

2%.


67

L. Analisis Karakteristik Biomaterial

1. Analisis Sifat Fisik Secara Makroskopis dan Organoleptis

Analisis ini merupakan uji pendahuluan untuk melihat pengaruh pemberian

gliserol dan chitosan pada selulosa bakteri. Tujuan dari analisis ini adalah melihat

sifat fisik dari masing-masing biomaterial. Melalui sifat fisik ini juga dapat

dibedakan pula karakteristik dari masing-masing biomaterial yang dihasilkan.

Hasil analisis sifat fisik dari masing-masing biomaterial disajikan dalam Tabel V.

Tabel V. Hasil pengamatan sifat fisik sampel biomaterial

No Sifat Fisik Selulosa Bakteri Selulosa Bakteri

+ Gliserol

Selulosa Bakteri +

Gliserol +

Chitosan

1 Warna Kuning

kecoklatan dan

agak putih keruh

Kuning

kecoklatan dan

agak putih keruh

Kuning

kecoklatan

2 Tekstur Kasar Kasar Halus

3 Bentuk Lembaran seperti

kertas

Lembaran seperti

kertas

Lembaran seperti

kertas

4 Transparansi Tidak Tidak Tidak

Berdasarkan hasil pengamatan sifat fisik dari masing-masing sampel

biomaterial seperti yang ditunjukkan pada Tabel V, maka dapat dilihat bahwa

adanya penambahan gliserol ini tidak begitu mempengaruhi sifat fisik dari

selulosa bakteri karena dilihat dari sisi tekstur, transparansi, warna dan bentuk

baik itu selulosa bakteri maupun selulosa bakteri yang diberi gliserol ini memiliki

karakter yang sama. Berdasarkan pengamatan terhadap sifat fisik selulosa bakteri

yang dilakukan ternyata memiliki kemiripan dengan pengamatan sifat fisik

selulosa bakteri yang dilakukan oleh Pratomo dan Rohaeti (2011).

Selain itu secara makroskopik memang dengan penambahan gliserol ini

tidak akan terlihat adanya perbedaan namun kemungkinan untuk terjadinya


68

interaksi antar senyawa itu tetap ada. Hal ini akan diperjelas jika membandingkan

profil spektra IR masing-masing sampel.

Adanya tekstur yang kasar pada selulosa bakteri ini kemungkinan

dikarenakan akibat adanya rongga-rongga pada selulosa bakteri akibat adanya

pembentukan mikrofibril yang tidak merata yang dilakukan oleh bakteri

Acetobacter xylinum saat proses fermentasi. Adanya rongga-rongga pada selulosa

bakteri ini akan terlihat jika dilakukan analisis morfologi permukaan

menggunakan SEM.

Adapun penambahan chitosan ini mempengaruhi tekstur dari selulosa

bakteri yang semula kasar menjadi lebih halus. Adanya tekstur yang halus pada

permukaan selulosa bakteri akibat adanya penambahan chitosan ini kemungkinan

dikarenakan adanya pengisian rongga-rongga dari selulosa bakteri oleh material

chitosan. Adanya perubahan tekstur dari selulosa bakteri akibat adanya

penambahan chitosan ini juga dapat menyebabkan kemungkinan adanya interaksi

antara selulosa bakteri dengan chitosan. Interaksi antara selulosa bakteri dan

chitosan dapat terlihat dan teramati dari profil spektra IR-nya. Lalu untuk melihat

adanya pengisian dari rongga-rongga pada selulosa bakteri oleh material chitosan

ini, tidak dapat diamati melalui pengamatan secara makroskopik namun harus

dengan menggunakan suatu instrumen khusus, salah satunya adalah dengan

menggunakan SEM. Melalui analisis dengan SEM ini maka adanya perubahan

tekstur dari selulosa bakteri dari yang semula kasar menjadi lebih halus akibat

adanya penambahan chitosan dapat lebih diperjelas dan diamati dengan mudah

(Freire et. al., 2011).


69

Adanya warna yang agak putih keruh pada selulosa bakteri dan selulosa

bakteri+gliserol ini kemungkinan dikarenakan pengaruh tumbuhnya jamur pada

permukaan sampel. Namun menurut Pratomo dan Rohaeti (2011), hal ini dapat

diatasi dengan mencuci sampel tersebut dengan larutan alkohol 70%.

2. Analisis Gugus Fungsi dengan Instrumen FT-IR

Analisis ini bertujuan untuk melihat adanya interaksi antara gliserol dan

chitosan dengan selulosa bakteri seiring dengan penambahan kedua bahan

tersebut. Apabila ada interaksi maka akan terlihat adanya perbedaan dari spektra

masing-masing biomaterial dan melalui spektra-spektra ini dapat diinterpretasikan

gugus-gugus fungsi dari tiap-tiap biomaterial. Berikut ini disajikan spektra IR dari

serbuk chitosan, selulosa bakteri, selulosa bakteri+gliserol dan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan.

Gambar 14. Spektra serbuk chitosan

Pemeriksaan gugus fungsi dari chitosan dilakukan karena selama penelitian

ini, hampir seluruhnya menggunakan chitosan. Selain itu spektra serbuk chitosan


70

ini digunakan sebagai kontrol pembanding antara selulosa bakteri dengan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan. Jika terjadi interaksi antara selulosa bakteri dengan

chitosan maka dapat dibandingkan spektranya dengan spektra dari selulosa

bakteri maupun selulosa bakteri+gliserol. Selain itu berdasarkan spektra serbuk

chitosan dapat dihitung pula nilai derajat deasetilasi (DD) dari chitosan yang

digunakan.

Berdasarkan perhitungan dengan metode baseline, chitosan yang digunakan

memiliki DD 73,78%. Hal ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Pillai,

Paul dan Sharma (2009) yang menyatakan bahwa chitosan merupakan hasil

deasetilasi chitin dengan derajat deasetilasi 60-90%. Pengaruh pemberian gliserol

dan chitosan terhadap spektra IR dari selulosa bakteri ditunjukkan melalui

Gambar 15.

Gambar 15. Hasil spektra IR biomaterial S, SG dan SGK

Keterangan: S=selulosa bakteri, SG= selulosa bakteri+gliserol, SGK= selulosa

bakteri+gliserol+chitosan


71

Gambar 15 menunjukkan adanya perbedaan serapan dari masing-masing

sampel. Melalui perbedaan serapan dari masing-masing sampel ini dapat

diinterpretasikan gugus-gugus fungsi yang terdapat dalam masing-masing sampel.

Hasil interpretasi spektra IR dari masing-masing sampel disajikan dalam Tabel

VI.

Tabel VI. Hasil interpretasi gugus fungsi dari sampel biomaterial

No. Sampel Bilangan

Gelombang (cm-1

)

Gugus Fungsi

1 S 3441,01 -OH

2931,80 -CH Alifatik

1627,92 C=O stretching

1350,17 –CH3 bending vibrations

1072,42 β-1,4-Glikosidik

2 SG 3464,15 -OH




3 SGK 3425,58 -OH and –NH stretching


1635,64 C=O stretching

1566,20 –NH bending (amide II)



Gambar 15 menunjukkan dengan adanya penambahan gliserol pada selulosa

bakteri ini akan menyebabkan terjadinya pelebaran dan penajaman dari puncak

gugus -OH dari selulosa bakteri di sekitar bilangan gelombang 3400 cm-1

, selain

itu pada spektra SG ini tidak ditemukan adanya puncak dengan intensitas kuat di

sekitar daerah 1600 cm-1

. Hal ini menunjukkan bahwa dengan penambahan

gliserol ini akan mempengaruhi gugus fungsi dari selulosa bakteri. Selain itu

dengan penambahan gliserol ini akan menyebabkan terjadinya pergeseran puncak

gugus –OH dari selulosa bakteri yang semula berada di sekitar daerah 3441,01


72

cm-1

bergeser menjadi di sekitar daerah 3464,15 cm-1

. Adanya pergeseran puncak

ini menandakan terjadinya penambahan gugus –OH dari gliserol terhadap gugus

–OH selulosa bakteri.

Adanya pelebaran dan penajaman pada puncak spektra IR selulosa bakteri

yang ditambah gliserol ini menunjukkan bahwa selulosa bakteri ini berinteraksi

dengan gliserol. Pelebaran puncak ini disebabkan adanya penambahan gugus –OH

dari gliserol sedangkan penajaman dari puncak menandakan adanya peningkatan

intensitas dari gugus –OH selulosa bakteri ketika ditambah dengan gliserol. Hal

ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Rohaeti dan Rahayu (2012),

yang menyatakan bahwa lebarnya puncak pada spektrum yang terbaca

menunjukkan terjadinya ikatan hidrogen antara gliserol dengan selulosa. Adanya

peningkatan intensitas gugus fungsi –OH dari selulosa bakteri ketika ditambah

dengan gliserol akan berkaitan dengan sifat mekanik selulosa bakteri tersebut.

Hubungan antara intensitas dengan sifat mekanik dari sampel ini dapat diketahui

dengan menghitung nilai absorbansi gugus fungsi dari setiap sampel. Tabel VII

menyajikan nilai absorbansi dari tiap gugus fungsi untuk setiap sampel:

Tabel VII. Hasil absorbansi selulosa bakteri, selulosa bakteri+gliserol

dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan

No. Sampel Gugus Fungsi Absorbansi

1 S -OH 0,17

C=O 0,027

2 SG -OH 0,35

C=O 8,47 x 10-3

3 SGK -OH 0,27

C=O amida 0,033

Keterangan: S = selulosa bakteri, SG = selulosa bakteri+gliserol, SGK = Selulosa

bakteri+gliserol+chitosan


73

Tabel VII menunjukkan terjadinya peningkatan absorbansi dari gugus –OH

dan penurunan absorbansi gugus C=O dari selulosa bakteri ketika ditambah

dengan gliserol. Hal ini akan mendukung terjadinya peningkatan persen

perpanjangan dari selulosa bakteri ketika ditambah dengan gliserol jika

dibandingkan dengan persen perpanjangan dari selulosa bakteri serta peningkatan

stabilitas termal dari selulosa bakteri ketika ditambah dengan gliserol jika

dibandingkan dengan stabilitas termal dari selulosa bakteri.

Gambar 15 menunjukkan dengan penambahan chitosan ini akan

menyebabkan terjadinya pelebaran dan penajaman dari puncak gugus –OH dari

selulosa bakteri di sekitar bilangan gelombang 3400 cm-1

. Adanya pelebaran

puncak ini menunjukkan kemungkinan terjadinya overlapping antara gugus –OH

dengan gugus –NH2. Hal ini sesuai dengan penelitian yang diungkapkan oleh

Anicuta et. al. (2010) yang menemukan adanya pergeseran pita absorbansi yang

semula di sekitar 3350,71 cm-1

bergeser menjadi 3349,75 cm-1

dan menjadi

semakin lebar yang mengindikasikan adanya kemungkinan overlapping antara

interaksi hidrogen dari gugus –OH dengan -NH2. Lalu jika dilihat dari Tabel VI,

maka terlihat adanya serapan di sekitar daerah 1635,64 cm-1

dan 1566,20 cm-1

yang menunjukkan adanya C=O stretching (Amida I) dan –NH bending (Amida

II) yang merupakan ciri khas dari gugus C=O amida I dan gugus NH amida II

yang terdapat di chitosan, yang menunjukkan gugus amida dari chitin yang belum

terdeasetilasi sempurna. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Stefanescu et.

al. (2012) dalam penelitiannya bahwa telah ditemukan pita baru di sekitar daerah


74

1640 cm-1

atau 1643 cm-1

dan di sekitar daerah 1565 cm-1

yang menunjukkan

adanya C=O stretching (Amida I) dan –NH bending (Amida II).

Terjadinya penajaman puncak gugus –OH ini menunjukkan adanya interaksi

yang terjadi antara gugus –OH dari selulosa bakteri dengan chitosan yang akan

ditunjukkan dengan meningkatnya intensitas gugus –OH dari selulosa bakteri

setelah ditambah dengan chitosan. Adanya peningkatan intensitas ini ditunjukkan

dengan peningkatan dari absorbansinya.

Tabel VII menunjukkan terjadinya peningkatan absorbansi dari gugus –OH

dan peningkatan absorbansi gugus C=O dari selulosa bakteri ketika ditambah

dengan chitosan. Hal ini menunjukkan terjadinya ikatan hidrogen antara chitosan

dengan selulosa bakteri serta terjadinya penambahan gugus C=O dari chitosan

yang berasal dari chitin yang belum tedeasetilasi dengan sempurna. Adanya ikatan

hidrogen yang terbentuk ini akan mempengaruhi sifat mekanik (nilai kuat tarik)

dan stabilitas termal dari selulosa bakteri. Seiring dengan meningkatnya jumlah

ikatan hidrogen yang terbentuk maka stabilitas termal dari selulosa bakteri yang

ditambah chitosan ini akan meningkat jika dibandingkan dengan stabilitas termal

dari selulosa bakteri dan sifat mekanik dari selulosa bakteri khususnya nilai kuat

tarik dari selulosa bakteri yang ditambah chitosan ini juga akan meningkat secara

teori jika dibandingkan dengan nilai kuat tarik dari selulosa bakteri.

3. Analisis Struktur Morfologi

Analisis ini bertujuan untuk melihat struktur morfologi dari selulosa bakteri

serta selulosa bakteri yang dilapisi chitosan. Analisis ini dilakukan dengan

menggunakan instrumen SEM. Sampel yang semula tidak bermuatan ini diberi


75

dobel tape karbon khusus setelah itu sampel dilapisi dengan partikel emas dengan

alat ion coating sputter. Sampel harus dilapisi dengan emas agar sampel ini

memiliki muatan, adanya muatan pada sampel ini akan memantulkan elektron

yang ditembakkan dari instrumen, adanya elektron yang dipantulkan akan

ditangkap dan dideteksi oleh instrumen lalu dihasilkan dalam bentuk gambar yang

ditampilkan melalui monitor. Melalui analisis struktur morfologi ini, dapat dilihat

struktur permukaan dan melintang dari selulosa bakteri, bentuk mikrofibril dari

selulosa bakteri, diameter dari mikrofibril selulosa bakteri maupun struktur

permukaan serta melintang dari selulosa bakteri yang telah dilapisi dengan

chitosan. Melalui analisis morfologi permukaan juga dapat memperkuat

perbedaan hasil analisis sifat fisik secara makroskopis dan organoleptis dari


Berikut ini disajikan Gambar 16 yang merupakan foto permukaan SEM dari

selulosa bakteri maupun selulosa bakteri+gliserol+chitosan dengan perbesaran

500x.

Gambar 16.a. Foto permukaan SEM

selulosa bakteri

Gambar 16.b. Foto permukaan SEM

SGK


76

Gambar 16.a menunjukkan beberapa rongga serta bentuk berlekuk yang

menyerupai serat pada sampel sehingga menyebabkan bentuk permukaannya

menjadi tidak merata. Hal ini juga yang menyebabkan tekstur dari sampel menjadi

kasar. Selain itu bentuk yang tidak merata ini dapat disebabkan juga karena

kondisi dari sampel membran yang sedikit terlipat sebelum dianalisis dengan

menggunakan instrumen SEM ini. Bentuk serat dari selulosa bakteri kurang dapat

terlihat dengan jelas karena perbesaran yang digunakan kurang dapat untuk

melihatnya. Hal ini disebabkan karena keterbatasan dari instrumen SEM yang

digunakan. Selain itu jika digunakan perbesaran yang lebih besar lagi maka

gambar yang dihasilkan menjadi sedikit kabur dan tidak jelas, sehingga

diputuskan hanya menggunakan perbesaran 500x saja sedangkan untuk melihat

serat-serat mikrofobril pada selulosa bakteri, paling tidak harus digunakan

perbesaran hingga 5000x (Freire et. al., 2011).

Gambar 16.b menunjukkan bagian foto yang berwarna putih dan berbentuk

partikel kecil adalah partikel dari chitosan yang kurang terdispersi homogen saat

melarutkan chitosan dan melapiskannya pada selulosa bakteri namun melalui hal

ini dapat dibuktikan bahwa chitosan ini telah mampu melapisi selulosa bakteri.

Selain itu jika dibandingkan dengan Gambar 16.a, maka Gambar 16.b memiliki

permukaan yang tidak sekasar permukaan dari Gambar 16.a, beserta tidak adanya

bentuk berlekuk yang menyerupai serat seperti yang terdapat pada Gambar 16.a,

namun tetap masih memiliki sedikit lekukan-lekukan. Adanya sedikit lekukan-

lekukan pada foto kemungkinan dikarenakan membran selulosa

bakteri+gliserol+chitosan ini sedikit terlipat sebelum dianalisis dengan instrumen


77

SEM. Selain itu dari Gambar 16.b. tersebut tidak ditemukan adanya rongga-

rongga kosong pada sampel sehingga hal ini dapat digunakan untuk membuktikan

bahwa adanya perubahan tekstur dari selulosa yang semula kasar menjadi selulosa

bakteri+gliserol+chitosan lebih halus ini dikarenakan partikel-partikel chitosan ini

telah mengisi rongga-rongga dan melapisi selulosa bakteri. Hal ini yang akan

menguatkan adanya perbedaan hasil pengamatan tekstur dari selulosa bakteri dan

selulosa bakteri+gliserol+chitosan secara makroskopis dan organoleptis.

Gambar 17 merupakan gambar hasil analisis morfologi permukaan SEM

dari selulosa bakteri beserta chitosan yang dilakukan oleh Zhijiang et. al. (2011)

serta Eldin et. al. (2008) dengan menggunakan perbesaran 5000x.

Gambar 17.a. Foto permukaan SEM

selulosa bakteri

Gambar 17.b. Foto permukaan SEM

membran chitosan

Pada Gambar 17.a, dapat dilihat bentuk mikrofibril dari selulosa bakteri.

Selain itu terlihat adanya rongga-rongga pada mikrofibril-mikrofibril dari selulosa

bakteri tersebut yang merupakan salah satu karakteristik dari selulosa bakteri.

Pada Gambar 17.b, dapat dilihat bentuk permukaan dari membran chitosan

dimana pada gambar tersebut terlihat bahwa permukaan dari membran chitosan

ini sangat halus dan tidak kasar serta tidak nampak adanya rongga-rongga kosong

seperti pada penampang permukaan dari selulosa bakteri.


78

Penampakan melintang dan menggunakan perbesaran 500x untuk sampel S

dan SGK menghasilkan foto hasil analisis SEM seperti pada Gambar 18.

Gambar 18.a. Foto penampang

melintang SEM selulosa bakteri

Gambar 18.b. Foto penampang

melintang SEM SGK

Gambar 18.a menunjukkan hanya terdapat satu jenis lapisan dengan

karakteristik yang sama, yaitu menyerupai mikrofibril-mikrofibril. Selain itu

terlihat juga adanya beberapa rongga-rongga yang menunjukkan bahwa

kemungkinan mikrofibril dari selulosa bakteri ini tidak merata pembentukannya.

Gambar 18.b. menunjukkan adanya tiga lapisan dari SGK yang terdapat

dalam gambar tersebut. Lapisan yang berada ditengah ini memiliki karakteristik

yang menyerupai dengan Gambar 18.a, sehingga dapat disimpulkan lapisan yang

berada di tengah tersebut merupakan lapisan selulosa bakteri lalu kedua lapisan

yang berada di paling atas dan paling bawah dari gambar ini menunjukkan lapisan

chitosan yang telah melapisi selulosa bakteri. Hal ini diperkuat dengan adanya

kemiripan satu sama lain antara lapisan yang paling atas dengan lapisan yang

paling bawah, hanya saja pada lapisan bagian bawah ini chitosan yang melapisi

selulosa bakteri ini ketebalannya lebih banyak dibandingkan dengan lapisan yang

berada di bagian atas.


79

4. Analisis Sifat Mekanik

Analisis ini bertujuan untuk melihat pengaruh pemberian gliserol dan

chitosan terhadap karakterisitik sifat mekanik dari selulosa bakteri. Sifat mekanik

suatu biomaterial dapat ditentukan dari nilai kekuatan tarik dan persen

perpanjangannya. Menurut Iskandar dkk. (2010), kualitas suatu biomaterial sangat

tergantung pada kekuatan tarik dan persen perpanjangannya. Berikut ini disajikan

data hasil uji mekanik dari masing-masing sampel.

Tabel VIII. Hasil pengujian sifat mekanik biomaterial

No. Parameter

Sampel

Tensile strength

(MPa)

Strain at Fmax

(%)

1 S

16,71 ± 0,66A,B

19,75 ± 3,27C,B

2 SG 16,31 ± 4,46A,D

27,36 ± 5,28C,D

3 SGK 5,67 ± 1,61B,D

4,70 ± 2,28B,D

Keterangan: A = S dan SG berbeda tidak bermakna, B = S dan SGK berbeda bermakna,

C = S dan SG berbeda bermakna dan D = SG dan SGK berbeda bermakna, data berbeda

bermakna jika (p < 0,05)

Masing-masing sampel diuji sifat mekaniknya menggunakan lima kali

perulangan. Hal ini sesuai dengan persyaratan yang dipersyaratkan oleh American

Standard Testing Material (ASTM) D-638 tentang pengujian sampel Plastic

mengenai jumlah sampel minimal yang digunakan, yaitu lima kali perulangan.

Tabel VIII menunjukkan penambahan gliserol ini dapat mempengaruhi sifat

mekanik selulosa bakteri. Seiring dengan adanya penambahan gliserol ini dapat

meningkatkan persen perpanjangan dari selulosa bakteri namun menurunkan nilai

kuat tarik dari selulosa bakteri. Hal ini dibuktikan dengan meningkatnya nilai

strain at Fmax (persen perpanjangan) selulosa bakteri dari 19,75% menjadi

27,36% dan perhitungan nilai ini secara statistik memiliki nilai yang berbeda

bermakna. Nilai tensile strength (kuat tarik) dari selulosa bakteri ini juga


80

mengalami penurunan dari 16,71 MPa menjadi 16,31 MPa setelah ditambah

gliserol walaupun secara statistik dibuktikan penurunan nilainya ini berbeda tidak

bermakna. Adanya perbedaan nilai kuat tarik yang tidak bermakna tersebut

menunjukkan karakter biomaterial yang digunakan sebagai penutup luka adalah

biomaterial yang memiliki nilai persen perpanjangan tinggi namun nilai kuat

tariknya juga tetap tinggi. Hal ini disebabkan gliserol sebagai pemlastis mampu

merenggangkan jarak antar rantai dari polimer karena gliserol ini mampu

memutus interaksi-interaksi yang terjadi antar rantai-rantai polimer sehingga

mampu mengurangi kekakuan yang ditimbulkan akibat struktur tiga dimensinya

dari rantai-rantai polimer yang terbentuk. Hal ini sesuai dengan postulat mengenai

mekanisme kerja dari plasticizer (teori gel) (Suyatma, Tighzert, dan Copinet,

2005). Akibat adanya pemutusan interaksi-interaksi dan berkurangnya kekakuan

dari rantai polimer maka ketika polimer ini diberi beban maka polimer tersebut

akan kurang kuat dalam menahan bebannya sehingga secara tidak langsung akan

mengakibatkan turunnya nilai kuat tarik dari selulosa bakteri.

Terjadinya peningkatan persen perpanjangan ini merupakan kebalikan dari

menurunnya nilai kuat tarik suatu polimer. Hal ini disebabkan karena adanya

perenggangan jarak antar rantai-rantai polimer yang diakibatkan adanya

pemberian gliserol sebagai pemlastis sehingga merenggangkan interaksi-interaksi

dari rantai polimer sehingga mampu mengurangi kekakuan dari rantai polimer

yang terbentuk. Akibat berkurangnya kekakuan dari rantai polimer yang terbentuk

maka akan menyebabkan polimer ini akan semakin mudah ditarik sehingga secara

tidak langsung nilai strain at Fmax atau persen perpanjangannya akan meningkat.


81

Selain itu gliserol dapat berperan juga sebagai pemlastis internal karena gliserol

ini mampu berinteraksi dengan beberapa gugus fungsi yang terdapat dalam rantai-

rantai polimer. Hasil ini diperkuat dengan spektra IR dari selulosa bakteri+gliserol

yang menunjukkan adanya penambahan gugus –OH yang ditandai dengan

pelebaran dan penajaman puncak dari spektra IR-nya pada daerah bilangan

gelombang untuk gugus –OH.

Tabel VIII menunjukkan penambahan chitosan juga dapat mempengaruhi

sifat mekanik dari selulosa bakteri. Seiring dengan penambahan chitosan maka

nilai tensile strength dan strain at Fmax dari selulosa bakteri ini menurun dari

16,71 MPa menjadi 5,67 MPa dan nilai strain at Fmax dari selulosa bakteri ini

menurun dari 19,75% menjadi 4,70% dan secara statistik telah dibuktikan bahwa

penurunan nilai kuat tarik dan persen perpanjangan ini memiliki nilai yang

bermakna. Penurunan nilai kuat tarik ini disebabkan karena seiring dengan

penambahan chitosan maka akan menyebabkan peningkatan daerah amorf pada

selulosa bakteri. Adanya peningkatan daerah amorf ini menyebabkan

meningkatnya ketidakteraturan susunan rantai polimer dari selulosa bakteri,

adanya ketidakteraturan rantai polimer ini yang menyebabkan nilai kuat tariknya

menurun (Aji, 2008).

Terjadinya penurunan persen perpanjangan ini disebabkan seiring dengan

penambahan chitosan maka akan menyebabkan struktur rantai polimer dari

selulosa bakteri menjadi semakin rigid dan kaku karena adanya interaksi hidrogen

yang terbentuk antara gugus -OH selulosa bakteri dengan gugus -NH dari

chitosan.


82

Adanya struktur rantai polimer yang rigid ini akan menyebabkan rantai

polimer menjadi semakin susah bergerak ketika ditarik sehingga nilai persen

perpanjangannya akan mengalami penurunan (Aji, 2008). Hal ini diperkuat

melalui hasil analisis XRD dari selulosa bakteri dan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan yang menunjukkan terjadinya penurunan nilai persen

kristalinitas dari selulosa bakteri apabila ditambah dengan chitosan jika

dibandingkan dengan selulosa bakteri. Adanya penurunan nilai kristalinitas

menunjukkan adanya penambahan daerah amorf pada selulosa bakteri. Menurut

Zhijiang et. al. (2011), chitosan mampu menurunkan kristalinitas dari selulosa

bakteri karena adanya keberadaan chitosan yang bersifat amorf dan selulosa

bakteri yang memiliki kristalinitas tinggi memiliki hubungan dengan tingginya

sifat mekanik dari selulosa bakteri. Hal ini diperkuat dengan penelitian dari Cai,

Jin dan Kim (2009) dan Zhijiang et. al. (2011), yang menemukan bahwa seiring

dengan penambahan konsentrasi chitosan pada selulosa bakteri dari 12 persen

menjadi 45 persen maka nilai tensile strength-nya cenderung menurun dari 130

MPa menjadi 54 MPa sedangkan nilai persen perpanjangannya turun dari 12%

menjadi 6,8%.

Adanya penambahan gliserol belum mampu memperbaiki sifat mekanik dari

selulosa bakteri yang telah ditambah dengan chitosan. Hal ini kemungkinan

disebabkan pengaruh daerah amorf dari chitosan pada selulosa bakteri yang lebih

dominan dibandingkan dengan perenggangan rantai-rantai dari polimer yang

disebabkan adanya penambahan gliserol.


83

5. Analisis Sifat Termal dengan Differential Thermal Analysis (DTA)

Uji ini bertujuan untuk melihat pengaruh pemberian gliserol dan chitosan

terhadap sifat termal dari selulosa bakteri. Uji DTA tidak dapat dipisahkan dengan

uji TGA karena dengan melihat kurva sifat termal pada termogram DTA, dapat

dilihat terjadinya proses perubahan sifat termal yang terjadi pada sampel yang

secara tidak langsung akan mempengaruhi terjadinya perubahan massa pada

termogram TGA sampel tersebut.

Langkah-langkah pengujian menggunakan instrumen ini adalah sampel

yang telah dikeringkan ini lalu dimasukkan ke dalam chamber bagian sampel dan

pada chamber reference diisi dengan alumina. Penggunaan alumina sebagai

reference karena alumina merupakan senyawa yang memiliki titik lebur yang

sangat tinggi (mencapai 10000

C), sehingga jika digunakan sebagai reference ini

tidak akan mudah mengalami degradasi akibat perubahan suhu sehingga dapat

digunakan sebagai faktor koreksi dari persen kehilangan massa dari sampel.

Gambar 19 menyajikan termogram DTA dari selulosa bakteri (S), selulosa

bakteri+gliserol (SG) beserta selulosa bakteri+gliserol+chitosan (SGK).

Gambar 19. Kurva termogram DTA biomaterial

Keterangan:

SG

S

SGK


84

Gambar 19 menunjukkan di sekitar suhu 90-1200

C pada masing-masing

sampel terdapat puncak ke bawah yang menandakan adanya reaksi endotermik.

Adanya reaksi endotermik pada ketiga sampel ini menunjukkan adanya pelepasan

kandungan air dari masing-masing sampel. Hal ini akan diperkuat dengan kurva

termogram TGA biomaterial S, SG dan SGK dimana pada kurva TGA-nya akan

terlihat adanya penurunan massa dari masing-masing sampel. Hal ini sesuai

dengan penelitian yang dilakukan oleh Saputro, Kartini dan Sutarno (2009) serta

Fernandes, Oliveira, Freire, Silvestre, Gandini dan Neto (2009).

Termogram DTA selulosa bakteri menunjukkan di sekitar suhu 270-3000

C

muncul puncak ke atas yang menandakan adanya reaksi eksotermik. Adanya

reaksi eksotermik ini menunjukkan terjadinya kristalisasi atau proses perubahan

fase kristalin dari selulosa bakteri dari fase kristalin yang satu menjadi fase

kristalin yang lain seperti yang dilaporkan oleh Pratomo dan Rohaeti (2011).

Adanya perubahan fase kristalin ini akan diperkuat dengan difraktogram XRD

dari selulosa bakteri pada Gambar 22.a, yang menunjukkan keberadaan suatu

daerah kristalin dengan intensitas puncak yang sangat tajam (sekitar 159).

Sedangkan pada selulosa bakteri+gliserol muncul puncak eksotermik di sekitar

suhu 285-3200

C yang menandakan terjadi pergeseran puncak ke atas jika

dibandingkan dengan puncak dari selulosa bakteri. Adanya pergeseran ini

kemungkinan disebabkan karena SG ini terdapat kandungan gliserol yang

kemungkinan akan menguap terlebih dahulu di sekitar suhu 2500

C namun

kemungkinan tidak dapat terdeteksi oleh instrumen karena kandungan gliserolnya

sangat kecil kemudian baru terjadi proses kristalisasi dari selulosa bakteri. Adanya


85

penguapan dari gliserol ini sesuai dengan hasil penelitian dari Yunos dan Rahman

(2011), yang menyatakan bahwa gliserol akan mulai menguap pada suhu 2000

C

dan akan menguap dengan sempurna pada suhu 3000

C. Penambahan chitosan

menyebabkan munculnya puncak ke atas di sekitar suhu 200-2500

C yang

kemungkinan menandakan perubahan base line atau adanya dua kemungkinan

lain yang berjalan secara bersamaan, kemungkinan pertama terjadi pemutusan

ikatan antar gugus fungsi yang dimiliki antara chitosan dengan gliserol atau

selulosa bakteri dan kemungkinan kedua terjadi penguapan dari gliserol. Lalu

pada suhu di sekitar 310-3300

C muncul puncak ke atas lagi yang menandakan

terjadinya proses perubahan fase kristal dari selulosa bakteri.

6. Analisis Sifat Termal dengan Thermal Gravimetric Analysis (TGA)

Analisis TGA bertujuan untuk melihat pengaruh pemberian gliserol dan

chitosan terhadap kestabilan termal dari selulosa bakteri. Kestabilan termal dari

masing-masing sampel ini dapat terlihat dari perubahan massa yang terjadi. Selain

itu, uji ini berkaitan langsung dengan uji DTA karena dengan mengamati

perubahan massa yang terjadi pada termogram TGA maka dapat diamati pula

perubahan sifat termal yang terjadi pada termogram DTA-nya. Berikut ini

disajikan Gambar 20 yang merupakan termogram TGA dari selulosa bakteri (S),

selulosa bakteri+gliserol (SG) beserta selulosa bakteri+ gliserol+chitosan (SGK).


86

Gambar 20. Kurva termogram TGA biomaterial

Keterangan:

S

SG

SGK

Gambar 20 menunjukkan dengan penambahan gliserol serta chitosan ini

akan meningkatkan kestabilan termal dari selulosa bakteri. Hal ini dilihat dari

persen kehilangan massa dari masing-masing sampel. Gambar 21 menyajikan

kurva kehilangan massa lawan suhu dari masing-masing sampel.

Gambar 21. Kehilangan massa vs suhu

Gambar 21 menunjukkan penambahan chitosan pada selulosa bakteri ini

memiliki persentase kehilangan massa paling kecil mulai dari suhu 300 C hingga

sekitar suhu 2500

C namun setelah melewati suhu tersebut terjadi ketidakstabilan

persen kehilangan massa dari SGK jika dibandingkan dengan SG seiring dengan

kenaikan suhu hingga akhirnya mencapai suhu 4000

C. Adanya ketidakstabilan ini

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150 200 250 300 350 400

K

e

h

i

l

a

n

g

a

n

M

a

s

s

a

(

%)

Suhu (0 C)

SGK

S

SG


87

kemungkinan disebabkan terjadinya proses pemutusan rantai bercabang pada

polimer menjadi monomer-monomernya setelah selulosa bakteri kehilangan

interaksinya dengan chitosan akibat adanya suhu yang tinggi. Lalu adanya

penambahan gliserol pada selulosa bakteri ini memiliki persentase kehilangan

massa lebih rendah dari selulosa bakteri namun lebih tinggi daripada SGK mulai

dari suhu 300 C hingga sekitar suhu 250

0 C namun setelah melewati suhu tersebut

terjadi ketidakstabilan persen kehilangan massa dari SG jika dibandingkan dengan

SGK seiring dengan kenaikan suhu hingga mencapai suhu 4000 C. Adanya

ketidakstabilan ini dimungkinkan karena adanya ketidakteraturan rantai polimer

dari selulosa bakteri yang menjadi renggang karena adanya penambahan gliserol

sehingga setelah gliserol ini menguap di sekitar suhu 2500

C maka rantai polimer

selulosa bakteri yang merenggang ini akan putus dengan cepat menjadi monomer-

monomernya. Sementara selulosa bakteri memiliki persentase kehilangan massa

yang paling tinggi mulai dari suhu 300

C hingga suhu 4000 C.

Gambar 20 menunjukkan adanya penurunan massa yang cukup banyak

mulai dari suhu 300 C hingga di sekitar suhu 100

0 C seperti yang ditunjukkan dari

termogram masing-masing sampel ini menunjukkan adanya kehilangan

kandungan air dari masing-masing sampel. Hal ini diperkuat dengan munculnya

puncak ke bawah pada termogram DTA masing-masing sampel di sekitar suhu

1000

C yang mana puncak ke bawah tersebut bersifat endotermik. Hal ini sendiri

sesuai dengan penelitian yang dikemukakan oleh Saputro, Kartini dan Sutarno

(2009) serta Fernandes, Oliveira, Freire, Silvestre, Gandini dan Neto (2009), yang

menyatakan bahwa baik pada selulosa bakteri, komposit selulosa bakteri-chitosan


88

maupun chitosan murni akan mengalami kehilangan kandungan air akibat adanya

pada proses penguapan air pada suhu di sekitar 1000 C.

Jika dilihat pada Gambar 21, maka sampel selulosa bakteri, selulosa

bakteri+gliserol dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan secara berurutan akan

mengalami kehilangan massa sebanyak 50% pada sekitar suhu 294,910 C; 331,35

0

C dan 330,150 C. Terjadinya pergeseran suhu dekomposisi (50% kehilangan

massa) dari selulosa bakteri ketika ditambahkan gliserol ini kemungkinan

disebabkan gliserol ini mampu menarik kandungan air dari udara di sekitar

selulosa bakteri karena sifat dari gliserol hidrofilik sehingga kandungan airnya

akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan selulosa bakteri, selain itu terjadinya

ikatan hidrogen antara gugus fungsi pada selulosa bakteri dan gugus fungsi pada

gliserol juga akan menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk memutus ikatan

tersebut lebih besar sehingga suhu yang dibutuhkan juga akan semakin tinggi

sehingga stabilitas termalnya akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan stabilitas

termal dari selulosa bakteri. Hal ini seperti yang diungkapkan oleh Quijada-

Garrido, Iglesias-González, Mazón-Arechderra dan Barrales-Rienda (2007) yang

menyatakan bahwa adanya pengamatan peningkatan kehilangan massa pada

konsentrasi gliserol yang lebih tinggi terkait dengan kehilangan air yang

terabsorbsi secara kimiawi melalui ikatan hidrogen karena kandungan air dari

selulosa bakteri akibat penambahan gliserol ini meningkat maka akan

menyebabkan interaksi hidrogen antar molekul dalam rantai selulosa bakteri ini

meningkat sehingga akan menyebabkan stabilitas termalnya meningkat.


89

Terjadinya pergeseran suhu dekomposisi (50% kehilangan massa) dari

selulosa bakteri ketika ditambahkan chitosan ini sesuai dengan yang dilaporkan

oleh Zhijiang et. al. (2011) yang menyatakan terjadinya pergeseran suhu

dekomposisi (50% kehilangan massa) dari selulosa bakteri yang semula suhunya

sekitar 2630 C ketika dibentuk komposit selulosa bakteri-chitosan suhu

dekomposisinya menjadi sekitar 3800 C. Adanya pergeseran suhu dekomposisi ini

menunjukkan terjadinya peningkatan stabilitas termal dari selulosa bakteri ketika

selulosa bakteri tersebut ditambah chitosan. Adanya peningkatan stabilitas termal

ini kemungkinan disebabkan terbentuknya ikatan hidrogen intermolekular yang

sangat kuat antara gugus -OH dengan gugus -NH2 dari selulosa bakteri dengan

chitosan sehingga stabilitas termalnya akan lebih tinggi jika dibandingkan dengan

stabilitas termal dari selulosa bakteri (Zhijiang et. al., 2011). Hal ini diperkuat

dengan melihat profil spektra IR-nya. Selain itu, ketika selulosa bakteri ditambah

dengan gliserol dan chitosan maka secara tidak langsung stabilitas termalnya akan

semakin lebih meningkat jika dibandingkan dengan selulosa bakteri. Hal ini

disebabkan adanya interaksi hidrogen intermolekulernya yang akan semakin

meningkat seiring dengan penambahan gliserol dan chitosan.

7. Analisis Kristalinitas dengan XRD

Uji ini bertujuan untuk melihat pengaruh pemberian gliserol dan chitosan

terhadap kristalinitas dari selulosa bakteri. Kristalinitas dari suatu polimer ini akan

berkaitan erat dengan sifat mekanik yang dimiliki oleh polimer tersebut.

Selulosa bakteri dan chitosan merupakan suatu polimer alam sehingga

memiliki nilai kristalinitas tertentu. Selulosa bakteri merupakan suatu polimer


90

yang memiliki nilai kristalinitas yang tinggi. Menurut Cai et. al. (2009), selulosa

bakteri memiliki kristalinitas tinggi (70-90%) sedangkan chitosan merupakan

suatu polimer yang bersifat semikristalin (Saputro dkk., 2009), sehingga melalui

uji ini apabila ada pengaruh maka akan terlihat adanya perbedaan dari

difraktogram yang dihasilkan dari selulosa bakteri maupun selulosa

bakteri+gliserol+chitosan beserta adanya perbedaan dari kristalinitas masing-

masing sampel. Berikut disajikan Gambar 22., yang merupakan difraktogram dari


Gambar 22.a. Difraktogram selulosa bakteri


91

Gambar 22.b. Difraktogram selulosa bakteri+gliserol+chitosan

Gambar 22.a menunjukkan adanya empat buah puncak dengan intensitas

tinggi pada sudut 2θ = 18,10; 22,8

0; 31,7

0 dan 33,8

0. Adanya puncak-puncak

tertinggi pada sudut 2θ ini sesuai dengan penelitian yang dikemukakan oleh

Meshitsuka dan Isogai (1996) beserta Hon (1996) yang menyatakan bahwa signal

difraksi yang utama dari selulosa bakteri terdapat di sekitar daerah 2θ = 16,80;

22,60; 33,7

0; 34,9

0 dimana pada daerah tersebut selulosa bakteri ini memiliki fase

kristalin pada bidang 101,002 dan 040 sedangkan perkiraan nilai persen

kristalinitas dari selulosa bakteri ini adalah 72%. Persen kristalinitas selulosa

bakteri dihitung dengan pendekatan luas segitiga. Luas kristal + luas amorf

diperoleh dari luas total dibawah kurva – luas background lalu luas kristal

dihitung dengan mengalikan tinggi puncak dengan FWHM yang diperoleh.

Setelah mendapat luas kristal maupun luas kristal+luas amorf, lalu persen

kristalinitas dihitung menggunakan Persamaan (4). Perhitungan ini sesuai dengan

teori yang dikemukakan oleh Purmana dan Firman (2006), yang menyatakan


92

bahwa dengan penghilangan background dikurangi dengan penghilangan amorf

akan mendapatkan fraksi luas kristalin.

Gambar 22.b menunjukkan adanya puncak dengan intensitas lemah pada

sudut 2θ = 14,20. Adanya puncak ini menunjukkan adanya chitosan yang

berinteraksi dengan selulosa bakteri, hal ini sesuai dengan penelitian yang

dikemukakan oleh Samuels (1981), yang menyatakan bahwa chitosan dengan BM

rendah maupun tinggi ini memiliki puncak pada difraktogram di sekitar daerah 2θ

= 120. Selain itu adanya puncak dengan intensitas tinggi di sekitar daerah 2θ =

22,80; 31,8

0 dan 32,2

0 ini menunjukkan adanya fase kristalin dari selulosa bakteri

pada bidang 002 dan 040 sedangkan perkiraan nilai kristalinitas dari selulosa

bakteri+gliserol+chitosan adalah 63%.

Adanya penurunan nilai kristalinitas dari 72% menjadi 63% menunjukkan

bahwa chitosan berinteraksi dengan selulosa bakteri, hal ini akan diperkuat

dengan melihat profil spektra IR-nya selain itu hal ini sesuai dengan penelitian

yang dikemukakan oleh Zhijiang et. al. (2011) chitosan mampu menurunkan

kristalinitas dari selulosa bakteri karena adanya keberadaan chitosan yang bersifat

amorf dan ternyata penambahan gliserol ternyata tidak mampu menaikkan

kristalinitas dari selulosa bakteri, hal ini bertentangan dengan penelitian yang

dikemukakan oleh Suyatma dkk. (2005), yang menyatakan bahwa dengan sedikit

penambahan plasticizer ini dapat meningkatkan kristalinitas dari suatu polimer,

sehingga dengan penambahan gliserol ini seharusnya akan meningkatkan

kristalinitas dari selulosa bakteri. Hal ini kemungkinan disebabkan karena daerah

amorf dari chitosan berperan sangat dominan dalam menambah daerah amorf


93

pada selulosa bakteri sehingga hal ini akan berpengaruh terhadap struktur tiga

dimensi dari rantai polimer selulosa bakteri yang sangat kompleks jika

dibandingkan dengan pemutusan rantai polimer yang terjadi pada selulosa bakteri

akibat adanya gliserol yang kemungkinan terjadi beberapa pemutusan rantai hanya

di beberapa rantai sehingga ketika terjadi interaksi antara gliserol dan chitosan

dengan selulosa bakteri ini, kristalinitas dari selulosa bakteri ini tetap turun.

Namun adanya pemberian gliserol yang dapat meningkatkan kristalinitas dari

selulosa bakteri ini masih perlu dilakukan kajian dan penelitian lebih lanjut.

Adanya penurunan kristalinitas ini juga akan berpengaruh terhadap sifat

mekanik dari selulosa bakteri sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh

Zhijianget. al. (2011), yang menyatakan bahwa selulosa bakteri yang memiliki

kristalinitas tinggi memiliki hubungan dengan tingginya sifat mekanik dari

selulosa bakteri tersebut.

M. Sterilisasi Produk

Proses sterilisasi ini bertujuan untuk membunuh mikroorganisme-

mikroorganisme yang kemungkinan akan mengkontaminasi biomaterial yang

dibuat. Adanya kontaminasi dari mikroorganisme lain pada biomaterial yang

dibuat sangat berpotensi dapat menyebabkan timbulnya infeksi pada luka yang

akan ditutup oleh biomaterial. Oleh karena itu, sebelum diaplikasikan maka

biomaterial ini harus disterilisasi terlebih dahulu. Sterilisasi yang digunakan untuk

suatu material penutup luka biasanya menggunakan proses sterilisasi dengan

radiasi sinar gamma. Alasannya adalah karena sinar gamma merupakan suatu

sinar yang sifatnya inert sehingga tidak akan mengubah komposisi penyusun dari


94

material. Selain itu energi yang dihasilkan juga cukup tinggi sehingga energi ini

dapat digunakan untuk merusak struktur sel suatu makhluk hidup. Namun karena

keterbatasan dari peralatan yang ada maka proses sterilisasi yang dipilih adalah

sterilisasi dengan panas basah. Proses sterilisasi yang digunakan adalah dengan

menggunakan panas basah atau autoklaf dengan suhu 1210 C selama 15 menit.

Prinsipnya adalah uap panas dari autoklaf akan mengkoagulasi protein-protein

penyusun dari mikroorganisme sehingga mikroorganisme akan mati.

N. Orientasi Penyembuhan Luka Secara Normal

Orientasi ini bertujuan untuk melihat jangka waktu yang dibutuhkan oleh

hewan uji untuk proses penyembuhan lukanya tanpa pemberian perlakuan

biomaterial atau membran chitosan atau dapat dikatakan penyembuhan secara

alami. Sebelum pembuatan luka, tikus disuntik dengan kombinasi ketamine dan

xylazine sebagai anastesi. Dosis yang digunakan adalah dosis yang dapat

menimbulkan efek anastesi. Hal ini sesuai dengan langkah kerja yang

diungkapkan oleh Frank dan Kämpfer (2000). Selain itu langkah kerja ini juga

sesuai dengan proposal yang diajukan dan disetujui oleh Komisi Kode Etik

(Ethical Clearance).

Jangka waktu pengamatan semula direncanakan selama empat belas hari

namun ternyata berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan, ternyata pada hari

yang ketujuh sejak luka pada hewan uji ini dibuat sudah menunjukkan pengecilan

diameter luka yang cukup signifikan dibandingkan dengan diameter awal ketika

luka dibuat dan secara patologi anatomi luka pada hari ketujuh ini sudah kering


95

dan warnanya sudah kecoklatan, sehingga diputuskan jangka waktu

pengaplikasian biomaterial sebagai penutup luka ini adalah selama tujuh hari.

O. Pengelompokkan Hewan Uji

Hewan uji yang digunakan ini sebanyak 24 ekor dengan pembagiannya

menjadi 4 kelompok hari, yaitu hari ke-1, 3, 5 dan 7. Pemilihan kelompok hari

berdasarkan hasil orientasi serta melihat teori yang diungkapkan oleh Price dan

Wilson (2001), mengenai proses penyembuhan luka yang terdiri dari empat fase,

yaitu fase vascular response, inflamasi, proliferasi dan maturasi. Berdasarkan

teori tersebut, maka pada hari ketujuh sejak luka terjadi itu telah terjadi proses

penyembuhan hingga tahap proliferasi sehingga kemungkinan ketika akan dibuat

preparat histonya maka sudah akan terlihat pembentukan jaringan kembali.

Setelah pengelompokan berdasarkan kelompok hari lalu pada punggung

satu ekor hewan uji ini dibagi menjadi lima perlakuan penutupan luka, yaitu tiga

kelompok ditutup dengan biomaterial selulosa bakteri+gliserol+chitosan, satu

kelompok ditutup membran chitosan sebagai kontrol positif dan satu kelompok

tanpa penutupan sebagai kontrol negatif. Lalu kelimanya ditutup kembali dengan

hepafix agar lebih merekatkan penutupan dari masing-masing perlakuan kecuali

kontrol negatif.

P. Pembuatan Luka pada Hewan Uji

Proses pembuatan luka pada hewan uji ini sama dengan orientasi

penyembuhan luka yang dilakukan. Langkah kerjanya pun sama dengan langkah

kerja pada saat orientasi. Hal yang membedakan dengan orientasi adalah sesaat


96

setelah pembuatan luka, luka sesegera mungkin ditutup dengan masing-masing

kelompok perlakuan lalu ditutup dengan hepafix.

Q. Pengamatan Penyembuhan Luka dan Pengukuran Diameter Luka

Parameter proses penyembuhan luka dapat diamati secara visual,

pengukuran diameter luka yang akan dikonversi menjadi penurunan luas luka

serta secara mikroskopis. Parameter penyembuhan luka yang digunakan adalah

secara pengamatan visual dan pengukuran diameter luka. Pengamatan visual serta

pengukuran diameter luka dilakukan satu hari setelah pembuatan luka.

Pengukuran diameter dilakukan satu hari setelah pembuatan luka karena diameter

awal yang menjadi dasar perhitungan persentase penyembuhan luka adalah

diameter satu hari setelah tikus dilukai, bukan pada saat hari tikus dilukai. Hal ini

disebabkan ketidakstabilan luka hingga 24 jam setelah tikus dilukai. Setelah 24

jam perlukaan terjadi perubahan sedikit dan selanjutnya stabil (Kusmiati,

Rachmawati, Siregar, Nuswantara dan Malik, 2006).

Berdasarkan penelitian Kusmiati dkk. (2006) maka pengukuran diameter

luka tidak dilakukan pada kelompok satu hari pemberian perlakuan SGK, kontrol

positif dan kontrol negatif sebagai penutup luka karena diameter luka yang

terbentuk satu hari setelah pembuatan luka masih belum stabil. Pengukuran

diameter luka mulai dilakukan pada kelompok tiga hari dan dilakukan dengan

menggunakan jangka sorong. Pengamatan visual luka dapat diamati secara kasat

mata dan menggunakan kamera.

Melalui pengamatan secara visual maka dapat didapatkan hasil berupa

data patologi anatomi dari luka tersebut yang meliputi kekeringan luka, ada


97

tidaknya keropeng serta warna dari luka. Hasil pengamatan visual dari masing-

masing kelompok perlakuan dapat dilihat pada Tabel IX.

Tabel IX. Hasil pengamatan visual dari luka akibat perlakuan

Hari Kelembaban Keropeng Warna Luka

SGK K O SGK K O SGK K O

1 Basah Basah Basah T T T Merah Merah Merah

3 Basah Kering Basah A A T Kuning Kuning Kuning

terbentuk

pus / nanah

5 Kering Kering Kering A A A Cokelat Cokelat Kuning

kecoklatan

7 Kering Kering Kering A A A Cokelat Cokelat Coklat

Keterangan: SGK = Selulosa bakteri+gliserol+chitosan, K= Kontrol Positif, O = Kontrol

Negatif, A = ada keropeng, T = tidak ada keropeng, warna kuning menunjukkan kesamaan

pengamatan patologi anatomi pada tiap kelompok perlakuan.

Tabel IX menunjukkan perbandingan hasil pengamatan antara perlakuan

penutupan luka menggunakan biomaterial selulosa bakteri+gliserol+chitosan ini

ternyata memiliki hasil patologi anatomi yang sama dengan perlakuan penutupan

luka dengan membran chitosan serta hasilnya lebih baik jika dibandingkan dengan

luka yang tanpa diberi perlakuan apapun. Hal ini dibuktikan pada kelompok hari

kelima untuk selulosa bakteri+gliserol+chitosan yang memiliki hasil yang sama

dengan kelompok hari kelima dari membran chitosan sebagai kontrol positif

sedangkan pada kelompok kontrol negatif ternyata pada hari ketujuh baru

ditemukan hasil yang sama dengan kelompok perlakuan kontrol positif hari

kelima. Dengan demikian pemberian selulosa bakteri+gliserol+chitosan secara

patologi anatomi mempengaruhi proses penyembuhan luka jika diberikan selama

lima hari.

Pada hari pertama tiap kelompok perlakuan, luka masih berwarna merah

karena kapiler yang awalnya kosong atau sedikit merenggang kini mulai terisi

darah dengan cepat (Price dan Wilson, 1992) sedangkan luka yang masih basah


98

terjadi karena bertambahnya jumlah cairan secara abnormal di kompartemen

ekstraseluler akibat adanya pergeseran keseimbangan osmotik cairan akibat

percepatan pergerakan cairan yang cepat melalui dinding pembuluh darah ke

jaringan peradangan (Spector dan Spector, 1993).

Adanya keropeng yang terbentuk pada hari ketiga pengamatan kelompok

selulosa bakteri+gliserol+chitosan dan kontrol positif serta hari kelima kelompok

kontrol negatif menunjukkan terjadinya proses penggumpalan darah dari luka.

Pada hari ketiga pengamatan pada perlakuan kontrol negatif, ditemukan adanya

pus atau nanah. Adanya nanah ini menunjukkan adanya antibodi dari tubuh yang

mati karena terjadinya infeksi pada luka akibat bakteri sedangkan pada kelompok

pemberian kontrol positif dan selulosa bakteri+gliserol+chitosan ini tidak

ditemukan adanya pus. Hal ini menandakan bahwa chitosan yang terkandung baik

sebagai membran murni ataupun sebagai lapisan pada selulosa bakteri dapat

berfungsi juga sebagai antibakteri. Hal ini sesuai dengan penelitian yang

dikemukakan oleh Simmons et. al. (2010) yang menyatakan chitosan yang

ditambahkan pada selulosa dapat berpotensi sebagai antibakteri.

Pengamatan hari kelima perlakuan membran chitosan dan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan warna luka sudah berubah dari merah menjadi coklat.

Adanya perubahan warna ini disebabkan pembuluh darah mulai bertambah dan

serat fibrin dari kolagen bertambah banyak memperkuat jaringan parut (Kurniati,

2008) sedangkan luka menjadi kering pada pengamatan hari ketiga pada

perlakuan kontrol positif dan hari kelima pada perlakuan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan disebabkan karena telah terjadinya proliferasi dari sel


99

yang ditandai dengan terbentuknya fibroblas. Fibroblas bertanggung jawab pada

persiapan menghasilkan produk struktur protein yang akan digunakan pada

konstruksi jaringan (Kurniati, 2008). Perbaikan dari sistem sirkulasi menyebabkan

tekanan hidrostatik menjadi seimbang sehingga menyebabkan luka mulai

mengering.

Chitosan dipilih sebagai kontrol positif sebagai pembanding karena

membran chitosan telah banyak dibuktikan mampu mempercepat proses

penyembuhan luka seperti yang diungkapkan oleh Eldin et. al. (2008), yang

menyatakan bahwa dengan pemberian membran chitosan 2% ini sudah mampu

mempercepat proses penyembuhan luka. Hal ini pula yang menjadi dasar

pemilihan konsentrasi chitosan yang digunakan adalah 2%.

Melalui pengukuran diameter luka yang dilakukan setiap hari,

pengukuran diameter luka ini dapat dikonversikan menjadi luas daerah lukanya.

Lalu dengan membandingkan luas daerah luka pada tiap pengamatan dan

pengukuran diameter lukanya pada hari-hari yang telah ditentukan maka akan

didapatkan persentase penurunan luas lukanya. Melalui persentase penurunan luas

luka maka dapat diduga kemampuan biomaterial dalam mempercepat proses

penyembuhan luka. Metode pengukuran diameter ini sesuai dengan metode yang

dilakukan oleh Morton dan Malone dalam penelitiannya sehingga lebih dikenal

dengan metode Morton (Morton dan Malone, 1990).

Hasil pengukuran diameter luka serta persentase penurunan luas luka

pada masing-masing kelompok perlakuan disajikan secara berurutan pada Tabel X

dan Tabel XI.


100

Tabel X. Hasil pengukuran diameter luka tiap kelompok perlakuan Hari Diameter 1

Kelompok

SGK (cm)

Diameter 2

Kelompok

SGK (cm)

Diameter 1

Kelompok

K (cm)

Diameter 2

Kelompok

K (cm)

Diameter 1

Kelompok

O (cm)

Diameter 2

Kelompok

O (cm)

3 1,03 ± 0,07 0,82 ± 0,04 1,08 ± 0,05 0,88 ± 0,04 1,05 ± 0,10 0,95 ± 0,08

5 1,05 ± 0,09 0,79 ± 0,11 1,04 ± 0,09 0,66 ± 0,08 1,09 ± 0,10 0,81 ± 0,11

7 1,10 ± 0,07 0,76 ± 0,18 1,12 ± 0,08 0,72 ± 0,11 1,08 ± 0,06 0,61 ± 0,12

Keterangan: diameter 1 = pengamatan diameter satu hari setelah pembuatan luka,

diameter 2 = pengamatan diameter pada hari saat penutup luka dibuka dari kulit hewan

uji. SGK = selulosa bakteri+gliserol+chitosan, K = kontrol positif, O = kontrol negatif

Tabel XI. Persentase penurunan luas luka tiap kelompok perlakuan Hari Penurunan Luas Luka

Kelompok SGK (%)

Penurunan Luas Luka

Kelompok K (%)

Penurunan Luas Luka

Kelompok O (%)

3 36,53 ± 2,72 34,29 ± 4,74 17,73 ± 4,24

5 42,78 ± 8,90 57,85 ± 14,91 43,96 ± 9,20

7 51,83 ± 17,37 57,47 ± 12,72 67,00 ± 12,51

Keterangan: SGK = selulosa bakteri+gliserol+chitosan, K = kontrol positif,

O = kontrol negatif

Tabel XI menunjukkan terjadinya peningkatan persentase penurunan luas luka

pada masing-masing kelompok perlakuan seiring dengan peningkatan lama waktu

pengaplikasian masing-masing kelompok perlakuan pada luka yang dibuat di

punggung hewan uji. Adanya peningkatan persentase penurunan luas luka

menunjukkan seiring dengan bertambahnya lama waktu pengaplikasian perlakuan

menunjukkan terjadinya proses penyembuhan luka pada hewan uji tersebut baik

akibat pengaruh pemberian perlakuan kontrol positif dan perlakuan SGK atau

akibat kemampuan penyembuhan dari hewan uji itu sendiri.

Tabel XI menunjukkan hampir sebagian besar nilai standar deviasi dari

masing-masing kelompok perlakuan memiliki persentase yang besar, yaitu di atas

20%. Adanya nilai standar deviasi yang tinggi ini merupakan salah satu

kekurangan dari metode Morton. Kekurangan dari metode ini kemungkinan

dikarenakan ketidakseragaman diameter luka saat pemotongan awal pada saat

pembuatan luka pada punggung hewan uji serta diameter luka akhir saat sudah


101

terjadi proses penyembuhan luka. Ketidakseragaman diameter luka saat

pemotongan awal pada proses pembuatan luka dikarenakan pemotongan awal

pada pembuatan luka dilakukan secara manual dan menggunakan peralatan bedah

sederhana dan tidak menggunakan alat seperti Punch Plier sehingga untuk

mendapatkan keseragaman diameter luka sangat sulit. Selain itu teknik

pengukuran serta pengamatan yang dilakukan secara manual yaitu dengan

menggunakan jangka sorong kemungkinan juga akan mempengaruhi nilai SD

yang tinggi. Disini teknik pengukuran dan pengamatan yang dilakukan adalah

mengukur diameter luka sebanyak tiga kali pada tiga macam posisi diameter luka

yang diusahakan selalu sama pada tiap luka individu serta kelompok hari lalu

hasilnya dirata-rata namun karena luka yang dibuat bentuknya tidak lingkaran

sehingga kemungkinan pergeseran posisi pengamatan saat mengukur diameter

luka. Ketidakseragaman dari diameter akhir dari luka saat sudah terjadi proses

penyembuhan luka akan mempengaruhi hasil perhitungan dari persentase

penurunan luas luka sehingga hal ini yang menyebabkan tingginya nilai standar

deviasi dari persentase penurunan luas lukanya. Hasil uji statistik dari persentase

penurunan luas luka disajikan pada Tabel XII.

Tabel XII. Hasil uji statistik persentase penurunan luas luka tiap kelompok

perlakuan Hari

P

e

r

l

a

k

u

a

n

Perlakuan

SGK K O

3

SGK - BTB BB

K BTB - BB

O BB BB -

5

SGK - BTB BTB

K BTB - BTB

O BTB BTB -

7

SGK - BTB BTB

K BTB - BTB

O BTB BTB -

Keterangan: SGK = selulosa bakteri+gliserol+chitosan, K = kontrol positif,

O = kontrol negatif, data berbeda bermakna jika (p < 0,05)


102

Tabel XII menunjukkan nilai persentase penurunan luas luka pada hari

ketiga, dari kelompok SGK dan K secara statistik memiliki nilai yang berbeda

bermakna terhadap kelompok O. Hal ini menunjukkan bahwa persentase

penurunan luas luka yang diakibatkan pemberian perlakuan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan dan membran chitosan untuk menutup luka memiliki

hasil yang lebih baik dibandingkan dengan luka yang tanpa diberi perlakuan

penutup. Adanya perbedaan nilai persentase penurunan luas luka yang signifikan

menunjukkan bahwa adanya chitosan baik dalam bentuk membran atau dalam

bentuk terlapis pada selulosa bakteri dapat mempercepat proses penyembuhan

luka yang teramati melalui persentase penurunan luas lukanya. Adanya penurunan

luas luka yang signifikan pada luka yang ditutup dengan selulosa

bakteri+gliserol+chitosan serta membran chitosan ini diakibatkan karena

terjadinya proses regenerasi kulit yang dipercepat akibat pemberian chitosan. Hal

ini sesuai dengan penelitian yang dikemukakan oleh Eldin et. al. (2008) yang

menyatakan bahwa pemberian chitosan ini akan meningkatkan proses regenerasi

kulit normalnya.

Pada hari kelima dan ketujuh, ternyata nilai persentase penurunan luas

luka secara statistik dari kelompok SGK terhadap kelompok K dan O memiliki

nilai yang berbeda tidak bermakna serta kelompok K terhadap kelompok O juga

memiliki nilai yang berbeda tidak bermakna. Adanya hasil yang berbeda tidak

bermakna ini kemungkinan dikarenakan pola makan dari hewan uji tersebut. Pola

makan ini sendiri akan berpengaruh terhadap kebutuhan nutrisi dari hewan uji

tersebut dalam proses penyembuhan luka serta akan mempengaruhi bobot dari


103

hewan uji. Bobot hewan uji ini akan mempengaruhi ketebalan kulit dari hewan uji

sehingga kemungkinan akan mempengaruhi proses penyembuhan luka serta

teknik pengukuran dari diameter luka hewan uji. Kemungkinan lain penyebab

hasil yang berbeda tidak bermakna antara kelompok SGK dan K terhadap

kelompok O pada hari kelima dan ketujuh karena kemungkinan terjadinya

inflamasi akibat pemberian kedua kelompok perlakuan ini. Namun secara pasti

hal ini belum dapat dibuktikan sehingga perlu dilakukan kajian lebih lanjut

mengenai uji inflamasi ini. Salah satu metode uji inflamasi yang mungkin dapat

dilakukan yaitu dengan pengamatan metode draize. Selain itu adanya residu dari

pelarut selama proses pembuatan biomaterial ini juga kemungkinan akan

menyebabkan hasil yang berbeda tidak bermakna ini namun hal ini masih perlu

dikaji melalui penelitian selanjutnya. Hal lain yang dapat mempengaruhi hasil

yang berbeda tidak bermakna ini adalah dari nilai DD (derajat deasetilasi) dan

MW (molecular weight) chitosan, disini chitosan yang digunakan memiliki nilai

DD sekitar 73% atau jika dikaji bahwa nilai DD ini termasuk nilai DD yang

rendah dan nilai MW-nya belum dapat dihitung karena keterbatasan instrumen

yang ada. Alsarra (2009) melaporkan bahwa nilai DD dan MW yang tinggi

meningkatkan aktivitas penyembuhan dari chitosan sehingga karena nilai DD

yang digunakan ini rendah dan nilai MW-nya belum dapat diketahui maka

kemungkinan aktivitas penyembuhan dari chitosan yang digunakan ini rendah.

Walaupun secara statistik nilai persentase penurunan luas luka antar kelompok

perlakuan berbeda tidak bermakna namun jika dilihat dari angka persentasenya


104

maka terdapat perbedaan hasil penurunan luas luka antar masing-masing

kelompok perlakuan.

Pada hari kelima, persentase penurunan luas luka kelompok SGK

memiliki persentase penurunan luas luka yang paling kecil jika dibandingkan

dengan kelompok K dan O sedangkan kelompok K memiliki persentase

penurunan luas luka yang terbesar. Hal ini disebabkan pada kelompok K, penutup

luka yang digunakan merupakan membran chitosan murni sehingga jumlah

chitosan yang mampu mempercepat proses regenerasi luka jika diaplikasikan

pada luka semakin banyak jika dibandingkan dengan luka yang tidak diberi

perlakuan. Jika dibandingkan dengan SGK maka ada kemungkinan jumlah

chitosan yang menutupi luka pada SGK jumlahnya tidak sebanyak jumlah

chitosan yang menutup luka pada membran chitosan. Hal ini kemungkinan

disebabkan jumlah chitosan yang melapisi selulosa bakteri tidak merata sehingga

ada kemungkinan saat selulosa bakteri yang telah ditambah chitosan diaplikasikan

pada luka, chitosan yang berinteraksi dengan luka jumlahnya tidak seragam jika

dibandingkan dengan membran chitosan murni sehingga percepatan proses

regenerasi pada luka ini juga tidak sama.

Pada hari ketujuh, persentase penurunan luas luka dari kelompok O

memiliki persentase penurunan luas luka yang terbesar jika dibandingkan dengan

kelompok SGK dan K sedangkan kelompok SGK memiliki persentase penurunan

luas luka yang terkecil. Kelompok O memiliki persentase penurunan luas luka

yang terbesar disebabkan karena jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh sel kulit

untuk proses penyembuhan lukanya jumlahnya mencukupi jika dibandingkan


105

dengan kelompok SGK dan K. Pada kelompok O, luka hanya ditutup oleh

hepafix, hepafix sendiri merupakan suatu penutup luka yang memiliki pori-pori

cukup banyak sehingga oksigen dapat masuk ke luka. Pada kelompok SGK dan K,

luka hanya ditutup dengan membran selulosa bakteri+gliserol+chitosan serta

membran chitosan yang kemudian ditutup dengan hepafix. Adanya penutupan

menggunakan membran selulosa bakteri+gliserol+chitosan serta membran

chitosan kemungkinan akan menghambat oksigen untuk masuk ke luka. Oksigen

merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi proses penyembuhan luka

karena oksigen ini dibutuhkan untuk proses metabolisme dari jaringan kulit

seperti yang diungkapkan oleh Black dan Hawks (2005), sehingga salah satu

syarat suatu penutup luka yang ideal menurut Eldin et. al. (2008) adalah penutup

luka tersebut harus mampu menyediakan pertukaran udara dan cairan. Namun

adanya penghambatan masuknya oksigen ke luka pada luka yang ditutup

membran selulosa bakteri+gliserol+chitosan serta membran chitosan ini masih

perlu dikaji lebih lanjut mengenai ukuran pori serta jumlah pori yang dimiliki oleh

selulosa bakteri+gliserol+chitosan serta membran chitosan melalui uji porositas

untuk mengetahui kemampuan oksigen untuk menembus membran selulosa

bakteri+gliserol+chitosan serta membran chitosan.

Berikut secara berurutan disajikan grafik persentase penurunan luas luka

akibat pemberian selulosa bakteri+gliserol+chitosan, kontrol positif dan kontrol

negatif pada luka selama selang waktu tiga, lima dan tujuh hari.


106

Gambar 23. Grafik persentase penurunan luas luka gabungan dari kelompok SGK,

K dan O selama 3, 5 dan 7 hari, keterangan warna hitam menunjukkan kelompok

SGK, warna merah menunjukkan kelompok K dan warna biru menunjukkan

kelompok O

Gambar 23 menunjukkan seiring dengan peningkatan lama waktu

pemberian selulosa bakteri+gliserol+chitosan pada luka maka persentase

penurunan luas luka juga meningkat. Berdasarkan hasil uji statistiknya, perubahan

persentase penurunan luas luka pada pemberian selulosa

bakteri+gliserol+chitosan pada luka seiring dengan peningkatan lama waktu

pemberiannya memiliki nilai yang berbeda tidak bermakna antar kelompok hari.

Hal ini kemungkinan disebabkan oleh besarnya nilai standar deviasi dari

persentase penurunan luas luka akibat adanya pengaruh pemotongan awal serta

cara pengukuran luka pada hewan uji serta akibat adanya jumlah chitosan yang

tidak merata pada saat pelapisan selulosa bakteri sehingga efek percepatan proses

regenerasi luka yang ditimbulkan oleh chitosan juga tidak seragam pada antar


107

hewan uji. Adanya jumlah chitosan yang tidak merata diperkuat melalui hasil

analisis struktur morfologi permukaan dari selulosa bakteri+gliserol+chitosan.

Secara statistik persentase penurunan luas lukanya berbeda tidak

bermakna namun persentase penurunan luas luka dari kelompok SGK ini

mengalami peningkatan seiring dengan peningkatan lama waktu pemberian SGK.

Adanya peningkatan persentase penurunan luas luka seiring bertambahnya lama

waktu menunjukkan terjadinya proses penyembuhan luka membutuhkan waktu

yang bertahap. Hal ini sesuai dengan teori yang diungkapkan oleh Price dan

Wilson (2001) yang menyatakan tahapan penyembuhan luka terdiri dari empat

fase yang masing-masing fase sendiri membutuhkan waktu tertentu untuk proses

penyembuhannya.

Gambar 23 menunjukkan seiring dengan peningkatan lama waktu

pemberian membran chitosan pada luka maka persentase penurunan luas luka

juga meningkat. Berdasarkan hasil uji statistiknya, perubahan persentase

penurunan luas luka pada pemberian membran chitosan pada luka seiring dengan

peningkatan lama waktu pemberiannya memiliki nilai yang berbeda bermakna

pada kelompok lima dan tujuh hari terhadap kelompok tiga hari sedangkan pada

kelompok lima hari terhadap kelompok tujuh hari memiliki nilai yang berbeda

tidak bermakna. Adanya perbedaan nilai yang bermakna pada kelompok lima dan

tujuh hari terhadap kelompok tiga hari akibat pemberian membran chitosan

sebagai kontrol positif disebabkan membran chitosan diduga mempercepat tahap

inflamasi dari proses penyembuhan luka pada hari-hari awal luka terbentuk dan

diduga tidak mempengaruhi tahap selanjutnya dari proses penyembuhan luka


108

yaitu tahap proliferasi. Pada kelompok lima hari dan tujuh hari, tahapan

penyembuhan luka sudah memasuki tahap proliferasi (Ueno, Mori dan Fujinaga,

2001), sehingga diduga chitosan tidak akan berpengaruh pada tahapan tersebut.

Adanya nilai yang berbeda tidak bermakna pada kelompok lima hari terhadap

kelompok tujuh hari kemungkinan disebabkan membran chitosan sebagai penutup

luka diduga hanya mempercepat tahap inflamasi dari proses penyembuhan luka.

Proses inflamasi sendiri berlangsung pada hari-hari awal saat luka terjadi. Hal ini

sesuai dengan penelitian Ueno et. al. (2001). yang menyatakan keberadaan

chitosan akan mempertinggi keberadaan polymorphonuclear leukocytes (PMN)

dan makrofag-makrofag pada luka yang terbuka. Adanya keberadaan jumlah

PMN dan makrofag ini menjadi salah satu ciri dari tahap inflamasi pada proses

penyembuhan luka sehingga dengan keberadaan PMN dan makrofag dalam

jumlah banyak maka proses inflamasi juga akan semakin cepat terjadi. Tahap

inflamasi terjadi pada hari-hari awal terjadinya luka maka lima dan tujuh hari

setelah luka terjadi maka chitosan sendiri diduga sudah tidak memiliki aktivitas

dalam mempercepat proses penyembuhan luka. Lima sampai empat belas hari

setelah luka terjadi, luka akan memasuki tahap proliferasi (Ueno et. al., 2001).

Hal ini yang menjelaskan persentase penurunan luas luka pada kelompok lima

hari terhadap kelompok tujuh hari setelah luka dibuat ini memiliki perbedaan nilai

yang tidak bermakna.

Gambar 23 menunjukkan seiring bertambahnya lama waktu, pada luka

yang dibiarkan dan tanpa ditutup dengan perlakuan biomaterial maka persentase

penurunan luas luka juga meningkat. Berdasarkan hasil uji statistiknya, perubahan


109

persentase penurunan luas luka pada perlakuan kontrol negatif kelompok tiga,

lima dan tujuh hari memiliki nilai yang berbeda bermakna antar kelompoknya.

Hal ini disebabkan penyembuhan luka berjalan dengan kondisi alami dan tanpa

pengaruh pemberian benda asing sehingga tahapan penyembuhan luka akan

berjalan sesuai dengan teori penyembuhan luka yang dikemukakan oleh Price dan

Wilson (2001). Selain itu karena luka hanya ditutup dengan hepafix sehingga

proses sirkulasi oksigen juga berjalan dengan lancar sehingga proses

penyembuhan luka dapat berjalan dengan baik tidak seperti pada luka yang

ditutup dengan membran SGK atau membran chitosan yang pada hari ketujuh

penyembuhan lukanya sedikit terhambat yang belum dapat dipastikan ukuran dan

jumlah pori yang terdapat pada kedua membran tersebut sehingga proses

pertukaran oksigennya belum diketahui dapat berjalan dengan baik atau tidak.

Secara patologi anatomi, ternyata hasil pemberian biomaterial SGK ini

akan terlihat lebih baik pada pemberian selama lima hari jika dibandingkan

kontrol negatif dan secara persen penurunan luas luka, pemberian biomaterial

SGK ini akan memberikan pengaruh terhadap proses penyembuhan jika dilihat

dari hasil yang berbeda bermakna terhadap kontrol negatif pada pemberian selama

3 hari namun jika dilihat secara keseluruhan proses penyembuhan luka maka

pemberian biomaterial SGK tidak berpengaruh terhadap proses penyembuhan

luka. Hal ini dibuktikan dengan hasil yang berbeda tidak bermakna terhadap

kontrol negatif pada pemberian biomaterial SGK ini selama lima dan tujuh hari.

Pemberian biomaterial SGK ini memiliki potensi terhadap proses penyembuhan

luka karena dapat mempercepat terjadinya proses inflamasi walaupun pada kedua


110

fase proses penyembuhan luka yang lain belum dapat dipastikan apakah

pemberian chitosan yang dilapis pada selulosa bakteri akan mempengaruhi kedua

fase penyembuhan luka yang lain. Selain itu, waktu yang digunakan untuk melihat

proses penyembuhan luka secara sempurna dimana luka telah menutup dengan

sempurna juga kurang lama karena ternyata pada hari ketujuh setelah pembuatan

luka, luka belum dapat menutup dengan sempurna sehingga hal ini kemungkinan

dapat menjadi salah satu alasan mengapa pemberian biomaterial SGK ini tidak

berpengaruh terhadap proses penyembuhan luka.


111

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

1. Pemberian chitosan mempengaruhi perubahan sifat fisik selulosa bakteri,

meningkatkan intensitas gugus fungsi dari selulosa bakteri, merubah struktur

morfologi permukaan dari selulosa bakteri, menurunkan sifat mekanik

selulosa bakteri, meningkatkan kestabilan termal dari selulosa bakteri serta

menurunkan kristalinitas dari selulosa bakteri. Pemberian gliserol tidak

berpengaruh terhadap perubahan sifat fisik, kristalinitas dan struktur

morfologi permukaan dari selulosa bakteri. Pemberian gliserol meningkatkan

kestabilan termal, intensitas gugus fungsi dari selulosa bakteri dan

meningkatkan persen perpanjangan serta menurunkan nilai kuat tarik dari

selulosa bakteri.

2. Pemberian biomaterial selulosa bakteri dari limbah cair ketela rambat dengan

penambahan chitosan dan gliserol sebagai material penutup luka pada tikus

jantan galur Wistar tidak berpengaruh terhadap proses penyembuhan luka.

B. Saran

1. Perlu dilakukan optimasi penambahan gliserol agar dapat meningkatkan sifat

mekanik dari selulosa bakteri+chitosan.


112

2. Pembuatan luka pada hewan uji sebaiknya dilakukan dengan alat Punch Plier

agar diameter luka yang dibuat seragam.

3. Sebagai material penutup luka, perlu melihat pengaruh dari pemberian

biomaterial pada luka terhadap kecepatan penyembuhan suatu luka secara

histopatologi.

4. Perlu dilakukan uji GPC untuk mengetahui berat molekul biomaterial yang

dihasilkan dan porositas untuk mengethui distribusi dan ukuran pori dari

biomaterial yang dihasilkan sesuai standar ASTM untuk material penutup

luka.

5. Perlu dilakukan uji penyembuhan luka dengan penutup dari selulosa bakteri

untuk mengetahui kemampuan selulosa bakteri dalam mempengaruhi proses

penyembuhan luka.

6. Perlu dilakukan uji inflamasi dengan metode draize untuk mengamati

kemungkinan adanya inflamasi yang terjadi akibat pemberian biomaterial

sebagai material penutup luka.

7. Perlu dilakukan uji penyembuhan luka dengan waktu uji yang lebih dari tujuh

hari untuk dapat melihat proses penyembuhan luka secara total atau hingga

luka menutup 100%.


113

DAFTAR PUSTAKA

Aji, Z. R., 2008, Studi Pengaruh Kondisi Pengujian Tarik Pada Film Plastik

BOPP (Biaxial Oriented Polypropylene), Skripsi, Jakarta: Fakultas

Teknik, Universitas Indonesia.

Alexandra, B. R., Anna, P. W., Bogumila, P., Alojzy, R., and Lukasz, L., 2005,

Antibacterial And Antifungal Activity of Chitosan, Isah, Vol. 2, pp.

406-408.

Alsarra, I. A., 2009, Chitosan topical gel formulation in the management of burn

wounds, International Journal of Biological Macromolecules, 45, pp.

16-21.

Anggraeni D., 2003, Kajian biodegradasi Bioplastik Poli-β-hidroksialkanoat

dengan Penambahan Pemlastis Dietil Glikol dan Dimetil Ftalat pada

Media Cair Buatan, Skripsi, Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.

Anicuta, S-G, Dobre, L., Stroescu, M. and Iuliana Jipa, I., 2010, Fourier

Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy For Characterization of

Antimicrobial Films Containing Chitosan, Research, Faculty Applied

Chemistry and Material Science, University Politehnica of Bucharest,

Romania.

Anonim, 1976, The Merck Index, Ninth Edition, New Jersey: Merck and Co.Inc.

Anonim, 2008,

http://lipsus.kompas.com/grammyawards/read/2008/03/22/10513155/

Republik.Telodiaksestanggal 6 November 2012.

Anonim, 2010,

http://tanamanpangan.deptan.go.id/doc_upload/Luas%20Tanam,%20L

uas%20Panen,%20Produktifitas%20&%20Produksi%20Ubijalar%20

Tahun%202010.pdf diakses tanggal 23 April 2012.

Anonim, 2012, http://www.plantamor.com/index.php?plant=711 diakses tanggal 5

November 2012.

Ariany, F. dan Maharani, D. K., 2011, Aktivitas Antibakteri Komposit Kitosan-

Silika Sebagai Bahan Antibakteri Pada Kain Katun Dengan Variasi

Suhu Cure, Prosiding Seminar Nasional Kimia Unesa 2011,

Surabaya.


http://lipsus.kompas.com/grammyawards/read/2008/03/22/10513155/Republik.Telo

http://lipsus.kompas.com/grammyawards/read/2008/03/22/10513155/Republik.Telo

http://tanamanpangan.deptan.go.id/doc_upload/Luas%20Tanam,%20Luas%20Panen,%20Produktifitas%20&%20Produksi%20Ubijalar%20Tahun%202010.pdf%20diakses



http://www.plantamor.com/index.php?plant=711%20diakses

114

ASTM, 2008, Standard test methods for Tensile Properties of Plastics, D638-10,

In Annual book of ASTM, Philadelphia, PA: American Society for

Testing and Materials.

Austin, 1985, Shereve”s Chemical Proses Industries, Mc. Graw, Hill Book

Co.Tokyo.

Billmeyer, F. W., 1984, Textbook of Polymer Science, New York: Resslear

Polytechnique Institute Troy.

Black and Hawks, 2005, Medical - Surgical Nursing, Clinical Management For

Positive Outcomes, 7th

Edition, Missouri: Elsevier Saunders.

BPS, 2012, http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php diakses tanggal 5 November

2012.

Cai, Z., Chen, P., Jin, H-J. and Kim, J., 2009, The effect of chitosan content on

the crystallinity, thermal stability, and mechanical properties of

bacterial cellulose-chitosan composites, Journal of Mechanical

Engineering Science, Vol. 223, pp. 2225-2230.

Chawla, P. R., Bajaj, I. B., Survase, S. A. and Singhal, R. S., 2009, Fermentative

Production of Microbial Cellulose, Food Technol. Biotechnol., 47, (2), pp.

107–124.

Ciechańska, D., 2004, Multifunctional Bacterial Cellulose/Chitosan Composite

Material for Medical Applications, Fibres & Textiles in Eastern

Europe,Vol. 12, No. 4, pp. 48.

Ciechańska D., Wietecha J., Kaźmierczak D., Kazimierczak J., 2010, Biosynthesis

of Modified Bacterial Cellulose in a Tubular Form, Fibres & Textiles

in Eastern Europe, Vol. 18, No. 5, pp. 98-104.

Czaja, W., Krystynowicz, A., Bielecki, S. and Brown, R. M. Jr., 2006, Microbial

cellulose-the natural power to heal wounds, Biomaterials, 27, pp. 145-

151.

De Souza Costa-Junior, E., Pereira, M. M., Mansur, H. S., 2009, Properties and

biocompatibility of chitosan films modified by blending with PVA

and chemically crosslinked, J. Mater. Sci.: Mater. Med., 20, pp. 553–

561.

Dunn, E. T., Grandmaison, E. W. and Goosen, M. F. A., 1997, Applications of

Chitin and Chitosan, Technomic Publication, pp. 3-30.


http://www.bps.go.id/tnmn_pgn.php%20diakses

115

Eldin, M. S. M., Soliman, E. A., Hashem, A. I. and Tamer, T. M., 2008, Chitosan

Modified Membranes for Wound Dressing Applications: Preparations,

Characterization and Bio-Evaluation, Trends Biomater. Artif. Organs,

Vol. 22, (3), pp. l58-168.

Epure, V., Griffon, E., Pollet, E. and Avérous, L., 2011, Structure and properties

of glycerol-plasticized chitosan obtained by mechanical kneading.

Carbohydrate Polymers,Vol.83, No.2, pp. 947-950.

Fernandes, S. C. M., Oliveira, L., Freire, C. S. R., Silvestre, A. J. D., Neto, C. P.,

Gandini, A. and Desbrieres, J., 2009, Novel transparent

nanocomposite films based on chitosan and bacterial cellulose, Green

Chem., 11, pp. 2023–2029.

Festucci-Buselli, R. A.,

Otoni, W. C. and Joshi, C. P., 2007, Structure,

Organization, and Functions of Cellulose Synthase Complexes in

Higher Plants, Braz. J. Plant Physiol., Vol.19, No.1.

Frank and Kämpfer, 2000, Methods in Molecular Medicine, vol. 78: Wound

Healing: Methods and Protocols,Edited by: Luisa A. DiPietro and

Aime L. Burns ©, Totowa, NJ: Humana Press Inc., pp. 4,7-9.

Freire, C. S. R., Silvestre, A. J. D., Gandini, A. and Neto, C.P., 2011, New

materials from cellulose fibers. A contribution to the implementation

of the integrated biorefinery concept, O PAPEL,Vol. 72, Num. 9, pp.

91–96.

George, J., Ramanaa, K.V., Bawa, A. S. and Siddaramaiah, 2011, Bacterial

cellulose nanocrystals exhibiting high thermal stability and their

polymer nanocomposites, International Journal of Biological

Macromolecules, 48, pp. 50–57.

Goudung, D.U., 2004, Catalytic Epoksidation On Methyl Lindeate, J. Am.Oil,

Chem. Soes.

Gupta L. A., 2010, Polymer Chemistry, Meerut: Pragati Publications, pp. 244-245.

Hoenich, N., 2006, Cellulose for medical applications: past, present, and future.

BioRes,1, pp. 270-280.

Hon, D. N. S., 1996, Cellulose and its derivatives, In: Dumitriu S (ed)

Polysaccharides in medicinal applications., New York: Marcel

Dekker.

Huamán, Z., 1991, Descriptors for Sweet Potato, Rome: International Board for

Plant Genetic Resources, pp. 55-66.


116

Iskandar, Zaki, M., Mulyati, S., Fatinah, U., Sari, I. dan Juchairawati, 2010,

Pembuatan Film Selulosa dari Nata de Pina, Jurnal Rekayasa Kimia

dan Lingkungan,Vol.7, No. 3, pp. 105-111.

Juanda, D. dan Cahyono, B., 2004, Ubi Jalar, Budidaya dan Analisis Usaha Tani,

Yogyakarta: Kanisius.

Jones T. J., Hunt, R. D., King N. W., 1996, Veterinary Pathology, 6th Ed.,

London: Williams and Wilkins.

Khan, A., Peh, K. and Chang, S., 2002, Reporting degree of deacytelation values

of chitosan : the influence of analytical methods, J. Pawn

Pharmaceut. Sci., 5, 3.

Kotecha, PM., and Kadam, S. S., 1998, Sweet Potato, in Handbook of Vegetable

Science and Technology (Salunkhe, D.K and S.S Kadameds). New

York: Marcel Dekker Inc.

Kumar, D. P., Joydeep, D., and Tripathi, S. V., 2004, Chitin and Chitosan;

Chemistry, Properties and Applications, Journal of Scientific and

Industrial Reserch,Vol. 63, pp. 20-31.

Kurniati, W., 2008, Kajian Aktivitas Ekstrak Etanol Rimpang Kunyit (Curcuma

longa Linn.) Dalam Proses Persembuhan Luka Pada Mencit (Mus

musculus Albinus.), Skripsi, Bogor: Fakultas Kedokteran Hewan, IPB.

Kusmiati, Rachmawati, F., Siregar, S., Nuswantara, S. dan Malik, A., 2006,

Produksi Beta-1,3 Glukan dari Agrobacterium dan Aktivitas

Penyembuhan Luka Terbuka pada Tikus Putih, Makara Sains, Vol.

10, No. 1, April, pp. 24-29.

Mann, A., Breuhahn, K., Schirmacher, P., Blessing, M., 2001, Keratinocyte-

derived granulocyte–macrophage colony stimulating factor accelerates

wound healing: stimulation of keratinocyte proliferation, granulation

tissue formation, and vascularization, J Invest Dermatol, 117, pp.

1382–1390.

Manskaya, S. M. and Drodzora, T. V., 1968, Geochemistry of Organic Substance,

Oxford: Pergamon Press.

Mat, B. and Zakaria, 1995, Chitin and Chitosan, Malaysia: University

Kebangsaan Malaysia.


117

Mc Neil, I.C., 1989, Thermal degradation,In: Comprehensive polymer science,

Volume 6, The synthesis, characterization, reactions & applications of

polymers, Edited by Allen, G. and Bevington, J. C., Oxford:

Pergamon Press.

Meshitsuka, G. and Isogai, A., 1996, Chemical Structures of Cellulose,

Hemicellulose and Lignin, New York: Marcel Dekker.

Morton, J. P. and Malone, M. H., 1990, Archieves Int. Pharmacodynamic et de

Therapie, 196, pp. 117.

Mourya, V. K. and Inamdar, N. N., 2008, Trimethyl Chitosan and Its Application

in Drug Delivery, J. Mater Sci. : Mater Med, 20, pp. 1057-1079.

Muzzarelli, R. A. A., 1997, Chitin, Oxford: Pergamon Press.

Nadarajah, K., 2005, Devolopment and Characterization of Antimicrobial Edible

Films from Crawfish Chitosan, Disertation, Louisiana, USA:

Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College.

Pardosi, D., 2008, Pembuatan Material Selulosa Bakteri Dalam Medium Air

Kelapa Melalui Penambahan Sukrosa, Kitosan dan Gliserol

Menggunakan Acetobacter xylinum, Tesis, Medan: Sekolah Pasca

Sarjana Universitas Sumatra Utara.

Philips, G.O. and Williams, P.A., 2000, Handbook of Hydrocolloids, Cambridge:

Woodhead Publishing Limited.

Pillai, C. K. S., Paul, W. and Sharma, C. P., 2009, Chitin and chitosan polymers:

Chemistry, solubility and fiber formation, Progress in Polymer

Science, Volume 34, Issue 7, pp. 641–678.

Pratomo, H. dan Rohaeti, E., 2010, Pembuatan Bioplastik dari Limbah Rumah

Tangga sebagai Bahan Edible Film Ramah Lingkungan, Laporan

Penelitian, Yogyakarta: UNY.

Price, A. dan Wilson, L. Mc Carty, 1992, Patofisiologi Konsep Klinis Proses-

Proses Penyakit, Brahm U. Pendit, penerjemah: Huriawati Hartono,

editor, Jakarta: EGC, Terjemahan dari: Pathophisiology: Clinical

Concept of Disease Processes), pp. 57-76.

Price dan Wilson, 2001, Patofisiologi, Jakarta: EGC.


http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0079670009000318



http://www.sciencedirect.com/science/journal/00796700

http://www.sciencedirect.com/science/journal/00796700

http://www.sciencedirect.com/science/journal/00796700/34/7

118

Purmana dan Firman, E., 2006,Pengaruh Suhu Reaksi Terhadap Derajat

Kristalinitas dan Komposisi Hidroksiapatit Dibuat dengan Media Air

dan Cairan Tubuh Buatan (SyntheticBody Fluid), Skipsi, Bogor:

Institut Pertanian Bogor.

Purnomo, D. S. A. N. P., 2009, “Pembuatan dan karakterisasi edible film dari pati

ubi kayu dan ganyong dengan penambahan sorbitol dan gliserol”,

Skripsi, Malang: Universitas Negeri Malang.

Quijada, I.-Garrido, Iglesias, V.-González, Mazón, J. M.-Arechderra and Barrales,

J. M.-Rienda, 2007, The role played by the interactions of small

molecules with chitosan and their transition temperature. Glass-

forming liquids: 1, 2, 3-Propantriol (glycerol), Carbohydrate

Polymers, Volume 68, Issue 1, pp. 173-186.

Rabek J. F., 1983, Experimental Method of Polymer Chemistry, New York:

Wiley.

Rao, K. K. S. V., Naidu, V. K. B., Subha, M.C.S., Sairam, M., Aminabhavi, T.M.,

2006, Novel chitosan-based pH-sensitive interpenetrating network

microgels for thecontrolled release of cefadroxil, Carbohydrate

Polymers, 66, pp. 333–344.

Richana, N., 2012, Ubi Kayu dan Ubi Jalar, Botani, Budidaya, Teknologi Proses,

Teknologi Pasca Panen, Bandung: Nuansa, pp. 31–50.

Rohaeti, E. dan Rahayu, T., 2012, Sifat Mekanik Bacterial Cellulose dengan

Media Air Kelapa dan Gliserol sebagai Material Pemlastis, Prosiding

Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA,

Fakultas MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta.

Rosida, A., 2007, Pencirian Poliblend Poliasamlaktat Dengan Polikaprolakton,

Skripsi, Bogor: Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Institut Pertanian Bogor.

Rukmana, H. R., 1997, Ubi Jalar, Budi Daya Dan Pascapanen, Yogyakarta:

Kanisius.

Samuels, R. J., 1981, Part B: Polym. Phys., J. Polym. Sci., 19, pp. 1081-1105.

Santoso, B., 2006, “Effect of plasticizer type and concentration on the properties

of edible film from water-soluble fish proteins in surimi wash-water”,

Food Science and Technology International, Vol. 12, No. 2, pp. 119-

126.


119

Saputro, A. N. C., Kartini, I., Sutarno, 2009, Pengaruh Penghilangan Tahap

Deproteinasi Dalam Metode Preparasi Kitosan Terhadap Sifat Termal

dan Kristalinitas Kitosan, Proseding, FMIPA, UNY, Yogyakarta.

Saragih, 2004, Membuat Nata de Coco, Jakarta: Puspa Swara.

Sastrohamidjojo, H., 2007, Spektroskopi, Yogyakarta: Liberty.

Sediaoetama, A. D., 1993, Ilmu Gizi, Jakarta: Dian Rakyat.

Shahidi, F., Arachchi, J. K. V. and Jeon, Y-J., 1999, Trends in Food Science and

Technology, 10, pp. 37-51.

Shaw, T. J. and Martin, P., 2009, Wound repair at a glance, Journal of Cell

Science, 122, pp. 3209-3213.

Simmons, T. J., Lee, S. H., Miao, J., Miyauchi, M., Park, T. J., Bale, S. S., et. al.

2010, Preparation of synthetic wood composites using ionic liquids.

Wood Science and Technology.

Spector, W. G. and Spector, T. D., 1993, Pengantar Patologi Umum, Ed ke-3,

editor: Soetjipto, N. S., Harsoyo, Hana, A., Astuti, P., penerjemah:

Moelyono M.P.E., Yogyakarta: Gajah Mada University Press, pp. 72-

144.

Stefanescua, C., Dalya, W. H. and Negulescu, I. I., 2012, Biocomposite films

prepared from ionic liquid solutions of chitosan and cellulose,

Carbohydrate Polymers, 87, pp. 435– 443.

Sugita, P., 2009, Kitosan: Sumber Biomaterial Masa Depan, Bogor: IPB Press.

Suprapta, D. N., Antara, M., Arya, N., Sudana, M., Duniadji, A. S. and Sudarma,

M., 2003, Study on the improvement of quality and diversification of

root crops as sources of alternative food in Bali, Research, Faculty of

Agriculture, Udayana University, Bali.

Suyatma, N. E., Tighzert, L. and Copinet, A., 2005, Effects of Hydrophilic

Plasticizers on Mechanical, Thermal, and Surface Properties of

Chitosan Films, J. Agric. Food Chem., Vol. 53, pp. 3950-3957.

Takayasu, T. and Fumihiro, Y., 1997, Production of Bacterial Cellulose by

Agitation Culture System, Pure & Appl. Chem.,Vol 69, No 11, pp.

2453-2458.


120

Tampubolon, L., 2008, Pembuatan Material Selulosa-Kitosan Bakteri dalam

Medium Air Kelapa dengan Penambahan Pati dan Kitosan

Menggunakan Acetobacter xylinum, Tesis, Medan: Sekolah Pasca

Sarjana Universitas Sumatra Utara.

Ueno, H., Mori, T., and Fujinaga, T., 2001, Topical formulations and wound

healing applications of chitosan, Advanced Drug Delivery Reviews,

52, pp. 105–115.

Umemura, K., Mihara, A. and Kawai, S., 2010, Development of new natural

polymer-based wood adhesives III: effects of glucose addition on

properties of chitosan, Journal of Wood Science, Volume 56, Issue 5,

pp. 387-394.

Utami, H. P., 2007, Mengenal Cahaya dan Optik, Jakarta: Exact Ganeca, pp. 71-

72.

Vegad, J. L., 1996, A Textbook of Veterinary General Pathology, 1st Ed., New

Delhi: Vikas Publishing.

Warisno, 2004, Mudah & Praktis Membuat Nata de Coco, Cetakan kedua, Depok:

Agromedia Pustaka.

Winarno, 1992, F. G., Kimia Pangan dan Gizi, Jakarta: Gramedia.

Wonga, S. S., Kasapis, S., and Tan, Y. M., 2009, Bacterial and plant cellulose

modification using ultrasound irradiation, Carbohydrate Polymers, 77,

pp. 280–287.

Xiaoxiao, J.,Wang, J., and Bai, J., 2009, Synthesis and Antimicrobial Activity of

the Schiff Base from Chitosan and Citral, Carbohydrate Research,

344, pp. 825-829.

Yunos, M. Z. B. and Rahman, W. A.W. A., 2011, Effect of Glycerol on

Performance Rice Straw/Starch Based Polymer. Journal of Applied

Sciences, 11, pp. 2456-2459.

Zhijiang, C., Chengwei, H., Guang, Y., 2011, Preparation and Characterization of

a Bacterial Cellulose/Chitosan Composite for Potential Biomedical

Application, Journal of Polymer Research,Volume 18, Number 4, pp.

739-744.


http://www.ingentaconnect.com/content/klu/jpol;jsessionid=6r5d315t5d07b.alexandra

121

LAMPIRAN

Lampiran 1. Hasil determinasi tanaman ketela rambat


122

Lampiran 2. Surat pengesahan determinasi


123

Lampiran 3. Formula yang digunakan (per 100 mL)

No. Komposisi

Sampel

GulaPasir Urea Gliserol Chitosan

1 Membran Chitosan - - - 2 gram

2 S 10 gram 0,5 gram - -

3 SG 10 gram 0,5 gram 0,5 gram -

4 SGK 10 gram 0,5 gram 0,5 gram 2 gram

Lampiran 4. Skema jalannya penelitian

Determinasi Tanaman

Pengumpulan Bahan

Preparasi Limbah Cair Ketela Rambat

Pembuatan Selulosa Bakteri, Selulosa

Bakteri + Gliserol, Selulosa Bakteri +

Gliserol + Chitosan

Pembuatan Selulosa Bakteri + Gliserol +

Chitosan sebagai membran perlakuan,

Membran Chitosan sebagai kontrol positif,

kontrol negatif

Karakterisasi sifat fisik (makroskopik

dan organoleptis, IR, SEM, sifat

mekanik, TGA, DTA, XRD)

Pengaplikasian membran perlakuan, kontrol

positif dan kontrol negatif pada tikus yang telah

dilukai selama 1, 3, 5 dan 7 hari

Analisis hasil Pengamatan makroskopis pada luka tikus dan

pengukuran diameter luka setelah didiamkan

selama 1, 3, 5 dan 7 hari

Analisis hasil


124

Lampiran 5. Foto bahan yang digunakan

a. Ketela Rambat

b. Air ketela rambat

c. Serbuk Chitosan

d. Chitosan yang dilarutkan

dalam asam asetat 2%

Lampiran 6. Foto masing-masing sampel hasil karakterisasi secara

makroskopis

a. Selulosa bakteri sebelum

pengeringan

b. Selulosa bakteri + gliserol

setelah pengeringan

c. Selulosa bakteri +

gliserol + chitosan setelah

pengeringan

d. Selulosa bakteri setelah

pengeringan

e. Selulosa bakteri + gliserol

setelah pengeringan

f. Selulosa bakteri +

gliserol + chitosan setelah

pengeringan


125

Lampiran 7. Hasil perbandingan berat ketela rambat dan air yang

digunakan

No. Pembuatan Berat (gram) Jumlah air (mL)

1 I 500 500

2 II 300 300

3 III 250 250

4 IV 800 800

5 V 700 700

Lampiran 8. Hasil penimbangan berat basah sampel

Lampiran 9. Hasil perhitungan konsentrasi NaOH dan HCl yang digunakan

a. NaOH 3%

Hasil Penimbangan : 3,00 gram

Pelarut yang digunakan = 100 mL aquadest

Konsentrasi = massa/volume

Konsentrasi = 3,00 gram/100 mL

Konsentrasi = 0,03 gram/mL = 3 %

b. HCl 3%

C1x V1= C2xV2

37% x V1= 3% x 100 mL

V1= 8,11 mL

Volume HCl yang diambil 8,11 mL dari HCl 37 % lalu di ad dalam

100 mL aquadest.

Nomor Pembuatan Berat (gram)

1 I 236,20

2 I 230,29

3 II 248,46

4 II 238,61

5 III 241,20

6 III 244,32


126

Lampiran 10. Hasil spektra IR chitosan untuk perhitungan derajat

deasetilasi (DD) beserta perhitungan nilai DD-nya

DD = (

)

A 1655 =

A 3450 =

DD = (

)

DD = (

)

DD = 100 – 26,22

DD = 73,78%


127

Lampiran 11. Hasil spektra IR tiap sampel

a. Selulosa Bakteri

b. Selulosa Bakteri+Gliserol


128

c. Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan

Lampiran 12. Hasil penarikan base line spektra IR tiap sampel

a. Selulosa Bakteri


129




130

Lampiran 13. Hasil perhitungan absorbansi tiap sampel

Absorbansi = log (Io/I)

No. Sampel Gugus

Fungsi

Io/I Absorbansi

1 S -OH 1,481 0,17

C=O 1,066 0,027

2 SG -OH 2,249 0,35

C=O 1,019 8,47 x 10-3

3 SGK -OH 1,889 0,27

C=O

amida

1,081 0,033

Lampiran 14. Foto SEM tiap sampel

a. Morfologi Permukaan

Selulosa Bakteri

b. Morfologi Permukaan Selulosa

Bakteri+Gliserol+Chitosan

c. Morfologi Melintang Selulosa

Bakteri

d. Morfologi Melintang Selulosa



131

Lampiran 15. Hasil uji sifat mekanik sampel

a. Selulosa Bakteri

Series a0

(mm)

b0

(mm)

Lc

(mm)

Fmax

(N)

Tensile

Strength

(MPa)

Strain

at Fmax

(%)

Rerata 0,34 5 50 28,41896 16,7125 19,7504

SD 0,0123 0 0 1,67496 0,655 3,2720

b. Selulosa Bakteri + Gliserol

Series a0

(mm)

b0

(mm)

Lc

(mm)

Fmax

(N)

Tensile

Strength

(MPa)

Strain

at Fmax

(%)

Rerata 0,368 5 50 29,3071 16,3096 27,3593

SD 0,0477 0 0 5,1117 4,4560 5,2812

c. Selulosa Bakteri + Gliserol + Chitosan

Series a0

(mm)

b0

(mm)

Lc

(mm)

Fmax

(N)

Tensile

Strength

(MPa)

Strain

at Fmax

(%)

Rerata 0,442 5 50 12,3540 5,6708 4,70144

SD 0,0763 0 0 3,5769 1,6147 2,27941


132

Lampiran 16. Hasil statistik uji sifat mekanik tiap sampel

a. Normality test Kelompok tensile strength

Keterangan: data berdistribusi normal jika (p > 0,05)

b. Normality test kelompok strain at Fmax (elongasi)



133

c. Levene’s Test dan One Way ANOVA Kelompok tensile strength

Keterangan: data homogen jika (p > 0,05) dan berbeda bermakna jika (p < 0,05)

d. Bar Chart Kelompok tensile strength


134

e. Means Plot (SD as Error) Kelompok tensile strength

f. Levene’s Test dan One Way ANOVA Kelompok strain at Fmax

(elongasi)



135

g. Bar Chart Kelompok strain at Fmax (elongasi)

h. Means Plot (SD as Error) Kelompok strain at Fmax (elongasi)


136

Lampiran 17. Hasil XRD tiap sampel

a. Selulosa Bakteri

b. Selulosa Bakteri+Gliserol+Chitosan


137

Lampiran 18. Hasil perhitungan luas total di bawah kurva tiap

sampel

a. Selulosa Bakteri



138

Lampiran 19. Hasil perhitungan luas background tiap sampel

a. Selulosa Bakteri



139

Lampiran 20. Hasil perhitungan luas kristal+amorf tiap sampel

No. Sampel Luas total

AUC

Luas

Background

Luas kristal

+ amorf

1 Selulosa Bakteri 1866,26 1555,202 311,058

2 Selulosa


1872,08 1690,96384 181,116

Lampiran 21. Hasil perhitungan luas kristal tiap sampel

a. Selulosa Bakteri

Luas kristal = FWHM x Intensitas (height)

2-Theta Luas kristal

9,077 12,789

16,854 3,619

18,16 17,158

19,6 1,629

22,839 23,775

25,36 0,7

26,165 5,148

27,29 7,491

27,882 7,232

29,118 24,272

31,721 36,729

33,881 18,91

35,8 0,7

36,762 8,262

39,16 2,464

39,969 6,105

44,681 6,11

45,443 10,101

46,474 1,632

48,471 2,144

52,487 4,862

55,16 3,968

56,404 4,41

66,121 8,064

69,842 1,825

75,24 5,445

Total 225,544


140

b. Selulosa Bakteri + Gliserol + Chitosan

Luas kristal = FWHM x Intensitas (height)

2-Theta Luas kristal

14,201 2,975

22,8 16,632

27,841 7,23

28,28 0,7

30,8 0,5

31,879 14,322

32,282 15,232

33 0,6

33,84 0,7

35,32 0,6

38,12 0,7

38,909 5,216

41,438 2,241

44,72 0,3

45,643 28,161

56,761 11,362

58,635 1,41

75,439 6,084

Total 114,965

Lampiran 22. Hasil perhitungan % kristalinitas tiap sampel

a. Selulosa Bakteri

% Kristalinitas = Luas kristalin × 100%


% Kristalinitas = 225, 544 × 100%

311,058

% Kristalinitas = 72, 51% jika dibulatkan menjadi 73%,

b. Selulosa Bakteri + Gliserol + Chitosan

% Kristalinitas = Luaskristalin × 100%


% Kristalinitas = 114,965 × 100%

181,116

% Kristalinitas = 63,48% jika dibulatkan menjadi 63%


141

Lampiran 23. Hasil data massa tersisa (%) akibat perubahan suhu tiap

sampel

Lampiran 24. Hasil perhitungan suhu untuk sampel yang

terdekomposisi/kehilangan massa 50%

a. Selulosa Bakteri

Persamaan regresi yang didapatkan setelah membuat kurva regresi antara

kehilangan massa (%) vs suhu (0 C) adalah Y= 0,154 x + 4,584

Jika Y = 50 maka 50 = 0,154 x + 4,584

x = 294, 910 C



kehilangan massa (%) vs suhu (0 C) adalah Y= 0,144 x + 2,285

Jika Y = 50 maka 50 = 0,144 x + 2,285

x = 331, 350 C

No, Suhu (0C) Massa Tersisa (%)

S SG SGK

1 30 100,00 100,00 100,00

2 50 98,88 98,88 100,00

3 75 90,44 91,11 93,77

4 100 75,56 78,44 84,44

5 125 65,78 72,67 79,55

6 150 62,22 68,00 77,33

7 175 61,11 67,11 75,54

8 200 60,22 66,67 74,22

9 225 59,11 65,56 71,11

10 250 57,11 64,00 63,11

11 275 51,11 58,89 58,00

12 300 46,22 52,22 53,33

13 325 45,11 48,89 46,44

14 350 43,77 48,00 44,88

15 375 42,44 46,89 43,56

16 395 41,11 45,56 42,88


142



kehilangan massa (%) vs suhu (0 C) adalah Y= 0,165 x - 4,474

Jika Y = 50 maka 50 = 0,165 x - 4,474

x = 330,150 C

Lampiran 25. Foto instrumen yang digunakan untuk karakterisasi tiap sampel

a. IR

b. Ion Coating Spuiter

c. SEM

d. Universal Testing

e. Dumb Bell

f. Pendingin XRD

g. XRD

h. DTA – TGA analyzer


143

Lampiran 26. Surat keterangan Ethical Clearance


144

Lampiran 27. Hasil perhitungan dosis ketamine dan xylazine

Dosis Ketamine = 0, 2 mL/250 gram BB

Dosis Xylazine = 0,075 mL/250 gram BB

No, Hari Replikasi Ketamine

(mL)

Xylazine

(mL)

1

1

1 0,162 0,06

2 2 0,157 0,05

3 3 0,158 0,05

4 4 0,164 0,06

5 5 0,160 0,06

6 6 0,151 0,05

7

3

1 0,167 0,06

8 2 0,168 0,06

9 3 0,190 0,07

10 4 0,159 0,05

11 5 0,181 0,06

12 6 0,185 0,06

13

5

1 0,178 0,06

14 2 0,164 0,06

15 3 0,167 0,06

16 4 0,165 0,06

17 5 0,169 0,06

18 6 0,192 0,07

19

7

1 0,166 0,06

20 2 0,155 0,05

21 3 0,167 0,06

22 4 0,142 0,05

23 5 0,167 0,06

24 6 0,160 0,06


145

Lampiran 28. Foto pengamatan penyembuhan luka pada hewan uji

Waktu Kontrol Positif Selulosa

bakteri+gliserol+

chitosan

Kontrol Negatif

a. Hari ke-1

b. Hari ke-3

c. Hari ke-5

d. Hari ke-7

Lampiran 29. Hasil pengukuran diameter luka pada hewan uji

Hari I

Replikasi Hari I

SGK

(cm)

C (+)

(cm)

C (-)

(cm)

1 1,05 1,05 0,96

2 1,07 1,12 1,03

3 1,16 1 1,05

4 1,05 1,12 1,07

5 1,10 1,07 1

6 1,12 1,14 1,14


146

Hari III Replikasi Hari III Pengamatan 1 Replikasi Hari III Pengamatan 2

SGK (cm) C (+)

(cm)

C (-)

(cm)

SGK (cm) C

(+)

(cm)

C (-)

(cm)

1 1,07 1,03 1,02 1 0,84 0,84 0,93 2 1,02 1,02 0,96 2 0,91 0,92 0,93 3 1,07 1,15 1,13 3 0,85 0,9 1 4 1,05 1,12 1,05 4 0,82 0,92 0,94 5 0,91 1,05 0,9 5 0,75 0,82 0,85 6 1,04 1,07 1,17 6 0,83 0,91 1,05

Keterangan : warna abu-abu menunjukkan data tidak digunakan untuk perhitungan menggunakan

metode Mourton beserta uji statistiknya

Hari V Replikasi Hari V Pengamatan 1 Replikasi Hari V Pengamatan 2

SGK(cm) C (+)

(cm)

C (-)

(cm)

SGK (cm) C

(+)

(cm)

C (-)

(cm)

1 0,98 0,95 1,14 1 0,65 0,73 0,81 2 0,95 0,97 1,2 2 0,76 0,71 0,98 3 1,08 1,18 1,05 3 0,79 0,56 0,7 4 1,06 1,03 1,12 4 0,81 0,59 0,83 5 1,08 1,07 0,94 5 0,96 0,7 0,75

6 1,05 0,85 1 6 0,57 0,84 0,97 Keterangan : warna abu-abu menunjukkan data tidak digunakan untuk perhitungan menggunakan


Hari VII Replikasi Hari V Pengamatan 1 Replikasi Hari V Pengamatan 2

SGK (cm) C (+)

(cm)

C (-)

(cm)

SGK (cm) C

(+)

(cm)

C (-)

(cm)

1 1,12 1,19 1,03 1 0,9 0,86 0,6 2 1,16 1,07 1,14 2 0,75 0,63 0,45 3 0,98 1,08 1,1 3 0,45 0,83 0,78 4 1,17 1,31 1,05 4 0,63 0,58 1,05 5 1,16 1,05 1 5 0,85 0,65 0,6 6 1,1 1,22 1,11 6 0,85 0,65 0,6

Keterangan : warna abu-abu menunjukkan data tidak digunakan untuk perhitungan menggunakan



147

Lampiran 30. Perhitungan luas metode Morton

Luas = 0,7854 x D2

Penurunan luas (%) = (D12 – D2

2) x 100

D12

Hari Perlakuan Replikasi Selisih

Diameter

(cm)

Penurunan

Luas (%)

3

SGK

1 0,23 38,37016 2 0,22 36,89405 3 0,23 39,01134 4 0,16 32,07342 5 0,21 36,30732

Rerata 0,21 36,5313

K

1 0,19 33,49043 2 0,25 38,75236 3 0,2 32,52551 4 0,23 39,01134 5 0,16 27,67054

Rerata 0,206 34,29

O

1 0,09 16,86851 2 0,13 21,68533 3 0,11 19,85488 4 0,05 10,80247 5 0,12 19,46088

Rerata 0,1 17,7344


148


Diameter

(cm)

Penurunan

Luas (%)

5

SGK

1 0,33 56,00791 2 0,19 36 3 0,29 46,49348 4 0,25 41,60733 5 0,22 20,98765

Rerata 0,236 40,2193

K

1 0,22 40,95291 2 0,26 46,42364 3 0,62 77,47774 4 0,44 67,18824 5 0,37 57,2015

Rerata 0,382 57,8488

O

1 0,33 49,51524 2 0,22 33,30556 3 0,35 55,55556 4 0,29 45,08131 5 0,19 36,33997

Rerata 0,276 43,9595


Diameter

(cm)

Penurunan

Luas (%)

7

SGK

1 0,22 35,4273 2 0,41 58,19709 3 0,53 78,91504 4 0,31 46,30648 5 0,25 40,28926

Rerata 0,344 51,827

K

1 0,33 47,77205 2 0,44 65,33322 3 0,25 40,93793 4 0,4 61,678 5 0,57 71,61381

Rerata 0,398 57,467

O

1 0,43 66,06655 2 0,69 84,41828 3 0,32 49,71901 4 0,4 64 5 0,51 70,78159

Rerata 0,47 66,9971


149

Lampiran 31. Hasil statistik persentase penurunan luas luka tiap sampel

a. Normality Test Kelompok SGK


b. Normality Test Kelompok K



150

c. Normality Test Kelompok O


d. Levene’s Test dan One Way ANOVA Kelompok Hari 3



151

e. Bar Chart Kelompok Hari 3

f. Means Plot (SD as Error) Kelompok Hari 3


152

g. Levene’s Test dan One Way ANOVA Kelompok Hari 5

Keterangan: data homogen jika (p > 0,05) dan berbeda bermakna jika (p <

0,05)

h. Bar Chart Kelompok Hari 5


153

i. Means Plot (SD as Error) Kelompok Hari 5

j. Levene’s Test dan One Way ANOVA Kelompok Hari 7

Keterangan: data homogen jika (p > 0,05) dan berbeda bermakna jika

(p < 0,05)


154

k. Bar Chart Kelompok Hari 7

l. Means Plot (SD as Error) Kelompok Hari 7


155

m. Levane’s Test dan One Way ANOVA Kelompok SGK


(p < 0,05)

n. Bar Chart Kelompok SGK


156

o. Levane’s Test dan One Way ANOVA Kelompok K


(p < 0,05)

p. Bar Chart Kelompok K


157

q. Levane’s Test dan One Way ANOVA Kelompok O


(p < 0,05)

r. Bar Chart Kelompok O


158

BIOGRAFI PENULIS

Penulis skripsi dengan judul “Pengaruh

Pemberian Sediaan Biomaterial Selulosa

Bakteri Acetobacter xylinum dari Limbah

Ketela Rambat (Ipomoea batatas Poir)

dengan Penambahan Chitosan Sebagai

Material Penutup Luka pada Tikus Galur

Wistar Jantan” memiliki nama lengkap

Michael Raharja Gani, Penulis lahir tanggal

11 Maret 1991 di Semarang, Penulis

merupakan anak tunggal dari pasangan

Engelbertus Gani dan Endang Widjajanti,

Penulis menyelesaikan pendidikan di TK

Tarakanita Bumijo (1995-1997), SD

Tarakanita Bumijo (1997-2003), SMP Stella

Duce 1 (2003-2006), SMA Kolose De Britto

Yogyakarta (2006-2009) kemudian

menempuh pendidikan di Fakultas Farmasi

Universitas Sanata Dharma (2009-2013),

Selama menempuh kuliah, penulis pernah menjabat sebagai koordinator

Divisi Public Relation di Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas periode 2011-

2012, Ketua Panitia Seminar Kanker Ismafarsi dan JMKI tahun 2010, Humas

Titrasi (2010), serta Divisi Pendaftaran Insadha (2011), Selain kegiatan internal

kampus, penulis juga pernah mewakili Universitas Sanata Dharma dalam lomba

ON-MIPA tingkat Kopertis tahun 2010, peserta Pekan Ilmiah Mahasiswa

Nasional XXIV bidang Kewirausahaan tahun 2011, peserta Kampanye Informasi

Obat tahun 2009 serta delegasi Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

dalam acara Pra Musyarawarah Nasional Ismafarasi tahun 2010, Selain kegiatan

non akademik, penulis juga terlibat dalam kegiatan akademik seperti asisten dosen

Pratikum Kimia Dasar (2010), Kimia Organik (2011), Farmasi Fisika (2011),

Kromatografi (2012), serta Toksikologi Dasar dan Farmakologi-Toksikologi

(2012),


plagiat merupakan tindakan tidak terpuji · rumus perhitungan dd chitosan ... rumus perhitungan...

Documents