Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso
Download as DOC, PDF
0 likes459 views
Gatot Trimulyadi Rekso Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi Jl. Cinere, Ps Jumat, PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070 Fax 021-7691607,751327, E-mail ; gatot2811@yahoo.com Hasil pengujian khitosan iradiasi sebagai bahan penginduksi pertumbuhan pada tanaman cabe, memperlihatkan bahwa penyiraman tanaman dengan air yang mengandung 50 ppm khitosan setiap 2 hari sekali menunjukkan peningkatkan tinggi tanaman sebesar 78,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan 92,5 % pada umur 3 bulan. Panen pertama lebih cepat 20 hari dan produktivitas panen keseluruhan meningkat rata-rata pertanaman 45 %
Chitosan irradiated for chili plant, Dr Ir Gatot Trimulyadi Rekso
- 1. KHITOSAN IRADIASI SEBAGAI BAHAN PENGINDUKSI PERTUMBUHAN UNTUK TANAMAN CABE (CacinumApnnum) Gatot Trimulyadi Rekso 1) Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Cinere, Ps Jumat PO Box 7002 JKSL, Jakarta 12070 Fax : 021 7513270. E-mail : gatot28@batan.go.id Abstrak Khitosan diiradiasi dengan sinar gamma yang berasal dari 60Co dengan dosis 100 kGy. Khitosan yang digunakan dengan derajat deasetilasi 85,5 %, hasil isolasi dari kulit udang putih yang kemudian dilakukan proses deasetilasi dengan 50 % larutan NaOH. Khitosan yang telah diencerkan dengan air dan dengan kepekatan 50 ppm disiramkan pada tanaman cabe sebanyak 300 mL/tanaman setiap 2 hari sekali. Percobaan pada tanaman cabe dilakukan di desa Lebakmuncang- Ciwedey, Bandung. Pada ketinggian 1100 m dengan pH tanah 6,2. Hasil percobaan menunjukkan bahwa penyiraman tanaman dengan larutan yang mengandung 50 ppm khitosan dapat meningkatkan tinggi tanaman sebesar 80,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan sebesar 92,5 % pada umur 3 bulan. Hasil panen terjadi peningkatan produktivitas sebesar 60 % dibandingkan hanya dengan pemupukan yang lazim digunakan, tampa dengan penyiraman larutan khitosan. Kata kunci : Khitosan, iradiasi, induksi pertumbuhan, tanaman cabe. 1. Pendahuluan Selama ini pemanfaatan limbah udang belum dilakukan secara optimal hanya sebagai bahan dasar tambahan untuk pembuatan makanan tradisional seperti terasi, petis dan sebagai protein tambahan untuk makanan unggas. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa limbah udang mengandung senyawa yang disebut khitin yang dapat diproses lebih lanjut menjadi khitosan, yang merupakan bahan dasar yang sangat bermanfaat dalam bidang industri , kesehatan dan pertanian (1,2.3). Hasil penelitian Asford, dkk (1977) menyatakan bahwa khitin terkandung dalam limbah udang kering sekitar 14 (4) 27 % dan pada kepiting kering sekitar 13 15 % . Khitosan adalah derivat terdeasetilasi dari khitin, poli-硫-(1,4)-2-amino-2-deoksi-D-glukosa yang merupakan polimer multifungsional karena memiliki gugus-gugus fungsional seperti amino, gugus hidroksil primer serta sekunder pada struktur glukosamin. Khitosan iradiasi oleh negara-negara Asia seperti Jepang, China, Vetnam dan Korea telah banyak dimanfaatkan sebagai bahan penginduksi pertumbuhan (growth promoters) untuk tanaman (Kurita et al.1986) 1
- 2. Iradiasi pengion seperti sinar gamma dan mesin pemercepat berkas elektron dapat merubah struktur dan sifat kimia lewat pengikatan silang, degradasi atau polimerisasi. Khitosan termasuk polimer alam yang mudah terdegradasi bila di iradiasi dan akan terbentuk khitosan dengan massa molekul relatif rendah sehingga lebih mudah diserap oleh tanaman (Ulanski et al. 1992) Selain itu khitosan memiliki sifat sebagai pengkelat ion logam sehingga dapat mengurangi logam berat pada media tanah yang dapat menimbulkan stress tanaman dan juga berfungsi sebagai anti mikroba (Hong et al. 1989). Penelitian ini mempelajari pengaruh penambahan khitosan iradiasi bahan penginduksi pertumbuhan 60 untuk tanaman cabe. Sumber iradiasi yang digunakan adalah sinar gamma yang berasal dari Co. Parameter yang diteliti adalah pengaruh penambahan khitosan iradiasi terhadap derajat peningkatan tinggi, peningkatan pertumbuhan dan produktivitas tanaman cabe. 2. Percobaan Bahan penelitian yang digunakan adalah limbah kulit udang putih (Peneaus Merguensis), bahan kimia : HCl (teknis), NaOH (Teknis, PA) dan Asam asetat (PA) dan benih cabe varietas tombak super LV . Isolasi khitin Proses isolasi khitin terdiri dari beberapa tahap, yaitu : a. Demineralisasi Sebanyak 1000 g kulit udang kering yang telah dibersihkan dimasukkan ke dalam larutan 1 N asam khlorida dengan perbandingan padatan dan larutan 1 : 10, campuran diaduk dan dibiarkan pada suhu kamar selama 24 jam. b. Deproteinasi Hasil dari proses demineralisasi dilanjutkan dengan proses deproteinasi denga 1 N NaOH, pada suhu 80oC selama 5 jam sambil diaduk perlahan lahan. Tahap deasetilasi Khitin yang diperoleh dari hasil isolasi kemudian dilanjutkan ke tahap deasetilasi dengan larutan 50 % NaOH dengan perbandingan padatan dan cairan 1 : 15 . Campuran dipanaskan pada suhu 1000- 110 0C selama 3 jam kemudian dipisahkan dan dibilas dengan air dimeneral 2
- 3. dan keringkan dalam oven pada temp 1050C, kemudian ditentukan kadar air, kadar abu dan derajat deasetilasinya. Tahap Iradiasi Khitosan yang dihasilkan dimasukkan dalam kantong-kantong plastik kemudian di iradiasi dengan sinar gamma dengan dosis 100 kGy mempergunakan laju dosis 5,8 kGy/jam. Pengujian khitosan sebagai penginduksi pertumbuhan tanaman Khitosan yang telah di iradiasi dibuat larutan induk dengan konsentrasi 5 g/L, larutan induk kemudian dituangkan kedalam air siraman dengan perbandingan 1:100 dan air siraman yang mengandung khitosan (50 ppm) disiramkan pada tanaman cabe sebanyak 300 mL per tanaman dengan selang penyiraman 2 hari sekali. Setelah 30 hari dihitung peningkatan tinggi tanaman, yaitu tinggi rata-rata tanaman yang diperlakukan dibandingkan dengan tanpa perlakuan dan derajat peningkatan pertumbuhan, yaitu berat rata-rata dengan perlakuan dibandingkan dengan berat rata-rata tanpa perlakuan. 3. Hasil dan pembahasan Pengaruh iradiasi pada khitosan terhadap masa molekul dan kelarutanya Massa molekul Massa molekul khitosan ditentukan berdasarkan metode viskositas. Pemakaian metode ini mempunyai beberapa keuntungan, antara lain analisisnya lebih mudah dan lebih cepat, alat dan perhitungannya sederhana (Sabharwal. 2000). Alat yang digunakan adalah viskosimeter Oswald. Masa molekul khitosan yang tampa iradiasi dan di iradiasi pada dosis 100 kGy ditunjukkan pada table berikut : 3
- 4. Tabel 1. Masa molekul relatif khitosan tampa iradiasi dan yang di iradiasi No Kondisi Massa molekul (104) 1 Tampa iradiasi 1,6506 2 Iradiasi dengan dosis :100kGy 0,05880 Hasil penelitian menunjukkan iradiasi sangat berpengaruh terhadap massa molekul khitosan, iradiasi pada khitosan dengan dosis 100 kGy terjadi penurunan bobot molekul mendekati 1/3 nya dibandingkan bobot molekul khitosan tampa iradiasi. Hal ini disebabkan karena iradiasi mengakibatkan rantai panjang polimer terdegradasi, sehingga massa molekul menjadi relatif lebih kecil. Menurut Ulanski et,al (1992), iradiasi pada polisakarida seperti pati, khitin dan khitosan mengakibatkan pemutusan rantai terutama pada ikatan glikosida. Kelarutan Kelarutan menunjukkan jumlah zat yang dapat dilarutkan dalam tiap bagian pelarut. Kelarutan khitosan dilakukan untuk memberikan informasi dalam aplikasi khitosan sebagai bahan penginduksi pertumbuhan. Pada penelitian ini sifat kelarutan khitosan dilakukan dalam 1 % asam asetat sampai terbentuk larutan jenuh. Tabel 2 memperlihatkan kelarutan khitosan pada beberapa variasi dosis iradiasi. Tabel 2. Hasil analisis kelarutan khitosan dalam asam asetat No Dosis iradiasi (kGy) Kelarutan (g/mL) 1 0 0,045 2 100 0,146 Tabel 2 menunjukkan bahwa kelarutan khitosan dalam 1 % asam asetat berkisar antara 0,045 sampai 0,146 g/mL. Di sini terlihat adanya hubungan antara dosis iradiasi dengan kelarutan, bertambah besar dosis iradiasi yang digunakan, sifat kelarutannya juga makin besar. Hal ini dapat 4
- 5. dijelaskan dengan bertambahnya dosis iradiasi yang digunakan, maka massa molekul khitosan menurun dan jumlah ikatan hidrogen yang ada menjadi lebih sedikit, sehingga kelarutannya akan meningkat. Pengaruh pemberian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe. Hasil pengujian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe setelah berumur 3 bulan disajikan pada Tabel 3. Tabel 3. Pengaruh pemberian khitosan iradiasi terhadap tinggi tanaman cabe setelah berumur 3 Tinggi tanaman (cm) Rata-rata Pening- No perlakuan No tanaman tinggi tanaman katan (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (cm) 1 Kontrol 26 28 28 29 25 26 27 25 28 27 26,9 賊 1,12 - (air) 2 Penambahan 47 45 48 46 49 47 46 48 47 49 47,2 賊 0,68 78,3 khitosan Setelah tanaman cabe berumur 3 bulan dilakukan pengukuran tinggi tanaman , tinggi tanaman cabe yang mempergunakan khitosan pada air penyiramannya dibandingkan dengan penyraman hanya memperunakan air biasa. Hasilnya menunjukkan tanaman cabe yang disiram dengan air yang mengandung khitosan menunjukkan peningkatan pertumbuhan tinggi tanaman rata-rata 78,3 % dibandingkan dengan tampa penambahan khitosan. Derajat peningkatan pertumbuhan (%) Derajat peningkatan pertumbuhan dihitung dari berat rata-rata tanaman dengan perlakuan dikurangi berat rata-rata tanpa perlakuan (kontrol) kemudian dibagi dengan berat rata-rata tampa 5
- 6. perlakuan (kontrol) dikalikan dengan 100 %. Perhitungan setelah masa tanam 3 bulan ditunjukkan pada Tabel 4. Tabel 4. Pengaruh dosis iradiasi terhadap derajat peningkatan pertumbuhan No Dosis iradiasi Berat kering rata-rata 10 pohon tanaman Derajat peningkatan (kGy) cabe (g) pertumbuhan (%) 1 Tampa perlakuan 8,2 - (kontrol) Dengan 2 penambahan 15,8 92,5 khitosan Hasilnya menunjukkan bahwa dengan penambahan khitosan pada airsiraman tanaman meningkatkan persentasi derajat pertumbuhan tanaman cabe sampai dengan 92,5 %. Hal ini dikarenakan dengan penambahan khitosan pada air siraman akan meningkatkan jumlah akar pada tanaman. Dengan jumlah akar yang banyak dan sehat, tanaman akan besar dan tumbuh lebih baik dibandingkan dengan jumlah akar yang sedikit. Pengaruh penambahan khitosan pada air penyiraman terhadap banyaknya akar tanaman cabe ditunjukkan pada Gambar 1. 6
- 7. Tampa penambahan khitosan (kontrol) Penambahan khitosan 50 ppm pada air siraman tanaman Gambar 1. Pengaruh penambahan khitosan dengan banyaknya akar pada tanaman cabe Hasil panen cabe Penambahan khitosan pada air siraman tanaman cabe peningkatan hasil panen rata-rata 45 % untuk setiap pohon dan panen pertama lebih cepat rata-rata 20 hari untuk setiap pohon 7
- 8. dibandingkan dengan tampa penambahan khitosan. Hasil panen pertama padatanaman cabe ditunjukkan pada Gambar 2 di bawah ini. Tampa Khitosan Dengan penambahan khitosan Dengan penambahan khitosan 8
- 9. Tampa Khitosan Gambar 2. Pengaruh penambahan khitosan terhadap buah cabe yang dihasilkan 4. Kesimpulan Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa dosis iradiasi menurunkan massa molekul relative khitosan dan meningkatkan kelarutan khitosan. Pada dosis iradiasi 100 kGy didapatkan massa molekul khitosan 5,88 102 Dalton dan kelarutannya pada 1 % asam asetat 0,146 g/mL. Hasil pengujian khitosan iradiasi sebagai bahan penginduksi pertumbuhan pada tanaman cabe, memperlihatkan bahwa penyiraman tanaman dengan air yang mengandung 50 ppm khitosan setiap 2 hari sekali menunjukkan peningkatkan tinggi tanaman sebesar 78,2 % dengan derajat peningkatan pertumbuhan 92,5 % pada umur 3 bulan. Panen pertama lebih cepat 20 hari dan produktivitas panen keseluruhan meningkat rata-rata pertanaman 45 % 5. Daftar Pustaka 9
- 10. Goosen, M.F.A. (1997). Application of Chitin and Chitosan, Technomic Publishing Company, Inc, Lancaster, Pennsylvania, USA. Sabharwal S. (2000). Radiation effect on polymers, Risalah Proceeding Meeting Radiation Processing of Polysacchararides, Vietnam Atomic Energy Commission, Vietnam. Kurita, K., Koyama,Y., Taniguchi, A., (1986). Studies on chitin IX, Journal of Applied Polymer Science. , 31, 1169 1176. Ulanski., Rosiak,J, (1992). Preliminary studies on Radiation Induced Change in Chitosan, Radiat. Phys. Chem, Vol 39, No 1, Pergamon Press, Great Britain. Hong, K.N.O ., Mayers, S.P., Lee, K.S., (1989). Isolation and characterization of chitin from crow fish shell waste, Journal of Agricultural and Food Chemistry., 37, (3) , 575 579. 10